張 朝

（河北寰球工程有限公司，河北涿州 072754）

塔的布置及管線設(shè)計(jì)研究

張 朝

（河北寰球工程有限公司，河北涿州 072754）

塔類容器作為石油化工生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，其設(shè)備和管道布置除滿足規(guī)范要求外，為了更好滿足生產(chǎn)施工需要，其在管口方位、管線布置時(shí)又有其自身特點(diǎn)和要求。

石油化工；管道設(shè)計(jì)；塔

1 塔的布置原則

一個(gè)化工裝置中槽、塔、冷換設(shè)備相間布置或塔類集中布置，不管是塔徑大小，塔的中心線應(yīng)該在一條直線，排成一行，管廊中心與塔中心一般情況下距離為3.7～4.3m或塔外壁相距3m，若塔類集中布置，兩個(gè)相鄰的塔平臺(tái)高度應(yīng)盡量湊齊，用來方便設(shè)置聯(lián)合平臺(tái)，假設(shè)要設(shè)置聯(lián)合平臺(tái)，應(yīng)思考各塔熱膨脹的不同，一般情況下在塔的平臺(tái)間采用鉸接或留間縫，用來適應(yīng)同的熱膨脹量，避免互相影響。

塔的布置應(yīng)劃分為裝置的檢修側(cè)和裝置的管廊側(cè)。人孔和平臺(tái)都應(yīng)該設(shè)在裝置的檢修側(cè)，管道應(yīng)布置在裝置的管廊側(cè)，不能四周均勻分布，檢修側(cè)一般不設(shè)平臺(tái)，塔四周應(yīng)有足夠的檢修凈空，還應(yīng)考慮塔的整體吊裝。當(dāng)塔底抽出管與泵相連接時(shí)，塔的安裝高度應(yīng)根據(jù)塔底泵需要的汽蝕剩余量決定。就是在塔底處于最低液面，裝置系統(tǒng)的有效汽蝕剩余量，應(yīng)該大于泵所需要的汽蝕余量。塔底安裝熱虹吸式重沸器時(shí)，塔的安裝高度應(yīng)當(dāng)滿足塔底最低液面與重沸器頂面有足夠的高度差，用來保證重沸器在裝置操作時(shí)的正常循環(huán)。

人孔或手孔應(yīng)設(shè)在裝置的檢修側(cè)，保證統(tǒng)一的位置。假設(shè)多個(gè)塔設(shè)置聯(lián)合平臺(tái)梯子，其中一個(gè)塔的人孔標(biāo)高可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行調(diào)整。人孔不能開在有降液管的位置。單溢流塔盤可以在所有的塔盤上方的塔壁開人孔，而雙溢流塔盤只能每隔一層，在有中間降液管的塔盤上面的塔壁上開人孔。

2 塔的管口方位設(shè)計(jì)原則

1）人孔：人孔的方位應(yīng)設(shè)在塔主要管線的另一側(cè)即檢修側(cè)，對(duì)有塔盤等內(nèi)部構(gòu)件的塔，人孔應(yīng)該開設(shè)在降液板不存在的位置，單溢流和雙溢流塔盤的人孔開設(shè)要特別注意，單溢流塔盤的人孔可開設(shè)在任一層塔盤上，方位可選擇的范圍較寬，對(duì)于雙溢流塔人孔的布設(shè)范圍就有所限制，每隔一層的塔盤和兩側(cè)面降液管之間的面積，為了操作方便及美觀。

2）儀表管口：設(shè)計(jì)師一定要完全了解儀表的功能、操作以及操作的頻繁程度，壓力表、液位計(jì)、溫度表等管口應(yīng)最大可能的布置在平臺(tái)和直盤梯左右，便于操作、觀測(cè)及維修，除非不必在現(xiàn)場(chǎng)盡可能的觀察和操作的儀表管口。溫度計(jì)用來測(cè)量液相溫度，因此方位應(yīng)在塔盤上面，這時(shí)應(yīng)思考到溫度計(jì)伸入部分的長(zhǎng)度以避免與塔盤或降液管相互碰撞。壓力表接口用來測(cè)量氣相壓力，應(yīng)該設(shè)在塔盤的下面。提取樣品可分氣相取樣及液體取樣，液體取樣一定要布置在有液體流動(dòng)的地方。

