石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计概述

石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计概述

裴存章

濮阳市新豫石油化工有限责任公司 河南 濮阳 457000

摘要：蒸汽管道配管设计对石油化工企业的生产运行有着重要的作用，因此，石油化工企业必须高度重视对蒸汽管道配管设计的科学性。也只有如此才能够有效地提高蒸汽管道配管的工作效果，为石油化工企业带来更大的经济效益，真正做到高效、经济、安全地生产。在进行蒸汽管道配管设计时，还要充分的结合石油化工企业的实际需求，充分掌握实际情况和相关数据做到具体问题具体分析。此外，石油化工企业还要不断的对蒸汽管道配管设计进行创新，在保证质量的前提下做到经济美观，以便更好地推动我国石油工业的进步。本文针对石油化工工艺装置蒸汽管道配管的设计研究做出了一系列讨论，以望为我国的石油化工产业进步做出一些微薄的贡献。

关键词：石油化工工艺；蒸汽管道；配管设计

引言

石油化工主要指的是以石油和天然气作为原材料，对其进行物理加工或者化学加工，改变其原来的性质，得到具有新型特性的原料。经过加工后得到这类产品在国家经济发展过程中有着非常重要的作用，其应用价值是非常高，推动了国家化工行业的发展和建设。虽然这类产品在当前社会中的应用优势较为明显，但是在实际应用的过程中还有许多问题。许多问题的出现会对人们的生命安全造成威胁，如果不能将其合理控制则会有严重的安全事故产生。石油管化工在生产的过程中，使用的生产工艺是非常复杂的，应用的装置和设备的种类也比较多，其中最主要的部位就是蒸汽管道，根据生产情况对使用的蒸汽管道进行合理配置，才可以保证石油化工产品在生产过程中的安全性和可靠性。

一、石油化工工艺中的蒸汽管道概述

蒸汽管道在石油化工产业中地位如此突出的原因主要在于其属于重要的公用工程管道，也就是其发展程度直接关系石油化工产业的每一个环节。其范围主要包括蒸汽管道以及蒸汽凝液管道等，而蒸汽管道具有高温和气液两相流等特点，这一特点就要求了设计者在进行蒸汽管道的设计时，不仅仅考虑其经济合理性以及整齐美观性等，还要满足最基本的实现要求，即满足蒸汽管道的应力计算要求以及蒸汽管架的设计要求，在确定满足这些基本要求后才能进一步进行其他创意性设计，保证蒸汽管道在石油化工产业实际操作过程中实现经济实用，安全可靠的需求，促进石油化工产业的进步与繁荣。

由于蒸汽的温度较高，当管道通过高压蒸汽时，管道受到固定端限制，不可避免地产生约束力，导致管道用力发生变化，因此需要进行管道补偿设计来补偿热位移。自然补偿是最为经济的一种方式，其通过弯曲管段中管道的偏转进行补偿，但是补偿能力比较有限，而当自然补偿不能满足要求时，需设置补偿装置以达到吸收热位移的目的。补偿器属于补偿装置中的一种，蒸汽管道中最常见的补偿器有方形补偿器、填料补偿器、波纹补偿器。方形补偿器制造简便，轴向推力较小，补偿量大，运行可靠，而且不需要过多维护，但是其体积较大，蒸汽管道直径较大时，不宜选择。填料补偿器又称套筒补偿器，通过管子充气和收缩时套筒的相对移动进行补偿，具有体积小、阻力小、安装简便、补偿量大等优点，但其成本较高、容易泄露，通常设计蒸汽管路时，不会选择套筒补偿器。蒸汽管道上最为常用的是波纹补偿器，波纹补偿器又可分为轴向型、复式以及拉杆等类型，在蒸汽管道布置设计时，需要从实际工艺需求、现场安装情况出发，结合不同补偿器的特点，找到最为合适的设计。

