劉 潑

（中建安裝工程有限公司，江蘇南京 210049）

石油化工裝置配管設(shè)計及細節(jié)問題闡述

劉 潑

（中建安裝工程有限公司，江蘇南京 210049）

主要分析了石油化工裝置夾套管的配管設(shè)計，闡述了蒸汽管道的配管設(shè)計，最后總結(jié)了配管在設(shè)計時應注意的問題及解決方法，旨在尋找切實有效的方法確保石油化工各環(huán)節(jié)的正常運行。

石油化工；裝置安裝；配管布置設(shè)計；工藝管線安裝

1 配管的布置設(shè)計分析

隨著石油化工的發(fā)展，化工裝置中的配管的設(shè)計和應用也更加復雜，石油化工中，配管的設(shè)計具有重要意義，如果配管的設(shè)計出現(xiàn)問題那么極容易造成大型安全事故，所以必須在設(shè)備安全的基礎(chǔ)上進行配管設(shè)計，配管的設(shè)計依據(jù)和內(nèi)容類似，專業(yè)人員在掌握了設(shè)計的常識、規(guī)范之后，在這種相同的依據(jù)下，設(shè)計出更加合理有效的配管設(shè)置。所以配管設(shè)計對專業(yè)人員的要求更加高，不僅需要掌握設(shè)計知識，同時還需要對工藝生產(chǎn)的需要和工藝意圖有全面的認識。本文通過對石油化工中的夾套管和蒸汽管道的分析，探究石油化工裝置的配管的設(shè)計問題。

2 夾套管的配管的設(shè)計問題

夾套管作為石油化工中的常用管道，有多種分類方式∶

1）根據(jù)其媒體類型分類可分為熱油夾套、蒸汽夾套、熱水夾套三種，雖然他們的設(shè)計原則是相同的，但每種夾套都有自己的物料；

2）根據(jù)管道的結(jié)構(gòu)形式可以把內(nèi)管和套管的連接形式分為內(nèi)管焊縫外露型和內(nèi)管焊縫隱蔽型，這種分類形式又被稱作完全夾套管和不完全夾套管，其中不完全夾套管只能用在直管管道上。下面將對套管的設(shè)計做具體分析∶

2.1 夾套管的設(shè)計長度

夾套管的設(shè)計首先需要確定夾套管的長度，確定夾套管的尺寸和長度是夾套管設(shè)計中的一個重要部分，由于夾套管內(nèi)的流體特性受到夾套管長度的影響，因此熱媒在最低溫度下所具有的必須的流量決定了夾套管的長度。據(jù)往常經(jīng)驗，通常蒸汽夾管的長度在15m左右為佳。

2.2 內(nèi)外管的熱應力

由于石油化工裝置中，內(nèi)管和外管介質(zhì)存在差異，介質(zhì)不同介質(zhì)的溫度就會不同，導致熱膨脹力不同，所以熱應力存在的問題主要是內(nèi)管和外管不同的熱膨脹力。因此，在設(shè)計夾套管時，需要對內(nèi)管和外管的熱應力分別進行計算，當發(fā)現(xiàn)熱應力不一樣，就需要在夾套管中設(shè)置膨脹節(jié)，并改變彎頭處的外管直徑，方便夾套管的設(shè)計能夠滿足內(nèi)管和外管膨脹位移的要求，縮小內(nèi)管和外管之間的膨脹差。

2.3 夾套管的選材和焊接

首先，對于夾套管的選材，需要考慮其外管和內(nèi)管的管內(nèi)流體的溫度、壓力、性質(zhì)等方面的因素，材料的選取要看其介質(zhì)對管道的腐蝕作用，以及管壁的厚度的抗壓能力；其次，對于夾套管的焊接，夾套管通常用對焊的形式進行配件的焊接，確保夾套管內(nèi)的熱媒體流通更加順暢，要注意的是，不能夠在主管上直接開分支管，防止流體在角落滯留，堵塞死角。

2.4 夾套管的坡度和跨接管

首先，夾套管坡度的設(shè)計中，如果對夾套管的坡度有要求，那么夾套管的坡度和管道的流向是一致的，尤其是蒸汽夾套管，從夾套管的上部引入蒸汽，從夾套管的下部流出凝結(jié)水。所以對設(shè)計夾套管時，要分別在排凝管和供汽管安裝切斷閥，每一節(jié)夾套管的長度不要大于6m；其次，夾套管的跨接管的設(shè)計，通常采用的是法蘭來連接，水平夾套管的底部用水平方向、與蒸汽進出方向垂直的方向或者底部的切線方向的夾套管進行連接。

