滕孝義

摘 要：蒸汽因具有傳熱系數(shù)高、易于控制溫度、安全清潔且成本低廉等諸多優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用于化工企業(yè)?？茖W(xué)合理的設(shè)計蒸汽管道，有助于提高蒸汽管道的安全性和經(jīng)濟性，從而促進化工企業(yè)的發(fā)展。本文闡述了蒸汽管道配管設(shè)計的重要性并歸納總結(jié)了蒸汽管道配管設(shè)計的要點。

關(guān)鍵詞：化工工藝；蒸汽管道；配管設(shè)計；

文章編號：1674-3520（2015）-06-00-01

蒸汽在化工裝置中發(fā)揮著重要的作用，不僅可以用于加熱、伴熱，還可以用于動力、消防、汽提和稀釋等。根據(jù)壓力可劃分為超高壓蒸汽、高壓蒸汽、中壓蒸汽和低壓蒸汽。以下就蒸汽管道配管設(shè)計的重要性和具體設(shè)計細(xì)節(jié)這一話題進行闡述。

一、化工工藝裝置蒸汽管道配管設(shè)計的重要性

在社會的各個領(lǐng)域，化工產(chǎn)品的應(yīng)用是非常廣泛的，化工行業(yè)擁有廣闊的發(fā)展前景。然而，化工企業(yè)生產(chǎn)過程復(fù)雜多變，往往潛在著安全隱患，很容易發(fā)生安全事故。一旦發(fā)生安全事故，化工企業(yè)不僅要面臨嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，而且還會造成重大的人員傷亡和極壞的社會影響。而蒸汽作為一種熱源是很容易引發(fā)安全事故的。這就要求設(shè)計人員要充分重視蒸汽管道的配管設(shè)計，使蒸汽管道的安全性、經(jīng)濟性和美觀性達(dá)到完美統(tǒng)一。

二、化工工藝裝置蒸汽管道配管的具體設(shè)計

化工工藝裝置蒸汽管道配管的具體設(shè)計包括布置管廊上的蒸汽管道、分析蒸汽管道的排液設(shè)計、分析蒸汽管道的支管設(shè)計。

（一）布置管廊上的蒸汽管道

一般化工工藝裝置的蒸汽管道宜架空敷設(shè)，不宜管溝敷設(shè)，更不應(yīng)埋地敷設(shè)。其主要原因是不易解決保溫層的防潮和吸收管道熱形變。

布置于管廊上的蒸汽管道需要注意以下幾點原則：1、蒸汽管道宜布置于管廊最上層。2、蒸汽管道不應(yīng)靠近低溫管道和液化石油氣管道布置。3、蒸汽管道和電纜橋架、儀表橋架橫向距離不能小于200mm，縱向距離不能小于500mm。4、布置蒸汽管道時，應(yīng)盡可能利用管道的自然彎頭作為管道熱膨脹時的自然補償。如需采用方（矩）形補償器補償時，則補償器應(yīng)盡可能布置在兩固定支架的中間點上，如因地方限制不可能布置在中心點上時，應(yīng)保證較短的一邊直線管道的長度不小于該段全長的1/3 [1] 。5、蒸汽管道應(yīng)布置于管廊的一側(cè)，以便設(shè)置方（矩）形補償器。當(dāng)有兩根以上蒸汽管道時，補償器宜盡可能套著布置，且補償量大的管道布置在外側(cè)。為不影響其它管道的布置，補償器應(yīng)高出700～900mm。在補償器的兩側(cè)應(yīng)設(shè)導(dǎo)向架，導(dǎo)向支架和補償器之間的距離宜取40倍管徑大小。

（二）分析蒸汽管道的排液設(shè)計

在暖管和開車階段，由于散熱損失，蒸汽管道內(nèi)會產(chǎn)生大量的凝液。如不及時排除，在管道改變走向處可能產(chǎn)生水擊，造成振動、噪聲，甚至?xí)艿辣眩@就需要設(shè)置專門的排液裝置。排液裝置方式分為經(jīng)常疏水的和啟動疏水的兩種。前者指的是在運行過程中會產(chǎn)生冷凝水需要通過疏水閥自動阻氣排水的，后者指的是指在啟動階段（即暖管和開車）過程中產(chǎn)生冷凝水需要通過手動閥門排除的。

