化工工程的设备布置与管道材料优化设计

化工工程的设备布置与管道材料优化设计

张兆恩

淄博市张店区应急管理局 山东 淄博 255000

摘要：在时代快速发展背景下，化工工程的建设工作也进入到高速发展阶段，在化工工程的设计和施工过程中，设备与管道的布置以及管道材料的选择是非常关键的工作，直接决定了施工能否顺利有序的完成。需要在开展化工工程的时候，有效确保设备管道的建设质量，最大限度降低化学物质对于设备管道产生的影响，以此来不断增强化工工程的建设质量。本文就化工工程设备管道布置与材料优化设计展开探讨。旨在为化工工程设备管道和材料设计发展提供一定的理论借鉴基础。

关键词：化工工程；设备布置；管道设计；优化设计

设备与管道布置的重要性

在化工工程的设计过程中，设备与管道的布置是根据生产工艺的要求进行选择和设计的，因而设备的功能、管道与主要设备和仪表等附件之间的连接关系等都需要满足生产工艺流程的需要。此外，由于化工工程生产的特殊性，存在很多危险的化学物质和压力容器与管道，因此设备和管道布置又必须满足安全生产的要求，对不同类型的容器、设备和管道进行合理的分区，设置必要的安全保护装置和防护设施。此外，设备和管道布置的设计方案还决定了工程的经济性，一方面化工工程中设备和管道材料的成本在工程的总投资中占据了很大比例，因而对设计方案进行必要的优化可以有效减少工程的投资。另一方面，设备和管道布置方案会直接影响工程的施工和后期生产，首先，如果设备和管道的布置不合理，会造成设备与管道安装在技术上不可行，需要在施工过程中临时更改设计，甚至会需要大面积变更设计方案，无疑会延误工期并变相增加成本支出。其次，设备与管道布置不科学会导致工程达不到工艺要求，甚至频繁发生故障或存在安全隐患，从面影响化工工程的经济效益。因而，鉴于目前化工企业生产规模的扩大以及工艺流程的日益复杂化，设备和管道布置变得越来越重要。

设备布置的基本原则

由于化学工程的行业特殊性，对其设备进行合理的科学布局是很必要的。主要遵循以下几种原则：

1. 设备在进行布置的时候要满足化工工艺设计的要求：在设备进行布置的时候要按照生产流程的顺序进行布置,而且同类设备在布置的时候要适当的集中并且满足化工生产过程中对位差的要求。

2.在设备和管道的布置中，要求根据不同的设置设置不同的区域。对一些辅助设备进行布置中，般将其放在下风向，并且这个位置要保证其安全性，避免存在爆炸区的情况。然后在设备使用中，要尽量降低发生的损坏情况，在布置过程中，充分与设备的施工、操作相互符合。从外观的要求上许有所关注，保证设备布置中的外观整齐度，例如泵的出口管位置要保证对齐状态，最后就是这些设备需要尽量避免露天放置，这样在生产的过程中不仅可以节省土地还有利于通风和消防工作。

3. 外观的设计需规范。为切实减少实际运行过程中的安全风险事项的产生，必须严格顺序摆放，即杜绝杂乱无章的摆放形态，同时也利于日常维护保养工作的便捷性。

管道的优化设计

材料的选择

化学管的材料直接决定了管道的实际质量。由于化工工程许多物质具有腐蚀性、易燃性和易爆性等特征，因此在选择管道材料时，除了要对其内部物质予以考虑外，还要将关注点和考虑点放在管道实用性和经济性上。首先是其实用性，这是管材选择的关键，管材的实用性较强，才能保证化工工程顺利。高效的进行。其实，是管材的经济性。将这两项都进行了合理的考虑才能使其在使用中达到更好的效果。在对其使用性进行考虑时，首先对材料的抗腐蚀性做好了解。同时还要根据相关经验对磨损性进行考虑进而选择合适的管材。将这些问题都进行充分考虑后需要对其经济性进行考虑，在满足化工工程管材需要的前提下达到更高的经济效益。锆化学工程，例如，这种资料通常用于醋酸职业的使用方面参加设备、容器、管道、换热器、泵、以及在苏深生产醋酸锆耐蚀性较低，所以挑选化学工程的过程中，资料，可以根据经验的醋酸产量和化学工程的分类、资料、挑选符合生产化工管道资料要求的管材。对于仪表、蒸汽、软水和循环水生产过程中，化工管道数据的需求有必要具有耐腐蚀性和稳定性，可以选用低合金钢和碳钢等数据。

