石油化工是一個綜合性的過程，石油化工離不開對化工裝置的使用，工藝管道設(shè)計是石油化工非常重要的一個環(huán)節(jié)，設(shè)計的合理性關(guān)系著管道安裝的質(zhì)量。從我國石油化工裝置工藝管道設(shè)計情況來看，還存在很多問題需要解決，管道工藝設(shè)計涉及的內(nèi)容比較多，專業(yè)性要求較高，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯，就有可能影響整個石油化工的生產(chǎn)計劃，在具體的石化生產(chǎn)過程中，應(yīng)該重視實踐效率，應(yīng)用現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備，進(jìn)一步提高石油化工的生產(chǎn)效率，保障生產(chǎn)質(zhì)量的同時降低生產(chǎn)成本。石油化工對化工裝置的選擇性要求不同，化工裝置應(yīng)該具備穩(wěn)定的運(yùn)用性能，深化工藝管道設(shè)計，最大程度上保障油品安全。

　　1石油化工裝置工藝管道設(shè)計存在的問題

　　我國石油化工裝置工藝管道設(shè)計存在一定的局限性，還有很大的進(jìn)步空間，工藝管道設(shè)計存在的問題主要可以包含兩個方面的內(nèi)容：一是工藝路線設(shè)計問題，管道設(shè)計中使用到的路線比較多，這就需要相關(guān)工作人員對工藝路線進(jìn)行一個科學(xué)合理的設(shè)計，不少設(shè)計者過于片面化，從科學(xué)的角度思考問題并沒有錯，但不懂得變通，提高工藝路線的安裝要求的同時也間接增加了路線材料使用的風(fēng)險系數(shù)，而且對于介質(zhì)的選擇也并不合理，有些部件會對石化設(shè)備造成損害，使設(shè)備在運(yùn)行過程中存在較高的風(fēng)險。二是工藝過程的安全問題，石油化工裝置工藝管道設(shè)計包含的內(nèi)容比較多，設(shè)計流程較為復(fù)雜，每個環(huán)節(jié)之間存在一定的交互性，不少設(shè)計人員在設(shè)計過程中往往容易忽略管道安全問題，在材料調(diào)控這一方面，存在一定的風(fēng)險系數(shù)，大多數(shù)的設(shè)計人員并沒有重視此類問題，認(rèn)為無關(guān)緊要，也沒有安裝安全警示裝置，使得石化裝置在運(yùn)行過程中，一旦出現(xiàn)爆炸或者火災(zāi)等事故，無法采取有效的措施進(jìn)行管控，使事故更加嚴(yán)重，造成更多的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

　　2石油安裝過程管道設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容

　　石油安裝過程中的管道設(shè)計是一個循序漸進(jìn)的過程，我們首先要確定流程，結(jié)果很重要，但過程更重要，在開展工作之前，工作人員要進(jìn)一步落實工作流程，作為石化公司，要及時更新傳統(tǒng)管道設(shè)計理念，促進(jìn)管道設(shè)計的變革，重視對每個細(xì)節(jié)問題的處理，要采用合適的工藝設(shè)計貼合管道需求，從而保障流程開展的有序性，在管道設(shè)計過程中，應(yīng)該從企業(yè)實際情況出發(fā)，合理規(guī)劃成本預(yù)算，全面優(yōu)化技術(shù)水平，最大程度上發(fā)揮工藝管道設(shè)計的應(yīng)用優(yōu)勢。石油化工企業(yè)要合理布局，這里的合理布局更多的是指對石油化工裝置的合理布局，作為石油化工的基礎(chǔ)，石油化工裝置發(fā)揮的作用是不可估量的，在具體的布置規(guī)劃中，工作人員要根據(jù)國家制定的管道標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，對工藝管線進(jìn)行合理的調(diào)控，將管線間距控制在一個合理的范圍內(nèi)容。石油化工裝置的工藝管道設(shè)計較為簡潔化，所占時間比例并不大，只是需要的人員數(shù)量比較多，在管道布設(shè)過程中，每位員工都要保持良好的工作狀態(tài)，彼此相互合作，提高工作效率和質(zhì)量，通過對工藝管道模型的可視化分析(如圖1所示)，最大程度上保障工作開展的有序性，減少人為失誤的頻率。消防施工也是工藝管道設(shè)計中不可分割的一部分，具有一定的現(xiàn)實意義，要采用集中式的方式統(tǒng)一調(diào)度，油庫安全隱患主要來油庫油罐，油罐爆炸會引起火災(zāi)，而火災(zāi)具有蔓延性，不僅會使其他存儲區(qū)域的油罐受到影響，還會危及人們的生命安全，為了能夠在最短時間內(nèi)容將火勢控制住，需要動用大量的人員和車輛，裝配滅火器，公安隊伍、消防隊伍、志愿者隊伍要保持高度警惕狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，現(xiàn)場火勢情況是不可預(yù)測的，爆炸溢流現(xiàn)象隨時都有可能發(fā)生，我們要做好全面的準(zhǔn)備，盡可能考慮到各個方面的問題，消防隊長要根據(jù)油品火災(zāi)的特性制定詳細(xì)的滅火策略，使火災(zāi)可以得到有效控制。

