張浩

（山西陽(yáng)煤化工工程有限公司，山西　太原　030021）

化工工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題淺析

張浩

（山西陽(yáng)煤化工工程有限公司，山西太原030021）

通過(guò)對(duì)化工工藝設(shè)計(jì)中管道設(shè)計(jì)壓力和溫度的確定，阻火器的選擇，安全閥設(shè)定等易錯(cuò)問(wèn)題進(jìn)行分析，找出原因，并提出解決的建議，降低安全隱患。

化工工藝；設(shè)計(jì)；阻火器；安全閥

近些年來(lái)，化工行業(yè)有了突破性的成果，對(duì)推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步起到了重要的作用。對(duì)于化工行業(yè)來(lái)說(shuō)，化工工藝的科學(xué)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，要想設(shè)計(jì)好化工工藝，不僅僅需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還需要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣才能夠達(dá)到預(yù)期的效果。一些年輕的設(shè)計(jì)人員在化工工藝設(shè)計(jì)中，往往不能找到一個(gè)合理的數(shù)值，要么存在安全隱患，要么存在材料浪費(fèi)，這些問(wèn)題非常的值得研究，本文將圍繞一些典型問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 管道設(shè)計(jì)壓力和溫度的確定

1.1管道設(shè)計(jì)壓力的確定

所謂的管道設(shè)計(jì)壓力，就是指管道在極限的工作狀態(tài)下，能夠正常工作而不發(fā)生破壞的最小安全壓力。管道的設(shè)計(jì)壓力是否合理對(duì)于真?zhèn)€系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著重要的影響。一般來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)中，管道設(shè)計(jì)壓力的確定都會(huì)參考這些原則：管道的設(shè)計(jì)壓力一定要小于管道在極限工作狀態(tài)下能夠承受的最大工作壓力，否則就會(huì)有安全隱患?jí)毫?；管道的壓力到了一定的?shù)值，都會(huì)有專門的裝置進(jìn)行泄壓，泄壓的壓力值應(yīng)該小于管道的設(shè)計(jì)壓力，這樣才能夠真正的發(fā)揮出它的作用；化學(xué)裝置中的連接管道，其設(shè)計(jì)壓力應(yīng)該比化學(xué)裝置本身的壓力適當(dāng)?shù)拇笠恍辉诨瘜W(xué)裝置中，部分管道會(huì)用來(lái)傳送一些沸點(diǎn)比較低的物質(zhì)，這時(shí)候在確定設(shè)計(jì)壓力的時(shí)候，就應(yīng)該參考輸送物質(zhì)靜止?fàn)顟B(tài)下的最大蒸汽壓力；對(duì)于離心泵來(lái)說(shuō)，在確定出口管道的設(shè)計(jì)壓力的時(shí)候，要參考泵的關(guān)閉壓力，其數(shù)值應(yīng)該比關(guān)閉壓力要大；對(duì)于往復(fù)泵來(lái)說(shuō)，在確定其出口管道壓力的時(shí)候，必須要確保其泄壓裝置壓力的數(shù)值大于其設(shè)計(jì)壓力，這樣才能夠確保泄壓裝置在整個(gè)系統(tǒng)中的泄壓作用；在設(shè)計(jì)壓縮機(jī)排出管道的設(shè)計(jì)壓力的時(shí)候，要考慮到泄壓裝置的設(shè)定壓力和壓縮機(jī)出口至泄壓裝置之間最流量下的壓力差，其設(shè)計(jì)壓力應(yīng)該大于這個(gè)壓力差；真空管道的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)該區(qū)分兩種情況，分別是有泄壓裝置的管道和沒(méi)有泄壓裝置的管道，對(duì)于有泄壓裝置的管道，應(yīng)該取最大壓差的1.25倍或0.1 MPa的最小值，參考外部的壓力情況，對(duì)于沒(méi)有泄壓裝置的管道，可以直接取0.1 MPa。

1.2管道設(shè)計(jì)溫度的確定

所謂的管道溫度設(shè)計(jì)問(wèn)題，就是指在化學(xué)裝置在正常工作的情況下，其管道材料位于設(shè)計(jì)壓力下所達(dá)到的溫度。管道的設(shè)計(jì)溫度對(duì)于整個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行有著重要的影響，一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行管道設(shè)計(jì)溫度取值的時(shí)候，都是參考正常的操作溫度，然后在這個(gè)溫度的基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)脑黾右欢ǖ臏囟?，這就是管道的設(shè)計(jì)溫度，當(dāng)流體的操作溫度大于300℃的時(shí)候，一般來(lái)說(shuō)這個(gè)增加的溫度應(yīng)該比15℃要大，當(dāng)流體的操作溫度小于30℃的時(shí)候，這個(gè)增加的溫度應(yīng)該比30℃要大，在流體的溫度比0℃小的情況下，這時(shí)候的設(shè)計(jì)溫度就可以直接參考最低溫度。

2 阻火器

2.1基本分類

阻火器是化學(xué)工藝設(shè)計(jì)中不可或缺的裝置，是一個(gè)安全保護(hù)裝置，在系統(tǒng)正常工作的情況下，流體可以順利的通過(guò)阻火器，一旦發(fā)生問(wèn)題，它就能夠快速的動(dòng)作，有效的阻止火焰?zhèn)鞑ズ吐?，起到安全保護(hù)的作用。阻火器有多種分類方法，根據(jù)其使用用途分類，主要分為阻爆燃型和阻爆轟型阻火器，根據(jù)應(yīng)用的位置，可以分為管道型和防空型的阻火器，根據(jù)其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，又可以分為波紋型、充填型等。