3 蒸汽管道的配管的設(shè)計問題

蒸汽在石油化工中的應用很普遍，并且它作為一種重要的工程物料，在石油化工裝置中，有很重要的價值。本文將以1 000千t/a的乙烯裝置為例，這種裝置的蒸汽壓力有四種等級，根據(jù)操作壓力可以分為∶超高壓蒸汽（13MPa）、高壓蒸汽（4MPa）、中壓蒸汽（1.6MPa）、低壓蒸汽（0.4MPa），蒸汽管道在操作時，管內(nèi)的溫度為200～530℃。因此，為了蒸汽管道在石油化工中既安全又經(jīng)濟，達到二者的完美統(tǒng)一，需要做好蒸汽管道的配管設(shè)計，本文將通過對這四種不同的壓力等級蒸汽管道的設(shè)置做詳細的介紹∶

3.1 管廊上的蒸汽管道布置

蒸汽管道的四種不同蒸汽，壓力等級不一樣，也決定了蒸汽管道的布置需要遵循一定的規(guī)律。

為了更加方便地設(shè)置二形補償器，蒸汽管道的設(shè)置位置應該在靠近管廊的一側(cè)，由于正常工作中的蒸汽管管內(nèi)的溫度偏高，二形補償器的目的主要是把蒸汽管內(nèi)的熱膨脹吸收掉，讓蒸汽管道的溫度恢復正常，所以要精確計算二形補償器在管道中最適合的位置，保證蒸汽管處于正常的運行狀態(tài)；

（1）如果是多層管廊，蒸汽管道的位置設(shè)在多層管廊的上層為佳，如果需要設(shè)在下層，那么就必須設(shè)置在下層的外部，將二形補償器與低溫管道分離，最小凈距經(jīng)過保溫后不能小于500mm，或者用共用管道將其隔開；

（2）當電氣或儀表電纜槽板在蒸汽管道的同一層，那么最小凈距不能低于200mm，如果設(shè)置在上層，最小凈距不能低于500mm。

3.2 管廊上蒸汽管道的排液設(shè)施

首先，為了將蒸汽管道中的大量液體排除管外，需要設(shè)置排液設(shè)施，一般來說，排液設(shè)施設(shè)置在管廊上面的蒸汽管道低點處。超高壓蒸汽（13MPa）管道在車輛行駛過程中或者暖管階段所產(chǎn)生的凝液可以通過低點處排出。超高壓蒸汽（13MPa）管道的排液設(shè)施主要有三種∶排氣筒、接近排氣筒地面的切斷閥、靠近主管的根部閥。除了超高壓蒸汽（13MPa）管道以外，另外三種壓力等級的蒸汽管道通常不會在正常運行中產(chǎn)生凝液，將輸水設(shè)施設(shè)置在管道的低處，方便相應壓力等級的管道進行疏水。疏水設(shè)施包括三種∶分液包、放凈閥、根部閥，三種設(shè)施設(shè)置的位置有所不同，根部閥應該設(shè)置在靠近分液包的位置，放凈閥應該設(shè)在分液包下面，設(shè)置的位置還必須要具備可操作性。疏水設(shè)施中疏水閥組包括六種，分別是∶前切斷閥、后切斷閥、檢查閥、排污閥、疏水閥和止回閥，要注意止回閥只在某些關(guān)鍵時候使用。

其次，在蒸汽管道的主要管道到裝置區(qū)切斷閥的上部，也要設(shè)置排液設(shè)施和輸水設(shè)施。超高壓蒸汽（13MPa）管道的排水管的直徑在40mm左右，高壓蒸汽（4MPa）管道、中壓蒸汽（1.6MPa）管道和低壓蒸汽（0.4MPa）管道的分液包的管道直徑則可以小一點，不能大于150mm，排水管的管道直徑也不能大于25mm。

4 結(jié)束語

綜上所述，石油化工裝置中配管的設(shè)計對石油化工的整體發(fā)展具有重要影響，為了石油化工的安全穩(wěn)定生產(chǎn)，裝置中的配管設(shè)計，要密切聯(lián)系石油化工裝置的設(shè)備。配管的設(shè)計中的問題要及時發(fā)現(xiàn)，及早解決，從而有效避免事故的發(fā)生。在配管的設(shè)計上，本文將夾套管和蒸汽管道作為典型例子，對蒸汽管道和夾套管的設(shè)計中存在的問題進行了分析，提出相應的解決辦法，從而確保配管的正常運行，提高工程效率，對石油化工的發(fā)展起到積極作用。

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Design and Details of Piping Design of Petrochemical Plant

Liu Po

Mainly analyzes the piping design of the casing of the petrochemical plant，expatiates the piping design of the steam pipe，and finally summarizes the problems and solutions in the design of piping.It aims to find an effective way to ensure that the petrochemical industry Link the normal operation.

petrochemical；installation of equipment；piping layout design；process pipeline installation

G01B7/06

B

1003-6490（2017）02-0073-02

2017-02-05

劉潑（1975—），女，遼寧臺安人，工程師，主要從事石油化工設(shè)計工作。