化工工艺管道设计的配管注意事项分析

2020-01-15李跃

化工设计通讯 2020年4期

关键词：配管排液支管

李跃

（黑龙江昊华化工有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161033）

1 化工工艺管道设计

1.1 设计要求

化工工艺管道设计应当满足以下要求：第一，满足化工工艺流程需要。第二，方便操作管理，且能有效保证化工生产的安全。第三，方便管道的安装和维护。第四，管道整齐、美观，且节约材料、成本。

1.2 考虑因素

在化工工艺管道设计中应充分考虑以下因素：第一，物料因素。部分化学原料具有较强的腐蚀性，会加速管道的老化。并且在输送易燃、易爆等原料，还需合理选择管道位置，并加装相应的保护装置。另外，还需考虑热应力，合理设计管道补偿方案。第二，考虑施工、操作、维修的便捷性，应减少管道弯道数量、交叉节点，合理选择管道排列方式。如果支管过多，则要进一步优化管道布置方式。第三，考虑安全生产的需求。比如埋入地下的管道要加装套管；为防止介质流动出现静电聚集问题，引发危险，要对管道进行接地；输送易燃、易爆介质的管道，应当设置相应的安全保护装置，并避开人行道、生活区域等人群聚集场所。第四，其他因素。如成本因素，减少弯道设计，并依据就近原则设计管道线路；环境因素。比如考虑冬季低温的影响，以免管道冻结。

1.3 设计依据

在化工工艺管道设计中应依据以下技术标准：《石油化工管道柔性设计规范》 SH/T3041—2002、GB50236—98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范、GB50235—97《工业金属管道工程施工及验收规范》、《石油化工设备和管道隔热技术规范》 SH3010—2000等。

2 化工工艺管道设计的配管注意事项

2.1 基本原则

化工工艺管道设计应按照以下原则进行配管设计：第一，应严格依据化工工艺管道设计图、工艺设计设备图以及流程图进行配管。如果发现其中存在错误，则应及时反馈、修改。第二，配管人员要提前熟悉设计图纸、技术标准、质量要求等。同时，技术人员还可进行技术交底。第三，确保所用管件、阀门、仪表等符合质量要求。

2.2 配管选材及防腐

配管选材对化工生产质量的影响非常大。在这一过程中应注意以下问题：第一，要深入分析材料的物理、化学特性，从而有效保证配管的使用性能。第二，结合化工生产实际，选择不受环境影响的管道材料，确保配管安全性。第三，针对配管易发故障点，要加装相应的预警设备，以便能及时处理管道故障，保证管道安全。第四，积极运用新技术、新材料，优化、改进化工工艺管道配管，从而保证化工工艺管道能切实满足化工生产需求。第五，为了进一步提升管道的使用性能，延长管道的使用周期，还应进行管道的防腐处理。一般情况下，多采用喷涂防腐涂料的方法。

2.3 蒸汽支管设计注意事项

一般情况下，蒸汽支管位于主管内部最上端。作为重要的公用管道，蒸汽管道应当具备较高的经济性、美观性、安全性。

在这一过程中要注意以下问题：第一，如果蒸汽管道是从主管顶部接出，则要在支管上设置控制阀。比如将其布置在接近主管的横向管道中。另外，应优先选择切断阀。第二，注意不能在高要求的蒸汽管道上接出蒸汽支管。第三，不能从蒸汽管道补偿器中引出支管。如果是从蒸汽管道两侧引出的支管，则需控制蒸汽管道的位移，以免受到侧向力的影响，蒸汽管道出现偏移现象。尤其是要控制支管所受压力，以免主管膨胀。第四，要充分依据计算结果进行“Π”型补偿器的布置。第五，电气设备、仪表等尽量布置在蒸汽支管上层位置。

2.4 管廊管道设计注意事项

化工工艺管道多是用于有毒、强腐蚀性等物质的输送。若管廊管道设计不当，则有可能导致管道泄漏，甚至是引发爆炸事故。所以，要高度重视管廊管道设计。

在这一过程中应注意以下要点：①充分依据管道设计标准，将管道集中布置在合理的区域，从而保证管道的完整、安全。②将不同用途的管道合理布置在管道层级中。如在第一、二层布置物料管。第三层布置公用工程管道。第四层安装仪表、槽板等设施。③高度重视再沸器的安装。依据相关技术标准，多是将再沸器安装在塔底，并合理控制其换热管的管长、管径。④重视冷凝器的安装。尽量选择通风良好的区域安装冷凝器。重点避开高温、水蒸气多的区域。⑥在引出不同介质的管道时要合理选择引出部位。比如针对气相介质，可选择总管上部位置。同时，还要控制主管引出高度。⑦尽量减少阀门布置数量。若要布置，则应采用集中布置的方式。⑧若管廊通过人行道、道路，不能设置法兰、螺纹连接件，以免管道泄漏。⑨在寒冷地区应设置旁路，以免其上下循环水干管出现冻结情况。

2.5 排液设施设计注意事项

如果蒸汽管道中存在大量的高温蒸汽，那么在低温环境就会产生凝液。若不能及时排除这些凝液，形成汽液混流，就有可能导致管道裂缝。所以，要重视排液设施设计，及时排除管道中的凝液。

首先，要合理设置排液设施。一般情况下，都是依据压力蒸汽状态设置配液设施。如果压力蒸汽状态是过热状态，则可不设置排液设施。如果不属于过热状态，且经常出现较多凝液，则要设置专门的排液设施，并尽量根据蒸汽压力等级选择不同的排液设施。其次，若有必要应设置输水管道。比如可在蒸汽主管末端设置分液包。但要注意需依据实际情况合理控制分液包间隔。如在过热蒸汽中分液包间距应控制在160m 左右。最后，为了保证作业人员的安全，还应当在放空管下端的弯头部门安装排液孔，并将其管子相连，从而将凝液引入到漏斗、排水沟处。如果还需要在此处安装消声器，则应在其底部安装支架。

2.6 凝液管设计注意事项

第一，为了增强凝液收集效果，可在凝液管道上设置补偿器。但要注意应选择水平方向、立管倾斜段位置安装补偿器。这样就能杜绝水锤问题。第二，在连接凝液管时，要充分依据蒸汽压力选择不同规格的凝液管。第三，还要依据蒸汽支管直径，合理控制介质流向的倾斜度。如果直径在50mm以上，则可将以倾斜45°的方式连接凝液管、总管。如果直径在50mm 以下，则可以倾斜90°的方式连接凝液管、总管。但无论是哪一种，都要注意应利用法兰安装蒸汽流水阀。

3 配管设计优化

为了进一步提高配管的适用性，在配管过程中设计人员还应当采用有效的措施进行配管优化。具体可采取以下方法：第一，若前后压力相同，则应选择材质优良的螺栓、阀门；当管道材质相同时，则要保证螺栓、阀门、垫片都是高压材质。第二，在泵进口管道设计中，要充分依据泵扬程确定管道直径。同时，依据管程短、压损小的原则优化管道的整体布局。除此之外，还应充分考虑安全、成本等要素，继续优化管道设计。第三，在管道连接设备的设计中，一定要控制设备之间的距离，并使高危设备远离人群。同时，应当尽量选择智能化的设备，实现化工工艺管道系统的智能化、自动化、信息化。第四，若条件允许，可充分应用计算机提前进行管道设计模拟、运行，从而减少管道碰撞、交叉等问题。相比于传统的人工设计方式来说，进行设计模拟可以在不安装管道的情况下，对其中可能存在的问题进行预测、分析。这样能减少后期的返工问题，提升管道设计方案的合理性、科学性。