石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计

石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计

曹蕊

身份证号:130621198412021829

摘要：当前我国石油化工企业的工艺蒸汽管道比较科学，符合生产要求。在化工工艺运行中，配置的管道符合石油分离的要求，并且安全性比较高。蒸汽管道配管是负责提供各用气设备所需要的热量，使被加热的物质升温或分离。因石油分离难度比较大，且物质种类较多，可能会出现较多的问题，这就需要对分离工作进行分析，了解石油分离中出现的一些有毒气体等，按照具体性质进行分离；考虑到蒸汽管道压力会有所波动，一般会对蒸汽管道设有安全泄放装置，将其压力泄至大气中。

关键词：石油化工；工艺装置；蒸汽管道；配管设计

1管道的柔性设计

管道柔性反映了管道变形的难易程度，表示管道通过自身变形吸收由于温度变化引起热胀、冷缩和其它位移产生变形的能力。压力管道柔性设计的目的，就是使管道系统在各种工况下具有足够的柔性，防止由于管道的温度、自重、内压和外载变化或因管道支架受限和管道端点的附加位移而发生下列情况:①管道应力超标或金属疲劳导致管道破坏;②管道接头连接(含弯头、三通)处泄漏;③管道的热胀冷缩引起推力或力矩过大，造成设备管口受力超过设备设计标准，影响设备正常运行;④管道热胀冷缩引起的推力或力矩过大引起管道支架或生根结构件破坏。

1.1管系柔性改善的方法

1.1.1优化管架位置及型式

不同的支架型式对管系的热胀约束作用是不同的。刚性支架的刚度无穷大，限制了约束方向的位移;弹性支架的刚度较小，它对管道有一定的约束作用，同时又允许管道有一定的位移。优化管道支吊架的型式和位置来改善管道柔性时只能在一定范围内改善管道柔性。

1.1.2优化管道的空间走向

在管道布置时，设备布置一般不再调整，因此管系两端的位置也就固定不变了。当管道在某一方向过于刚硬时，增加与其垂直方向的管道长度可减小管道刚度。可以在平面和空间布置允许的情况下，将管道走向优化，将管道整体走向改为“L”形管段、“U”形管段或空间“Z”形。若管道弯头若设置得当，即使在不增加管道展开总长的情况下也可提高管道柔性。

1.1.3选用管道补偿器

管道补偿器又称为伸缩器或伸缩节、膨胀节，主要用于补偿管道受温度变化而产生的热胀冷缩。如果温度变化时管道不能完全自由地膨胀或收缩，管道将产生热应力。管道补偿器适用于高温、低压、大直径管道，但管道补偿器与工艺管道本体相比，远比工艺管道本体薄弱。因此，出于安全方面的考虑，对于高压和高危介质管道不易选用补偿器。

2石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计布置

2.1蒸汽管径设计

石油化工企业工艺装置蒸汽管道配管设计中要考虑管道的直径，需要考虑工艺指标和生产要求，选择合适的蒸汽管径，避免由于管径不合理导致正常生产受到影响。首先，结合生产负荷选择。蒸汽管道配管设计要充分考虑管径的要求，并且在设计时需要控制成本，若是管道直径设计过大会导致热量不易控制，后期制造成本提高，投资资金增加；而管径过小会导致后续安装受到影响，还会导致反应的速度受到影响。因此在蒸汽管径设计中需要充分考虑经济成本和生产速度等情况，避免选择管径不合理导致后续安装受到影响，需要重新进行设计等。

其次，安装管道要求。蒸汽管径设计后需要按照生产工艺等要求开展设计工作，管道设计需要符合实际情况，分析实际情况，并且要结合生产情况进行分析，在这个基础上进行蒸汽管道设计。管道设计需要严格根据实际情况进行设计，并且要控制管道的管径，尤其是在后续安装会受到管径因素的影响。设计蒸汽管径要充分考虑压力和温度等对管道的影响，并且要进行防受损设计，避免由于管道长期使用而出现气体泄漏等情况。管道安装后还应该对管道做探伤检测及记录，方便出现故障及时处理。

