化工装置中塔设备的管道布置

化工装置中塔设备的管道布置

樊军

佛山市金银河智能装备股份有限公司

摘要：塔设备是化工装置中较为重要的传质设备，广泛应用在石油化工生产企业，直接关系到化工装置的质量和生产能力，其管道布置的质量更是影响这化工企业的正常运行。本文从塔设备的管道布置、管道的配套设备设施布置和塔设备管道的支吊架三方面具体阐述，希望本文的研究对相关工作有所帮助。

关键词：化工装置；塔设备；管道布置

引言

塔设备作为化工装置系统的重要组成部分，人们对其认识和了解日渐加深。基于塔设备内部结构的较为复杂且种类繁多的特点，对塔设备管道布置也提出了更高的要求。

一、化工装置中塔设备管道布置应遵循的原则

化工装置中的塔设备在化工生产中起着重要的作用，其管道布置也相对重要。所以在进行塔设备管道布置时，首先需要满足仪表流程和管道正常运行的要求，然后再对管道按照自上而下的步骤进行设计，在设计的过程中还要充分的考虑管道的位置、自流方向以及规格尺寸等参数因素。其次应紧密结合管道日常运行和操作的需求，保证管道布置的合理性和安全可靠性，进而实现经济最优化目标。最后尽可能的沿着塔体进行管道布置，在保证管道布置外观的基础上，合理的安排管道组成的方式，根据以往的经验，科学的开展塔设备管道布置工作。

二、塔设备管道的布置

2.1塔顶管道布置

在化工装置中，塔设备的塔顶管道一般都是在塔设备顶端的最高处或者水平管道的顶部，在布置时，保证管道安全性，针对可能出现的安全事故，严格按照国家的相关规范予以避免。塔设备的介质一般都是气相，在管道布置时尽可能的降低管道长度，每一段塔顶管道在布置上都需要设置承重架，在塔顶出安装导向支架，防止管道受力过大而出现变形。塔设备的油气管道设置冷换设备，避免管道设计过程中出现偏流，保证两段对称。塔设备顶端管道两级冷凝，管道布置根据冷凝液的自流流量变化，对称布置管道入口。单塔设备顶部受到热旁路管道的影响，尽可能的保持其温度不变，避免管道内出现积液。

2.2塔设备侧面管道布置

塔设备的侧面管道布置重沸器入口、进料、管道返还等，重点是保证塔体的关口和阀门之间连接紧密，充分考虑到温度差应力的影响，不会在阀门关闭之后出现积液，尤其是在进料管道与出料管道在同一角度开口时，更需要考虑其柔性。

3.3塔设备底部管道布置

塔设备底部本身温度较高，在管道布置上，需要保证其韧性符合国家标准，尽可能的减少管道泵压力。塔设备抽线和底座相连，抽出大设备顶部到底部的管道，水平方向内不设置袋形管，以免塔设备底部泵出现浑浊。重沸器一般都和塔设备一起布置，根据重沸器的样式不同，选择不同的管道布置方式，在管道布置时，预留检修和操作空间。分析重沸器的运行特点，物料从塔设备流出经过重沸器，然后返回塔设备，在这一过程中，物料的流动速度较快，相应的温度也会升高，因此在重沸器管道布置时，需要充分考虑到热胀冷缩的影响。重沸器的管道布置尽可能简单，在塔设备底部与重沸器连接的管道上不设置阀门，保证其柔性，如果配有离心泵，需要控制重沸器的标高，减低其压力损失。

三、塔设备管道的配套设备设施布置

3.1管道支架的布置

管道支架布置上，根据塔设备管道的走向确定支架位置，并且确定管道的受力条件，结合应力变化，确定具体的塔设备管道支架，同时确定贴板。塔设备在运行过程中，会存在一定的应力，在设计支架时，需要在管道口附近处增加承载架，承载管道本身的重量和管道发生的热涨反力。一旦管道口承受的压力过大，借助专门的的弹簧支架承重，分担荷载。管道之间的距离较近时，需要为管道支架留出足够的空间，充分考虑到塔设备之间的距离，必要时增加管道高度，避免管道支架发生碰撞。根据管道应力的计算结果，确定负载要求和管道支架的形式，对于一些应力可以忽略不计的管线，承重架的荷载直接由输送价值和管道自身的重量得出。安全阀放空过程中会产生较大的反作用力，因此在安全阀的出口处，要布置特定的管道支架，尽量靠近安全阀。

