常春良（中國(guó)石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司，山東 青島 266071）

利用加氫工藝對(duì)石油進(jìn)行精加工，不僅能保證燃料油質(zhì)量的提高率，還能提高單位原油中輕油回收率，因此利用加氫裝置精加工石油的手段，在石化行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。加氫裝置的特點(diǎn)有：操作需高溫環(huán)境；需10 MPa以上的高壓；介質(zhì)具有強(qiáng)腐蝕性并易燃易爆。這些特點(diǎn)決定了加氫裝置中配管的設(shè)計(jì)具有一定的獨(dú)特性。在加氫裝置中會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)需要區(qū)別使用高溫高壓管道和常溫常壓管道。

1 關(guān)于高溫高壓管道的設(shè)計(jì)

一般在與高溫高壓設(shè)備連接時(shí)使用高溫高壓管道，這類管道管壁較厚，對(duì)材質(zhì)要求也較高。加氫裝置中高溫高壓代表設(shè)備有高壓換熱器、反應(yīng)進(jìn)料加熱爐以及加氫反應(yīng)器。

高壓換熱管器的工藝操作流程與其他相比相對(duì)簡(jiǎn)單，其配管的設(shè)計(jì)難點(diǎn)主要由以下幾個(gè)原因造成管道熱膨脹從而對(duì)高壓換熱管器產(chǎn)生影響較大的作用力：一，介質(zhì)溫度高達(dá)400℃。二，介質(zhì)壓力高，管壁本身較厚。三，高壓換熱管器間的空間狹小。所以對(duì)管道進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要注意對(duì)應(yīng)力進(jìn)行分析，要保證管道的設(shè)計(jì)能吸收熱膨脹，解決其產(chǎn)生的較大作用力對(duì)高壓換熱管器產(chǎn)生的影響。

反應(yīng)進(jìn)料加熱爐的進(jìn)料組成有3種方式，爐前混氫、爐后混氫、爐后混油。爐前混氫通過(guò)反應(yīng)進(jìn)料泵對(duì)原料油進(jìn)行加壓，注入氫氣再通過(guò)高壓換熱器進(jìn)行換熱，變成高溫高壓混氫油，再分成兩路進(jìn)到加熱爐。此管道中介質(zhì)為氣態(tài)和液態(tài)兩種，容易產(chǎn)生振動(dòng),所以在進(jìn)爐前應(yīng)加設(shè)直管，讓兩者介質(zhì)混合保持進(jìn)入管道流量均勻。

混氫油氣由加熱爐進(jìn)入加氫反應(yīng)器，加熱爐出口的支管管道設(shè)計(jì)要求對(duì)稱，由于加氫反應(yīng)器需要的溫度較高，反應(yīng)器本身會(huì)產(chǎn)生較大的熱膨脹，因此對(duì)與反應(yīng)器直連管道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮熱膨脹對(duì)管道的影響。

2 關(guān)于常溫高壓管道的設(shè)計(jì)

一般在與常溫高壓設(shè)備連接時(shí)使用常溫高壓管道，常溫高壓管道的作用僅為高壓力管，此管管壁較厚，且管道熱應(yīng)力比高溫高壓管道的熱應(yīng)力要小，其設(shè)備的熱膨脹也不大，在管道設(shè)計(jì)上比高溫高壓管道相對(duì)簡(jiǎn)單。常溫高壓代表設(shè)備有冷高壓分離器，循環(huán)氫脫硫塔。

