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化工工艺管道设计赵明权

发表时间：2020/9/8 来源：《基层建设》2020年第14期作者：赵明权

[导读] 摘要：如今社会经济水平快速提升，各行各业针对能源进行开发和利用的技术手段也日益成熟，我国石油化工产业以及各相关工业领域规模明显扩大，令我国也一跃进入石油工业大国的行列当中，与之共生的就是化工装置水平和日益扩张的规模之间的矛盾性。

        黑龙江省龙油石油化工股份有限公司黑龙江大庆 163000
        摘要：如今社会经济水平快速提升，各行各业针对能源进行开发和利用的技术手段也日益成熟，我国石油化工产业以及各相关工业领域规模明显扩大，令我国也一跃进入石油工业大国的行列当中，与之共生的就是化工装置水平和日益扩张的规模之间的矛盾性。是否能够科学合理地设计石油化工装置管道，将会直接决定其是否能够正常运转，因此，对其进行设计的相关研究必须要高度重视，并保证其设计的精密性，避免管道性能和安全性受到影响。本文将结合石油化工产业的工艺管道设计展开探究，旨在为相关行业的从业人员的工作提供一定的理论参考。
        关键词：施工化工工艺；管道工程；合理设计
        对于常规性的石化企业来说，其管道一般需要运输大量的易燃易爆且极易挥发的流动性物质，危险性较为强烈，一旦不能科学合理地进行管道设计工作，势必会带来严重的安全事故或者是生产风险事件，对企业的生产和工作人员的人身安全造成严重的威胁。因此，作为相关行业的从业人员，需要更加重视并在工作中加强工艺管道设计的合理性和科学性，立足于合格的材料、合理的设计、科学的阀门布设等角度，设计较为安全且合理的工艺管道系统，满足生产需求。
        一、化工工艺管道科学设计的重要性
        我国石油化工产业以及各相关工业领域规模明显扩大，但是，相对来说我国石油资源不是十分丰富，因此，为了能够令现有的石油资源能够得以有效、充分地利用，石油化工工艺管道设计工作是非常关键性的环节。石油化工工程当中，从事管道设计工作的人员需要参考传统管道设计经验，提升化工工艺管道的设计合理性以及科学性。因为石油构成成分相对复杂，因此也在较大程度上给化工工艺管道设计工作增加了难度，令管道设计质量受到不良影响。
        化工工艺管道的设计人员进行设计工作中需要令管道具备较强的密封性，防止管道发生渗漏问题，危及生产人员的生命安全。借助科学合理的化工工艺管道设计，可以在较大程度上实现良好的管道安装。从安装人员的角度来说，安装工作进行的过程中需要严格遵守化工工艺管道的设计方案，并且要有专业的管理人员在现场予以严格监管和检查，有效确保管道设计方案的有效性。
        二、化工工艺管道设计
        石油化工工艺管道在化工生产当中是非常关键性的设施，工艺管道和各个生产设备直接相连，各项生产活动的作业流程都要通过管道以及这些设备来完成，其设计的科学合理性会和化工生产状态直接相关，因此，保证完善的管道工艺设计工作，能够从根本上提升管道实际应用的安全稳定性。具体来说，化工工艺管道的合理性设计可以从以下几点入手进行探究。
        （一）管道安全的合理性设计
        在设计的过程中，首先应该有限考虑到工艺管道设计中是否具备较为理想的安全性，把安全问题放置于首要的设计原则上。在设计中需要充分考虑并择取适当的管道材质，最好是具备较强耐腐蚀性以及高性能材料；还需要在管道系统当中适当配备警报装置，一旦某个区域或者某条管线发生异常之后立刻警示提醒，令工作人员尽快参与到纠正的工作中，防止事故恶化或者是扩大，强化管道维护以及保养中的高度针对性；设置良好的联动闭锁装置，一旦某个区域出现泄露事故之后，通过特定闭锁装置即可在短时间内实现对事故范围的隔离，尽可能控制事故造成的负面影响。
        （二）材料和等级分界合理性设计
        在化工系统当中，参考管道内部的受压差异，可以将其分成高压以及低压两个不同的系统，二者之间通常会有较大温差和压力差存在，需要明确二者界限，并形成清晰分界线以及极限点。具体来说可以分成下述三点：其一，在压力相同、材质不同的情况下，择取螺栓和阀门的时候要尽量择取高材质，择取垫片和法兰的时候则可以结合实际情况应用低材质；其二，在材质相同、压力不同的情况下，考虑到安全因素，阀门、垫片、螺栓以及法兰都必须要择取高压材质，严格禁止低压材质；其三，压力和材质都不同的情况下，阀门与螺栓需要采取高压侧高材质材料，法兰和垫片则择取低压侧低材质材料即可。

