化工装置塔管道的布置及设计

白彦伟，郭运凯

（山东华鲁恒升化工股份有限公司，山东德州 253000）

目前人们对于一系列化工产品有着非常高的需求，而相关化工行业在这样的背景之下也需要将自身传统的技术以及设备进行升级以及优化，通过这样的方式来有效提高化工产品的产量和质量，从而满足人们的需求。其中装置塔就是一种非常重要的设备，其能发挥石油产品蒸馏、解析以及吸收等效果，因此该设备的运行质量以及效率将会影响了整体企业的生产效率以及生产质量。在装置塔中其对应管道的设计以及布置则会影响设备的运行，因此如何合理进行管道的设计和布置就成了人们关注和重视的一个重要内容。本文主要对当前石油化工装置塔的管道布置以及设计进行分析和探讨。

1 装置塔的布置

在化工生产中存在多种类型的塔，此类塔根据其自身的作用以及功能不同因此会存在相应不同的结构，而在不同的功能以及结构的塔下想要合理有效地进行管道的布置就需要采用不同的方法，以此来确保每个塔都能够发挥自身良好的作用。在塔进行管道布置以及设计的过程中，应当提前对其对应的要求进行分析和规划，以此来有效确保能够满足工艺要求、构件要求以及检修要求。

1.1 装置塔的布置方式

想要有效地提高管道布置的合理性以及科学性，首先需要完成的一个重要内容就是对管道的设计和布局，通常都会采用单排布置法，若是塔的管廊一侧有着两个或以上的塔，此时就需要根据其数量来选择对应的中心对齐的设计方法，通过该方法能够有效地对管道进行布置以及设计，从而确保设计的合理性和科学性。其次针对一些本体较高但直径较小的塔来说，工作人员就需要采用三角形布置或者双排布置的方式来完成对应的设计以及布局，一般来说利用该方法来进行塔的设计主要是能够有效地将各个塔之间进行连接，并且也能够利用对应的平台来将其进行构建，那么塔的热稳定性也就能够得到有效提升[1]。而对于一些直径较大的塔来说，相关人员在进行布置时应当在塔构架内或者塔构架的一侧来进行布置，后续还需要为其辅以对应的构架设计，通过这样的方式来有效提升装置塔自身的稳定性，同时相关人员也可以在其周边设计一些平台和梯子，以此来方便后续工作人员对其进行其他相关操作和处理。

1.2 对安装、操作以及检修的要求

为了后续保证布置以及建设平台的便捷性和质量，工作人员可以在结合塔布置的情况之下来开展一系列对应的工艺流程，在结合具体的工艺流程之后可以将两个相邻的塔保持在同一高度。装置塔中可能会存在对应热胀冷缩的情况，为了能够避免此类情况，相关人员应当在塔之间留有一定的缝隙，以此来有效避免热胀冷缩所带来的影响和问题。在使用铰接来对近框架进行布置时，应当在框架以及塔表面两者之间设立对应的联系通道，联系通道的主要作用就是能够避免塔热涨或者基础沉降等问题，通过对此类问题的避免能够有效地防止后续产生其他相关的问题以及影响，从而提高了塔的工作效率。后续需要留出一定空间用于安装立式再沸器。同时也需要在塔的周边地区留出一定的空地，空地的目的就是为了能够给吊装机的安装留有足够的空间，也可以利用该空地来完成装卸管道以及其他附件的操作。

2 塔管口方位的确定

在开展塔管口管道布置以及设计之前，首先需要完成对应的准备工作，一般来说在开展设计之前需要先对塔管口的方位进行确定，而为了能够达到这样的效果就需要将塔周分成对应两个不同的区域，分别为操作区和配管区[2]。其中操作区主要是为了能够方便后续工作人员来对其进行操作以及检修而设置的一条特殊通道，其主要的组成是由对应的操作平台、梯子以及仪表等组成。而配管区则是将塔管与泵、冷环装置以及管道走廊等进行连接的布置区域。一般来说，配管区的方位会更加偏向于管廊布置的方向，而操作区则是会朝着配管区的反方向来进行布置。

回流管口是塔管中一个较为重要的内容，其管口的设计方向以及具体的设计内容都会与其具体的塔内件型式存在关联，因此在设计其对应的回流口时应当将其设置于距离降液管最远的地方，并且同时还需要将回流液流入对应的受液槽之中，以此来确保回流液的正常回流以及工作。其次对于单溢流塔板的回流口设计也需要按照对应的要求以及规范来进行设计和布局，一般来说该部分的回流口设计则是需要垂直于降液管来进行布置，而与其对应的双溢流塔板的回流口设计则是应当将其平行于降液管来进行布置和设计，而三溢流塔板的回流口设计则是应当与双溢流塔板相同。而对应进料管口的设计则是应当与对应的回流管口相似，在实际进行设计以及布局的过程中应当尽量远离降液管。

