方海龍

（南京工大膜工程設計研究院有限公司，江蘇 南京 210000）

當前我國石油化工企業(yè)的工藝蒸汽管道比較科學，符合生產要求。在化工工藝運行中，配置的管道符合石油分離的要求，并且安全性比較高。蒸汽管道配管是負責提供各用氣設備所需要的熱量，使被加熱的物質升溫或分離。因石油分離難度比較大，且物質種類較多，可能會出現(xiàn)較多的問題，這就需要對分離工作進行分析，了解石油分離中出現(xiàn)的一些有毒氣體等，按照具體性質進行分離；考慮到蒸汽管道壓力會有所波動，一般會對蒸汽管道設有安全泄放裝置，將其壓力泄至大氣中。

1 石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計布置

1.1 蒸汽管徑設計

石油化工企業(yè)工藝裝置蒸汽管道配管設計中要考慮管道的直徑，需要考慮工藝指標和生產要求，選擇合適的蒸汽管徑，避免由于管徑不合理導致正常生產受到影響。首先，結合生產負荷選擇。蒸汽管道配管設計要充分考慮管徑的要求，并且在設計時需要控制成本，若是管道直徑設計過大會導致熱量不易控制，后期制造成本提高，投資資金增加；而管徑過小會導致后續(xù)安裝受到影響，還會導致反應的速度受到影響。因此在蒸汽管徑設計中需要充分考慮經濟成本和生產速度等情況，避免選擇管徑不合理導致后續(xù)安裝受到影響，需要重新進行設計等。

其次，安裝管道要求。蒸汽管徑設計后需要按照生產工藝等要求開展設計工作，管道設計需要符合實際情況，分析實際情況，并且要結合生產情況進行分析，在這個基礎上進行蒸汽管道設計。管道設計需要嚴格根據(jù)實際情況進行設計，并且要控制管道的管徑，尤其是在后續(xù)安裝會受到管徑因素的影響。設計蒸汽管徑要充分考慮壓力和溫度等對管道的影響，并且要進行防受損設計，避免由于管道長期使用而出現(xiàn)氣體泄漏等情況。管道安裝后還應該對管道做探傷檢測及記錄，方便出現(xiàn)故障及時處理。

1.2 蒸汽配管設計

石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計需要結合工藝流程要求進行設計，并且要做好質量控制工作。首先，充分考慮生產工藝要求。蒸汽配管設計需要按照工藝操作流程開展，方便相關人員的操作。在蒸汽配管設計中需要在總管上加裝切斷閥及流量計，用于管道升溫速度的控制及了解蒸汽使用量，便于后期節(jié)能減耗。蒸汽配管設計后需要主管進行應力分析，確定補償及管架，保證經濟、安全科學，并且要符合生產工藝要求，降低對工藝反應的影響。在蒸汽配管設計階段要充分考慮后續(xù)工藝操作和后續(xù)的裝置設置等要求，需要做好規(guī)劃，尤其是后期可能會更新設備等，這樣才能夠降低對管道的影響，保證管道設計的合理性。

其次，管廊設計針對性。蒸汽配管后需要對管廊設計進行分析，充分考慮蒸汽管道的相關信息和數(shù)據(jù)，并且要將這些數(shù)據(jù)信息運用到設計中。一般設固定架，間距40～50 m一個，最大不超過70 m，在固定架中間設自然補償?shù)姆绞较龖Γ辉谧匀谎a償?shù)膬蓚染嚯x（16～40）DN之間設導向架；當采用補償器時，導向架至補償器距離≤4DN；且導向架不宜設在彎頭和支管位置；保證做到走向合適，管架合理，補償?shù)轿弧?/p>

最后，按照管道設計規(guī)范標準開展工作。蒸汽的配管需要結合相關的規(guī)范和標準進行設計，并且需考慮到后期的安裝。在安裝的過程中要結合圖紙和實際情況進行探究，若是出現(xiàn)實際情況與圖紙有出入情況要結合工藝進行分析，在不影響生產的基礎上進行調整，保證管道設計科學性。蒸汽配管的設計需要與各個環(huán)節(jié)結合，并且要充分考慮安裝要求，形成一個科學的整體裝置，保證生產工藝正常運行。

