張寶昆

摘要：裝置是石油化工廠生產(chǎn)的主體，裝置內(nèi)介質(zhì)危險(xiǎn)性大，操作條件苛刻，影響因素復(fù)雜，可能泄漏點(diǎn)多，加之，裝置內(nèi)單位面積資產(chǎn)密度高，人員相對(duì)集中。裝置布置設(shè)計(jì)是裝置設(shè)計(jì)安全的重要組成部分。本文主要介紹石油化工裝置布局設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：石油化工;裝置;布局設(shè)計(jì);工藝

前 ?言

隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，重視石油化工裝置的布局設(shè)計(jì)具有重要的意義。裝置布置設(shè)計(jì)安全的目的是合理、安全、經(jīng)濟(jì)地確立裝置界區(qū)內(nèi)設(shè)備和設(shè)施的位置，確保工藝過程安全順利實(shí)施。操作、維修和消防作業(yè)有可接近性和可操作性，萬一發(fā)生事故，方便撲救并有利于減少資產(chǎn)損失和人員傷亡。為此，要實(shí)現(xiàn)裝置布置設(shè)計(jì)安全，務(wù)必抓好以下幾項(xiàng)工作。

一、石油化工裝置管道工藝技術(shù)

1.塔和容器的管線設(shè)計(jì)

依據(jù)工藝原理合理布置。分餾塔與汽提塔之間的管線布置。通常分餾塔到汽提塔有調(diào)節(jié)閥組，調(diào)節(jié)閥組應(yīng)靠近汽提塔安裝，以保證調(diào)節(jié)閥前有足夠離的液柱。分餾塔與回餾罐之間的管線布置。當(dāng)分餾塔的塔頂壓力用熱旁路控制時(shí)，熱旁路應(yīng)盡量短且不得出現(xiàn)袋形，調(diào)節(jié)閥應(yīng)設(shè)在回流罐的上部。汽液兩相流的管道布置時(shí)，管道上的調(diào)節(jié)閥應(yīng)盡量靠近接收介質(zhì)的容器布置，減少管道壓降，避免管道震動(dòng)。由此可見，管線不可隨意布放。

2.泵的管線設(shè)計(jì)

泵入口偏心異徑管的使用。泵吸人管道設(shè)計(jì)是確保泵經(jīng)常處于正常工作狀態(tài)的關(guān)鍵。當(dāng)泵人口管系統(tǒng)有變徑時(shí)，要采用偏心大小頭以防變徑處氣體積聚，偏心異徑管的安裝方式如下：一般采用項(xiàng)平安裝，當(dāng)異徑管與向上彎的彎頭直連的情況下可以采用底平安裝。這種安裝方式可以省去低點(diǎn)排液。布置泵的人口管線時(shí)要考慮到幾個(gè)方面的因素：

2.1 泵的人口管支架的設(shè)置。如泵的進(jìn)口在一側(cè)，則泵的入口管支架應(yīng)是可調(diào)式，且人口管及閥門位置在泵的側(cè)前方。

2.2 氣阻。進(jìn)泵管線不得有氣阻，這一點(diǎn)很容易被忽視，某些布置雖符合工藝流程圖，但在局部會(huì)產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象，從而嚴(yán)重影響泵的運(yùn)行。

2.3 管道柔性。泵是同轉(zhuǎn)機(jī)械，管道推力作用在管嘴上會(huì)使轉(zhuǎn)軸的定位偏移，因此管道設(shè)計(jì)要保證泵嘴受力在允許數(shù)值內(nèi)。塔底進(jìn)泵的高溫管線尤其需要考慮熱補(bǔ)償。

3.冷換設(shè)備的管線設(shè)計(jì)逆流換熱

3.1 冷換設(shè)備冷水走管程由下部進(jìn)入，上部排出。這樣供水發(fā)生故障時(shí)，換熱器內(nèi)有存水，不致排空。如作為加熱器時(shí)用蒸汽加熱，蒸汽從上部引入，凝結(jié)水由下部排出。

3.2 安裝凈距。為了方便檢修，換熱器進(jìn)出口管線及閥門法蘭。均應(yīng)與設(shè)備封頭蓋法蘭保持一定距離，為方便拆卸螺栓凈距一般為300mm。

3.3 熱應(yīng)力。換熱器的固定點(diǎn)一般是在管箱端，凡連接封頭端管嘴的管道必須考慮因換熱器熱脹而位移的影響。重沸器返回線各段管線長(zhǎng)度的分配要恰當(dāng)，可以防止設(shè)備管嘴受力過大?；鼐€各段管線長(zhǎng)度的分配要恰當(dāng)，可以防止設(shè)備管嘴受力過大。

二、滿足工藝設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)備布置的要求

裝置布置設(shè)計(jì)和其它專業(yè)設(shè)計(jì)一樣，滿足工藝設(shè)計(jì)和工藝過程操作、控制的要求是裝置布置應(yīng)考慮的首要問題。裝置設(shè)備布置除按照流程順序，單元操作、過程設(shè)備集中布置外，尤其是重視工藝設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)備高差的要求、對(duì)溫度降或壓力降的要求、對(duì)防止介質(zhì)結(jié)焦、凝堵的要求以及真空、重力流的要求。因?yàn)樗鼈冴P(guān)系到操作的穩(wěn)定性和過程的連續(xù)性，甚至關(guān)系到過程能否實(shí)施，這看似生產(chǎn)問題，其實(shí)也是安全問題，不說直接造成安全事故，經(jīng)常的故障、不穩(wěn)定和不連續(xù)，事故的幾率也必然增加。

