楊明剛 馬小琪（洛陽瑞澤石化工程有限公司 河南 洛陽 471003）

氣壓機的設(shè)計不但包括汽輪機和壓縮機的設(shè)計，還包括潤滑油站、汽封冷卻器、中間冷卻器、氣液分離器、蓄能器、干氣密封設(shè)施、高位油箱等一些輔助設(shè)施的設(shè)計，并且這些設(shè)備往往由不同的制造廠供貨，往來資料比較多，受制造廠的約束比較大。為做出一個優(yōu)秀的工程設(shè)計，在設(shè)計前應(yīng)仔細(xì)閱讀制造廠提供的資料，結(jié)合工藝專業(yè)和機械專業(yè)提供的流程圖仔細(xì)核對制造廠提供的圖紙，明確設(shè)計中的分界。在設(shè)計中，應(yīng)科學(xué)布置氣壓機及配套設(shè)施的位置，合理安排氣壓機工藝管道和輔助管道的走向，盡可能減小氣壓機出入口管嘴的受力。

一、設(shè)計前的準(zhǔn)備工作

氣壓機的供貨一般會經(jīng)過訂貨技術(shù)資料、中間返回資料、最終資料三個階段，在每個階段中，配管專業(yè)設(shè)計人員都應(yīng)該仔細(xì)核對制造廠提供的資料，找出其中的錯誤或不妥的地方，并和制造廠進行充分溝通，以達成設(shè)計和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)上的統(tǒng)一。對于管道設(shè)計專業(yè)來說，在設(shè)計正式開始前的主要工作有以下兩個方面：

⑴確保制造廠的設(shè)備對外接口和全裝置保持一致。⑵確保最終資料的完整性以及合理性。

二、細(xì)心的詳細(xì)設(shè)計

1.氣壓機的平面布置

氣壓機的平面要根據(jù)制造廠提供的壓縮機和汽輪機及配套設(shè)施而定，布置的原則是在符合PID的要求和滿足氣壓機及配套設(shè)施的安裝、操作、檢修的條件下盡量減小設(shè)備嘴子的受力。在布置氣壓機時應(yīng)注意以下幾個問題：

⑴ 壓縮機及汽輪機的基礎(chǔ)要做成獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)和廠房的二層樓板中間留有300mm-600mm的縫隙，并要求施工完成后將縫隙用鋼格板覆蓋。

⑵ 潤滑油站要靠近氣壓機布置，并靠近回油總管，潤滑油站的管殼式冷卻器應(yīng)有足夠的抽芯場地，油站一般高出地坪200mm,周圍設(shè)置排污溝，排污溝的寬度一般為150mm-200mm，溝深宜為200mm,溝內(nèi)以3‰的坡度坡向溝內(nèi)地漏，含油污水通過地漏排向地下污水管網(wǎng)。

⑶ 氣封冷卻器的布置要考慮制造廠對水封高度的要求，多布置在廠房二層樓板上。

⑷ 為了滿足氣壓機的安裝、檢修的需要，氣壓機廠房須設(shè)吊裝孔，吊裝孔的大小要根據(jù)根據(jù)制造廠提供的最大檢修件的尺寸并考慮吊車的死角來確定，吊裝孔的設(shè)置位置應(yīng)靠近道路，以方便安裝和檢修。

2.氣壓機的管道設(shè)計

⑴ 壓縮機的管道設(shè)計

壓縮機的管道設(shè)計溫度不高和設(shè)計壓力都不大，但由于壓縮機的管道公稱直徑往往比較大，剛度大，柔性差。并且壓縮機是精密設(shè)備，對設(shè)備嘴子的受力要求比較苛刻。在設(shè)計管道的走向和支架時，要以減小嘴子受力為原則。一般應(yīng)將靠近嘴子的第一個支架設(shè)置成彈簧支架，最后根據(jù)應(yīng)力分析結(jié)果進行調(diào)整，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置止推支架或通過設(shè)置帶聚四氟乙烯的支架來減小摩擦力從而達到減小嘴子受力的目的。