2.2選用原則

化學(xué)管道中在輸送易燃易爆氣體和氣體能夠自行分解導(dǎo)致爆炸以及連接明火設(shè)備減壓后的管道，都應(yīng)該在管路中合理的位置安裝上阻火器。在選用阻火器的時(shí)候，一般要遵守這些原則驟：根據(jù)使用場(chǎng)所決定采用放空阻火器還是管道阻火器；根據(jù)阻火器設(shè)置的位置和潛在點(diǎn)火源的方向，確定采用雙向型阻火器還是單向型阻火器；根據(jù)入口火焰的傳播速度，來(lái)選用阻爆燃型或者阻爆轟型阻火器；在安裝阻火器的時(shí)候，還應(yīng)該考慮到阻火器最恰當(dāng)?shù)陌惭b位置和管道的布置對(duì)阻火器的影響。

3 安全閥

3.1基本原理

安全閥對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起到了壓力保護(hù)的左右，它的原理是依靠調(diào)節(jié)彈簧力來(lái)控制壓力，在一些大壓力調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，也會(huì)采用先導(dǎo)式的結(jié)構(gòu)，當(dāng)管道中壓力不斷升高，升高到大于安全閥的設(shè)定壓力的時(shí)候，安全閥就會(huì)動(dòng)作，系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定在安全閥的設(shè)定壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于安全閥設(shè)定壓力的時(shí)候，安全閥不起作用，所以安全閥是管道系統(tǒng)中不可或缺的重要元件。安全閥也有很多的分類方法，根據(jù)國(guó)標(biāo)，其可以分為直接荷載式、先導(dǎo)式、帶動(dòng)力輔助式等，根據(jù)閥的開(kāi)啟可以分為微啟式和全啟式，還有一些分類方法，就不一一介紹了。

3.2安放位置

對(duì)于安全閥來(lái)說(shuō)，其安放位置非常重要，只有安放在正確的位置，才能夠發(fā)揮它的作用。當(dāng)外部的力要比設(shè)計(jì)壓力大、管道的出口有堵塞或者存在突然被關(guān)閉的可能性、壓縮機(jī)和容積式泵的出口管道存在突然被關(guān)閉的可能性等，安全閥一般位于它們的出口管道上，一旦壓力超過(guò)安全閥的設(shè)定數(shù)值，那么安全閥就會(huì)打開(kāi)進(jìn)行泄壓，就能夠保持整個(gè)系統(tǒng)處于安全壓力下工作，且壓力比較恒定。

3.3壓力設(shè)定

安全閥的壓力是非常重要的，壓力設(shè)定的太大或太小都容易對(duì)系統(tǒng)的正常工作造成影響，壓力設(shè)定的太小，在系統(tǒng)的正常工作壓力下，安全閥就可能會(huì)動(dòng)作，這是不必要的，壓力設(shè)定的太大，則超過(guò)系統(tǒng)的安全壓力也沒(méi)有動(dòng)作，這就起不到安全保護(hù)的作用。當(dāng)一個(gè)管道系統(tǒng)中只安裝一個(gè)安全閥的時(shí)候，這時(shí)候，安全閥的動(dòng)作壓力就必須要小于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力，并且，安全閥的設(shè)定壓力應(yīng)該參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力的10%和20 KPa，要比這兩個(gè)數(shù)值中大的那個(gè)?。挥械墓艿老到y(tǒng)為了工作的需要，可能會(huì)安裝多個(gè)安全閥，這時(shí)候，所有的安全閥一定要有一個(gè)安全閥的工作壓力小于管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力，其他的安全閥的設(shè)定壓力不得超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力的5%，且安全閥最大泄放壓力均應(yīng)不大于系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力的12%或30 KPa中的較大者；有些安全閥的主要作用是為了預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生，這時(shí)候，這些安全閥的工作壓力就不應(yīng)該大于系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力的16%。

4 結(jié)論

科技的不斷進(jìn)步，必然會(huì)進(jìn)一步的帶動(dòng)整個(gè)化工行業(yè)的飛速發(fā)展，化工行業(yè)要想取得更好的成就，其化工工藝設(shè)計(jì)就必須要與時(shí)俱進(jìn)，能夠達(dá)到實(shí)際的使用要求，化工工業(yè)的設(shè)計(jì)質(zhì)量關(guān)乎著整個(gè)化工生產(chǎn)的正常運(yùn)行，稍有不慎就可能會(huì)造成人身事故，所以，應(yīng)該重視化工工藝設(shè)計(jì)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，文章主要針對(duì)典型的化工工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了分析，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)的工作人員有一定的指導(dǎo)意義。

［1］ 朱葛中. 關(guān)于化工工藝設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)看法及建議［J］. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，09:140.

［2］ 趙寶生. 關(guān)于化工工藝設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)看法與建議［J］. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，15:20.

［3］ 張文華，袁文. 關(guān)于提高工藝專業(yè)化工設(shè)備設(shè)計(jì)能力的幾點(diǎn)看法［J］. 黑龍江科技信息，2010，36:209.

［4］ 徐谷倉(cāng). 對(duì)純棉織物（特別是厚重緊密織物）采用推廣低溫低堿活化及復(fù)合酶練漂前處理新工藝的一些看法和建議［A］. 中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì).“傳化杯”第十屆全國(guó)染整前處理學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集［C］. 中國(guó)紡織工程學(xué)會(huì)，2015:9.

（P-01）

Analysed of chemical process design

TQ050.2

1009-797X（2016）10-0056-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.10.021

張浩（1981-），男，本科，工程師，主要從事高分子材料方向研究工作。

2016-04-25