王福財(cái)（神華榆林能源化工有限公司，山西 榆林 719302）

淺析空分裝置布置與安裝注意事項(xiàng)

王福財(cái)（神華榆林能源化工有限公司，山西 榆林 719302）

近幾年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，化工產(chǎn)業(yè)的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，越來(lái)越多的配套空分裝置被運(yùn)用到化工生產(chǎn)中去?？辗盅b置作為化工生產(chǎn)的重要的配套裝置之一，在我國(guó)工業(yè)發(fā)展中有著非常重要的作用。因此，在實(shí)施空分裝置布置時(shí)，一定要注意裝置布置與安裝，只有這樣才可以有效提高我國(guó)空分裝置的安全，減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。本文主要從空分裝置的布置以及配管相關(guān)注意事項(xiàng)方面進(jìn)行了分析，并針對(duì)分析結(jié)果提出一些建議和措施。

空分裝置；管道配管；注意事項(xiàng)；措施

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)開(kāi)始被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的領(lǐng)域當(dāng)中?？辗盅b置和配管布置作為一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，需要大量專(zhuān)業(yè)人才與專(zhuān)業(yè)手段相配合才可以完成，因此，企業(yè)想要提高空分裝置的運(yùn)行效率，就必須對(duì)該裝置進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與布置，最大限度的為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 空分裝置的概述

空分裝置又被稱(chēng)為空氣分離裝置，組成部分主要有空氣過(guò)濾系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)、預(yù)冷系統(tǒng)、分子篩純化系統(tǒng)、低溫精餾系統(tǒng)、液體貯存系統(tǒng)、儀控系統(tǒng)等，這些裝置主要是利用吸附、深度冷凍以及膜分離等物理手法將空氣中的氧氣、氮?dú)獾认∮袣怏w分離出來(lái)，同時(shí)對(duì)這些氣體進(jìn)行收集的一個(gè)過(guò)程。其分離出來(lái)的產(chǎn)品主要被應(yīng)用到石油、冶金、化工以及醫(yī)療等諸多行業(yè)當(dāng)中?？辗盅b置被用于石化、煤化工、鋼鐵冶煉工業(yè)等行業(yè)的概率較多，特種氣體被當(dāng)成保護(hù)氣應(yīng)用到電子設(shè)備、玻璃生產(chǎn)、光纖等領(lǐng)域當(dāng)中[1]。目前，空分裝置逐漸向大型化、島群化、自動(dòng)化、裝備集成化的方向發(fā)展。

2 空分裝置布置的原則和基本內(nèi)容

2.1 布置的原則

（1）在進(jìn)行空分裝置布置時(shí)，一定要嚴(yán)格依照廠區(qū)的總體要求進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，在保證裝置的協(xié)調(diào)性與統(tǒng)一性的同時(shí)，滿足工廠現(xiàn)階段的實(shí)際需求與技術(shù)改造需求，最大限度的降低投資成本和工業(yè)用地，為企業(yè)安全生產(chǎn)提供有利保障。

（2）在實(shí)際運(yùn)行中，空分裝置的進(jìn)風(fēng)口經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)二氧化碳或是碳?xì)浠衔?，這些物質(zhì)的出現(xiàn)會(huì)影響分子篩的負(fù)荷量，情況嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起空分裝置停車(chē)，給生產(chǎn)帶來(lái)一定的安全隱患。因此，在布置空分裝置時(shí)，一定要對(duì)進(jìn)口進(jìn)行檢查，將影響其負(fù)荷的二氧化碳或碳?xì)浠衔锟刂圃诎踩秶畠?nèi)[2]。

?