1.3 蒸汽支管設計

石油化工工藝裝置蒸汽管道配管的支管設計一般是在主管的頂部引出，考慮到用氣點蒸汽使用量，其承擔的責任更重，并且要考慮設計的經濟性和美觀性等。在蒸汽支管設計中需要充分考慮管道的基本特點，并且進行一些特殊的設計。

第一，設計切斷閥。蒸汽管道配管設計要進行切斷閥設計，主要是其屬于在主管道的頂端接出的設計，若是沒有切斷閥可能會影響暖管操作。尤其是蒸汽屬于公用工程管道，若是出現(xiàn)異常情況需要停止通氣，這就需要能夠及時切斷處理；蒸汽切斷閥一般選擇截止閥，便于開車暖管時調節(jié)蒸汽進量。

第二，支管設計要求。蒸汽管道配管設計中支管設計不能在用氣要求嚴格的蒸汽管道上接出，這會影響生產工藝。

第三，支管引出要求。蒸汽支管設計中不能在管道“∏”補償器中引出，在蒸汽管道設計中需要控制蒸汽支管管道的位置，盡量減少管道位移量，尤其是受到側向力可能會影響管道位移和增長位置，因此不能在補償器中引出支管。若是支管引出，因主管道膨脹而影響支管引出點的位移，使支管承受過大的應力，這就導致風險增加。

第四，按照計算結果設計補償器。蒸汽管道設計需要考慮應力對管道的影響，一般是在兩固定架中間部位設置自然補償。對于大管道，設置自然補償需要過大空間，空間不夠場所可設計補償器。

1.4 凝液管設計

石油化工工藝裝置蒸汽處于過熱狀態(tài)，無需設計疏水器；當蒸汽處于飽和蒸汽時，管道配管設計中凝液管的設計是將這些液體集中處理，一般凝液管是處在整個蒸汽管道的最低點，若是自然補償或補償器補償，則需要在自然補償或補償器補償?shù)那岸嗽O計凝液管，并對疏水管的設計有一定要求。

第一，疏水閥安裝設計。凝液管設計中需要使用疏水閥，多采用法蘭連接的方式，殊場合可采用焊接，要盡量避免疏水閥出口管道發(fā)生袋型現(xiàn)象，若不可避免，則選擇耐背壓疏水器且需考慮疏水閥排水量的下降量。

第二，止回閥設計。凝液回收利用，為了避免液體回流，則需要在疏水閥出口安裝止回閥，且為了減少背壓以45°插入凝液水總管，實現(xiàn)對凝液的有效回收。

第三，凝液管導淋設計。為了防止疏水閥因為排污不暢而導致堵塞情況，所以在疏水閥前手閥前設置導淋，用于初次開車時排除污水；在疏水閥后手閥前設置導淋，用于檢查疏水閥堵塞情況。

第四，冷凝水管徑的設計。

②由于經驗值凝液管會考慮各種情況都需滿足，所以管道過大切當DN≥400時，無經驗選擇，則需計算凝液水管徑：

根據(jù)常用流速計算出管徑。

③對于用氣設備，采取最大連續(xù)用氣量來確定凝液水量，計算出管徑。

1.5 管道保溫設計

石油化工工藝裝置運行的過程中對于溫度的要求比較高，因此在管道設計的過程中要充分考慮保溫這一因素。保溫主要是使用耐熱的管道，接觸比較高的溫度不會出現(xiàn)破損或是變形等情況，但需要特別注意的是，在相同等級和材質的情況下，法蘭的使用條件要低于管道，所以需保證法蘭也能在相同的情況下能夠使用；同時還應該在管道上增加保溫材料，主要是圓形保溫和異形保溫，實現(xiàn)對各個管道的保溫設計。管道保溫設計需要充分考慮工藝要求，并且要考慮到對操作者的影響。要結合這些因素選擇合適的材質和保溫厚度，實現(xiàn)對管道溫度的控制。

