石油化工装置工艺管道设计的合理性探究

 石油化工装置工艺管道设计的合理性探究

王智超

黑龙江龙维化学工程设计有限公司鲁中分公司

摘要：石油化工管道作为系统运行中不可或缺的一部分，必须加强管控力度，首先要做好设计管理工作，使石油化工管道方案更加协同合理，以达到可行性和合规性。在石油化工管道设计中，应当全面考虑各种影响因素，以便制定出最佳的解决方案，从而提升管道设计的效果。

关键词：石油化工；装置工艺管道设计；合理性

引言

石油化工装置改造项目中，依据改造工艺流程，根据改造对象和目的的不同，改造项目分类繁多。由于改造仅涉及整个装置的一部分，设计工作需要在原有装置基础上进行。设计工作开展时需要的原始设计文件等资料，不同的改造项目客户所能提供的参考文件数量参差不齐，设计依据的不完整性给设计工作造成很大的困难，所以改造项目进行设计工作时需要考虑的因素比较多，因此全面熟悉和关注改造项目中的疑难点，对于做好管道设计工作具有很重要的意义。

1工艺管道设计原则

1.1可操作性原则

从生产实际角度分析，工艺管道是石油化工装置平稳运行的重要基础保障，由此，设计者在实际工作过程中应注意加强对泄压总管口部分重视程度，确保其水平方位设计依照高于安全阀形式进行，确保放液阀门操作灵活性，切实提升其工作效能。因此，可操行原则是工艺管道及其相关设备设计需遵循首要原则。

1.2因地制宜原则

从实际应用角度分析，石油化工装置工艺管道设计工作开展中，严格依照场地条件开展工作是确保设计工作有序开展以及后续正常运行的重要前提条件。为避免液体在袋型管段低温节点管道凝固，设计人员在实际工作中应注意加强对材料的重视程度，依照现场实际条件进行相应布控，确保管道膨胀范围始终处于规定区间范围内，凸显管道投运安全性。

1.3经济性原则

石油化工装置工艺管道设计必须在保障设计质量的基础上，控制设计成本，综合考量安置效果，注重实际安置可能受到的环境等外部因素影响风险，选定合理的安置方案，防止不必要的资源浪费，同时达到节省成本的目的。

2石油化工装置工艺管道设计相关影响因素分析

2.1管道腐蚀

在石油化工行业，管道设备承担着输送各种酸基化学原料和能源的任务，这些原料和能源会对管道造成一定的腐蚀破坏。工人的不当操作，如研磨和切割高硬度材料，会对管道造成一定的损坏。此外，管道生产中的材料缺陷往往导致对各种腐蚀和破坏行为的反应不足，导致管道损坏，降低运行安全性。

2.2管道应力

由于石油化工厂的复杂性，管道系统经常会因外部条件和材料缺陷而遭受“应力损伤”。例如，低温脆性断裂是指管道在低于管道材料脆性转变温度的低温位置的工作温度。随着时间的推移，管道的粘度会降低，管道的这一部分会脆断。例如，经过焊接等机械加工后，管道主体结构存在残余应力，会影响管道安全。金属材料通常容易因环境变化而损坏，并容易疲劳、变形和断裂。这种情况还会破坏管道的内部环境，这具有很高的风险，并损害管道的安全。

3石油化工装置工艺管道设计的合理性思路探索

3.1合理进行管道分界

在设计工艺管道时，必须根据管道的重要性对整个系统进行拆解。在某些情况下，这项工作应从管道环境的角度进行。在特殊分析中，第一步是研究管道中的压力配置。这些工艺管道有两种类型的压力：高压和低压。由于不同的载体介质，不允许连接或连接它们，并且应考虑管道中中间输送过程所需的压力。其次，有边界和边界配置。不同的管道在总体布局方面需要不同的管道规划和布局方法。为了降低系统后期设计的复杂性，应根据现有标准和施工现场的停车要求确定几个边界点和边界。在分析项目可行性的过程中，有必要了解这些信息的科学性，并识别管道安装过程中管道施工是否存在矛盾。最后，在选择管道材料时，有必要分析管道载体和管道材料之间的兼容性，以及连接法兰和管道材料的设备之间的兼容性。此外，还应调查不同管道支架和管道之间的材料兼容性。如果确定载体材料与管道材料不兼容，则必须选择另一种管道或载体材料。

