段子琴(中机国能炼化工程有限公司， 天津 300350)

石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计的分析

段子琴(中机国能炼化工程有限公司， 天津 300350)

近年来，随着石油化工产业建设进程的不断加快，对石油化工工艺装置的设计要求越来越高。本文根据以往蒸汽管道配管设计经验，总结了蒸汽管道的一般处理方式，并从管廊上的蒸汽管道设置、蒸汽管道的排液设计、蒸汽支管的布置、蒸汽凝液管道的布置四个方面，论述了石油化工工艺装置中蒸汽管道配管具体设计方式。

石油化工工艺装置；蒸汽管道；配管设计

在石油化工工艺装置中，蒸汽管道具有高温和汽液相流等特点。因此，在蒸汽管道设计过程中，不但要考虑整体经济性和美观程度，还要满足蒸汽管道的应力要求和蒸汽管架的设计要求。在石油化工工业中，将工艺装置和蒸汽管道配管工作做好具有十分重要的意义，蒸汽管道的安全性和经济性，对石油化工的效益起着重要的促进作用。

1 蒸汽管道的一般处理

在蒸汽管道设计之前，首先要根据实际情况确定最合适的管道条件。一般来说，蒸汽管路的设计不需要使用套筒补偿器，该补偿器会为填料工作带来不便。与此同时，不能采用轴向波纹补偿器，虽然轴向波纹补偿器在工作中能发挥出巨大作用，维护简单，但在内压的作用下，该补偿器会产生极大的推力，增加整个工程的造价数额。而方型补偿器可以提供较大的补偿量，产生的推力较小，不需要进行过多的维护。在蒸汽管道防腐处理中，需要对铁锈进行彻底清理，如果管道将金属光泽全部漏出，上漆时会让整个管道变得更加干燥，此时如果漆的属性与周围环境不符，容易导致漆面的脱落。因此，在蒸汽管道处理过程中，要选取导热系数降低的材料和油漆，即使管道内部温度出现剧烈变化，也不会影响各个材料的基本属性，维持蒸汽管道的正常运行[1]。

2 蒸汽管道配管的主要设计形式

(1)管廊上的蒸汽管道布置 为了满足管廊上管道布置要求，在设计中通常采用1000kt/a的乙烯塑料管作为主要装置。一般来说，在乙烯管正常使用过程中，存在四种选择：第一，13MPa的超高压蒸汽、4MPa的高压蒸汽、1.6MPa的中压蒸汽和0.4MPa的低压蒸汽。首先，以上四种管道的布置应靠在管廊的一侧，这样，可以对“Π”形补偿器进行合理设置。由于蒸汽管道内部温度过高，“Π”形补偿器的作用主要是吸收管道中的热量，避免管道发生膨胀。在实际设计工作中，13MPa的蒸汽管道每隔50米就要设置一个“Π”形补偿器，4MPa的高压蒸汽的高压蒸汽管道每隔75米设置一个“Π”形补偿器，其他类型蒸汽管道依次类推。其次，在1000kt/a乙烯装置中，最好能保证蒸汽管道设计在管廊的上层空间中，如果只能设计在管廊下层，需要将其设计在管廊外侧，但不能与低温管道相接，二者之间至少保证500毫米距离，或在中间设置一个公用管道。

(2)排液设施的设计过程 蒸汽管道由于温度过高，在一定情况下可以产生很多凝液。因此，在管廊中的低点位置应设置排液装置。在13MPa高压蒸汽管道之中，由于高温作用，会造成暖管中产生大量凝液，可利用在管道低点安装的排液装置将凝液排除。在安装过程中，该种排液装置主要包括：切断阀、排气筒等。在其他三种蒸汽管道中，正常使用不会产生凝液，但在暖管或者开车过程中，也很容易出现凝液，但由于管道压力等级的不同，在疏水装置安装过程中也会出现一定程度的不同[2]。

(3)蒸汽支管的布置 在蒸汽支管布置过程中，首先应从蒸汽管道的顶部位置出发，进行主管的接出工作。如果想要在支管上设计切断阀，那么设计位置要与主管的水平管位置相接近，这样可以使切断阀的布置过程变得简单。需要注意的是，蒸汽支管不能从对用气有严格要求的管道中直接接出，尤其是在“Π”形补偿器中，支管不能直接被引出。如果有这方面的需要，可以在“Π”形两端的直管上将支管接出，在接出工作进行时一定要注意，不能让主管产生任何的移动。另外，在蒸汽支管布置过程中，要注意对排液、疏水装置进行合理设计，可以参考管廊蒸汽管道中的设计要求。值得注意的是，在蒸汽支管局部位置排放凝液时，可以单独设置“凝液放净阀”。

(4)蒸汽凝液管道的布置 在很多情况中，管廊中的凝液管道会和蒸汽管道布置在同一层面上。假如在凝液管道中存在“Π”形补偿器，为了让管道做好防水工作，可以将补偿器设置在水平方向中的管道内部，或者在立管上设置“Π”形补偿器，以此来确保凝液得到有效回收。例如，如果支管直径大于或者等于50毫米，则凝液应顺着介质流到45°的回收管中，如果直径在50毫米之下，凝液可以通过90°支管直接流向凝液回收管道中。在这其中，疏水阀的入口管道不应呈袋子形状。另外，如果凝液回收管道的位置比疏水阀设计位置还高，需要工作人员利用改变疏水阀模式，并在疏水阀更换好之后设置止回阀，止回阀的最佳设计位置就是主管水平管道之上。在止回阀连接过程中，工作人员可以采取法兰连接方式，实现止回阀和疏水阀的有效连接，优化石油化工工艺装置。

3 结语

综上所述，在蒸汽管道处理过程中，要选择导热系数降低的材料和油漆，来更好的应对管道内部的温度变化。在此基础上，人们通过对蒸汽管道配管的有效设计，实现了石油化工工艺装置的有效优化。化工工艺装置具有气液高温流动等特点。因此，在蒸汽管道配管设计中，要符合管道应力和管架设计要求，通过精准的配置计算，实现管道的经济实惠和安全，并且保证各个装置长期有效的运行。

[1]田野.结合实例分析石油化工装置工艺管道设计的合理性[J].化工管理,2016，(02):88.

[2]国庆.石油化工装置工艺管道设计的合理性探讨[J].化工管理,2016,(15):154.

段子琴(1986- ) ,汉,女,山西忻州人，硕士，工程师，研究方向：化工炼油设计工作，炼油厂、聚醚等化工工艺配管设计。