3.2塔设备管线布置

在管道敷设时，小结合敷设工艺的要求，保证整个管道整齐美观，可操作性较强，并且保证管道安全，尽可能的减小管道长度，充分考虑热应力的影响。管道形状为塔外壁同心圆，从塔顶到塔底顺序敷设，充分考虑不同口径管道的布置。相应的根据管道布置确定塔设备管线，塔设备的管线包括公共管线和取样管线，不同的塔设备管线布置方式有所不同。公共管线布置时，沿着塔设备进行布置，尽量靠近人孔，在维修时更为方便，而且也能方便日常清洗，一般管径为DN25。在塔设备实际运行过程中，如果高度较高，在管线布置上应该更多的考虑到其热力不长，不同层的平台可以拐弯解决，避免管线被冻，塔设备下部放置净阀。公共管线的布置充分考虑到塔设备的实际高度，软管最高不超过30m。塔设备取样管线布置时，充分布置地面与平台，保证充足的可操作性位置。

3.3塔设备梯子和平台布置

塔设备的梯子布置方向为自下而上，分成不同的工作段进行分段布置，塔设备低于15m，每段梯子高度在5-8m；塔设备高于15m，每段梯子高度低于5m。塔设备平台紧固法兰，留出固定的手孔和人孔方便对设备的维修，调节阀组液面。

四、塔设备管道的支吊架

塔的管道一般可以分为塔体侧面、塔顶管道以及底塔管道这三个部分。塔顶管道一般都会包含塔顶油气管道、安全发进出口管道以及汽油放空管道等等。在塔的侧面管道还可以进行区分。这个管道部分包含的内容比较多也比较复杂。

因此役计时应该将其中的联系性明确应该做好区分工作。一般而言这些管道都是和塔体开口相互连接在一起厂般都是沿塔体周围进行布置从而获得良好的布置效果。还有一些塔底再沸器设计方案这需要充分考虑到沿塔支撑部位进行考虑役置起整个支撑面使得相对位移量尽量小一些。塔类设备管道在上个部位肩着专门的滑动装置这个起到固定支架还有滑动架作用。而且应该尽量向设备管口位置移动这样可以减少设备口以及支撑点位置出现位移这样就更好的降低热膨胀反力影响。可以在第一个支架位置设置起专门的管道柔性不够因此可以变动相对热涨位移需要在第一个支架管道位置进行改变加果这个柔性不够河以选择改变管道走向方法逐渐增加柔性。如果第一个负荷比较大那么可以重新设置第二个承重架。在第二个承重架中厂般采用的是弹簧架，可以使得垂直管段长度延长还专门增加导向架。对这样的管道设计应该充分考虑空载、开停车以及正常操作等情况。一般而言在各种工况下塔设备中会有着管线温差差别，当出现热位移和热应力问题出现时应该做好分析工作。一般而言从安全角度出发应该进行科学设置使用完整支架。不论是从塔壁还是支撑架上考虑，应该保障这个弹簧架设置合理。需要注意的是这个水平管线不能过短因为比较短的话就会出现柔性不够问题这样会使得局弯头位置刚性出现托空以及受力过大问题这便会影响到管道支架受力情况会使得这个受力变得难以控制。

五、结束语

塔设备是化工产业生产过程中必不可少的重要设备，在进行塔设备的管道布置时，既要追求管道布置的美观和整齐度，又要切实满足塔设备正常运行的需要。这就要求工作人员应熟练的掌握塔设备管道安装的技巧，满足塔设备管道布置经济合理和安全的要求，切实保障塔设备稳定、安全的运行，进而实现化工企业经济效益最大化目标。

参考文献：

[1]浅谈石油化工设计中塔的管道设计[J].王瑞杰，孙明州.化工管理.2016（08）

[2]刍议化工装置中塔设备的管道布置[J].战书鹏.化学工程与装备.2015（05）

[3]简述石油化工装置中塔的管道布置[J].马大博.中国石油和化工标准与质量.2014（11）

[4]内管廊上管道布置设计在石油化工装置的应用[J].黄闪闪.石化技术.2016（12）

[5]论石油化工装置塔的管道布置与设计要点[J].孙腾龙.化工管理.2016（20）