针对重沸器返回方位的确定环节，一般来说，重沸器返回口的设计以及布置会与塔的塔板形式有着非常密切的连接和联系，因此在设计其对应的重沸器时应当按照不同的塔板来进行设计和分析。单溢流塔板的重沸器其对应的返回口应当设计在塔中心的线上，并且同时还应当将其方位设计的与受液槽平行。若是存在两个重沸器的返回口，那么也应当将其两个开口都与受液槽平行，以此来形成良好的设计效果，同时还需要确保两个开口都形成相对的方向。针对双溢流塔板来说，其对应的设计以及布置应当与单溢流塔板的管口布置方式一致。针对三溢流塔板来说，其重沸器的返回口则应当设立在受液槽之间，并且同时也应当保证其能够与受液槽保持平行。四溢流塔板的管口布置则应当与三溢流相同，但是若是其中存在两个重沸器的返回口时，应当将第二个返回口与第一个对称进行设计和布局，以此来确保返回口的合理设计以及布置。

3 装置塔管道的设计

3.1 塔顶管道的设计

在装置塔的管道设计过程中，根据其不同的部分也需要采用不同的方法来进行设计，首先介绍的就是塔顶管道的设计。在装置塔中的塔顶管理也分为不同的内容，其中包括了塔顶抽气管道、放空管道以及对应的安全阀进出口管道[3]。针对不同的内容同样也需要采用不同的方法来进行管道的设计和布置。首先就是塔顶馏出线，塔顶馏出线是位于塔顶至换热和冷凝、冷却设备之间的一条重要管道，因此该管道的设计将会从很大程度上直接影响和决定装置塔的冷却效果。在该管道之中基本上都是覆盖了大量的气相介质，因此在进行实际的设计以及布置过程中相关人员应当尽量保证管道的直径能够变大，同时还需要将管道的长度尽可能缩短和减小，之后还需要按照“步步低”的方式来对其进行布置，以此来确保管道在布置完成之后能够具备一定的柔性，后续也需要防止出现袋形管。与此同时，相关人员在进行管道的布置过程中还需要对其上部设置一系列对应的承重支架，承重支架的主要目的和作用就是为了能够确保管道的正常运行，同时设置一些导向架，通过这样的方式能够防止管口出现压力过大的情况，若是压力过大就会导致管道出现脱落等一系列情况。放空管道以及对应的安全阀出口管道会具备直线排放以及密闭排放两种不同的形式，针对放空管道来说，应当将其安装在对应塔顶汽相管线的最高处。

3.2 塔体侧面管道设计

对于塔体侧面管道的设计，在塔体侧面的管道设计过程中其包含了一系列其他的管道，其中包含了回流管道、进料管道、重沸器入口管道以及返回管道等，因此在设计的过程中相对来说会较为烦琐，相关人员需要仔细耐心地对其进行设计，从而确保设计的合理性和科学性[4]。此类管道的阀门一般来说都是直接与塔体的管口连接，因此在设计的过程中不仅需要确保连接的稳定性以及合理性，同时还需要保证管道的柔韧性，从而确保管道的质量。

首先是针对回流管道以及液体进料管道的设计，在这两个管道的设计过程中相关人员应当考虑到此类管道之中通常会存在液体流动的情况，因此此类管道的温度应当低于塔内的温度，所以在设计时应当结合管道沿塔壁来进行垂直铺设，同时铺设的路线相对来说也比较长，在这样的一个过程中同时也应当关注由温度所带来的作用应力。在这样的情况之下就可以将底部的管道设计成为L型，以此来避免产生的位移情况。在进行塔上部进料管的设计过程中，相关人员也需要考虑到热胀冷缩的问题，因此需要将阀门直接与管口进行连接，尽量设置到水平的管道，通过这样的方式就能够有效地防止在阀门关闭的过程中出现积液的情况。液体进料管布置的过程中若是发现其中存在零件的情况，那么还需要为其预留出一定的安全距离，以此来保证工作的正常运行。

4 结束语

在当前化工行业之中，其存在了大量的装置，其中装置塔占据了较为重要的地位以及作用，而装置塔中对应管道的设计以及布置会影响到其工作的效率以及质量，因此相关人员应当根据其不同的部位来选择对应的布置方法，以此来有效提高装置塔的运行效率和质量。