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石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计研究

孙祥鑫

摘要：伴随我国科学技术水平的不断提升，石油化工业的新技术也在不断增多，石油化工产业规模不断增大。蒸汽管道作为石油化工装置的重要组成部分，对石油化工产品质量及安全有直接影响。为了能够提升不同压力级别蒸汽管道的稳定性，下文将围绕石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计进行分析，以期对相关人员有所裨益。
关键词：石油化工；蒸汽管道；配管设计；工艺装置
引言
伴随我国经济水平的不断提高，我国石油化工产业取得了很大成就。在整个化工产业中，石油化工装置起到了非常重要的作用，而蒸汽管道作为石油化工装置的重要组成部分，也发挥着至关重要的作用。蒸汽管道主要包括蒸汽管道和蒸汽凝结水管道两种，通过对蒸汽管道中配管的合理设计，能够提升蒸汽管道的经济性。安全性、环保性、节能性，对整个石油化工产业的发展具有非常重要的意义。
1蒸汽管道配管的设计要点
1.1管廊中的蒸汽管道设计要点
首先，П型补偿器在蒸汽管道中的位置需通过精细分析计算后，正确进行设计与布局。例如，4MPa高压蒸汽管道中的补偿器相互间的间距为75m，1.6MPa中等压力蒸汽管道中的补偿器相互间的间距为100m，而13MPa的超高压蒸汽管道中的補偿器相互间的间距则为50m；其次，蒸汽管道最好设置在管廊上层，如第四层，尽量避免与其余公共管道和低温管道接触保温后的最小间距设置在0.5m以上；最后，将电气设备和仪表线路设置在蒸汽管道的上层或同层，确保生产的正常运转。
1.2蒸汽管道排液装置的设计要点
蒸汽管道排液装置的设计是化工装置蒸汽管道配管设计中的重要环节，在排液设施设计中，首先要根据蒸汽管道的不同点使用不同的管道阀门。例如，在分段暖管管道的最低处、过热蒸汽管道前方以及水平管道流量孔前方使用手动阀门进行排液；在蒸汽分管道下端、调节阀与蒸汽管道减压阀前端采用自动阀门阻气排液。其次，根据蒸汽管道所受蒸汽压力不同，对不同压力蒸汽出现的凝液进行回收。对中压蒸汽与高压蒸汽造成的凝液，在管道的最底端需设置输水设施。为了降低蒸汽造成的凝液，在管道的最低处设置输水设施。为了降低对蒸汽管道带来的影响，排液支管需通过45°角在回收总管上端进行衔接，以此确保凝液能够正常排出，提升石油化工的安全性，从而更加有利于生产的进行。
2石油化工装置中蒸汽管道配管的具体设计
2.1蒸汽管道中的配管装置
在蒸汽管道进行设计时，为了确保其安装工作达到国家相关的施工标准，作为设计单位，应该详细说明配管装置，尤其是应用的范围。在实际设计之前，应该全面的查看施工现场周围环境，保持每个装置的角落都保持高度的一致性，且施工环境也达到相应的操作标准。一般情况下，石油化工装置蒸汽管道均为20号钢材质。蒸汽管道中的配管装置根据蒸汽压力不同划分为四类：低级压力蒸汽管道；中等压力蒸汽管道；高超压力蒸汽管道；压力较大蒸汽管道。
对于不同的蒸汽管道，在设计的时候，根据其特点不同，设置在不同位置，从而确保管道配置操作的有效性、便捷性。在管道设计的过程中，由于管道内部的温度会高出外界温度很多，所以，可以通过小型补偿设备，消耗掉管道内部的膨胀性能。为确保小型补偿设备的吸收效果，在设置小型补偿设备时，要准确计算其与管道之间的距离。此外，对于压力蒸汽管道问的距离差异，也要全面的研究，通过深入的分析，使整个蒸汽管道处于正常的运转状态，防止出现不必要的安全事故。此外，对排液体进行回收时，对于设备之间的，其水平方向的管道应该选择法兰方式来连接，且将其安装在接入口，还要保证管道的正常形状。在回收排液体的过程中，如果遇到高温的情况，施工人员应该通过不同的方式来疏水，在其后方，通过比回阀来辅助，保证排液体得到全面回收。
2.2蒸汽支管的设计
在对蒸汽支管设计研究之前，应首先检查散热器状态，指导蒸汽支管尺寸的选取，根据实际管道运行和炉片使用需求，选择合理的散热器安装方式，同时，还要对支管安装坡度进行设计，使其与散热器连接牢固可靠。
在化工装置蒸汽支管的低点位置，根据不同压力等级蒸汽管道运行状态，设置排液设备以及疏水设施，排液设施和疏水设施在蒸汽支管低点具体位置如下：第一，输送工艺系统分水器及加热仪器位置低点；第二，蒸汽支管的最低点、或者调节阀、减压阀前；第三，透平机、泵和换热器等，蒸汽进汽管切断阀前低点；第四，进汽管切断阀前低点；第五，分配管底、扩容器底部等位置。
2.3蒸汽凝液管的设计
化工工艺装置蒸汽凝液管道的设计位置，一般与蒸汽管道是同层设计的。在蒸汽凝液管道上设计安装“П”形补偿器时，尽量将“П”形补偿器立管设计成水平方向如图1所示，这样能够有效避免水击情况发生，避免影响流速变化而导致的输送安全隐患；也可以将“П”形补偿器立管设计成倾斜方向，如图2所示，这样能够有效防止水锤发生。
通常来讲，对于来自不同压力等级蒸汽而形成的凝液，在回收过程中要分别接入相应的凝液总管，蒸汽管道所连接的疏水阀应用法兰进行连接，避免疏水阀蒸汽入口发生形变。此外，在蒸汽凝液管道设计过程中，蒸汽管径小于50mm的分流支管，可以直接接入90°方向的凝液回收总管；蒸汽管径大于等于50mm的分流支管，应顺着输送介质流向，斜接入45°方向的凝液回收管；正回阀设计在凝液回收总管水平方向比较合适。
2.4装置压力蒸汽管道的排液设施设计
化工装置在运行时，蒸汽管道由于温度过高，在一定情况下可以产生很多凝液。因此，在管廊中的低点位置应设置排液装置。在13MPa高压蒸汽管道之中，由于高温作用，会造成暖管中产生大量凝液，可利用在管道低点安装的排液装置将凝液排除。在安装过程中，该种排液装置主要包括：切断阀、排气筒等。对于型号超高压力的蒸汽管道而言，在处理排液体时，应根据排液的设施来分析，从而发挥出下面的功能：第一，由于与主要管道之间的距离比较短，应该对根部阀进行有效的控制，保证排液设计的科学性。第二，拉近排液设备和根部阀之间的距离，防止液体外泄。当蒸汽管道位于低级压力时，因为自身的特殊性，在正常的运输过程中，不可能排液。如果蒸汽管道设置在低压位置时，对装置进行输送的过程中，则不会出现排液的问题。
结束语
总而言之，石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计较为繁琐，在蒸汽管道配管的设计中，需考量安全生产的管架设计与经济有效的设计标准，把控好蒸汽管道配管设计的要点，以此加快我国石油化工的发展。
参考文献：
[1]王艳波.石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计研究[J].石化技术，2016，23（03）：56.
[2]刘利花，张海波.石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计研究[J].化工设计通讯，2016，42（03）：126+137.

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