石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计研究

文/李姣姣

石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计研究

文/李姣姣

天津华景化工新技术开发有限公司

石油化工业技术在不断进步，对石油化工工艺装置的设计要求越来越高。于是本文研究了石油化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

蒸汽管道的安全性和经济性，能够很好的促进石油化工的效益，所以，在石油化工工艺装置设计中，要重视蒸汽管道配管设计。

1 关于石油化工工艺的相关概述

所谓的石油化工工艺，通常是说把自然界天然原料，例如天然气、石油等材料利用物理化学的相关方法进行提纯制取，最终形成化工产品、石油产品相关的工业产品。在石化企业的发展中，蒸汽管道配管的经济性以及安全性是十分重要的，伴随社会的高速发展，潜藏着的很多安全隐患逐渐凸显出来，持续升高的工业事故严重妨碍了人们的日常生活以及工业生产，而且具有严重的安全隐患。因此，在实施石油化工工艺装置设计的时候，分析和处理蒸汽管道就显得非常重要。

2 石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计

2.1管廊蒸汽管道设计

在石油化工工艺装置当中，对蒸汽管道实施合理的设计，应该考虑到很多问题。例如1000kt/a的乙烯装置，这项装置一般通过5根管廊共同组成，其中2根是纵向的，3根是横向的。在横向管廊当中，又分成了4层管廊，分别是EL +ll.500、EL+8.500、EL+l4.500 和EL+5.500 等管廊，在纵向管廊当中，也设置了EL+l6.000、EL+7.000、EL+l3.000 和EL+l0.000 等4层管廊。在设计的时候，应该在管廊的边侧，进行蒸汽管道的有效布置，如此才可以对管道的应力实施分析，并对应力实施有效的计算。并且，在对多层管廊实施设置时，需要把蒸汽管道设置在最上层，如果无法设置在最上层，需要把它设置在管廊外侧。

2.2蒸汽支管布置设计

在蒸汽支管布置过程中，首先应从蒸汽管道的顶部位置出发，进行主管的接出工作。如果想要在支管上设计切断阀，那么设计位置要与主管的水平管位置相接近，这样可以使切断阀的布置过程变得简单。需要注意的是，蒸汽支管不能从对用气有严格要求的管道中直接接出，尤其是在“Π”形补偿器中，支管不能直接被引出。如果有这方面的需要，可以在“Π”形两端的直管上将支管接出，在接出工作进行时一定要注意，不能让主管产生任何的移动。另外，在蒸汽支管布置过程中，要注意对排液、疏水装置进行合理设计，可以参考管廊蒸汽管道中的设计要求。值得注意的是，在蒸汽支管局部位置排放凝液时，可以单独设置“凝液放净阀”。

2.3管道排液设施设计

针对装置的运行来说，压力蒸汽管道会出现排液体的情况，因此，这就必须在压力蒸汽管道的设计中，选择配置较低的管道设施，即小型补偿设施，同时把其放置在蒸汽管道配管的最低处，以这个为条件，设置相关的管道排液设施。针对型号超高的压力蒸汽管道，排液体的解决应该根据排液设施进行考虑，这是为了实现以下目的：第一、由于和主管道的距离十分近，应该对根部阀进行正确的掌控，实现优良的排液设计。第二、缩短排液设备与根部阀的距离，确保液体不会发生外泄，处在低级压力蒸汽管道内。由于其拥有的特殊性，在正常运转时，不能出现排液的问题。因此，蒸汽管道位于低压点时，在装置输送内则不会出现排液情况。

2.4蒸汽凝液管的设计

化工工艺装置蒸汽凝液管道的设计位置，一般与蒸汽管道是同层设计的。在蒸汽凝液管道上设计安装“П”形补偿器时，为了避免发生水击，流速突然变化而产生输送安全隐患，可采取将“П”形补偿器设计成水平方向，或者将“П”形补偿器立管设计成倾斜方向，可以有效防止水锤发生。一般来讲，来自不同压力等级的蒸汽经由疏水阀流出的凝液，应分别回收接入相应的凝液总管，疏水阀应采用法兰进行连接，避免疏水阀蒸汽入口处有袋形。蒸汽管径不小于50mm的分流支管，应顺着输送介质流向，斜接入45°方向的凝液回收管，蒸汽管径小于50mm的分流支管，可以直接接入90°方向的凝液回收总管，止回阀设计在凝液回收总管水平方向比较合适。

3 蒸汽管道配管设计存在的误区

3.1弯头设计

配管设计比较重要的部分是弯头。弯头起到了配管连接的纽带，设计过程中常会出现配管连接不上等现象，采取添加弯头以及改进设计图纸，可以完成配管连接，但是不从设计精细角度出发，进行简单添加弯头，容易导致弯头处管道运行阻力变大，有可能出现焊缝以及泄漏点，风险不容忽视。

3.2分支设计

输送介质至分叉处应正确配管。配管设计过程中，当管道输送的气体介质时，遇到在水平方向分叉时，应将分支设计朝上，避免凝液堵塞输送管道；低压可燃气体输送至火炬总管的管道，需采取顺流斜接的方式，避免压降过大；同时，凝液管道也应采取顺流斜接的方式接入凝液收集总管，避免压降过大。

3.3异径管设计

异径管选取也是配管设计中非常重要的环节。通常异径管分为偏心异径管和同心异径管，根据现场实际的配管需求，选取合适的异径管形式。据管廊上配管设计资料显示，一般比较常用的是底平的偏心异径管，同心异径管容易造成蒸汽管廊上管道系统排凝不通畅，后期施工作业难度加大。

3.4连接设计

根据不同的输送介质，采用的管材等级、操作方式也不尽相同，若出现不同材质的管道连接时，应采取法兰连接，不建议进行异种钢焊接，容易产生金属电位差异，导致钢材管线腐蚀。

3.5阀门设计

阀门的设计是配管设计过程中极为关键的环节，不同的阀门类型有不同的用途，合理选择阀门类型，避免出现安全隐患。

4 蒸汽管道配管设计误区的建议

(1)整体规划化工管线铺设走向，合理规避对弯头的使用，降低管道运行阻力，以及焊缝次数和管段，保证蒸汽管道的完整性和有效连接段更长更安全。(2)提高分支设计的科学性、合理性和实用性，合理地进行分支应用，分别对输送介质(气体、液体和蒸汽等)进行分流管控，降低输送安全隐患。(3)合理采用异径管形式，根据现场配管需求，正确选择偏心异径管和同心异径管，降低后续作业难度。(4)深入研究管道连接技术，管道材质和等级的不同，以及输送介质的不同，对管道之间的连接方式要求不同，合理选取连接方式，规避风险。(5)阀门类型的选取要合理，应在熟识管道阀门使用特点基础上，根据化工管道输送工艺要求，合理确定阀门类型和数量。

5 结语

总的来说，通过对蒸汽管道配管的有效设计，能够实现石油化工工艺装置的有效优化，在蒸汽管道配管设计中，一定要严格按照相关要求进行设计。

[1]国庆.石油化工装置工艺管道设计的合理性探讨[J].化工管理，2016.

[2]刘尧祥.探究石油化工工艺装置蒸汽管道配管的设计[J].中国石油和化工标准与质量，2013.