2 3 4下游凈化裝置CO2排放的影響周邊CO2和有害氣體排放的影響分子篩吸附劑不足的影響CO2排放口遠(yuǎn)離空氣入口過(guò)濾器，并做CO2擴(kuò)散模型分析科學(xué)調(diào)研與論證周邊大氣環(huán)境，并做CO2擴(kuò)散模型分析科學(xué)計(jì)算用量和壽命，裝填時(shí)留有一定余量

（3）在對(duì)一些特殊設(shè)備進(jìn)行布置時(shí)，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、溫度、降水量、風(fēng)沙大小等情況合理運(yùn)用室內(nèi)布置，以確保裝置的正常運(yùn)行。

（4）企業(yè)是為了盈利，因此，空分裝置配管在進(jìn)行布置時(shí)，一定要考慮到裝置地面零點(diǎn)標(biāo)高和絕對(duì)標(biāo)高兩者間的關(guān)系，并依據(jù)裝置豎向布置情況確定兩者的位置。對(duì)有些重載荷或振動(dòng)設(shè)備在進(jìn)行安裝時(shí)，要充分考慮地質(zhì)因素，設(shè)備整體布局一定要參考工藝流程和順序進(jìn)行布置，最大限度的縮短管道長(zhǎng)度，控制成本，減少不必要的浪費(fèi)[3]。

（5）嚴(yán)格按照要求進(jìn)行布置，在滿足生產(chǎn)安全的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)督與維修，降低能耗，減少設(shè)備排污對(duì)環(huán)境的影響。

（6）在施工過(guò)程中要確?？辗盅b置后備系統(tǒng)中的氧氣儲(chǔ)罐與國(guó)建鐵路間的距離控制在200m以上。

2.2 空分裝置布置要點(diǎn)

2.2.1 對(duì)空分裝置中的液體灌區(qū)進(jìn)行布置

在化工設(shè)備中對(duì)液體灌區(qū)進(jìn)行布置其實(shí)比較簡(jiǎn)單，只需按照相關(guān)設(shè)計(jì)要求直接進(jìn)行就可以。在液體灌區(qū)進(jìn)行布置可以最大限度的減少液壓泵靠近液體儲(chǔ)存罐，減小泵進(jìn)口的汽化量與管道長(zhǎng)度，為企業(yè)節(jié)約一定的開(kāi)支。

2.2.2 對(duì)配管進(jìn)行布置

在化工廠中，各項(xiàng)配管分布不同，功能也不盡相同，因此，要對(duì)配管進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并根據(jù)配管設(shè)計(jì)要求結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行布置。在布置過(guò)程中要選擇經(jīng)濟(jì)適用、抗壓抗損能力較強(qiáng)的配管材料，這種高質(zhì)量的配管材料不僅可以有效的提高空分裝置的運(yùn)行效率，還可以通過(guò)選擇降低企業(yè)投資成本，最大限度提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。

2.2.3 對(duì)裝置進(jìn)行安全布置

空分裝置分離的相關(guān)氣體具有一定的危險(xiǎn)系數(shù)，其中氧氣可以助燃，氮?dú)鈱儆诙栊詺怏w，過(guò)量會(huì)導(dǎo)致窒息，液體會(huì)造成凍傷，因此，在布置設(shè)備時(shí)，施工人員一定要遵循《石油化工企業(yè)防火設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)要求進(jìn)行安裝，為氧氣設(shè)置獨(dú)立的氧氣調(diào)節(jié)閥和防護(hù)墻，要將放空塔和氧氣閥門(mén)室放置在空曠無(wú)人地帶。蒸汽放空消音器要避開(kāi)人員密集的辦公區(qū)域，避免燙傷和噪音傷害，可以依照要求放在管廊上，對(duì)于一些具有較高可燃性和易爆性的設(shè)備布置防爆墻，這樣可以減少危險(xiǎn)發(fā)生的概率[4]。

2.2.4 對(duì)空分裝置進(jìn)行維護(hù)維修布置

空分裝置在進(jìn)行布置時(shí)，還要考慮其操作與維護(hù)的方便，在保證其安全的基礎(chǔ)上為操作者和設(shè)備維修者提供良好的施工環(huán)境。在對(duì)汽輪機(jī)空壓機(jī)進(jìn)行安裝時(shí)，要將抽氣裝置布置在排氣良好的和方便維修的位置，并且要給汽輪機(jī)表冷器的上方留出4較大空間，從而減少對(duì)設(shè)備的損害程度。在布置表冷器基礎(chǔ)柱的時(shí)候，要依據(jù)要求對(duì)設(shè)備部件和外在環(huán)境進(jìn)行檢查，在壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)布置符合規(guī)定的樓梯、檢修吊車(chē)和安全出口，完善整體檢修平臺(tái)，最大限度地提高設(shè)備運(yùn)行安全。

