段子琴(中機國能煉化工程有限公司， 天津 300350)

石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計的分析

段子琴(中機國能煉化工程有限公司， 天津 300350)

近年來，隨著石油化工產(chǎn)業(yè)建設進程的不斷加快，對石油化工工藝裝置的設計要求越來越高。本文根據(jù)以往蒸汽管道配管設計經(jīng)驗，總結(jié)了蒸汽管道的一般處理方式，并從管廊上的蒸汽管道設置、蒸汽管道的排液設計、蒸汽支管的布置、蒸汽凝液管道的布置四個方面，論述了石油化工工藝裝置中蒸汽管道配管具體設計方式。

石油化工工藝裝置；蒸汽管道；配管設計

在石油化工工藝裝置中，蒸汽管道具有高溫和汽液相流等特點。因此，在蒸汽管道設計過程中，不但要考慮整體經(jīng)濟性和美觀程度，還要滿足蒸汽管道的應力要求和蒸汽管架的設計要求。在石油化工工業(yè)中，將工藝裝置和蒸汽管道配管工作做好具有十分重要的意義，蒸汽管道的安全性和經(jīng)濟性，對石油化工的效益起著重要的促進作用。

1 蒸汽管道的一般處理

在蒸汽管道設計之前，首先要根據(jù)實際情況確定最合適的管道條件。一般來說，蒸汽管路的設計不需要使用套筒補償器，該補償器會為填料工作帶來不便。與此同時，不能采用軸向波紋補償器，雖然軸向波紋補償器在工作中能發(fā)揮出巨大作用，維護簡單，但在內(nèi)壓的作用下，該補償器會產(chǎn)生極大的推力，增加整個工程的造價數(shù)額。而方型補償器可以提供較大的補償量，產(chǎn)生的推力較小，不需要進行過多的維護。在蒸汽管道防腐處理中，需要對鐵銹進行徹底清理，如果管道將金屬光澤全部漏出，上漆時會讓整個管道變得更加干燥，此時如果漆的屬性與周圍環(huán)境不符，容易導致漆面的脫落。因此，在蒸汽管道處理過程中，要選取導熱系數(shù)降低的材料和油漆，即使管道內(nèi)部溫度出現(xiàn)劇烈變化，也不會影響各個材料的基本屬性，維持蒸汽管道的正常運行[1]。

2 蒸汽管道配管的主要設計形式

(1)管廊上的蒸汽管道布置 為了滿足管廊上管道布置要求，在設計中通常采用1000kt/a的乙烯塑料管作為主要裝置。一般來說，在乙烯管正常使用過程中，存在四種選擇：第一，13MPa的超高壓蒸汽、4MPa的高壓蒸汽、1.6MPa的中壓蒸汽和0.4MPa的低壓蒸汽。首先，以上四種管道的布置應靠在管廊的一側(cè)，這樣，可以對“Π”形補償器進行合理設置。由于蒸汽管道內(nèi)部溫度過高，“Π”形補償器的作用主要是吸收管道中的熱量，避免管道發(fā)生膨脹。在實際設計工作中，13MPa的蒸汽管道每隔50米就要設置一個“Π”形補償器，4MPa的高壓蒸汽的高壓蒸汽管道每隔75米設置一個“Π”形補償器，其他類型蒸汽管道依次類推。其次，在1000kt/a乙烯裝置中，最好能保證蒸汽管道設計在管廊的上層空間中，如果只能設計在管廊下層，需要將其設計在管廊外側(cè)，但不能與低溫管道相接，二者之間至少保證500毫米距離，或在中間設置一個公用管道。

(2)排液設施的設計過程 蒸汽管道由于溫度過高，在一定情況下可以產(chǎn)生很多凝液。因此，在管廊中的低點位置應設置排液裝置。在13MPa高壓蒸汽管道之中，由于高溫作用，會造成暖管中產(chǎn)生大量凝液，可利用在管道低點安裝的排液裝置將凝液排除。在安裝過程中，該種排液裝置主要包括：切斷閥、排氣筒等。在其他三種蒸汽管道中，正常使用不會產(chǎn)生凝液，但在暖管或者開車過程中，也很容易出現(xiàn)凝液，但由于管道壓力等級的不同，在疏水裝置安裝過程中也會出現(xiàn)一定程度的不同[2]。

(3)蒸汽支管的布置 在蒸汽支管布置過程中，首先應從蒸汽管道的頂部位置出發(fā)，進行主管的接出工作。如果想要在支管上設計切斷閥，那么設計位置要與主管的水平管位置相接近，這樣可以使切斷閥的布置過程變得簡單。需要注意的是，蒸汽支管不能從對用氣有嚴格要求的管道中直接接出，尤其是在“Π”形補償器中，支管不能直接被引出。如果有這方面的需要，可以在“Π”形兩端的直管上將支管接出，在接出工作進行時一定要注意，不能讓主管產(chǎn)生任何的移動。另外，在蒸汽支管布置過程中，要注意對排液、疏水裝置進行合理設計，可以參考管廊蒸汽管道中的設計要求。值得注意的是，在蒸汽支管局部位置排放凝液時，可以單獨設置“凝液放凈閥”。

(4)蒸汽凝液管道的布置 在很多情況中，管廊中的凝液管道會和蒸汽管道布置在同一層面上。假如在凝液管道中存在“Π”形補償器，為了讓管道做好防水工作，可以將補償器設置在水平方向中的管道內(nèi)部，或者在立管上設置“Π”形補償器，以此來確保凝液得到有效回收。例如，如果支管直徑大于或者等于50毫米，則凝液應順著介質(zhì)流到45°的回收管中，如果直徑在50毫米之下，凝液可以通過90°支管直接流向凝液回收管道中。在這其中，疏水閥的入口管道不應呈袋子形狀。另外，如果凝液回收管道的位置比疏水閥設計位置還高，需要工作人員利用改變疏水閥模式，并在疏水閥更換好之后設置止回閥，止回閥的最佳設計位置就是主管水平管道之上。在止回閥連接過程中，工作人員可以采取法蘭連接方式，實現(xiàn)止回閥和疏水閥的有效連接，優(yōu)化石油化工工藝裝置。

3 結(jié)語

綜上所述，在蒸汽管道處理過程中，要選擇導熱系數(shù)降低的材料和油漆，來更好的應對管道內(nèi)部的溫度變化。在此基礎上，人們通過對蒸汽管道配管的有效設計，實現(xiàn)了石油化工工藝裝置的有效優(yōu)化。化工工藝裝置具有氣液高溫流動等特點。因此，在蒸汽管道配管設計中，要符合管道應力和管架設計要求，通過精準的配置計算，實現(xiàn)管道的經(jīng)濟實惠和安全，并且保證各個裝置長期有效的運行。

[1]田野.結(jié)合實例分析石油化工裝置工藝管道設計的合理性[J].化工管理,2016，(02):88.

[2]國慶.石油化工裝置工藝管道設計的合理性探討[J].化工管理,2016,(15):154.

段子琴(1986- ) ,漢,女,山西忻州人，碩士，工程師，研究方向：化工煉油設計工作，煉油廠、聚醚等化工工藝配管設計。