化工工程管道材料设计时应该注意的问题

管道材料的设计和选择包括管道材质选择、管道的连接以及附件的设计，设计方案是否合理决定了工艺管道运行的安全性和可靠性。在优化设计中，除了考虑上述的抗腐蚀、抗绣设计之外，还需要综合考虑多个方面的因素，例如管道抗压能力、强度等。因此，首先要确保相关材料可以满足生产的温度，压力和介质输送要求，管道和附件的材质要具有足够的耐腐蚀性，其次，管道材料的选择要考虑其加工性能，能够满足工程的管道布置要求，

由于压力的不同，整个化工工程管道材料的选择也会不同，如果管道需要承受的压力级别为GC1，则需要选择无缝连接的钢管，例如GB5310以及GB6489等，如果使用的管道为GB8163，则需要对管道展开超声波检查，符合应用标准之后，再将其应用在实际化工工程中。如果管道需要承受的压力等级为GC1，则在实际选择化工工程管道材料的过程中，则不能使用碳素结构的材料以及铸铁的材料，另外，碳素结构以及碳锰钢材料在实际使用的过程中，温度需要控制在425摄氏度以下，而金属材料在使用过程中，需要避免与腐蚀性的物质接触，进而保证化工工程管道材料应用的安全性以及有效性。例如：碳素材料可在普通情况下应用在化工管道中，但是一定需要密切关注管道温度上限值，一旦管内温度超过材料温度临界点，将会出现一些突发问题，基于管道抗压效果分析，这些材质在实践中显然不具备应用价值，需在选择管道材料时，剔除这一类材料。再比如，管内物质多为高温气体时，可考虑使用钨等难溶作为管道材料。

以上为化工工程管道材料选择中需要注意的问题，只有在实际化工工程管道材料选择中注意以上问题，才能够对化工工程管道材料设计展开全面优化。有些化工工程在选择管道材料时会选择一些金属材质来作管道的材料，许多金属没有一定的耐腐蚀特性，因此选择这种金属材质的材料时还需要提前对金属进行一定防腐处理.使其达到化工生产的使用效果。

除此之外，在实践中，管道材料的选择，需将化学物质的特殊性，严格按照规范与程序，才能保证最终优化设计效果。管道材料优化选择需与化工工程建设相符，一旦忽视了单个因素，将会造成设计与预期效果相差甚远，将会影响到化工工程建设质量，这样一来，不仅是浪费了大量人力、物力以及财力等资源，还会给操作人员生命安全带来负面影响，

结语：

安全是化工工程的一个重要关键，在化工生产中存在很多不确定因素因此要加大设备的合理布局和管道设计的科学性。在化工工程设备布置以及管道材料选择时，应该结合化工生产实际情况，从生产工艺、安全生产。生产效率等方面进行管道布道，从腐蚀性、抗压性以及温度等方面来选择管道材料。如果设备布置不合理或者管道材料选取不合适，可能会造成安全生产事故，危害工作人员的安全。所以，加强设备管道布道的合理性和材料进行优化，从而尽可能地提高化工生产的安全性。

参考文献：

[1]周少强,秦皓辰.化工工程设备布置及管材选择的优化建议[J].产业与科技论坛,2020,19(7):266-267.
[2]齐文静,徐明磊.化工工程的设备布置与管道材料优化设计[J].中国化工贸易,2019,11(15):30.

[3]陈白雪.化工工程的设备布道与管道材料优化设计[J].建材发展导向（下）,2020,18(5):149.