大空分装置压力管道配管总结与评述

徐英达 洪钟楼(东华工程科技股份有限公司,安徽 合肥q230024)

1 大空分装置压力管道概论

空分装置的系统复杂性不容忽视，单纯地从构成方面来说，包括以下子系统：动力系统、净化系统、热交换系统、精馏系统、产品输送系统、液态存储系统等等。随着技术的发展，现代空分装置尤其是大型空分装置，在控制和管理上已经实现了自动化、智能化、数字化，可以利用计算机技术实现集散控制。

在空分装置向大型化发展的过程中，压力管道是影响整个系统的重要组成部分，是连接各个子系统的工程，牵一发而动全身；也可以说，压力管道是空分装置能否满足最终需要、能否实现安全运营的需求、能否得到质量保障的产品的必要条件。

压力管道的组成部件较多，支撑类型复杂，在构建过程中要遵循大量的国内国际标准，例如阀门、精馏塔、换热器、过冷器等，同时不同的材料和元部件之间也具有不同的特点和技术要求。以空分冷箱为例，由于管道长径比较大、导致设备自身不稳定性，管道内部的液体流动会造成压力不均匀变动，形成缓冲的性能较差，对周围的环境变化敏感等特征。

空分装置对压力的应用十分普遍，这也造成了管道荷载复杂的局面，同时空分装置的介质也存在一定的危险性，如果不注意就会发生泄露、爆裂的危险。总体而言，空分装置中压力管道责任重担，在管道配管中需要科学、合理地进行，维护设备的正常运转能力。

2 大空分装置压力管道配管布置

大空分装置的出现，需要大量、复杂的管道配管设置，综合而言，主要涉及以下三个方面。

2.1 大空分装置设备布置

第一，满足装置设备布置的安全性。空分装置中压力管道所容纳的介质特点，具有易燃、易爆的特点，一旦泄露也容易造成中毒、窒息等安全事故，严重地会发生设备爆炸，造成人身和财产的损害。因此，在进行设备布置的过程中，要遵循一定的科学原理。

例如，按照流程顺序紧密布置，减少挥发性气体的泄露和影响。将空分装置中液氮储槽、液氧储槽等布局在同一个范围，使用大型通风吹扫设备减少聚集，等等。其原则就是对相同或相类似的物料统一管理。

第二，满足不同生产环境的工艺设计要求。空分装置在现代工业、制造业等体系中的广泛应用，需要根据所处的生产环境进行布局，即空分装置的设计、生产到安装，都是围绕着产品的生产工艺流程进行的。在限定的环境中，满足产品生产流程和仪表读数，并对作业环境、电力设施等进行必要的改造。

第三，满足经济合理性要求。大空分装置的利用必然需要前期的投资增加，根据我国当前经济发展对可持续性的需求，以及我国保护生态平衡的观念，应该遵照相关法律减少能耗，在符合国家标准、规范的前提展开，提高设备的经济合理性要求。从市场角度考虑，主要涉及的是价格因素，包括原材料价格、安装价格、人工价格等等。

2.2 大空分装置管道布置

首先，应该做好压力管道配管前期的工作，要求安装工作人员熟悉设计标准、规范和规定，并在土建相关专业人员的协助下进行设备布置。空分装置管道布置中，必须对界区节点条件有所了解，这关系到管道编号、输送介质、压力设计等内容，对相应的材料选择也具有指导作用。

其次，应该做好压力管道配置的统筹规划。所谓统筹规划，是指既要满足工艺需求，也有做到经济性、合理性和有效性，在整个厂区内的大空分装置布局合理、美观，对其他作业内容的影响降至最低。例如，针对仪表流程图与管道布置的结合，要尽量减少中间环节；在管道连接（尤其是户外）中，不能占用厂区道路，影响建筑或其他设备，避免产生交叉等。虽然空分装置在管道布局上并不要求完全的独立性，但其内部介质的特点还应该引起关注，尤其对一些特殊要求的单体设备。

2.3 大空分冷箱内管道配置

冷箱是重要的低温换热设备，内部管道配置要求具有较高的连续性，不断提升或不断降低温度。在针对应力分析中，管道要加波纹节和管架，以满足管道自身的柔性需要；需要严格禁止的是，冷箱内的管道不能与油脂接触，尤其是氧气管道或者高压管道，防止由静电引发的爆炸。

3 结语

空分装置“大型化”有两个方向，其一为单体的大型化，其二为整个空分系统的大型化。单体设备的大型化在空分装置中的应用较为简单，相对应地功能也受到了一些限制。而空分装置体系的大型化，将会成为未来工业领域应用的重点，同时压力管道配管工作也会独立成为一门技术知识。

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