　　3石油化工裝置工藝管道設(shè)計

　　石油化工裝置工藝管道設(shè)計涉及的內(nèi)容比較多，專業(yè)性比較強(qiáng)，這里我們主要從管道材料分級、塔的管線設(shè)計、泵的管線設(shè)計、冷換設(shè)備的管線設(shè)計四個方面的進(jìn)行概述。管道材料分級具有一定的差異性，化工裝置的高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)存在一定的溫度差異，當(dāng)兩個系統(tǒng)建立連接關(guān)系的時候，這種溫度差異就會影響系統(tǒng)連接的穩(wěn)定性，為了消除這種影響，我們要根據(jù)低壓的管路等級合理劃分臨界值，正常情況下，管道設(shè)計中會對臨界值有明確的劃分，所以不用過多考慮，但也有例外的情況，這個時候我們就需要根據(jù)具體的情況進(jìn)行合理的調(diào)控，劃分正確的分界點(diǎn)和分界線。塔的管線設(shè)計是一個綜合性的過程，包含的內(nèi)容比較多，分餾塔與汽提塔的管線布置是其中一部分內(nèi)容，塔和容器的管線具有交互性，在設(shè)計過程中，應(yīng)該根據(jù)管線性質(zhì)和介質(zhì)形態(tài)進(jìn)行合理的規(guī)劃，在布設(shè)管線的時候，需要將分餾塔和汽提塔之間的管線分開處理，在汽提塔和分餾塔的中間層布設(shè)一個調(diào)節(jié)閥組，調(diào)節(jié)閥組的作用在于控制分餾塔和汽提塔的壓力變化，使分餾塔和汽提塔的壓力變化保持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)下。分餾塔塔頂壓力可以通過熱旁路進(jìn)行調(diào)控，熱旁路具有一定的溫度調(diào)控作用，熱旁路的保溫盡可能短，規(guī)避袋形積液的產(chǎn)生，在回餾罐的上端，更改調(diào)節(jié)閥的設(shè)置，使冷卻器低于回餾罐的水平高度。泵的管線設(shè)計要考慮到各個方面的影響因素，在泵入口偏心異徑管的使用過程中，要合理規(guī)劃泵的吸入管道，泵入口管道系統(tǒng)的管徑呈一個動態(tài)變化的趨勢，安裝泵入口變徑管，應(yīng)該將氣體稀釋，使氣體無法聚集在變徑處，規(guī)避因為安裝不到位而造成的汽蝕。泵的水平入口管徑種類較多，我們大多數(shù)情況下選擇偏心異徑管，偏心異徑管的整體穩(wěn)定性較高，不容易受外界因素影響，具有良好的應(yīng)用效果，在偏心異徑管的安裝過程中，我們可以采用頂平安裝法進(jìn)行安裝，并在低處添加排液閥，進(jìn)一步鞏固偏心異徑管。液體具有流動性，當(dāng)液體進(jìn)入泵嘴后，會出現(xiàn)一些問題，比如偏流、旋轉(zhuǎn)渦流，這些會破壞泵嘴內(nèi)部葉輪轉(zhuǎn)動的流動平衡性，使泵無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重情況下還會出現(xiàn)氣阻，降低泵的運(yùn)行機(jī)能，縮短泵的使用周期。管道設(shè)計應(yīng)該考慮到對泵入口直管段的規(guī)劃，通過增加直管段降低外界因素對泵的影響。泵的外在形式比較多樣化，不同的泵對于直管段的要求是不一樣的，比如側(cè)向吸入的泵，吸入口前直管段長度應(yīng)該大于三倍管徑的直管段，雙吸離心泵，其雙吸入口保持對稱狀態(tài)，防止雙向吸入而引起的汽蝕。如果吸入口的管道和泵軸處于同一平行線，應(yīng)該在泵吸入口前設(shè)置七倍管徑的直管段，相反，吸入口的管道和泵軸處于垂直狀態(tài)時，彎頭和閥門都可以作為直管段。