刍议石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计要点

余建卓

摘要：蒸汽管道在工艺装置中发挥着重要作用，蒸汽管道主要分为蒸汽凝结水管道和蒸汽管道，应用蒸汽管道能够节约能源，减少环境污染，提高石油化工生产的经济效益。鉴于此，本文对石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计要点进行分析，以供参考。

关键词：石油化工;蒸汽管道;配管设计

引言

石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计复杂性较强，影响因素较多，为了保证设计的质量，设计人员应当重视细节，全面了解和掌控设计要点，以促进装置的安全平稳运行。

1蒸汽管道概述

蒸汽管道主要由蒸汽凝液管道和蒸汽管道两部分组成，蒸汽管道属热力管道，热力管道也被人们称为热力管网。热力管网主要指锅炉所在地提供热量形成热管道的热力管网。热力管网分为两种，一种是蒸汽管网，一种是热水热网。蒸汽管网主要可分为高压、中压和低压三种不同的类型。

2石化工艺装置蒸汽管道的设计分析

2.1管廊设计

石化工艺装置在实际运行过程中，会涉及到多种蒸汽设备，而且其实际使用以及产出的蒸汽压力、温度也存在较大差异，由此也会导致在管廊上敷设的蒸汽管道实际运行工况也存在一定的差别，是在实际进行管廊设计的过程中，必须要对补偿器安装位置进行合理设置，通过补偿器的伸缩变形作用来有效补偿管道在运行过程中在横中线让产生的冷落变形量。

2.2排液管设计

石化工艺装置在实际运行过程中，即使处于正常生产状态然后产生凝液量很少，但是装置在开车或者暖管过程中产生凝液的量非常大，在这种情况下就会对管道内部温度造成一定程度的影响，而由于大多数石化工艺装置都设置了相应压力等级的凝液管道，因此，必须要在蒸汽管道的低点位置设置相应的疏水设施。在整个石化企业生产过程中分液体包、放净阀、根部阀疏水阀组是几种常用的疏水设施。下图1所示为常用疏水设施设置示意图。

2.3支管设计

蒸汽支管主要是从主管的顶部来进行接出，如果在具有特殊工艺要求的情况下，必须要在蒸汽支管上面设置切断阀的时候，要尽量将切断阀设置在与主管水平段靠近的地方，而且在实际进行切断阀布置的过程中必须要对其操作的便捷性进行充分考虑。与此同时，蒸汽支管在设计的过程中要坚决杜绝从明确提出严格用汽要求的工艺蒸汽管道上或者消防蒸汽管道上进行接出，尽量避免对管道的特殊用汽需求造成影响。另外，在蒸汽管道上面布置的“П”形补偿器也不能用来进行蒸汽支管的设置，但是可以在“П”形补偿器周边两侧的直管段上来引出支管，需要注意的是，引出支管的设计不能对主管的位移造成影响。主要是因为主管在受热的情况下会产生热膨胀，由此就会造成支管引出点产生位移，因此必须要充分保证主管段的膨胀不会对支管承受应力造成较大影响。

2.4保温材料的使用温度

蒸汽管道保温材料在使用温度的设计上是具有一定要求的，使用温度的设计必须保证保温材料在使用温度范围之内，经过长时间的反复使用之后，仍能符合最初的设计需求和运行技术要求，即为保温材料的使用温度。例如，欧文斯·科宁的高温玻璃棉保温材料，该材料的最高耐热温度为538℃，而在长期使用的情况下，该材料实际的耐热温度则是300℃。张家港某运行温度为280～300℃的热网项目就采用了这种保温材料，使用初年管道顶部可见积雪，证明保温效果良好，次年则出现了保温性能下降的现象，管道保温层高温玻璃棉粉化现象较为明显。

2.5蒸汽管道排液设施的布置

超高压管道管壁的厚度较大，压力数值也相对较大，不容易开孔，因此无需设置分液包。高压蒸汽管、中压蒸汽管和低压蒸汽管使用中，均不会产生冷凝液，但是蒸汽管暖管会处于开车状态下，进而产生较多的凝液。对此，要在蒸汽管中设置输水管道。蒸汽管道配水设施设置中，需将分液包设置于蒸汽主管末端，水平敷设蒸汽管道中的分液包间隔需满足设计要求。规定装置内部饱和蒸汽中的间距为80m，过热蒸汽中间距为160m，装置外部顺坡和逆坡的间距要分别控制在300m和200m左右，当蒸汽进入到设备后，要结合实际在设备周边设置蒸汽疏水阀，在下部的陷阱中采用多种疏水措施，且无需在过热蒸汽装置上设置水分离器。

3管道检查分析

在完成整个蒸汽管道安装后，为了充分保證蒸汽管道能够实现安全运行，必须要对其进行严格的检查。首先，要针对蒸汽管道的坡度进行详细检查，看其是否满足石化工艺生产的实际需求，在充分保证蒸汽管道坡度合格后，在合理的利用U型卡将其进行严格固定，在进行固定的过程中要充分保证紧固力适中，不能出现各个管道固定过紧或者过松的现象;其次，要针对管道的各个变径位置进行严格检查，一旦发现管道变径位置产生一定的偏差，必须要及时进行合理的修正，这样才能充分保证其满足石化工艺生产实际需求;最后，要针对管道上面立管预留口进行严格检查，要充分保证其标高以及倾斜方向满足相关标准要求，然后将管子松开，将其放入到相应的卡槽内部，在进行有效固定。

4蒸汽管道设计中的注意事项

合理选择管道直径，如直径过大，则会影响经济效益，增大热损失，增加冷凝水。如直径过小，则蒸汽流速过大，加大蒸汽压强，供气端无法得到充足的压力。如出现水锤和侵蚀作用时，应合理选择安装直径，按照应力要求进行管道安装。“π”形管补偿器与推力补偿器的设置除要按照规定要求进行安装，还要确保连接设备与蒸汽管道集箱的压力情况，以免水锤问题的出现。装置和阀门安装中，管道会出现噪声和振动，对此，需合理设置管道疏水系统。

结束语

石化企业在生产作业过程中，加热以及保温等各个环节的正常运行过程中，蒸汽管道都发挥出了非常重要的作用，能够有效保障石化工艺生产相关温度标准要求，为整个石化企业正常生产作业提供基本保障。鉴于此，针对石化工艺装置蒸汽管道配管设计进行深入研究具有非常重要的现实意义。

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