3 空分裝置配管在布置中常見(jiàn)的幾種問(wèn)題

配管作為空分裝置中的重要組成部分。對(duì)其本身而言需要隨著時(shí)代的發(fā)展不斷進(jìn)行調(diào)整和完善，只有這樣才可以確?？辗盅b置在整體化工系統(tǒng)生產(chǎn)中的運(yùn)行效率。但就目前空分裝置中的配管而言，仍存在著許多的問(wèn)題，下面筆者就幾種常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析。

3.1 空分裝置中的蒸汽配管被設(shè)計(jì)在石油化工裝置中

配管作為一種特殊的化工裝置在物料運(yùn)輸和分離上起著較大的作用，空分裝置由于使用的范圍較廣，所以在選擇配管時(shí)，要選用不同材質(zhì)和種類(lèi)分別進(jìn)行安裝，在使用上也要考慮多種因素的影響。現(xiàn)階段，化工企業(yè)在進(jìn)行設(shè)計(jì)與安裝時(shí)，不能多角度的看待問(wèn)題，很多企業(yè)甚至常常忽略外在因素對(duì)空分裝置配管的影響，導(dǎo)致空分裝置的材料選用、管道的布置、支架的選擇以及裝置應(yīng)力分析性能普遍較差。在石化生產(chǎn)中，蒸汽被用于石油物質(zhì)的分離與提純，石油在提純和分離過(guò)程中，通常會(huì)出現(xiàn)高溫狀態(tài)，同時(shí)還伴隨一定的壓力差異，這種狀態(tài)下裝置在石油裝置中的配管就要比其他裝置中的管道更具抗壓性和防爆性，但在實(shí)際中很多企業(yè)并未對(duì)此做出改進(jìn)，仍使用一般的配管裝置，嚴(yán)重增加了設(shè)備的危險(xiǎn)系數(shù)。

3.2 空分裝置中的配管種類(lèi)復(fù)雜，缺乏統(tǒng)一歸類(lèi)與管理

空分裝置的使用管道范圍較廣，種類(lèi)也比較復(fù)雜，具體包括：高溫高壓蒸汽專(zhuān)用的合金管、耐低溫的鋁管、氧氣線的不銹鋼管、碳鋼管等，在布置時(shí)經(jīng)常會(huì)根據(jù)化工企業(yè)的實(shí)際需求對(duì)配管進(jìn)行調(diào)整。但在實(shí)際布置過(guò)程中，很多企業(yè)和工人卻常常忽視這一點(diǎn)，通常只根據(jù)各部位所需進(jìn)行布置，缺乏對(duì)裝置的統(tǒng)一歸類(lèi)與管理。當(dāng)空分裝置在運(yùn)行中出現(xiàn)故障和問(wèn)題，維修人員很難在這種復(fù)雜的管道環(huán)境中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致空分裝置管道運(yùn)行事故較多。

3.3 空分裝置配管布置流程不規(guī)范

在很多化工企業(yè)當(dāng)中，施工人員在進(jìn)行空分裝置配管布置時(shí)，不能?chē)?yán)格按照《石油化工企業(yè)防火設(shè)計(jì)規(guī)范》等有關(guān)要求進(jìn)行施工，存在經(jīng)驗(yàn)主義和盲目趕工思想，導(dǎo)致有害氣體泄漏、爆炸等安全事故時(shí)常發(fā)生，給空分裝置運(yùn)行帶來(lái)巨大的安全隱患。

4 空分裝置和配管在布置時(shí)的注意事項(xiàng)

在化工設(shè)備中空分裝置產(chǎn)品主要包括氧氣、氮?dú)?、氬氣等物質(zhì)，因此，在布置配管時(shí)，要嚴(yán)格依據(jù)要求進(jìn)行施工，最大限度的控制成本，減少安全事故發(fā)生。