對于超高壓蒸汽管道來說，因其運行過程中不產(chǎn)生凝水，只需要在管道低點設(shè)置雙切斷閥以及排氣筒即可，排水管的管徑為DN40。

而對于高壓蒸汽管道、中壓蒸汽管道、低壓蒸汽管道來說，運行過程中需要經(jīng)常疏水，為此需要設(shè)置分液包、放盡閥等疏水裝置。分液包的管徑不大于DN150，其排水管的管徑不大于DN25 [2] 。

蒸汽管道排液設(shè)施設(shè)置點主要包括管道末端，方（矩）形補償器上升管之前，以及接出支管前。

（三）分析蒸汽管道的支管設(shè)計

蒸汽管道從總管接出支管時，應(yīng)選擇總管熱伸長的位移量小的地方，且支管應(yīng)從總管的上面或側(cè)面接出。支管的切斷閥應(yīng)安裝在靠近主管的水平管段上，以避免存液。不得從用汽要求嚴(yán)格的蒸汽管道上接出支管用作其他用途，如滅火、消防和吹掃等用途的蒸汽支管不得從蒸汽透平、再沸器等重要用途的蒸汽管道上引出。在蒸汽管道的方（矩）形補償器上，不得引出支管。在靠近方（矩）形補償器兩側(cè)的直管上引出支管時，支管不應(yīng)妨礙主管的變形或位移。因主管熱脹而產(chǎn)生的支管引出點的位移，不應(yīng)使支管承受過大的應(yīng)力[3]。

（四）蒸汽管道設(shè)計時應(yīng)主要的要點

1、合理選擇管道管徑。選擇管道管徑的原則是根據(jù)全廠區(qū)和單個裝置以及單臺設(shè)備的蒸汽用量。當(dāng)管徑設(shè)計過大時，會增多投資，以及能耗增加。當(dāng)管徑設(shè)計過小時，就會導(dǎo)致蒸汽使用點的壓力和蒸汽流量不足，并會發(fā)生水錘和沖蝕現(xiàn)象。因此，在選擇蒸汽管道管徑的時候，不宜過大或過小。

2、設(shè)計符合應(yīng)力要求。蒸汽管道安裝和運行時的溫度相差很大，在布置管道的時候，要嚴(yán)格計算應(yīng)力。合理選擇固定點，并通過計算管道熱伸長量選擇合適的補償器。此外，還要考慮固定支吊架、滑動支架、導(dǎo)向支架的設(shè)置，以及與設(shè)備相連的蒸汽管道的配管設(shè)計都要符合應(yīng)力要求。

3、避免發(fā)生水錘現(xiàn)象。最重要的是從根本上消除水錘的根源：凝液。在不經(jīng)常流通的蒸汽管道末端及低點設(shè)置疏水閥和導(dǎo)淋，使得管道中產(chǎn)生的凝液可以隨時排除。疏水管道及疏水閥應(yīng)合理設(shè)計及選型，以確保凝液能完全排除。管道盡可能少用縮口彎道等會使蒸汽壓力變化產(chǎn)生凝液的管件。當(dāng)要引出支管時，一定要從主管上方引出。當(dāng)需要安裝過濾器時，要水平的安裝過濾器的濾網(wǎng)。在設(shè)計過程中關(guān)注以上幾點細(xì)節(jié)，可以盡可能避免水錘現(xiàn)象的發(fā)生，提高化工工藝裝置中蒸汽管道設(shè)計的質(zhì)量和效率。

在化工企業(yè)的發(fā)展過程中，化工工藝裝置蒸汽管道的配管設(shè)計具有非常重要的作用。在進行化工蒸汽管道的設(shè)計時，要以管道壓力為依據(jù)對其進行嚴(yán)格的區(qū)分，并按照不同的壓力標(biāo)準(zhǔn)對蒸汽管道進行有針對性的設(shè)計。保障化工工藝裝置蒸汽管道配管設(shè)計的科學(xué)合理，有利于減少化工企業(yè)生產(chǎn)過程中的安全隱患，保障生產(chǎn)過程中的人身和財產(chǎn)安全。在完成蒸汽管道的配管設(shè)計和安裝之后，還要對其進行檢查和日常維修，對蒸汽管道的使用壽命進行延長，保障蒸汽管道在使用過程中的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]施振球等.《動力管道設(shè)計手冊》[M].機械工業(yè)出版社，2010，219.

[2]李曉娜.石油化工裝置蒸汽管道及排液設(shè)施設(shè)計相關(guān)問題探討[J].中國科技博覽，2012（6）：83.

[3]張發(fā)有.石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設(shè)計研究[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2010，31（3）：9-11.