石油化工装置工艺管道设计要点讨论

凌伟烨

摘 要：要想满足现阶段石油行业的发展需求，就需要不断加强石油装置工艺管道设计，基于此，本文讨论了石油化工装置工艺管道设计的要点。

关键词：石油化工；工艺管道；装置设计

前言：石油化工规模的扩大对化工装置工艺管道的设计要求进一步提升，就石油化工装置设计而言，管道设计的安全性以以及布局是当前面对的一大难题。

一、石油化工装置工艺管道设计的现状

石油化工企业工艺管道设计是石油行业发展的基础内容，只有保证其合理性才能避免工作中出现一些安全问题。工艺管道设计中，合理有效的工艺流程不仅能能够保证良好的工作质量，还能有效降低成本。但是，目前一些石油企业在实际工作中，为了降低成本，不对工艺流程进行设计，照搬同行业的工艺流程，严重影响了工艺管道质量，导致在工作中容易出现一些安全问题。例如： 某些石油化工企业对一些有害物质不进行处理就排放，不仅增加了企业的生产风险，还不符合国家的相关规定；某些石油化工企业在管道安装过程中，对管道的数量不进行限制，导致管道过于密集，一旦出现问题，就会形成连锁反应，造成严重的损失。

二、石油化工装置工艺管道的具体设计

2.1泵的管线设计

2.1.1泵入口偏心异径管

我们对吸入管道进行科学的设计之目的主要是保障泵顺利的工作。当泵的入口管径发生变化后，其入口管径的安装应该保障气体不在附近聚集，以免出现因安装不当导致出现汽蚀现象。使用偏心异径管在泵的水平入口管变径，对其进行安装的时候，一般使用的安装方法是平顶安装，同时应该把排液阀安装进入。

2.1.2泵入口直管段设置

当泵嘴中进入液体的时候，要是出现漩涡或者偏流等都会对液体叶轮机内的平衡流动造成破坏，让其扬程改变，同时还会出现气阻情况，让泵的性能更差，缩短使用时间。在设计管道的时候应该把直管添加进泵的入口，尽可能降低对泵的影响。如果泵的形式不一，其需要的直管也有不同的要求。对侧向吸入的泵而言，需要的直管段长度应该是管径的三倍。针对双离心式的泵，为了防止泵吸入前导致离心泵出现汽蚀，应该对称布置双吸口。当泵轴和吸入管的管道平行，应该设置的直管段长是管径的七倍；当吸入口管线垂直于泵轴的时候，我们应该把弯头等看做直管。

2.2塔的管线设计

2.2.1分馏塔及汽提塔间的管线

在对塔、容器的管线进行设计的时候，我们应该和工艺原理、介质相态的特殊性结合在一起，对其的布置、设计进行合理化。对布置进行设计的时候，要重点注意分馏塔、汽提塔、回流罐的管线布置。一般而言，分馏塔和汽提塔之间要设置一定的阀门组，同时要在汽提塔的附近设置调节阀门组，保障调节阀门组附近有一定的液柱，同时其高度有相关规定。

2.2.2热旁路的设置

当依托热旁路控制分馏塔的塔顶压力的时候，热旁路应该尽可能短且具有保温效果，以保障不出现积液，同时还应该把调节阀设置在回流罐的上部，但是回流罐应该高于冷却器。

2.3冷换设备的管线设计

2.3.1设备检修及操作空间

不管管壳式换热是否使成排的布置，还是单个的布置，不妨碍管箱端抽出管束的空间是管道布置的要点，同时还不应该对管箱和壳程头盖法兰侧面的拆卸空间造成影响。布置的换热器应该便于维修和操作，同时还不应该对操作和检修通道造成妨碍。如果一个管道带有阀门和调节阀，应该在靠近换热器的操作通道平行设置调节阀。把温度器设置在换热器周围管道上，应该靠近通道的位置设置阀门等管件，在此位置上设置比较便于操作和观察，同时和法兰、筒体等设置足够的距离。