4.1 注意空分配管與壓縮機(jī)管道間的距離

在對(duì)空分配管與壓縮機(jī)管道進(jìn)行布置時(shí)，首先，要考慮配管的應(yīng)力和負(fù)重力，要對(duì)配管的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精確的計(jì)算，確?？辗盅b置配管可以滿足壓縮機(jī)廠商所規(guī)定的設(shè)備配管的承受能力，不能只局限于一般情況下的管節(jié)膨脹。其次，在安裝之前要對(duì)壓縮機(jī)的出廠技術(shù)文件進(jìn)行反復(fù)的研究，以確保蒸汽驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)裝置，運(yùn)行在其允許和承受的范圍之內(nèi)。在布置過(guò)程中，還要仔細(xì)分析配管應(yīng)力和總配管切斷閥與汽輪機(jī)入口之間的距離，減少距離過(guò)小給暖管帶來(lái)的影響。最后，要將管廊中的部分高壓蒸汽管遠(yuǎn)離液化油氣管和低溫管道，最大限度的利用π彎將蒸汽管道的距離和電儀橋架間的橫向距離控制在200m以內(nèi)，縱向距離控制在500m以內(nèi)[5]。

4.2 注意氧氣管道的布置

在化工設(shè)備中一般都會(huì)設(shè)置防爆墻或防爆室，多數(shù)氣體在受熱之后會(huì)出現(xiàn)膨脹，給整體空分裝置帶來(lái)較大的安全隱患，比如，氧氣，在受熱之后就會(huì)出現(xiàn)急速膨脹，為了控制這一現(xiàn)象，氧氣調(diào)節(jié)閥在布置時(shí)最好設(shè)置8倍管徑銅合金管道或鎳基合金管道，并在此基礎(chǔ)上，設(shè)置單獨(dú)的防爆室或防爆墻，將閥門(mén)桿布置在防爆墻以外，便于施工人員進(jìn)行操作，為施工人員的生命安全提供有利保障。其次，在布置時(shí)要特別留意氧氣管道的彎頭和三通不能與閥門(mén)進(jìn)行直接連接，車(chē)間入口閥門(mén)進(jìn)出口配管的直徑要提高5倍，配管段長(zhǎng)至少1.5m。

4.3 控制空氣過(guò)濾器與壓縮機(jī)間的配管布置

兩者的配管直徑比較大，在布置中想要改變兩者的位置，就要控制壓縮機(jī)入口的直徑，減少空氣造成的阻力。同時(shí)要將壓縮機(jī)入口中的管道，進(jìn)行固定支撐，減少由于膨脹節(jié)受力，而出現(xiàn)大面積脫落現(xiàn)象。

4.4 注意配管的維護(hù)與拆卸

空分裝置的配管比較復(fù)雜，因此，在安全的過(guò)程中要將維護(hù)和拆卸因素考慮進(jìn)行，當(dāng)有的位置的配管出現(xiàn)老化、腐蝕以及損壞時(shí)，要根據(jù)實(shí)際需求對(duì)空分配管進(jìn)行維護(hù)和拆卸，尤其是增壓機(jī)管道中的水管線、氣管線以及油管線，在布置就要考慮到日后的維修與拆卸，以便提升日后的整體工作效率。

4.5 對(duì)蒸汽配管進(jìn)行認(rèn)真設(shè)計(jì)

在空分裝置中，還要注意蒸汽配管的設(shè)計(jì)，在實(shí)際運(yùn)行中蒸汽設(shè)備一般分為以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：在13MPa的機(jī)組驅(qū)動(dòng)蒸汽被稱(chēng)為高壓蒸汽，由于其高溫高壓的特性，它對(duì)配管的損傷較大，能量損耗也最大，管道設(shè)計(jì)時(shí)要盡量合理布置走向和距離，減少它的阻力降；在0.4MPa范圍內(nèi)的蒸汽被稱(chēng)為低壓蒸汽，對(duì)空分配管的傷害較?。辉?.4MPa－1.6MPa之間的蒸汽被稱(chēng)為中壓蒸汽，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意做好保溫和節(jié)能措施[6]。因此，在實(shí)際布置過(guò)程中，要根據(jù)化工企業(yè)的實(shí)際情況對(duì)蒸汽配管裝置進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，將其對(duì)管道的損害和能量損失控制在合理的范圍之間。

