石油化工管道设计要点解析

石油化工管道设计要点解析

苑其山

中石油北方工程设计有限公司管道室吉林省吉林市132000

摘要：各类设备与系统设施在石油化工管道的作用下，形成了一个有机的生产整体。加强石油化工管道建设的科学性和合理性，在一定程度上，可以保障着石油化工管道运行的效率和质量，维持着它的长久平稳的运行。只有不断提升石油化工管道设计水平，才能保障我国石油产业的快速发展。因此，文章对石油化工管道设计要点进行了详细的阐述。

关键词：石油化工；管道设计；要点

前言

随着我国社会经济的飞速发展和科学技术的不断进步，许多行业都发生了翻天覆地的变化，石油化工行业也不例外。如今，石油化工行业已经在我国的市场经济中占有了十分重要的地位，并对我国的经济发展起着非常巨大的推进作用。然而，由于种种因素，我国的石油化工管道普遍存在着很严重的机械破坏、管道泄露、使用寿命不高等问题，不仅给人们的生命财产安全带来了很大的威胁，还严重的影响了石油化工企业的发展与进步。因此，探索并研究石油化工管道设计这一课题具有相当重要的意义，必须引起有关研究人员及广大石油化工企业的极高重视。

1石油化工管道设计的重要性

石油化工装置管道承担着物料在各种设备、生产装置之间的运输作用，是装置建设中不可小觑的重要组成部分。同时，管道设计，有助于充分利用社会资源，有利于保护环境。管道在物料运输中，作为一道保护屏障存在着，有效地减少了灾害的发生。目前来说，管道设计中潜藏着极大的安全隐患。主要有以下几种：①在输送氮气的管道中，假若没有设置盲板，检修人员误操作阀门，容易造成窒息。②在易燃易爆地区，假若没有设置可燃有毒气体报警仪，相关人员不能及时的发现和处理事故。③在易碎的管道及装置中，有效的保护措施很欠缺。④管道管廊的静电接地措施有待加强，易燃易爆物质和有毒物质在运输过程中，仍存在安全隐患。

2石油化工管道的设计要点

管道设计是一门综合性的技术，包括管道布置、应力分析、支吊架选择、材料选用等多个方面。就此以下从管道布置、支吊架选择和材料选用三部分进行解析。

2.1管道布置

管道布置要满足两方面的要求，一方面是施工、检修、操作及自身的要求，另一方面是工艺、设备布置及生产的要求。在管道布置时，要注意以下几点：①安全阀出口与泄压总管连接时，要顺着流向以45°角从上部插入总管，避免总管内的凝液倒入支管。②使用无缝管道或者焊接管道配置夹套管道的内管道，检测合格后，方可装配外管。③跨越道路的危险介质管道，其上方不可安装法兰。④当介质凝固点高，并且具有腐蚀性时，调节阀的旁路阀需要进行水平安装，防止积聚液体的现象产生。

2.2支吊架选择

一般情况下，弹簧支吊架并不是首选。原因主要有三点：①弹簧支吊架比较贵，而且安装起来很麻烦。②长时间的工作状态，也会遇到失效的问题。③吊架一般用于管子承重，一条管子上用太多吊架，会影响管系的稳定性。

2.3材料选用

金属材料的选择，不仅对于装置的维修和技术改造，而且对于生产安全问题，都有着重大的影响。迄今为止，材料的不恰当选用，造成了很多安全事故。因此，在选材过程中，管理人员要严格把关，对提供管道的厂家进行严格审查和考察，对管道材料进行严格检验，检验合格后才可选用。

3石油化工管道设计的注意点

3.1管道设计的原则

管道在布置时，应该遵循成排、成组原则，保证整体的美观性以及支架的经济性。在不同的环境下，管道设计环节要注意采用不同的办法。①在高温高压环境中，应当尽量避免使用法兰连接，用于输送腐蚀物质的管道的法兰上应设立塑料的安全罩，同时要避免在通道上设立法兰。②当管道需要穿过墙面或者楼板时，要加上管套保护管道，同时注意留出相应的空间，防止热胀作用直径变大。③地下水管道要尽量设置在冰冻线以下，为了避免管道冻坏，一般要埋深大于0.7m。④当地下管道要穿越铁路，水渠或者道路时，可用旧钢管作为管套保护管道。⑤埋地的管道要在阀门井内设置阀门，管道不可通过建筑物下面及设备基础下面，可以穿过基础梁。⑥气体及蒸汽的支管要尽量从上部引出，以减少携带冷凝液，支管要坡向主管或者设备来避免积液的现象。

