石油化工装置工艺管道设计的合理性

[摘 要]石油化工装置工艺管道设计是一项非常复杂的工程设计.设计人员在工艺管道的设计中,应该将生产要求、工艺设计等进行仔细具体的分析,将工艺管道设计的理论知识与自己的实践经验相结合,保证石油化工装置工艺设计的科学性和合理性.并将自己的设计水平进行提高与完善.

[关 键 词]石油化工装置；管道设计；工艺；合理性

中图分类号：TE973；TQ055.81文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）33-0278-01

1石油化工装置的管道设计工艺路线存在的问题

在石油化工装置工艺管道设计的过程中要充分考虑成本的解决.安装时的实用性和适用性,但是一定要牢牢把握“安全第一”这一原则.在工艺路线设计过程中,要选用危险性比较小的物质材料.在工艺路线设计过程中,首要的就是考虑材料的选择问题,合理的原材料不仅能够增加管道的安全性,同时也能在一定程度上减缓由于各种现实因素而对管道设计提出的苛刻要求.应利用专业知识来提高工艺设计的实用性,在工艺设计安装流程中尽量把复杂问题简单化.

（1）在选择管道的材料时,要充分考虑到材料的物理特性,同时也要根据管道的实际工作采取进行相应的安全防护措施,从材料人手保证管道的安全.（2）在管道设计过程中一定不能忽视警报装置的作用,做到早发现、早维护,避免事故进一步地扩大.（3）在设计过程中一定要考虑到一些意想不到的突发事件,应在生产装置上设计能够自动连锁紧急停车的装置,避免造成更大的损失.（4）我们要利用国外的相关先进技术,结合我国石油化工的一些实际情况,设计出适合我国实用的石油化工工艺管道.

2石油化工装置工艺管道材料与等级分界的合理性设计

在化工管道设计过程中,一定要注意高压系统和低压系统两者之间进行边接的过程.此外,在化工管道设计过程中特别注意P&DI中将已划分过的界限标明,其具体的安装方式主要有三种情况：压力等级相同,但材质不相同.

注意事项：法兰及垫片可采用低材质,螺栓及阀门要采用高材质,如图1.

材质相同,但压力等级不同,和图1的情况恰好相反.

注意事项：法兰、垫片、螺栓、阀门必须全部采用高压材质,如图2.

二者的压力等级和材质二者各不相同.

注意事项：法兰及垫片要采用材质为a的高压等级,螺栓及阀门要采用材质为b的高压等级如图3.

3泵的管线设计

3.1泵入口偏心异径管的使用

合理设计泵吸入管道主要为保障泵工作的顺利运行.当泵入口管系统的管径发生变化时,泵入口变径管的安装应使气体不在变径处集聚,避免因安装不当而产生汽蚀.泵的水平入口管变径应选用偏心异径管,在安装偏心异径管时,在安装过程中,一般采用顶平安装,这样的安装方法可以省去低点排液.

3.2泵入口直管段的设置

当液体进入泵嘴时,如有偏流、旋涡流时会破坏液体在叶轮内的流动平衡,改变泵的扬程,同时也会出现气阻,从而使泵性能变差,寿命缩短.在管道设计中通过在泵入口前增加直管段来减小对泵的影响.对于不同形式的泵对于吸入口前直管要求也有些不同.对于侧向吸入的泵来说,吸入口前直管段长度大于三倍管径的直管段.对于双吸离心泵,为了避免双向吸入引起水平离心泵的汽蚀,双吸入口要对称布置.当吸入口管道与泵轴平行时,泵吸入口前应设置管径七倍大的直管段；当吸入口管线与泵轴垂直时,弯头、大小头及阀门可以视作直管段.

3.3管道柔性

泵属于回转机械,当管嘴受到管道的推力作用时,转轴的定位就会发生偏移的现象,所以在设计管道时,应该将泵嘴的受力作用进行严格的控制,保证泵嘴的作用力在允许的范围之内.在管道设计中可通过如下方法以减少管道作用在泵管嘴的应力和力矩：

（1）对管道走向进行合理的布置以增加管道柔性；（2）除承重的支吊架之外合理设置导向支架和止推.管道最短、压力损失最小的为理想形态,但是在热介质的管道中,热应力分析有问题.增加弯头和改变管线走向,增加了管线柔性,同时管道压损和投资都会增加.为了保证重要泵及高温泵的正常运行、管道布置的合理性及降低成本,根据管道走向和操作条件进行应力分析优化管道走向、设置合适支架十分必要.

4管架设计

管架设计在很大程度上会影响管道的设计,如果不能提出合理的管架设计,就会为管道今后的工作埋下隐患,不仅会耽误管道的正常工作,甚至会出现安全事故.因此,要注意管道与支架的一些相关因素和沿塔敷设的管线.

4.1减少管道与支架的相对位移

比如：在蒸汽管道中,主管常接有排水小管,如图4：

在此图中,A点做支于地面的支架,小管支在A点处,由于小管的刚性较大,就可能阻碍弹簧向下移动,在动转过程中,就会严重的损坏机器,所以这样的设计对整体装置来说有很大的影响和破坏性.正确的做法如图5：此设计取消地面上的支架改在从主管上生根,这样就减小了小管与支架间相对位移.

5对石油化工装置的管道设计上的缺陷防范

第一,管道设计过程中对于整个设计时间来说,管道设计的时间相对较短,所以我们在设计过程中对人员的配备和整个设计过程中要控制好时间,合理安排时间.因此,在设计过程中要做好员工的思想工作,一个具有较高合作性的团队往往能够提出更为安全及合理的设计理念.第二,可以说相关设计人员自身的专业水平将很大程度上决定管道设计是否安全、是否合理、是否便于今后的维修和维护.因此,提高相关设计人员的专业水平也是值得我们深思的问题.在实际的过程中正是由于一些设计人员没有积极去思考,在设计过程中不严谨,才导致事故发生.所以要加强员工培训,积极去学习先进的设计方法并采用最新的技术手段.

6结束语

石油化工装置工艺管道设计过程中要注意设计的安全性和合理性,提高管道的实用性和适用性,便于今后的维修和维护,在设计过程中应熟练掌握行业的现行标准规定,设计人员也要提高自身的能力和学习相关的专业知识,才能满足新时期对管道设计的新要求.