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        （三）塔和容器管线合理性设计
        化工企业中管道一般是联通各个设施的重要形式之一，和各种塔与容器之间都有非常密切的联系，因此需要参考工艺流程实际需求以及化工设备具体需求制定管线设计方案。通常来说，容器管线、塔管线的设计工作分成分馏塔以及回流罐管线设计、分馏塔和汽提塔管线设计两个方面：其一，分馏塔以及回流罐管线设计，在该区域当中，管线设计关键点是调节阀位置，通常在化工系统当中分馏塔借助热旁路掌控塔顶压力，因此需要考虑热旁路过短问题，选择适当的调节阀的设置点；其二，分馏塔和汽提塔管线设计，在该区域当中，管线调节阀是通过调节阀组出现的，一般安装于汽提塔附近，借助调节阀组控制，可以有效控制系统液柱，在较大程度上满足管线中流体物质运输要求。
        （四）泵管线合理性设计
        泵入口管线设计工作一般在管线设计中是非常关键的环节，一旦设计不当，很可能会造成入口管道附近存在气体集聚问题，埋下严重的安全风险隐患。因此，在设计中必须要重视泵管线的科学设计。具体而言，需要先择取可调节的入口支架，参考实际情况，调整入口高度和角度；之后安装入口关和阀门，在泵侧前方即可；设计中还需要考虑管道中有可能会发生的气阻问题，借助顶平安装法来排除气阻问题即可；充分考虑管材柔韧度，令其能够满足较大的管道弯曲角度需求。另外，在部分情况下还需要考虑到泵嘴受力是否在安全运转范围中，否的话，则需要予以适当的力学补偿。
        （五）管架合理性设计
        管架一般是管道支撑和固定的系统，对于管道安装工作来说是基础性的内容，假如管架设计存在不合理的问题，就势必会造成管道经常承载外部应力，提升阀门和接口区域的受力情况，可能会影响到管道的安全稳定性。因此，需要更加深入地重视设计管架的相关工作。详细来说，需要依照下述原则展开：
        其一，降低管道和管架之间存在的相对位移，设计管架的时候，需要尽可能降低管道和支架之间存在的相对位移作用，防止支架可能对管道产生移动损伤。设计中需要先将负荷相对偏小的部分支架从固定区域转到主管上，满足基本的支撑要求之后，降低小管和支架之间相对位移，防止管道损伤。
        其二，沿塔进行管线支架敷设设计，需要沿塔进行敷设的管线，设置承重支架的情况下一般仅仅会设置一个，不过，参考实际情况可以将支架顶距塔顶封头焊缝线适当调整到150毫米左右，假如需配备第二承重支架的情况下，还需要设置弹簧吊架，同时相距一定距离要设置导向支架。这样就可以较好地满足管线支撑需求，保证管道得以正常运转。
        结语
        综上所述，石油化工行业中工艺管道的设计工程属于较为复杂且庞大的项目工程设计流程，对于常规性的石化企业来说，其管道不能科学合理地进行管道设计工作，势必会带来严重的安全事故或者是生产风险事件，对企业的生产和工作人员的人身安全造成严重的威胁。因此，从事管道设计工作的人员在实际操作中除了要求拥有一定的创新精神和先进意识，同时还需要其具备专业化的相关知识，能够在设计管道的过程中充分参考实际情况对不同的环节予以合理设计，在最大程度上确保管道安全性，实现化工设备的正常运转。
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