浅议石油化工管道设计问题

浅议石油化工管道设计问题

富源首

（辽宁仁凯工程有限公司，辽宁本溪117000）

摘要：石油化工装置是一种用来输送气液形态的物料的设备,，这就奠定了石化管道在整个装置占有不可小觑的地位，使管道的设计成为了石化装置建设的重要组成部分。管道承担着物料在各个生产装置之间的运输作用，各类设备与系统的设施在其的作用下，成为了一个有机的完成的生产整体，同时，管道的设计也有助于保护环境和节约社会资源，因为管道作为一道保护输送流体的安全的屏障存在着，能有效弟减少各类灾害的发生。要想在设计依据都大体相同的情况下设计出合理安全的管道，则不但要熟悉地掌握设计的常规性的规范知识，而且还要充分了解其装置的工艺技术流程，满足工艺生产要求。

关键词：石油化工；管道设计；质量

1管道设计的原则

管道在布置时应遵循成排、成组的原则，这样是为了保证整体的美观性以及支架的经济型。

设备之间的管道连接应遵循短、直的原则，特别是在用到合金钢的以及压降比较小的管道时。除此之外，管道还要有一定的柔性来减少人工补偿器以及因为热胀和位移产生的力矩和力。如果需要改变管道的标高和走向时，尽量避免管道形成死角，无法避免时，可以在高低、点设置相应的阀门。

在高温高压的管道处尽量避免使用法兰连接，用于输送具有腐蚀性物质的管道的法兰上应设立塑料的安全罩，避免在通道上设立法兰。

当管道需要穿过屋面、墙壁以及楼板时要加上套管保护管道，同时要注意管道由于热胀作用而直径变大，套管要留出相应的空间。如果地下管道需要穿越铁路、水渠以及道路时，可以用旧钢管作为套管保护管道。

在进行管道敷设时，尽量避免设立管沟，如果必须设立时，那么将阀门和法兰处的管沟要做加大处理，而且管沟内要有排水设施。严禁将管架设置在排洪沟上，防止由于管道泄漏导致化学物质流入排洪沟损坏管道。在不影响工厂的正常使用情况下，可以将装卸车的管道沿着沿着地面或者浅沟敷设在管墩上。

地下水的管道为了避免冻坏要尽量设在冰冻线的下面，同时还要达到覆盖保护层的要求，一般埋深要大于半米。埋地的管道要在阀门井内设置阀门，管道不可以通过建筑物以及设备基础下面，可以穿过基础梁。

气体以及蒸汽的支管尽量从主管的上部引出，一次减少携带冷凝液，支管要坡向主管或者设备来避免积液的现象。

对于常温的管道没有特殊的要求下一般可以不用设置管托。金属以及带有非金属衬里的管道一般用卡箍型的管托，较长的直管可以利用导向支架来减少热胀作用产生的位移。

2管道的布置

管道的布置是管道设计过程中的较为重要的步骤之一，管道的合理布置不仅要符合系统的施工、检修等管道本身的要求，而且还要考虑满足生产、工艺、装置布置的要求。

2.1增加管廊设计余量。

在过去很长的一段时间里，管廊的设计余量一般在10%~20%之间，但后来人们发现装置在运行了几年后，其设计留余量普遍不足，于是为了达到更好的效果，现在在管廊的设计中，其余量一般为20%~30%

2.2安全阀的管线布置

当安全阀的出口和泄压的总管道相连接的时候，总管道内部的液体容易逆流向支管，所以为了防止其的发生，在连接安全阀的出口时需把总管顺着液体的流向在上部以45°倾斜角的角度，这样不但达到了防止凝液向支管倒流的目的，而且还有利于安全阀背压的降低。在安全阀的定压>7.0Mpa的时候，必须按顺凝液的流向在45°角度的位置插入，这样可以降低安全阀背压。当安全阀的出口低于泄压总管道的时候，为了防止袋形的出现管段积聚液体的现象，可在较低的地方设计手动的放液阀，同时其阀门的高度不宜过高，手动阀的设计可以定期将其排放向密闭的系统，同时，在一些北方较为寒冷的地区，避免因为温度低而出现冻结的现象，必须进行伴热和防冻装置。

