沈善強(qiáng) 陸星(青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，青海 格爾木 816000)

對(duì)化工裝置設(shè)備及管道防凍設(shè)計(jì)要點(diǎn)的探討

沈善強(qiáng) 陸星(青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，青海 格爾木 816000)

化工裝置設(shè)備和管道的防凍設(shè)計(jì)是設(shè)備管道設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，特別是在北方寒冷地區(qū)，經(jīng)常發(fā)生因管道受凍而導(dǎo)致裝置停車檢修的現(xiàn)象，嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備和管件凍壞，給化工生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此在裝置設(shè)備的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要提高對(duì)防凍設(shè)計(jì)的重視，掌握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，滿足設(shè)備管道的防凍需求。

化工裝置設(shè)備；管道防凍；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

化工裝置設(shè)備和管道的防凍性能是其重要性能指標(biāo)之一，如果在防凍設(shè)計(jì)方面不達(dá)標(biāo)，輕者會(huì)導(dǎo)致設(shè)備管道停車檢修，需要對(duì)受凍設(shè)備和管道進(jìn)行疏通和整改，重者會(huì)直接導(dǎo)致設(shè)備損壞。一旦發(fā)生設(shè)備受凍，會(huì)導(dǎo)致化工生產(chǎn)被迫中斷，由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失較為嚴(yán)重。因此，應(yīng)在防凍設(shè)計(jì)方面進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)防凍設(shè)計(jì)進(jìn)行嚴(yán)格審核，避免因防凍性能不足，引發(fā)生產(chǎn)事故，給化工企業(yè)帶來(lái)?yè)p失。

1 化工裝置設(shè)備的布置措施

1.1 框架封閉布置方法

化工裝置設(shè)備的布置合理性對(duì)其防凍性能有重要影響，通過(guò)對(duì)設(shè)備布置的優(yōu)化，可以有效降低防凍設(shè)計(jì)難度。在裝置框架內(nèi)層進(jìn)行設(shè)備布置，可以利用第一層框架的局部空間，對(duì)泵設(shè)備和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行集中的封閉布置。并在設(shè)計(jì)過(guò)程中注意以下三個(gè)方面：（1）當(dāng)工藝介質(zhì)是易燃易爆且比空氣輕的氣體時(shí)，應(yīng)在泵房?jī)?nèi)開挖水溝，用以收集沖洗污水，并連接房外污水收集井，在泵房外部分的水溝是封閉的，具有防凍功能；（2）當(dāng)工藝介質(zhì)為易燃易爆且比空氣重的氣體時(shí)，泵房?jī)?nèi)不能開挖水溝，應(yīng)利用土建自然坡度，傾向房?jī)?nèi)一側(cè)，并在低側(cè)設(shè)置帶水封地漏進(jìn)行沖洗污水收集，地漏的管線也與外面的污水收集井連接；（3）當(dāng)工藝介質(zhì)為易燃易爆的液體時(shí)，泵房?jī)?nèi)應(yīng)進(jìn)行防火隔離設(shè)置，增加圍堰，布置安全連鎖和監(jiān)控。上述布置措施都可以提高設(shè)備的防凍性能，也可以將冷卻水管引入泵房，對(duì)冷卻水管進(jìn)行防凍保護(hù)?？蚣茉O(shè)備布置還可以采用半封閉的布置方式，對(duì)冬季主導(dǎo)風(fēng)向側(cè)進(jìn)行封閉處理，達(dá)到設(shè)備防凍保護(hù)的目的[1]。

1.2 管廊封閉布置方法

露天布置設(shè)備可以利用管廊進(jìn)行封閉布置，或?qū)⑷珡S的泵設(shè)備和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備集中在管廊下方的空間進(jìn)行集中布置，可以對(duì)設(shè)備和管道進(jìn)行防凍保護(hù)。

1.3 蒸汽冷凝液回收系統(tǒng)布置

設(shè)計(jì)蒸汽冷凝液回收系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡量將其布置在低處，方便蒸汽冷凝液的回收和利用，同時(shí)提升系統(tǒng)的防凍性能。