冷高壓分離器，循環(huán)氫脫硫塔需要的操作環(huán)境溫度為5O-6O℃。一般將設(shè)備梯子平臺(tái)和附屬管道支架放在設(shè)置的框架上，角式調(diào)節(jié)閥有降壓的作用，經(jīng)過(guò)介質(zhì)通過(guò)角式調(diào)節(jié)閥的降壓作用將部分氣體閃蒸，讓液態(tài)和氣態(tài)兩極相流，因此對(duì)設(shè)角式調(diào)節(jié)閥的管道保留不少于10-15倍管徑長(zhǎng)度的直管以保證介質(zhì)平穩(wěn)。當(dāng)角式調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟時(shí)，整個(gè)管道系統(tǒng)都會(huì)有振動(dòng)，所以對(duì)該組管閥均采用卡箍型的支架，確保結(jié)實(shí)牢固。由于角式調(diào)節(jié)閥的前后閥門都是高壓閥門，所以在角式調(diào)節(jié)閥后面都要求留一定長(zhǎng)度的直管道，但這樣一來(lái)，此組管閥布置起來(lái)占地面積較大，因此要特別注意留出充足的操作空間作為方便設(shè)備檢查和維修的出入口。

3 關(guān)于高壓管道支吊架的設(shè)計(jì)

對(duì)于高壓管道的支吊架選用一般遵循兩個(gè)原則：（1）通常根據(jù)支吊架的支承點(diǎn)所承受荷載的方向以及大小，還有支撐管道的位移情況等各種情況選用適合的管道支吊架。（2）對(duì)于管道內(nèi)介質(zhì)溫度等于或者超過(guò)400℃的碳鋼管道、不銹鋼以及合金鋼材質(zhì)的管道除非特殊情況，否則都不會(huì)使用焊接型的管吊和管托。

對(duì)于使用焊接型支吊架的情況，則要注意對(duì)照材質(zhì)的熱處理要求標(biāo)準(zhǔn)，判斷支吊架與管道是否需要進(jìn)行熱處理，一般不會(huì)在高壓設(shè)備上確定支吊架的生根處。像少數(shù)類似循環(huán)氫脫硫塔這種高壓設(shè)備，有時(shí)候會(huì)單獨(dú)進(jìn)行放置，不會(huì)設(shè)置框架，對(duì)于這種情況通常對(duì)其附塔支架的操作是通過(guò)每一個(gè)在塔壁上生根的支架位置，再提出準(zhǔn)確的關(guān)于預(yù)埋件的詳細(xì)資料，從而滿足在進(jìn)行整體焊接后對(duì)熱處理的需要。

4 關(guān)于管道的熱處理設(shè)計(jì)

加氫裝置中關(guān)于管道設(shè)計(jì)有一個(gè)需特別注意的問(wèn)題，那就是關(guān)于管道的熱處理。在進(jìn)行熱處理前一定要對(duì)熱處理需要的設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)的檢查，防止在熱處理進(jìn)行時(shí)發(fā)生加熱片燒斷和斷偶現(xiàn)象。在對(duì)具有延遲裂紋傾向材質(zhì)的管道，進(jìn)行焊縫完畢后要立馬進(jìn)行30分鐘300-350℃的后熱消氫處理和保溫緩冷，再進(jìn)行及時(shí)的熱處理。

對(duì)于熱處理進(jìn)行時(shí)需要的參數(shù)條件，要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)內(nèi)外的標(biāo)志要求。冬季施工時(shí)，要確保相應(yīng)延長(zhǎng)恒溫時(shí)間，從而保證熱處理施工中焊縫熱處理的質(zhì)量。對(duì)高壓管道進(jìn)行焊縫熱處理時(shí)，其處理范圍一般是焊縫兩邊不小于焊縫寬度的3倍，并且大于或等于25mm，對(duì)加熱范圍外的100mm內(nèi)也要進(jìn)行保溫處理，并要把管道兩端的管口封閉。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要對(duì)高溫高壓管道及常溫高壓管道配管設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了分類論述，闡述了高壓管道在配管設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)難點(diǎn),以及高壓管道支架的選用及設(shè)置原則，對(duì)加氫裝置中高壓管道配管設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及注意事項(xiàng)進(jìn)行了探討，為以后同類裝置的設(shè)計(jì)提供了參考。

[1]SH 3012-2000.石油化工管道布置設(shè)計(jì)通則[S].2000.

[2]張發(fā)有.石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設(shè)計(jì)研究[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2010(03).