5 提高空分裝置布置的相關(guān)措施

5.1 加強(qiáng)設(shè)備優(yōu)化

現(xiàn)階段，我國(guó)的空分裝置配管主要是用于工業(yè)生產(chǎn)，化工企業(yè)對(duì)設(shè)備的要求較高，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，有些裝置已經(jīng)不能滿足大型的工業(yè)發(fā)展需求，因此，化工企業(yè)應(yīng)該改變傳統(tǒng)的管理思想，加強(qiáng)對(duì)空分裝置和配管等設(shè)備的優(yōu)化，淘汰一些小型的、技術(shù)落后、安全性差的空分設(shè)備，為企業(yè)發(fā)展提供可靠的技術(shù)支持。

5.2 加強(qiáng)人才支持

高素質(zhì)人才不僅可以為企業(yè)帶來(lái)先進(jìn)的技術(shù)，還會(huì)給企業(yè)帶來(lái)優(yōu)秀的管理經(jīng)驗(yàn)，因此，企業(yè)要根據(jù)自身發(fā)展不斷加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)，定期開(kāi)展技能培訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)交流大會(huì)。其次，加強(qiáng)與校企的合作和企業(yè)間合作，設(shè)置化工培訓(xùn)班，力爭(zhēng)多創(chuàng)造條件在先進(jìn)空分裝置上培訓(xùn)，為企業(yè)培養(yǎng)更多專(zhuān)業(yè)人才。最后，還可以加強(qiáng)對(duì)同行業(yè)外來(lái)人才的引進(jìn)，為企業(yè)發(fā)展奠定良好的發(fā)展基礎(chǔ)。

5.3 加強(qiáng)空分裝置配管的監(jiān)督與管理

空分裝置配管布置完成后，企業(yè)要設(shè)置專(zhuān)門(mén)的監(jiān)督與管理部門(mén)對(duì)設(shè)備的每個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督，要以考慮采取以下措施：

（1）實(shí)施配管分類(lèi)化管理，對(duì)空分裝置中的同類(lèi)型配管進(jìn)行歸類(lèi)，再運(yùn)用電子化的管理設(shè)備對(duì)其進(jìn)行管理，電子化的管理設(shè)備可以第一時(shí)間檢測(cè)故障的發(fā)生源，并以快速傳播方式將信息傳遞給系統(tǒng)，最大限度的減少安全事故發(fā)生。

（2）在設(shè)計(jì)時(shí)和安裝前，要做好空分成套供貨商、裝置設(shè)計(jì)院、EPC總承包商之間的技術(shù)交底，統(tǒng)一規(guī)劃配管布置。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，空分裝置作為工業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分，對(duì)促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著巨大的推動(dòng)作用。因此，加強(qiáng)空分裝置與配管布置管理，不僅可以提高化工設(shè)備的整體運(yùn)行效率，還可以有效減少安全事故發(fā)生，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有效的保障。

[1]高云見(jiàn).淺談空分裝置布置與配管注意事項(xiàng)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2016,19:53-54.

[2]陳偉,張凱.淺談空分裝置布置與配管注意事項(xiàng)[J].化工管理,2015,35:17.

[3]孫小娟,陳曉明.空分裝置工藝特點(diǎn)及設(shè)計(jì)原則[J].化工管理,2015,28:220-221.

[4]黃華東.淺談空分裝置防雷和接地設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)[J].山東工業(yè)技術(shù),2015,11:276+278.

[5]李廣財(cái),李曉.淺議配管設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題[J].化工管理, 2015,35:10-11.

[6]程威.大型空分裝置容器安裝技術(shù)論述[J].科技視界, 2015,08:79-82+164.