孫雪

【摘 要】化工作為特殊的行業(yè)，其產品相對其他行業(yè)而言，具有危險性，如何在生產中降低其危險性，這就需要相關部門提高管理質量，作為化工工藝的重要組成部分，管道運輸?shù)纳a安全顯得尤為重要，采用哪一種管道安裝的方法最為有效，本文就來分析如何提高管道安裝技術。

【關鍵詞】化工；工藝管道；設計；措施

1、化工工藝設計的分類

1.1、概念設計。概念設計是假想設計，它是按擬建規(guī)模工業(yè)生產裝置進行的，概念設計一般在中試前進行，主要目的是為了檢查工藝條件和生產路線是否合理，確定數(shù)據和具體小試補充的內容，在這過程中，還包括必要時的中試規(guī)模以及中試目的等內容。

1.2、中試設計。中試內容和任務主要是檢驗小試確定的工藝路線和條件；試制產品考核的使用性能；考驗工藝系統(tǒng)連續(xù)運轉可靠性；獲取設計工藝必需的工藝和工程數(shù)據；考察并檢驗校正放大模型；考核雜質積累對工藝過程及最終產品質量的影響；以上內容和業(yè)務在檢驗時可以是全部也可以是部分，視具體情況而定。

1.3、基礎設計?；A設計是整個技術開發(fā)階段的最終研究成果，目的是提供建設生產裝置的一切技術要點。

1.4、初步設計。初步設計是精細化工工程設計的第一階段，它的成果是初步設汁說明書和總概算書。根據基礎設計和批準的設計任務書、廠址選擇報告，對工程在技術和經濟上進行總體研究與計算的具體建設方案。初步設計結果應能滿足項目審查和施工推備，材料與設備訂貨，項目招標等要求，能提供建廠投資依據。

1.5、施工圖設計。施工圖設計是依據上級對初步設計的審批意見，將初步設計中確定的設計原則和方案，根據建筑與非標準設備制作的要求，以圖樣和文字方式按照工藝和設備各個組成部分的尺寸，布置和主要施工方法具體化，明確化，并解決初步設計階段待定的各項問題。

2、閥門及管道的布置

閥門和管道的布置的合理性建立在同時符合施工、操作、檢修等自身要求及滿足流程工藝、裝置設備的布置及生產要求的基礎上。主要工作要點為：當泄壓的總管和安全閥的出口相連接時，需將總管從上部以45°角順著液體的流向插入，這樣可防止總管內液體向支管倒流；在安全閥的定壓大于7.0MPa的時候，為了降低安全閥背壓，需采用45°角的方式插入；泵的入口的管線布置不能存在液袋或氣袋，而且管道需盡量直而短，如遇上泵變徑，為了防止氣體集聚，應該使用偏心大小頭，且大小頭的放置一般需頂平。為了防止輸送輕介質的離心泵發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，在其大小頭的后端最好能有3～7D的直線管段；當安全閥的出口比泄壓總管低時，需要在低處且較易接觸的地方設置手動的放液閥，而且為了防止管段內發(fā)生液體積聚，需要定期將其排放向密閉的系統(tǒng)，同時，在一些北方較為寒冷的地區(qū)，必須進行伴熱和防凍措施；當管道輸送的介質危險性較高且穿越道路時，上方不能安裝閥門和法蘭，并且需讓凈高滿足相關的要求；應使用經焊接連接并配置相應的無縫隙管道，使用的彎頭直徑為1.0，焊縫對接的間距應>200mm。內管的焊縫若需裝配外管必須先經過無損檢測和試壓試驗合格后才能進行；內外管的支承塊的材質要和內管的材質保持一致，不能阻礙外管與內管的脹縮；當介質凝固點高且?guī)в懈g性時，為避免產生積聚液體現(xiàn)象，其調節(jié)閥的旁路閥需水平安裝。

3、塔與容器管線的設計

在化工裝置中，塔與容器的管道和線路設計必須要全面考慮其科學的設計原理以及工藝中的特殊需求。主要有分餾塔與回流罐之間的管道線路設置、分餾塔與汽提塔之間的管道線路設置。

分餾塔與回流罐之間的管線敷設要求：當分餾塔運用熱旁路掌控塔頂壓力時，需要全面考慮熱旁路短而無袋形的情形，將調節(jié)閥設置在回流罐的上面位置；分餾塔與汽提塔之間的管架：在通常情況下，分餾塔中裝有調節(jié)閥組，該調節(jié)閥組組應在汽提塔附近進行安裝，進而確保調節(jié)閥有足夠的液柱；敷設汽液兩相流的管道時，管道上的調節(jié)閥應在最大程度上靠近接收介質的容器，達到降壓管道的壓力，減少和杜絕管道出現(xiàn)震動現(xiàn)象，同時要注意管線不可隨意操作，必須根據實際情況進行相應的科學分析和設計。