2.3泵入口管道的布置

在设计泵的入口管道时，一般要确保整个入口管道短且直，防止液袋或者气袋现象的产生。如果出现管道的口径有变化时，可以考虑顶平放置偏心大小头的管件，这样可以减少管道中气体的聚集，防止气袋的出现。若管道是用来输送较轻的介质时，那么轻介质的离心泵在连接大小头时一般选择使用较为适合的直管段，通过采取这种措施可以减少气蚀的现象。

3管道支架的设计

3.1管道支架的分类

管道的支架大致可以分为支架吊架、限制性支架以及支撑三类。

支架和吊架一般用来支吊管道的重量，在管道下方支撑管道的叫做支架，在管道上方吊住管道的叫做吊架。支架和吊架又可以分为以下三种：刚性支架，这种支架一般用在没有垂直位移的场合；可变吊架或弹簧吊架，这种支架一般用在有少量垂直位移的场合；恒力吊架，这种支架一般用在垂直位移较大的场合。

限制性支架一般用来限制约束管道因为热胀冷缩而引起的位移。限制性支架包括三种。固定支架，这种支架在固定点处一般不允许存在线性位移和角位移；限位支架，这种支架一般那允许管道在其中一个点存在角位移，然而不允许发生横向位移；导向支架，这种支架和限位支架是相对的，它允许管道存在横向的位移，不允许管道有角位移。

支撑（限制性支架）一般是用来限制外力的，例如地震、风压以及水击等，限制这些外力而引起管道发生的位移，同时，这种支架还有减振防振的作用。支撑一般包括两种：防振器，这个一般用在需要防振减振的地方，防振器有导向防振器、弹簧式防振器以及压式防振器等。缓冲器，这个一般用来缓和由于地震和水击安全阀排出反等外力引起的振动，常见的缓冲器有钢件式和弹簧抽压式等。

3.2确定管道支吊架位置的注意事项

在设置管道支吊架的位置时，除了要满足在管道允许跨度内，还要注意下面的一些事项。

在靠近管系两端的位置上，如果管系和设备相连接时，管道支吊架的位置尽量靠近设备的管嘴，这样可以减少支吊架的受力和弯矩。在管系中如果有小阀门以及小型的管道设备等这种较为集中的荷载情况下，管道支吊架一般要设在集中荷载的周围。如果管道中有弯管或者大直径的三通管，支吊架也要优先考虑这些地方。对于那些需要经常拆卸、维修和清扫的部位，不宜设立管道支架，否则会影响甚至妨碍管系与设备的连接以及检修工作。

如果在管系中出现垂直管段时，可以在垂直管段的上部或者下部设立承重的支架，若垂直管段相对较长时，应在垂直管段的中部位置设立导向支架。在设立支架时，可以尽量的利用建筑物和构筑物本身的梁和柱等作为生根结构，与此同时要保证不会导致梁和柱发生弯曲变形。在确定管道支架的位置时，可以观察一下周围的管道，看能否合用同一个管架。弹簧支架一般是设立在位移量相对较小的地方，人工补偿器两侧的导向支架要按照有关规定进行设立。

4结束语

在化工生产中，管道就相当于人体的血管，控制着整个工艺中物料的流向，连接着各个化工设备，可以说，没有化工管道，整个工艺生产过程是无法实现的，因此，化工管道设计是整个化工设计中的重中之重。在对石油化工管道进行设计时要对周围环境、管道的基本情况做一个综合性的考虑，根据现场的实际情况，相关的规章制度和规范以及设计者以往的工作经验，设计出一个合理、实用、经济的化工管系。

参考文献

[1]宋凯.浅谈石油化工管道设计应注意的问题[J].城市建设理论研究.2012,(24).

[2]柏萌.浅谈石油化工装置管道设计中的安全问题[J].城市建设理论研究.2013,(9).

[3]周亚萍.石油化工管道设计中常见的问题以及注意事项[J].城市建设理论研究.2012,(33).