2 石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計措施

2.1 規(guī)范圖紙設計工作

石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計中要充分考慮圖紙對現(xiàn)場施工的影響，在設計階段需要選擇有豐富經驗的人員進行管道設計，并且工藝人員也需要參與其中，為圖紙設計提供一些意見，告知設計者在設計中需要注意的問題，提前熟悉工藝裝置安裝要求。

第一，設計人員需要提前了解整體安裝要求。裝置設計需要了解現(xiàn)場情況、管道設計、閥門和儀表設計等要求，在這個基礎上設計能夠得到更高質量的設計圖紙，將其運用到整體設計工作中。設計人員需要了解場地情況，避免在設計后出現(xiàn)其他問題影響裝置安裝等工作開展。圖紙設計需要盡量考慮整體環(huán)境等因素，降低后續(xù)修改的次數(shù)。

第二，根據(jù)安裝情況進行圖紙調整。石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計需要按照圖紙安裝，安裝人員需要進行圖紙研讀后進行安裝，充分考慮各個階段安裝需求等，避免在安裝后出現(xiàn)需要拆除重新安裝等情況。

2.2 重視配管材質的質量控制

石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計要充分考慮材料要求，由于石油化工工藝對于材質會產生腐蝕等情況，因此需要考慮足夠的腐蝕裕量，在控制成本的基礎上選擇高質量材質。當前管道選擇的材質主要是不銹鋼、碳鋼管。不銹鋼施工難度比較低，成本高，在很多領域應用價值都比較高，制作比較簡單，且無需考慮腐蝕裕量。而碳鋼管綜合性能比較強，使用溫度范圍廣，價格便宜。所以不銹鋼總體性能優(yōu)于碳鋼，但投入成本高，需根據(jù)具體情況分析使用材質。

2.3 優(yōu)化配管工作

石油化工工藝裝置蒸汽管道設計中配管設計工作尤為關鍵：首先，石油化工工藝裝置蒸汽管道配管的配件選擇中，要選擇性價比高的螺栓、螺母、墊片、墊圈和耐高溫閥門，這樣在生產中才能避免壓力、溫度過高及水錘而導致意外事故發(fā)生。其次，蒸汽管道盡量不將其放置在管溝和埋地，一般是設計在管廊上面或單獨支撐。再次，管道連接設計要控制與設備的距離，一般需要保證高危設備遠離操作人員。當前需要引進先進的信息化設備進行管理，尤其是能夠自動運行，出現(xiàn)危險等情況能夠及時響起警報，這樣可以保證工藝運行的安全性，避免由于人為疏忽等因素導致整體運行受到影響。石油化工工藝裝置蒸汽管道配管相關的設備需要盡量離遠，避免由于管道因素危害設備運行。最后，使用計算機模擬安裝和運行。石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計后若是條件允許應該進行運行分析，采用計算機模擬方式能夠了解管道設計可能發(fā)生的問題進行預測和分析，制定更符合實際運行要求的管道。若是在管道安裝后發(fā)現(xiàn)工藝流程運行受到影響則需要整體返工，而進行模擬運行能夠保證設計方案的合理性，保證安裝和運行順利實施，更符合管道設計的要求。

3 結論

石油企業(yè)發(fā)展中蒸汽是重要的熱源，而管道設計直接影響蒸汽的流向，這就需要結合工藝設計標準和要求進行管道設計。石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計要考慮生產現(xiàn)場的環(huán)境，對操作人員的影響等因素，并且在設計中要結合相關的標準進行；石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計需要節(jié)約資源，保證石油化工企業(yè)的財務效益；石油化工工藝裝置蒸汽管道配管設計要選擇合適的管道材質及保溫材料，并且要優(yōu)化圖紙設計工作，優(yōu)化配管管理工作，從合理性和科學性的角度進行管道安裝和設計，這樣能夠得到更符合實際要求的管道，保證石油化工工藝裝置的安全性。