二、石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计

（一）蒸汽配管装置布置

首先，结合石油化工工艺，在蒸汽支管装置中，先从主管顶端接出蒸汽支管，然后再在主管的水平线上完成切断阀的连接；与此同时，还要对蒸汽管道支管以及主管的安装进行严格地把控，为安装质量以及安装效果提供保证，为化学工作的顺利进行打好基础。其次，针对管廊上蒸汽管道的设计，要根据实际情况进行针对性的分析。即先详细调研蒸汽管道，采集与蒸汽管道有关的信息和数据，然后依次为基础进行蒸汽管道的设计，确保管廊蒸汽管道可以与整个石油化工工业的蒸汽管道配管进行结合，从而保证石油化工工作的正常推进不受影响。最后，严格按照相关管道设计规范和标准进行设计，确保蒸汽支管、蒸汽管道可以与其他部分进行有高度的结合，并形成一个石油化工装置整体，保证石油化工生产效率以及生产质量。

（二）蒸汽管道的排液设施

首先，为了将蒸汽管道中的大部分液体排除到管外，就需要设置可以排液的设施，普通情况下，排液的设施应设置在管廊上层的蒸汽管道的最低处。超高压蒸汽管道，在车辆行驶的过程中或是暖管阶段，所产生的凝液是可以通过最低点排出的。进行超高压蒸汽管道排液的设施主要有以下三种：排气筒、接近排气筒地面的切断阀、靠近主管的根部阀。除超高压蒸汽管道外，其它三级压力蒸汽管道一般不产生冷凝水，在正常运行时可以将输水装置设置在管道的最低点，方便相应的压力等级的管道进行疏水。疏水设施主要包括三类：液体包，放净阀，根部阀，这三种装置的安装位置是不一样的，根阀的位置应与分液包的距离较近，放净阀可以设置在分液包的下方，设置位置也必须具有可操作性。

（三）凝液管设计

在实际中对凝液管进行设计的过程中，通常情况下都会将其与蒸汽管道布置在同一个层面中，而如果凝液管中存在“П”形补偿器，也可以将其设置在管道的水平面之上，与此同时还要安装相应的辅助补偿器，或者在安装立管的过程中让其保持一定的倾斜度，要尽量避免在管道运行过程中出现突然开启或者关闭阀门从而产生水击的现象，必须要充分保证整个凝液管内部水流保持运行速度。如果在必要的情况下，还可以通过增加止回阀，来有效避免管道内部出现压力波动，从而造成相互之间的影响，在此基础上就能够实现凝液高效回收。通常情况下，针对超高压蒸汽管道在间距为50米的情况下都需要设置一个“П”形补偿器。在实际针对补偿器进行设置的过程中，必须要充分把握好每个补偿器之间的间距，这样才能够让补偿器之间不会产生互相影响。与此同时，还要充分保证补偿器设置遵循集中成组设置的基本原则，针对一些管径较大、运行温度较高的管道要设置补偿量较大的补偿器，而且要将其设置在外侧。

（四）蒸汽支管的布置

在布置蒸汽支管时，为了保证顺利施工，就需要做到以下几点要求：第一，从主管廊接入到各装置区的蒸汽支管需要从蒸汽主管道的顶部接出，并在靠近主管的水平管线上放置支管的切断阀，才能在使用切断阀时更加便利与简单，同时避免出现液体存积。第二，需要注意的是，蒸汽支管不能直接与对用气有着较为严格的管道直接的接触，特别是在蒸汽管道的补偿器上，支管不可以被直接地引出，可从靠近补偿器附近的直管段上接出支管，且需注意不得影响主管道的变形和位移，也不能让支管承受的应力过大或者位移过多。第三，除此之外在布置蒸汽支管时，也需要对于疏水装置、排液装置进行合理地设置，同时更好地参考管廊蒸汽管道布置的各项规范和要求，还需注意的是，蒸汽支管局部位置也会排出凝液，那么在这时可以单独设置“凝液放净阀”。

结束语

总之，石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计是一个相当复杂而又严谨的过程，一点点小的不合理就很容易导致安全问题，造成巨大的经济损失，因此，在进行相关设计时，一定要保持高度的严谨认真，为我国石油化工产业的发展献力。

参考文献

[1]惠泽航,牛芳菲,韩元仿.石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计[J].化工设计通讯,2020,046(006):96,111.