泵的整體穩(wěn)定性比較高，它屬于回轉(zhuǎn)機(jī)械，在外部壓力的作用下會形成一定的運(yùn)動軌跡，比如管嘴處受到管道的助推力時，轉(zhuǎn)軸本來的運(yùn)行軌跡就會發(fā)生改變，與原軌跡形成一定的偏差，這種偏差不符合管道設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，所以在管道設(shè)計的時候要考慮到這個問題，采取恰當(dāng)?shù)拇胧�對泵嘴的受力進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使受力系數(shù)控制在一個合理的范圍內(nèi)。對管道的走向進(jìn)行預(yù)測，根據(jù)預(yù)測結(jié)果合理布置，提高管道的柔性，規(guī)劃好承重支吊架，然后將導(dǎo)向支架布置在承重支吊架的下方，這樣可以減少管道作用在泵嘴處的應(yīng)力和力矩。管道設(shè)計最為理想的狀態(tài)就是管道最短、壓力損失最低，當(dāng)然這是相對的，在熱介質(zhì)的管道中，會存在熱應(yīng)力分析問題，在熱應(yīng)力的影響下，會使管道彎頭數(shù)量增加，還會使管線的走向發(fā)生改變，不利于管道運(yùn)行的穩(wěn)定性，增加了資金投入成本。為了使泵在高溫環(huán)境下能正常運(yùn)行，我們需要合理部署管道，根據(jù)管道走向和操作條件進(jìn)行全面的分析，預(yù)設(shè)承重支架，提高管道運(yùn)行效率的同時降低成本預(yù)算。冷換設(shè)備的管線設(shè)計相對于其他工藝設(shè)計來說，冷換設(shè)備的管線設(shè)計的工藝較為簡單，沒有那么復(fù)雜，管道設(shè)計要符合PID標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮管道管線的柔性和經(jīng)濟(jì)性。在選擇合金鋼不銹鋼管線的時候，優(yōu)先考慮管線短、彎頭少的。要重點(diǎn)關(guān)注冷換設(shè)備檢修和管道熱應(yīng)力這兩方面的內(nèi)容，管殼式熱換有集中排置和單獨(dú)排置兩種方式，管道布置不能妨礙管箱和光滑面平焊側(cè)面的拆卸空間。閥門和調(diào)節(jié)閥組與熱換器的操作通道存在一定的連接性，調(diào)節(jié)閥組和通道保持平行狀態(tài)。熱換器管道周圍存在的溫度計，都應(yīng)布設(shè)在通道處，這樣有利于工作人員進(jìn)行觀察，還可以近距離更換法蘭、筒體。正常情況下，熱換器固定在管箱端口處，所以我們需要考慮端口因熱應(yīng)力產(chǎn)生的位移進(jìn)行考慮，管道設(shè)計的時候，要合理優(yōu)化管線性能，不能使管箱端口處承受過多的熱漲力，當(dāng)管道出現(xiàn)高溫時，我們要保證管線形狀具有一定的熱補(bǔ)償能力，布置導(dǎo)向支架，分化管嘴上的作用力。

　　4結(jié)束語

　　石油化工裝置工藝管道設(shè)計是一項非常復(fù)雜的工作，對設(shè)計人員的專業(yè)性要求比較高，在工藝管道設(shè)計中，要根據(jù)生產(chǎn)要求和工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面的分析，將管道設(shè)計的理論知識與實踐相結(jié)合，保障石油化工裝置管道設(shè)計的可行性。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]王雪玉，何海瑩，牧檳軍.石油化工裝置工藝管道設(shè)計探討[J].化學(xué)工程與裝備，2018(35)：94-102.

　　[2]劉光輝，張施渝，劉贊.關(guān)于石油化工裝置設(shè)計與安全探討[J].中國石油化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018，25(12)：52-53.

　　[3]劉馨澤，張永民，劉全冬.油管石油化工裝置的管道設(shè)計與工藝探討[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018(15)：41-42.

　　《石油化工裝置工藝管道設(shè)計探索》來源：《石化技術(shù)》，作者：苗士俊