3）除去所有管口方位外，塔頂?shù)踔姆轿徊贾靡彩欠浅Ｖ匾數(shù)踔菍⒌孛嬉恍┕芗鹊跹b到平臺(tái)上，或?qū)⑵脚_(tái)上的物品吊裝到地面，因此，塔頂?shù)踔姆轿灰蟮踔霓D(zhuǎn)臂能到達(dá)每層人孔附近，并旋轉(zhuǎn)一定角度，使所吊物件下降到起降場(chǎng)地。

3 塔的管線設(shè)計(jì)原則

3.1 回流管及液體進(jìn)料管

兩條管道的溫度都比塔內(nèi)溫度要低一些。管道沿塔壁垂直布置都較長(zhǎng)，應(yīng)考慮到溫度差產(chǎn)生的應(yīng)力。將塔下部的配管布置成‘L’形，利用它水平段吸收立管熱膨脹所產(chǎn)生的位移。進(jìn)料管若分幾個(gè)支管送到幾塊塔板上，就應(yīng)該切斷閥直接與塔的管口相連接。如果物料溫度高時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮配管的形狀，使它能吸收塔及管道間由溫度差引起的熱應(yīng)力，進(jìn)料管在塔內(nèi)有內(nèi)件時(shí)，應(yīng)考慮從管口抽出內(nèi)件所需要的距離，在平臺(tái)上要留出操作空間。

3.2 公用工程軟管站

①軟管站包括空氣、氮?dú)?、水和蒸汽，從左到右排列，依?jù)工藝的需要可做出取舍。②軟管站的管徑大約在DN20-DN40，比較適合采用DN25。③軟管站不需要每層平臺(tái)都設(shè)立，可按照塔的具體高度設(shè)置。水管最高設(shè)到30m。④假設(shè)要在最低層和最高層平臺(tái)上設(shè)軟管掛鉤，用來將膠管勾住，可在剩下的平臺(tái)中一個(gè)平臺(tái)上設(shè)軟管掛鉤。⑤假如蒸汽管的垂直管段較長(zhǎng)，則要考慮到熱膨脹，一般采用在不同層平臺(tái)下拐彎的辦法來處理。⑥還要考慮水管的防凍，在其下面設(shè)放凈閥。

3.3 再沸器的配管

塔到再沸器及再沸器返回塔的管道管徑大、溫度高、流速高，配管的時(shí)候則要考慮熱應(yīng)力，還要按照工藝要求的阻力降配管。在熱應(yīng)力允許的范圍內(nèi)配管形狀爭(zhēng)取簡(jiǎn)單。若再沸器是立式的比較小的話，在布置時(shí)就與塔體連在一起，且支架直接焊在塔體上，這時(shí)塔在不同的情況下引起的熱膨脹將不會(huì)影響再沸器，但預(yù)先應(yīng)向設(shè)備提條件。

3.4 塔底配管

因?yàn)樗獪囟缺容^高，應(yīng)考慮泵塔底出料管道熱應(yīng)力問題，同時(shí)還要留意阻力降。假如管下需通行，則此管的凈空高度至少為2.2m。

4 在塔設(shè)計(jì)過程中的常見問題及處理方法

如在某塔的配管設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，其直徑較小，高度超過60m，因而屬于非自立性塔，必須安裝在框架內(nèi)，框架起到穩(wěn)定塔的作用，對(duì)管線的支撐配置也有好處，但這對(duì)那些自上而下必須沿塔布設(shè)的管線穿行也帶來了困難，為使其不和鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，在設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)在本專業(yè)設(shè)計(jì)條件允許下，盡可能滿足管道設(shè)計(jì)的要求。

另外，塔徑較細(xì)的管口方位的布置也不可避免的帶來一些困難，如有一些填料塔，由于塔盤的形式?jīng)Q定，最初設(shè)計(jì)的溫度計(jì)伸入部分總是不可避免的和塔盤發(fā)生碰撞，為了解決這一問題，只能將管口方位進(jìn)行修改，詳細(xì)研究塔內(nèi)的安裝方位和塔盤尺寸，經(jīng)計(jì)算得出合適的位置，同時(shí)建議在管口方位中將塔盤方位標(biāo)示出來。

Study on Tower Layout and Pipeline Design

Zhang Zhao

As a kind of important equipment in the production of petrochemical industry，tower equipment is one of the important equipment in the production of petrochemical industry.In order to meet the requirements of production and construction in order to better meet the requirements of production and construction，it has its own characteristics and Claim.

petrochemical industry；pipeline design；tower

TE624

B

1003-6490（2017）12-0036-01

2017-10-19

張朝（1983—），男，河北保定人，工程師，主要從事化工工程配管設(shè)計(jì)工作。