2 管道設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 放空與導(dǎo)淋管道

在許多北方化工裝置運(yùn)行過(guò)程中，易凍介質(zhì)管線的導(dǎo)淋閥最容易被凍結(jié)或凍壞，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)提高對(duì)導(dǎo)淋閥設(shè)計(jì)的重視，控制好放空與導(dǎo)淋用的閥門距主管的距離，一般導(dǎo)淋閥前的短管不能超過(guò)100mm，而承插焊閥門的兩焊縫間長(zhǎng)度則應(yīng)取值50mm。法蘭閥的配對(duì)法蘭以焊法蘭為宜，使其與主管根部的補(bǔ)強(qiáng)件進(jìn)行直接焊接，將兩者距離降低至最短[2]。

2.2 循環(huán)冷卻水管道

循環(huán)冷卻水管道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要包括兩點(diǎn)：（1）應(yīng)在上水、回水管末端設(shè)置連通管，提高其防凍性能，并使連通管與總管末端的距離最近。其自身防凍問(wèn)題可以通過(guò)設(shè)置伴熱管解決，并采取微開閥門的控制方式，使連通管的常流水流量保持較小，從而避免受凍堵塞；（2）對(duì)于循環(huán)冷卻管的總管設(shè)計(jì)，應(yīng)在不能加設(shè)連通管的部分采用支管對(duì)其末端進(jìn)行連接，消除死角，防止循環(huán)冷卻水管出現(xiàn)末端凍結(jié)問(wèn)題。

2.3 蒸汽冷凝液管道

蒸汽冷凝液管道的回收總管應(yīng)該坡向其回收設(shè)備，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中，盡量避免“液袋”形式的設(shè)計(jì)。對(duì)蒸汽冷凝液回收總管的高度進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分考慮疏水器“背壓率”問(wèn)題，使其能夠滿足使用要求。疏水器組自身的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免旁路設(shè)計(jì)，并為疏水器組設(shè)計(jì)能夠檢測(cè)疏水器工作狀態(tài)的檢測(cè)閥。疏水器的前后切斷閥都應(yīng)采用法蘭連接形式。

2.4 蒸汽和新鮮水管道

在化工生產(chǎn)中，易燃易爆的介質(zhì)都存儲(chǔ)在化工裝置中，并設(shè)置有公用物料站。公用物料站在消防和檢修中有重要作用，不過(guò)在正常生產(chǎn)過(guò)程中，公用物料站使用頻率較低，蒸汽和新鮮水都處于靜止?fàn)顟B(tài)，在低溫環(huán)境中容易使其傳輸管線的盲端死角出現(xiàn)凍結(jié)。因此對(duì)蒸汽和新鮮水管道進(jìn)行設(shè)計(jì)，要充分考慮防凍問(wèn)題，應(yīng)減少框架布置形式的生產(chǎn)裝置的管線死角，消除凍結(jié)隱患。應(yīng)盡量縮短支管與總管的距離，并對(duì)主管采取伴熱措施。蒸汽總管不需要伴熱，但應(yīng)在在蒸汽總管的低點(diǎn)設(shè)置疏水閥組，并在高點(diǎn)設(shè)置放空閥。

2.5 伴熱管設(shè)置

伴熱管是提升化工設(shè)備管道防凍性能的重要設(shè)備，在對(duì)伴熱管進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)設(shè)備、管道和儀表的伴熱管實(shí)施分開伴熱，而且不同操作壓力和溫度的伴熱管蒸汽不能回收到同一回收系統(tǒng)中。伴熱管的口徑設(shè)計(jì)應(yīng)大于DN15，使每個(gè)蒸汽分配站的伴熱管引出當(dāng)量長(zhǎng)度基本一致。避免伴熱管在疏水器之前產(chǎn)生低點(diǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，化工裝置設(shè)備和管道的防凍設(shè)計(jì)十分重要，關(guān)系到化工生產(chǎn)能否順利進(jìn)行，一旦發(fā)生設(shè)備和管道受凍或凍壞，將給化工企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。本文主要分析了化工裝置設(shè)備的布置方式和防凍設(shè)計(jì)要點(diǎn)，合理的設(shè)備布置方式可以有效降低防凍設(shè)計(jì)難度。

[1]王軻.我國(guó)北方地區(qū)化工裝置管道防凍設(shè)計(jì)分析[J].化肥設(shè)計(jì),2016,01:33-35.

[2]張海伏.對(duì)化工裝置中管道支吊架的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2017,04:123-124.