三、設(shè)備布置應(yīng)采用露天或半敞開方式

為防止有害氣體或蒸汽的積聚，設(shè)備采用露天或半敞開式布置，可以利用自然通風(fēng)，使有害物質(zhì)迅速擴(kuò)散，減少滯留時(shí)間，防止有害氣體或蒸汽與空氣形成爆炸混合氣體或超過車間最高容許濃度。

由于環(huán)境或特殊工藝要求，可能散發(fā)有害物質(zhì)的設(shè)備布置在封閉或廠房?jī)?nèi)，應(yīng)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)，其空氣應(yīng)能使可燃?xì)怏w、蒸汽或浮懸物很快稀釋到爆炸下限的25%以下，或最高允許濃度以下。應(yīng)予強(qiáng)調(diào)的是封閉式廠房即使有機(jī)械通風(fēng)設(shè)施，其通風(fēng)效果也不如露天或半敞開布置。

四、道路和通道的設(shè)置

裝置道路的功能主要有二：一是供緊急救援車輛和機(jī)動(dòng)檢修設(shè)備通行，一是作為事故或分區(qū)檢修的隔離帶。為此，裝置道路應(yīng)貫通裝置區(qū)，并與環(huán)裝置道路有不少于兩個(gè)出入口，以確保緊急救援活動(dòng)暢通無阻，裝置道路還應(yīng)將裝置區(qū)分隔成若干個(gè)區(qū)，以確保消防作業(yè)沒有死區(qū)，并減少災(zāi)害的影響。

通道主要供日常巡檢、操作和維修，以及緊急情況人員疏散用，通道設(shè)置尤應(yīng)注意，不要有死胡同，相鄰框架平臺(tái)有條件時(shí)，盡量用過橋連通，框架、平臺(tái)長(zhǎng)度超過50m，除兩側(cè)的梯子外，應(yīng)在適當(dāng)位置設(shè)直通地面的安全梯，供緊急情況人員撤離危險(xiǎn)區(qū)用。

五、不同危險(xiǎn)性設(shè)備和設(shè)施分區(qū)集中

設(shè)備和設(shè)施的危險(xiǎn)性取決于加工、處理和儲(chǔ)存的物質(zhì)的危險(xiǎn)性。物質(zhì)的危險(xiǎn)性一般包括對(duì)健康的危害，燃燒性危險(xiǎn)和反應(yīng)性危險(xiǎn)。各種危險(xiǎn)或危害又依危害程度分不同類型，石油化工裝置的設(shè)備和設(shè)施要截然按上面的說法分開是困難的。.

六、控制室、變配電室及辦公室等組成綜合建筑物

裝置控制室、辦公室等，有條件的地方應(yīng)盡力設(shè)在裝置界區(qū)外，實(shí)行集中控制、集中管理。控制室、變配電室及辦公室等設(shè)在裝置界區(qū)內(nèi)時(shí)，應(yīng)盡力一體化考慮，組成綜合性建筑物，設(shè)在非爆炸危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)，這既有利于減少占地，也有利于安全。將控制室設(shè)在爆炸危險(xiǎn)區(qū)的，采取正壓通風(fēng)的辦法，國(guó)內(nèi)外都曾有過。這種做法不應(yīng)提倡，因?yàn)樗皇墙鉀Q控制室內(nèi)儀器儀表的防爆，將引燃源與可燃?xì)怏w隔離，卻不能防止室外設(shè)備發(fā)生火災(zāi)爆炸對(duì)室內(nèi)人員與設(shè)備的影響。

七、場(chǎng)地豎向處理和鋪砌

裝置場(chǎng)地除應(yīng)保證不被洪水、潮水和內(nèi)河水淹沒外，應(yīng)有盡快有效地排水系統(tǒng)。為方便場(chǎng)地排水通常是根據(jù)自然地形作一些加工，但也有過因過多考慮挖方、填方工程最為方便場(chǎng)地排水通常是根據(jù)自然地形作一些加工，但也有過因過多考慮挖方、填方工程量，把裝置豎向做成一面坡的情況，這是不可取的。最理想的作法是做成四面坡，主要目的是使得泄漏物或消防濺灑物在裝置內(nèi)流經(jīng)的面積盡量小，滯留的時(shí)間盡量短，盡可能少殃及其它。裝置地面鋪砌以往都車行重型鋪砌和一般鋪砌，建設(shè)都采用車行砌鋪，雖說會(huì)增加些費(fèi)用。但最大的好處是緊急救援車輛和檢修車輛作業(yè)的機(jī)動(dòng)性增加，同時(shí)，可以減小土地的污染。

八、結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)方法和手段的不斷進(jìn)步能有效地提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。作為設(shè)計(jì)者，會(huì)受生理和心理等因素的影響，容易出現(xiàn)偏差，技術(shù)的進(jìn)步，極大地補(bǔ)償了人的缺陷。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD正在廣泛應(yīng)用，它使設(shè)計(jì)工作更高效、更優(yōu)質(zhì)，使一些易出差錯(cuò)的環(huán)節(jié)不復(fù)存在。掌握CAD設(shè)計(jì)手段是現(xiàn)階段設(shè)計(jì)者的基本要求，也是設(shè)計(jì)者知識(shí)水平不斷更新提高的體現(xiàn)。

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