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【摘 要】 随着社会科学不断地发展提升,在石油化工装置中,石油化工管道是十分关键的部分。石油化工管道的设计关系到整个石化装置的正常运行。良好的管道也是各种流体安全运输的重要保障,本文根据笔者多年来工作经验,探索管道设计中应该注意的事项,注重管道设计中的细节问题,严格按照管道设计的有关要求设计。与此同时,采取有针对性的措施防止各种因素对管道的影响,保证管道设计的安全合理,以不断完善和提高自身设计技术和设计水平。
【关键词】 石油化工;管道设计;因素;注意事项
1 管道设计过程中最易忽略的安全重要因素分析
一般在进行管道设计过程中,需要考虑的因素很多,安全因素就是其中最为主要的一项。如果忽略了管道的安全性,必将给日后投入运行带来不利影响。笔者根据自己多年来的实践经验,把管道设计中最容易被忽略的问题进行了梳理,以供参考。
(1)在管道进出装置界区的边界处安装截止阀,以供输入或者切断物料使用。并需要在阀前后安装盲板。某工厂由于一条氮气管线没有加装盲板,在进行装置检修时,由于误操作,导致氮气涌入装置,致使检修人员死亡。因此,在进行管道设计时,对一些安全因素必须充分重视。
(2)在一些有毒、有害及易燃、易爆的物质容易发生泄漏的位置,必须要安装气体报警仪,以便可以随时对周边有毒气体的浓度进行监控,如果现场发生泄漏现象,报警仪就会予以警示。起到了提前预知及保护的作用。
(3)如果操作盘的温度很高,已经接近于介质的临界自然温度,这时候,就需要对连接法兰设置蒸汽筛孔,以降低介质自燃的可能。
(4)对现场容易发生损坏的管道要及时加装保护装置。比如仪表、视镜、阀盖等部位。
(5)如果管道需要穿过防火墙等类似墙体,必须在说明文件中详细注明所用封堵材料的性质。
(6)如果管道内输送的介质为易燃易爆型,则需要在管道外径边界处加装防静电措施,以防止由于静电过高而发生安全事故。
2 石油化工管道设计中应注意的重要问题分析
2.1管道布置
有关于管道的布置,也是管道设计中的一项重要环节。对管道布置的要求一般要符合施工及操作的需要,也要满足检修,生产以及设备安装的整体要求。因此,对于管道的布置,必须要遵循以下原则。
(1)管廊要留有一定余量。一般管廊的设计余量为10%至20%左右,但笔者从多年来的经验总结出,管廊的余量设计应为20%至30%左右为佳。因为装置的运行,由于震动或者其他原因,通常会引起余量的不足或者改变。
(2)安全阀的布置。一般安全阀出口都连接着泄压总管,就可能产生逆流的情况。为了杜绝类似情况的发生,因此,在进行安全阀安装时,需要进行插入角度的设计,一般角度以45°角为宜。这样,不仅可以防止介质倒流,还可以减少背压。如果安全阀的出口管低于泄压总管,就很容易发生积液现象。因此,就需要在管道较低的位置安装排放阀,以减少积液。如果环境温度较低,则需要进行防寒设计。
(3)夹套管。内管对接焊缝的距离应保持在200毫米以下,并使用无缝管件,弯头为1.0DN。在进行外管装配时,需要对内管焊缝进行探测及压力测试,合格后方可进行外管的安装。此外,对于支撑块材质的要求,也需要与内管材质相同。以免发生涨缩的差异。
(4)泵入口管道的布置。泵的入口管线,要尽可能保持短且直,没有发生积液的可能。在需要变径的位置,需安装大小头管件。若管道输送介质较轻,则与泵的连接处以直管段为主,尽可能减少气蚀现象的发生。
(5)根据环境来布置管道。若管道内输送的介质很危险,且要穿过道路,则必须要对管道的高度进行要求,而且在管道经过道路的上方不得有阀门、法兰以及波纹管等设置。如果需要安装仅用于事故处理的阀门,则需要选择便于操作的位置。
2.2管架设计