3.2密封效果

就目前水平，石油化工管道密封主要采用法兰密封和阀门密封两种方式。法兰密封有三部分组成，分别是法兰、螺栓和垫片，其密封效果易受影响，如法兰的刚度、密封面型式，甚至是管道位移。而阀门泄露有内漏和外漏两种，泄露最直接影响管道的安全，甚至发生更严重的后果。

3.3管道原料及分级

石油化工设备类型众多，设备在温度、压力方面的差异较大。①建材材料相同，压力等级差异大。可选用法兰或垫片，也可选用低材质原料，但对应的螺栓和阀门应选用高质量材料。②建材材料相同，压力等级相同，石油管道的法兰、阀门和垫片应选用高质量材质。③建材材料和压力不同，在选用法兰时应选用高压等级原料，对应的阀门可选用稍次的等级原料。

4优化石油化工管道设计的有效措施

4.1优化管架设计

（1）减少弹簧架设计

由于弹簧架安装较为麻烦，且很容易在长时间的石油中发生损坏，因此在进行石油化工管道管架设计时，应尽量减少对弹簧架的使用，同时，如果必须使用弹簧架，在其安装过程中不能随意拔掉定位销。

（2）优化吊架布置

一般来说，沿塔管道只设有一个承重支架，但是当支架承受荷载过大时，便需要使用第二个承重弹簧吊架，且吊架应根据管道的长度来选择最适合的数量，既不能太多而影响管道的稳定性，又不能太少而无法满则承载要求。

4.2优化管道布置

（1）扩充管廊余量

针对管道的受热膨胀现象，在设立套管时应按照管道施工的标准和要求来适当扩充管廊的附加余量。

（2）优化安全阀布置

应根据不同的管道特点科学合理的对安全阀进行布置，一方面，在安全阀出口与泄压总管连接时，应尽量防止总管内的凝液逆流入支管；另一方面，应尽量降低安全阀的背压。

（3）优化夹套管布置

应对管段对接焊缝距离的大小有明确的要求，且在进行外管装配时，应按照严格的安装标准和要求进行检测，在确立合格后方能进行安装。

（4）优化泵入口管道布置

在设计泵入口管道时，应充分考虑不同管道介质的特征，除了应尽量保证管道短、直，提高管道运输效率，降低管道成本投入外，还应按照管道运输的石油化工产品种类来选择最为合适的管道材料。

（5）提高管道管理

应定期对管道进行管理和控制，并对管道容易出现的安全隐患进行汇总和整理，从而有效为管道设计工作提供依据。

4.3优化材料选用

（1）优化法兰设计

不同等级的管道需要设计不同的法兰，尤其是在高温高压管道部分，在运用法兰连接时应采用比法兰密封面硬度低的金属垫片。

（2）优化法兰配对

由于我国大多数石油化工管道及相关设备都为国外引进，因此大多数管道都存在着设备与法兰不对应的现象。对此，应加大对法兰的引进力度，保证设备能够配以最为适合的法兰。同时，在运用法兰进行管道连接时，应将管道一端设为活套法兰，从而方便在施工时对螺栓孔的对正。

（3）管道温度控制

应加强对管道温度的控制，尤其是应按照相关规定适当的增加或减少管道的温度。

5结束语

石油行业的快速发展，进一步推动着我国经济的快速发展，与此同时，石油化工也逐渐成为我国经济发展的重要内容。通过对石油化工管道设计方面提出的见解，期待起到抛砖引玉的作用。

参考文献

[1]邓晨旭，马勇.强化石油化工管道设计水平的方法[J].化工管理，2014（5）.

[2]王良.石油化工装置管道支吊架的设计[J].化工管理，2013（12）.

[3]刘镜峰.关于石油化工装置支吊架设计在配管设计中的探讨与研究[J].中国石油和化工标准与质量，2013（12）.