2.2蒸汽配管设计

石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计需要结合工艺流程要求进行设计，并且要做好质量控制工作。首先，充分考虑生产工艺要求。蒸汽配管设计需要按照工艺操作流程开展，方便相关人员的操作。在蒸汽配管设计中需要在总管上加装切断阀及流量计，用于管道升温速度的控制及了解蒸汽使用量，便于后期节能减耗。蒸汽配管设计后需要主管进行应力分析，确定补偿及管架，保证经济、安全科学，并且要符合生产工艺要求，降低对工艺反应的影响。在蒸汽配管设计阶段要充分考虑后续工艺操作和后续的装置设置等要求，需要做好规划，尤其是后期可能会更新设备等，这样才能够降低对管道的影响，保证管道设计的合理性。

其次，管廊设计针对性。蒸汽配管后需要对管廊设计进行分析，充分考虑蒸汽管道的相关信息和数据，并且要将这些数据信息运用到设计中。一般设固定架，间距40~50m一个，最大不超过70m，在固定架中间设自然补偿的方式消除应力；在自然补偿的两侧距离（16~40）DN之间设导向架；当采用补偿器时，导向架至补偿器距离≤4DN；且导向架不宜设在弯头和支管位置；保证做到走向合适，管架合理，补偿到位。最后，按照管道设计规范标准开展工作。蒸汽的配管需要结合相关的规范和标准进行设计，并且需考虑到后期的安装。在安装的过程中要结合图纸和实际情况进行探究，若是出现实际情况与图纸有出入情况要结合工艺进行分析，在不影响生产的基础上进行调整，保证管道设计科学性。蒸汽配管的设计需要与各个环节结合，并且要充分考虑安装要求，形成一个科学的整体装置，保证生产工艺正常运行。

2.3蒸汽支管设计

石油化工工艺装置蒸汽管道配管的支管设计一般是在主管的顶部引出，考虑到用气点蒸汽使用量，其承担的责任更重，并且要考虑设计的经济性和美观性等。在蒸汽支管设计中需要充分考虑管道的基本特点，并且进行一些特殊的设计。第一，设计切断阀。蒸汽管道配管设计要进行切断阀设计，主要是其属于在主管道的顶端接出的设计，若是没有切断阀可能会影响暖管操作。尤其是蒸汽属于公用工程管道，若是出现异常情况需要停止通气，这就需要能够及时切断处理；蒸汽切断阀一般选择截止阀，便于开车暖管时调节蒸汽进量。第二，支管设计要求。蒸汽管道配管设计中支管设计不能在用气要求严格的蒸汽管道上接出，这会影响生产工艺。第三，支管引出要求。蒸汽支管设计中不能在管道“∏”补偿器中引出，在蒸汽管道设计中需要控制蒸汽支管管道的位置，尽量减少管道位移量，尤其是受到侧向力可能会影响管道位移和增长位置，因此不能在补偿器中引出支管。若是支管引出，因主管道膨胀而影响支管引出点的位移，使支管承受过大的应力，这就导致风险增加。第四，按照计算结果设计补偿器。蒸汽管道设计需要考虑应力对管道的影响，一般是在两固定架中间部位设置自然补偿。对于大管道，设置自然补偿需要过大空间，空间不够场所可设计补偿器。
结语

石油企业发展中蒸汽是重要的热源，而管道设计直接影响蒸汽的流向，这就需要结合工艺设计标准和要求进行管道设计。石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计要考虑生产现场的环境，对操作人员的影响等因素，并且在设计中要结合相关的标准进行；石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计需要节约资源，保证石油化工企业的财务效益；石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计要选择合适的管道材质及保温材料，并且要优化图纸设计工作，优化配管管理工作，从合理性和科学性的角度进行管道安装和设计，这样能够得到更符合实际要求的管道，保证石油化工工艺装置的安全性。

参考文献

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