塔的布置及管线设计研究

张 朝

（河北寰球工程有限公司，河北涿州 072754）

塔的布置及管线设计研究

张 朝

（河北寰球工程有限公司，河北涿州 072754）

塔类容器作为石油化工生产中的重要设备之一，其设备和管道布置除满足规范要求外，为了更好满足生产施工需要，其在管口方位、管线布置时又有其自身特点和要求。

石油化工；管道设计；塔

1 塔的布置原则

一个化工装置中槽、塔、冷换设备相间布置或塔类集中布置，不管是塔径大小，塔的中心线应该在一条直线，排成一行，管廊中心与塔中心一般情况下距离为3.7～4.3m或塔外壁相距3m，若塔类集中布置，两个相邻的塔平台高度应尽量凑齐，用来方便设置联合平台，假设要设置联合平台，应思考各塔热膨胀的不同，一般情况下在塔的平台间采用铰接或留间缝，用来适应同的热膨胀量，避免互相影响。

塔的布置应划分为装置的检修侧和装置的管廊侧。人孔和平台都应该设在装置的检修侧，管道应布置在装置的管廊侧，不能四周均匀分布，检修侧一般不设平台，塔四周应有足够的检修净空，还应考虑塔的整体吊装。当塔底抽出管与泵相连接时，塔的安装高度应根据塔底泵需要的汽蚀剩余量决定。就是在塔底处于最低液面，装置系统的有效汽蚀剩余量，应该大于泵所需要的汽蚀余量。塔底安装热虹吸式重沸器时，塔的安装高度应当满足塔底最低液面与重沸器顶面有足够的高度差，用来保证重沸器在装置操作时的正常循环。

人孔或手孔应设在装置的检修侧，保证统一的位置。假设多个塔设置联合平台梯子，其中一个塔的人孔标高可以根据实际的需要进行调整。人孔不能开在有降液管的位置。单溢流塔盘可以在所有的塔盘上方的塔壁开人孔，而双溢流塔盘只能每隔一层，在有中间降液管的塔盘上面的塔壁上开人孔。

2 塔的管口方位设计原则

1）人孔：人孔的方位应设在塔主要管线的另一侧即检修侧，对有塔盘等内部构件的塔，人孔应该开设在降液板不存在的位置，单溢流和双溢流塔盘的人孔开设要特别注意，单溢流塔盘的人孔可开设在任一层塔盘上，方位可选择的范围较宽，对于双溢流塔人孔的布设范围就有所限制，每隔一层的塔盘和两侧面降液管之间的面积，为了操作方便及美观。

2）仪表管口：设计师一定要完全了解仪表的功能、操作以及操作的频繁程度，压力表、液位计、温度表等管口应最大可能的布置在平台和直盘梯左右，便于操作、观测及维修，除非不必在现场尽可能的观察和操作的仪表管口。温度计用来测量液相温度，因此方位应在塔盘上面，这时应思考到温度计伸入部分的长度以避免与塔盘或降液管相互碰撞。压力表接口用来测量气相压力，应该设在塔盘的下面。提取样品可分气相取样及液体取样，液体取样一定要布置在有液体流动的地方。

3）除去所有管口方位外，塔顶吊柱的方位布置也是非常重要，塔顶吊柱是将地面一些管件等吊装到平台上，或将平台上的物品吊装到地面，因此，塔顶吊柱的方位要求吊柱的转臂能到达每层人孔附近，并旋转一定角度，使所吊物件下降到起降场地。

3 塔的管线设计原则

3.1 回流管及液体进料管

两条管道的温度都比塔内温度要低一些。管道沿塔壁垂直布置都较长，应考虑到温度差产生的应力。将塔下部的配管布置成‘L’形，利用它水平段吸收立管热膨胀所产生的位移。进料管若分几个支管送到几块塔板上，就应该切断阀直接与塔的管口相连接。如果物料温度高时应当考虑配管的形状，使它能吸收塔及管道间由温度差引起的热应力，进料管在塔内有内件时，应考虑从管口抽出内件所需要的距离，在平台上要留出操作空间。

3.2 公用工程软管站

①软管站包括空气、氮气、水和蒸汽，从左到右排列，依据工艺的需要可做出取舍。②软管站的管径大约在DN20-DN40，比较适合采用DN25。③软管站不需要每层平台都设立，可按照塔的具体高度设置。水管最高设到30m。④假设要在最低层和最高层平台上设软管挂钩，用来将胶管勾住，可在剩下的平台中一个平台上设软管挂钩。⑤假如蒸汽管的垂直管段较长，则要考虑到热膨胀，一般采用在不同层平台下拐弯的办法来处理。⑥还要考虑水管的防冻，在其下面设放净阀。

3.3 再沸器的配管

塔到再沸器及再沸器返回塔的管道管径大、温度高、流速高，配管的时候则要考虑热应力，还要按照工艺要求的阻力降配管。在热应力允许的范围内配管形状争取简单。若再沸器是立式的比较小的话，在布置时就与塔体连在一起，且支架直接焊在塔体上，这时塔在不同的情况下引起的热膨胀将不会影响再沸器，但预先应向设备提条件。

3.4 塔底配管

因为塔釜温度比较高，应考虑泵塔底出料管道热应力问题，同时还要留意阻力降。假如管下需通行，则此管的净空高度至少为2.2m。

4 在塔设计过程中的常见问题及处理方法

如在某塔的配管设计项目中，其直径较小，高度超过60m，因而属于非自立性塔，必须安装在框架内，框架起到稳定塔的作用，对管线的支撑配置也有好处，但这对那些自上而下必须沿塔布设的管线穿行也带来了困难，为使其不和钢结构发生碰撞，在设计中，结构专业应在本专业设计条件允许下，尽可能满足管道设计的要求。

另外，塔径较细的管口方位的布置也不可避免的带来一些困难，如有一些填料塔，由于塔盘的形式决定，最初设计的温度计伸入部分总是不可避免的和塔盘发生碰撞，为了解决这一问题，只能将管口方位进行修改，详细研究塔内的安装方位和塔盘尺寸，经计算得出合适的位置，同时建议在管口方位中将塔盘方位标示出来。

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

张朝（1983—），男，河北保定人，工程师，主要从事化工工程配管设计工作。