管架的设计,在化工管道设计中也是不容忽视的。如果在设计种存在一定问题,就会在装置运行中发生断裂或者损坏,对管道的安稳运行造成严重影响。因此,在进行管架设计时,需要注意以下问题:
(1)管线的沿塔铺设。一般来说,管线在沿塔铺设时,只需要一个非刚性支架。支架顶部距离塔顶焊缝的长度为150毫米。如果承重负荷较高,超过了承重量,就必须加装承重支架。导向支架之间以及与水平管之间都要保持一定的距离。此外,在水平管的弯头位置,也不宜使用刚性支架。
(2)尽可能减少弹簧支架的使用。作为管架中一种常用类型,由于其具有非刚性特点,与其他类型的管架相比,价格较高,安装工艺也很复杂。最为重要的是,弹簧支架本身存在严重缺陷。就是如果使用时间过长,就会使得弹簧失去效用。在安装这种支架时,经常使用定位销进行固定,它仅具有刚性吊架的功能。在经过试压后,进行蒸汽吹扫时,需要将定位销拆除。因此,此种支架所需成本高,施工繁琐,且容易失效。故在实际应用中,要尽可能减少使用。
(3)针对同一条管道,吊架不可设置过多。吊架的设置也是为了支撑管道。在实际中,它还可以起到稳定管道的作用。但由于吊架本身存在一定转角,如果在同一条管道上使用的吊架过多,必然会导致管道系统发生偏转,而使得系统稳定性降低。
2.3材料选择
材料的选择在管道设计中也是极为重要的。在进行材料的选择时,首先要考虑到所选的材料要符合装置安全运行的需要。同时,材料的选择也对后期的维修以及改造工作有所影响。据有关数据证实,由于在管道设计中使用了不符合安全因素的材料,使得事故发生率增高了20%,这也说明材料的选择在管道设计中的重要。笔者经过统计与分析,把在选材过程中容易出现的问题进行了归纳。
(1)在等级分界处螺栓及垫片的选择。在管道等级分界位置,通常使用不同材料的法兰进行连接,在选择螺栓及垫片时,应符合压力等级及材质等级。
(2)环境温度对管道隔热的影响。管道隔热性能的好坏,受到操作温度与环境温差的影响,也和工艺的要求有关。
(3)管道用法兰进行连接时,要保证一端是活套法兰,这中设置可以使螺栓孔容易对正。
(4)对于输送易燃易爆介质的管道,且做隔熱保护时,在阀门选择上,需使用防静电结构或者防火结构的球阀。如果管道的设计温度超过了300℃,在选择保护层时不要使用镀锌材料。
参考文献:
[1]张德姜,赵勇.石油化工工艺管道设计与安装[M].北京:中国石化出版社,2001
[2]黄婉露.石油化工装置管道工艺设计探讨[J].化学工程与装备,2010,07(03):26-28.
[3]王巍.石油化工装置管道工艺设计探讨[J].黑龙江科技信息,2011,10(13):78-79.
【关键词】 石油化工;管道设计;因素;注意事项
1 管道设计过程中最易忽略的安全重要因素分析
一般在进行管道设计过程中,需要考虑的因素很多,安全因素就是其中最为主要的一项。如果忽略了管道的安全性,必将给日后投入运行带来不利影响。笔者根据自己多年来的实践经验,把管道设计中最容易被忽略的问题进行了梳理,以供参考。
(1)在管道进出装置界区的边界处安装截止阀,以供输入或者切断物料使用。并需要在阀前后安装盲板。某工厂由于一条氮气管线没有加装盲板,在进行装置检修时,由于误操作,导致氮气涌入装置,致使检修人员死亡。因此,在进行管道设计时,对一些安全因素必须充分重视。
(2)在一些有毒、有害及易燃、易爆的物质容易发生泄漏的位置,必须要安装气体报警仪,以便可以随时对周边有毒气体的浓度进行监控,如果现场发生泄漏现象,报警仪就会予以警示。起到了提前预知及保护的作用。
(3)如果操作盘的温度很高,已经接近于介质的临界自然温度,这时候,就需要对连接法兰设置蒸汽筛孔,以降低介质自燃的可能。
(4)对现场容易发生损坏的管道要及时加装保护装置。比如仪表、视镜、阀盖等部位。