2.3.2管道热应力

我们在管箱端的固定点设置换热器，应该全面考虑连接封头端管嘴的管道因受热发涨而导致的位移。冷换设备的管线不应该承受过大的热涨力。如果管道的温度较高，应该有足够的热补偿力补偿管线形状，通过固定支架以及合适的导向支架的设置，不能在管嘴上放置反作用力。

2.4管架的设计

在实际工艺管道设计过程中，管架设计对于管道设计具有一定的影响。如果管架设计不具备一定的合理性，就会为后续工作的开展造成一定阻力，不仅严重影响施工进度，还容易出现安全隐患，所以，在实际的设计时，应该有效减少管道以及支架之间的位移。

2.5高低压之间的连接

高压系统以及低压系统之间的连接在整个工作中具有重要意义，，相关工作人员在设计时，应该加强两者之间的衔接，工作人员应该明确 P&ID之间的界限，通常来说所采用的安装方式主要有以下三种。

（1）两者之间压力一样但是材料不同。这种安装方式在工作中所要注意的问题有： 所采用的法兰以及垫片可以依据实际情况采用低材质，螺栓以及阀门应该采用高材质。

（2）材质相同，但是压力存在差异。这种安装方式工作中需要注意的事项有： 法兰、垫片、螺栓以及阀门都应该采用高材质。

（3）压力以及材质都存在差异。此种设计的注意事项： 法兰以及垫片应该采用a的高压等级，螺栓以及阀门应该采用b的高压等级。

三、石油化工装置工艺管道设计的重点内容

3.1管道材料的合理选择

石油化工工作中高压系统以及低压系统是相关工作的重要构成部分，工作时，两者之间也具有较大的差异性。所以，在材料选择过程中，相关工作人员应该依据温度的高压系统以及低压系统连接的实际情况选择合适的施工材料，不仅要符合一定的流体性质，还要具有良好的抗压力性能。

3.2工艺管道设计部门构建

工艺管道设计所需要的时间较短，工作人员基数大，各个工作人员只有进行合作才能保证良好的工作效率以及工作质量。工艺管道设计中，只有积极构建工艺管道设计机构，才能保证相关工作的有序开展，减少工作中出现的误差，保证良好的工作质量。

3.3加强装置布置的合理性

石油化工装置布置的合理性，石油化工工艺管道设计合理性的根本保证。在实际布置工作中，工作人员应该依据国家相关规定，对于工艺管道的空间进行分配，保证管道距离的安全性。

3.4工艺流程的合理确定

实际工作中，工艺流程的确定具有重要意义，所以，工作人员在工作过程中，应该对工艺流程进行确定。首先，应该积极加强石油化工企业思想的转变，重视石油化工工作中工艺流程的设计，相关工作人员明确工艺流程设计的重要性，依据企业的实际状况对相关的施工成本以及相关设备的维修费用进行控制，保证工艺流程的合理性；其次，相关工作人员还应该加强先进技术的应用，保证工作具有良好的环保性；最后，还应该满足国家的相关规定，积极采取有效的消防措施，加强企业废品的处理，只有这样才能有效推动石油化工企业的发展。

3.5加强管道设计的创新

就现阶段而言，相关的石油化工装置工艺管道设计工作人员都是依据以往的设计经验设计，或者直接照搬其企业的设计，不能用有效进行创新，正是由于这种现象，导致石油化工装置工艺管道设计不具备良好的稳定性，同时，还存在一定的安全隐患。所以，相关工作人员在设计过程中，首先应该积极对施工现场进行勘察，坚持实事求是的原则，积极地对相关数据进行分析，才能有效提高设计的创新性；相关设计工作人员还应该积极进行学习，加强对一些成功案例分析，及时进行总结，才能提高设计的质量，保证设计的规范化。

结语：

石油化工装置工艺管道设计作为一项非常复杂的工程设计，设计人员在对工艺管道进行设计的时候，要有效结合自己的实际经验和工艺管道设计的理论。

参考文献：

[1]赵子明.石油化工装置工艺管道设计探讨[J].商品与质量，2015（37）：112.

[2]马峻.结合实例分析石油化工装置工艺管道设计的合理性[J].中国石油和化工标准与质量，2013，（05）.