4、工藝管架的設計

4.1、首先，減少管道和支架之間的相對位移。從下圖可以看到：在左邊的蒸汽管道中，主管道旁邊一般情況下都有一個放水小管，如果將左邊A點看做是一個支架，因為垂直的管段容易發(fā)生膨脹，會導致彈簧上下浮動，進而導致整個設備不能正常工作。如果想要解決這個問題，正確的設計圖應該是如右圖這樣設計：將支在地面上的支架設在主管道上面，同時隨著主管的支架上下浮動，這樣的設計有利于降低支架和管道之間的移動距離。

4.2、其次，管道支架的合理設置還有利于節(jié)約資源，因為彈簧架用時間久之后，彈性就會消失，所以，在管道支架設計的過程中盡量減少彈簧支架的使用。

4.3、最后，管架的具體設置。沿塔管線的設置通常情況下只設置一個承載重量的支架，且支架和塔頂之間有焊接線，如果一個承載重量的支架壓力過大時，可以增加一個小支架，這個小支架就設置為彈簧支架，并且每隔一段距離就設置導向支架，如果塔回流線和塔壁之間的溫度相差比較大時，其產生的伸長量也會隨之增大，在水平管段上的第一個支架應該垂直向下，設置彈簧支架，如果管段有多余的距離，可以設置一個導向支架。

5、工藝管道伴熱的設計

5.1、工藝管道需選用夾套管或者伴管伴熱。外表面的溫度超過50℃或者外表面溫度即使小于50℃但是其工藝需要保溫的管道和設備需要采用伴管或者夾套管伴熱。比如一些常年處于陽光照射環(huán)境中泵入口液化烴管道，或者精餾塔頂至冷凝器的管道，以及塔頂?shù)幕亓鞴艿篮头忠汉笕剂蠚夤艿赖染柽M行保溫。此外，如果管道或設備介質的冰點或者凝固點比環(huán)境溫度要高，比如原油的凝點為30℃，如果輸油管道處于年均氣溫低于30℃的環(huán)境中，或者在嚴寒地區(qū)，盡管介質的凝固點不高但是其中含有水的管道設備等，均需要伴熱。

5.2、伴熱的選擇。以石油輸送管道為例，由于其為埋地管道，所以防水性及絕緣性相對較差，不宜采用電伴熱，因此本文主要介紹蒸汽伴熱系統(tǒng)。蒸汽伴熱的加熱介質一般是壓力為0.3～1.0MPa的飽和蒸汽，伴管的直徑通常在15至76mm之間，常用的規(guī)格為18到25mm。如果輸送的物料凝固點小于50℃，蒸汽伴管的壓力可以選擇0.3MPa進行保溫；如果輸送物凝固點超出50℃，則蒸汽伴管的介質壓力可以選擇0.3到1.0MPa的多根或者單根伴管進行保溫；如果所輸送的物料其凝固點超出150℃，此時需要選擇蒸汽夾套管進行加熱保溫。

5.3、設置蒸汽分配站及疏水站。如果不超出三米的半徑范圍，設有三個以上伴熱點或者回收點，則蒸汽伴熱系統(tǒng)就需要配置相應的蒸氣分配站及疏水站；如果是熱水伴熱系統(tǒng)則需要考慮熱水分配站及熱水回收站的設置。在設置站點時要進行綜合考慮、合理布局，站點的設置要方便維修與操作。在設計時可以采用下面的公式進行管徑的計算：

S=A+2B+3C

該式中：A：DN15、ф12、ф10伴管根數(shù)B：DN20伴管根數(shù)C：DN25伴管根數(shù)。各站點要注意預留一到兩個備用口，S值要將備用接頭的數(shù)量及管徑包含在內。同一個分配站的蒸汽伴管當量長度最好大概相同，最短的蒸汽伴管其當量長度也要大于最長伴管當量長度的70%。分配站的安裝可以做垂直或水平安裝。

5.4、伴管設計的注意事項。在伴管的設計過程中應注意以下幾點：第一，伴管的蒸汽要由主管蒸汽管的頂部引出，而且要在靠近引出處加設一個切斷閥，切斷閥安裝在水平管道上；第二，為了防止蒸汽竄入凝結的水管網中，使得系統(tǒng)的背壓升高，對凝結水系統(tǒng)的正常運行造成干擾，疏水閥應盡量不要加設旁路閥；第三，伴管的蒸汽最好由高點引入，沿著受熱管道從高至低進行敷設；而凝結水要由低點排出，盡量減少使用U形彎，以避免出現(xiàn)液阻或者氣阻；第四，受熱管道中各類閥門，諸如取樣閥、放空閥以及排液閥和掃線閥均需設置伴熱；第五；如果只有管道的主管需要伴熱，支管不需要時，那么支管中第一個切斷閥要設置伴熱。

總而言之，在實際工程中，對于化工工藝管道的設計要點，除了上述一些必要的設計之外，還有一些細節(jié)需要完善。這就要求我們在以后的具體操作中，相關人員要根據具體操作要求進行，切實保障管道設計的安全合理性，提高工作效率。

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