為了防止凝液進入壓縮機，壓縮機一級入口前如果沒有分液罐的話應(yīng)該在入口管道上設(shè)置分液包，當(dāng)吸入介質(zhì)為飽和氣體時，入口管還應(yīng)保溫或伴熱。為了防止剛開工時管道內(nèi)的雜質(zhì)進入壓縮機，在壓縮機的一級入口管應(yīng)留有安裝臨時過濾器的位置。

⑵汽輪機的管道設(shè)計

汽輪機的入口管道溫度和壓力都比較高，所以在設(shè)計時應(yīng)合理布置，使其溫將、壓力降都控制在工藝要求的范圍內(nèi)。布置管道時應(yīng)使其具有足夠的柔性，以吸收管系的熱漲量和汽輪機的附加位移量。管系的柔性首先考慮以管道的自然補償為原則，并進行詳細(xì)的柔性分析計算。

汽輪機屬于精密設(shè)備，開工前不能直接打開主蒸汽管道上的切斷閥，以免造成汽輪機變形，所以汽輪機的入口主蒸汽管線應(yīng)設(shè)預(yù)熱旁路線，旁路線的直徑應(yīng)根據(jù)機械流程圖紙上選擇。切斷閥和進氣口之間應(yīng)設(shè)置放空管線，放空管道應(yīng)引至廠房外放空，并選擇安全的位置，放空管的切斷閥盡量靠近主管設(shè)置，放空管的端部應(yīng)設(shè)置消音器。同時為了減少暖管時間，汽輪機入口的主蒸汽管道上的切斷閥應(yīng)靠近進氣口。

汽輪機的出口管道安裝要同時考慮機械流程圖和工藝流程圖的要求，根據(jù)流程圖的要求決定是否設(shè)置減溫減壓器（一般當(dāng)汽輪機的出口管道溫度或壓力高于蒸汽管網(wǎng)的溫度、壓力時，需要設(shè)置減溫減壓器）。汽輪機的出口管道切斷閥前應(yīng)設(shè)安全閥和放空管道，安全閥出口管道應(yīng)引至廠房外，放空管道端部宜設(shè)消音器。

汽輪機的出口管道公稱直徑較大，在進行管道布置時要充分考慮管道的柔性需要，管道的柔性同樣首先考慮以管道的自然補償為原則，并進行詳細(xì)的柔性分析計算，使出口受力小于制造廠給定的允許值。

由于催化裝置的壓縮機一般都采用蒸汽輪機驅(qū)動，而蒸汽溫度較高，管道受熱膨脹時產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力，與汽輪機相連的管道系統(tǒng)的反作用力如果大到一定的程度，就會導(dǎo)致汽輪機的不對中，從而引起運行不穩(wěn)定，甚至嚴(yán)重?fù)p壞機器。為了防止這一現(xiàn)象的發(fā)生，需要對其受力進行限制，在機器制造廠未提出允許受力限制時，可參照美國電氣制造商協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)NEMASN23對機器受力加以限制。NEMASM23中關(guān)于管嘴受力的規(guī)定是管嘴允許受力的最嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)力分析時往往很難達到，而制造廠可根據(jù)其經(jīng)驗數(shù)據(jù)，允許較大的受力。故在訂貨技術(shù)協(xié)議中應(yīng)要求機器制造廠提供其經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

結(jié)束語

氣壓機設(shè)計的重點和難點是壓縮機和汽輪機的管道設(shè)計，而使壓縮機和汽輪機管嘴受力小于規(guī)范要求又是管道設(shè)計的的重點和難點。所以設(shè)計前充分的準(zhǔn)備工作、科學(xué)布置壓縮機及配套設(shè)施的位置，合理安排氣壓機管道的走向，盡可能減小氣壓機出入口管嘴的受力，是工藝管道設(shè)計人員應(yīng)該充分考慮的問題。

[1]張德姜、王懷義，等.石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計手冊.第一篇，設(shè)計與計算-4版.

[2]《全國壓力管道設(shè)計審批人員考核培訓(xùn)教材》.中國石油化工集團公司工程建設(shè)管理部編制.