3.2保证管道布置的合理性

石油化工企业给排水管道设计中，管道布置是极其重要的环节，管道设计中要以管道的横纵向布局为基础，合理控制管道间的间距。同时，为了保证管道设计的科学性，要严格根据设计规范保证设计的科学性。如果在管道设计中存在不明确的内容，需要通过翻阅文献资料的方式，保证设计的标准化。给排水管道设计中，设计总图需要结合企业给排水结构的整体规划布局。竖向管道设计总图需要保持与竖向管道的协调性，防止出现偏差影响施工效果。同时管道结构中要注重管道间不得存在压力传递问题。防止管道工程对设备、建筑等形成安全威胁。并预防基础结构使管道结构发生变形，如果无法有效避免，需要提前做好保护措施。以某项目给排水管道设计为例，在管道设计前期通过对场地的勘察发现，管道结构受地形限制明显，管道结构的空间有限。设计师在雨水排水的主管道设计中，布设在道路的中心位置。这种布设方式会导致道路与管道施工中存在交叉作业的问题，而且不利于后期管道维修。因此通过给排水设计与施工人员的共同商讨后，最终决定将雨水、污水管道设置在道路的旁边，避免施工中以及后期维护出现不必要的施工问题。

3.3合理选择管道材料

在石油化工管道的应力设计中，从化工管道本身的材料着手进行优化是保证化工管道安全可靠运行的一个重要环节。因此需要设计人员对管道的材料合理选择进行科学的甄别。在选择石油化工管道的材料时，要注意全面地分析各种材料的作用机理和影响，以便从中选出最合适的输送介质，保证管道的长期使用。目前，石油化工管道可选用的管材种类日益增多，设计者应对其各项关键指标进行全面的评价和分析，并尽可能地避免不适用于管材的使用。比如石化管道的膨胀系数，与后续的应力效应有很大的关系，必须根据应力的作用机理，对其参数进行合理的选择，才能保证它在热胀冷缩过程中保持良好的稳定性，从而避免因变形而造成严重的安全事故。

3.4腐蚀影响的解决措施

石油化工管道设计，有效防范锈蚀问题是必不可少的，因此，必须加强对所有管线的抗腐蚀能力，以保证其在长期使用中得以保持良好的安全性。通过对石油化工管道的运行情况加以剖析，深入研究其输送材质的性能特点，深入探究其存在的重要腐蚀因素，从而准确识别出管道内壁所存在的危险，并采取有效的防锈保护措施，以进一步提高管路的防锈水平。为了确保管道安全运行，应当加强勘测力量，掌握土质情况，对可能产生腐蚀性因素的地方着重标记，以便在管道设计中充分考虑，提高其抗腐蚀量，防止在外侧产生重大的腐蚀性问题。通过对石油化工管道运输物的腐蚀特征以及外界环境土质腐蚀特征的研究，深入了解各种腐蚀性影响机制，可以有效地指导防腐设计，使管道更加耐用、安全。

结束语

综上所述，在当前新时期背景下，积极探究生产及环境保护之间的平衡点已经成为我国工业发展重点研究内容。石油化工装置运行过程中必然会导致大量能源被消耗，由此探索在保障正常生产秩序不受影响前提下的节能降耗手段具有重要现实意义。本文研究中针对石化装置工艺管道设计进行研究，石化装置运行能耗得到显著降低，正常生产也未受到影响，改造项目完全达到预期效果，其设计经验可以为其他同类项目提供参考意见。

参考文献

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