(5)如果管道需要穿过防火墙等类似墙体,必须在说明文件中详细注明所用封堵材料的性质。
(6)如果管道内输送的介质为易燃易爆型,则需要在管道外径边界处加装防静电措施,以防止由于静电过高而发生安全事故。
2 石油化工管道设计中应注意的重要问题分析
2.1管道布置
有关于管道的布置,也是管道设计中的一项重要环节。对管道布置的要求一般要符合施工及操作的需要,也要满足检修,生产以及设备安装的整体要求。因此,对于管道的布置,必须要遵循以下原则。
(1)管廊要留有一定余量。一般管廊的设计余量为10%至20%左右,但笔者从多年来的经验总结出,管廊的余量设计应为20%至30%左右为佳。因为装置的运行,由于震动或者其他原因,通常会引起余量的不足或者改变。
(2)安全阀的布置。一般安全阀出口都连接着泄压总管,就可能产生逆流的情况。为了杜绝类似情况的发生,因此,在进行安全阀安装时,需要进行插入角度的设计,一般角度以45°角为宜。这样,不仅可以防止介质倒流,还可以减少背压。如果安全阀的出口管低于泄压总管,就很容易发生积液现象。因此,就需要在管道较低的位置安装排放阀,以减少积液。如果环境温度较低,则需要进行防寒设计。
(3)夹套管。内管对接焊缝的距离应保持在200毫米以下,并使用无缝管件,弯头为1.0DN。在进行外管装配时,需要对内管焊缝进行探测及压力测试,合格后方可进行外管的安装。此外,对于支撑块材质的要求,也需要与内管材质相同。以免发生涨缩的差异。
(4)泵入口管道的布置。泵的入口管线,要尽可能保持短且直,没有发生积液的可能。在需要变径的位置,需安装大小头管件。若管道输送介质较轻,则与泵的连接处以直管段为主,尽可能减少气蚀现象的发生。
(5)根据环境来布置管道。若管道内输送的介质很危险,且要穿过道路,则必须要对管道的高度进行要求,而且在管道经过道路的上方不得有阀门、法兰以及波纹管等设置。如果需要安装仅用于事故处理的阀门,则需要选择便于操作的位置。
2.2管架设计
管架的设计,在化工管道设计中也是不容忽视的。如果在设计种存在一定问题,就会在装置运行中发生断裂或者损坏,对管道的安稳运行造成严重影响。因此,在进行管架设计时,需要注意以下问题:
(1)管线的沿塔铺设。一般来说,管线在沿塔铺设时,只需要一个非刚性支架。支架顶部距离塔顶焊缝的长度为150毫米。如果承重负荷较高,超过了承重量,就必须加装承重支架。导向支架之间以及与水平管之间都要保持一定的距离。此外,在水平管的弯头位置,也不宜使用刚性支架。
(2)尽可能减少弹簧支架的使用。作为管架中一种常用类型,由于其具有非刚性特点,与其他类型的管架相比,价格较高,安装工艺也很复杂。最为重要的是,弹簧支架本身存在严重缺陷。就是如果使用时间过长,就会使得弹簧失去效用。在安装这种支架时,经常使用定位销进行固定,它仅具有刚性吊架的功能。在经过试压后,进行蒸汽吹扫时,需要将定位销拆除。因此,此种支架所需成本高,施工繁琐,且容易失效。故在实际应用中,要尽可能减少使用。
(3)针对同一条管道,吊架不可设置过多。吊架的设置也是为了支撑管道。在实际中,它还可以起到稳定管道的作用。但由于吊架本身存在一定转角,如果在同一条管道上使用的吊架过多,必然会导致管道系统发生偏转,而使得系统稳定性降低。
2.3材料选择
材料的选择在管道设计中也是极为重要的。在进行材料的选择时,首先要考虑到所选的材料要符合装置安全运行的需要。同时,材料的选择也对后期的维修以及改造工作有所影响。据有关数据证实,由于在管道设计中使用了不符合安全因素的材料,使得事故发生率增高了20%,这也说明材料的选择在管道设计中的重要。笔者经过统计与分析,把在选材过程中容易出现的问题进行了归纳。
(1)在等级分界处螺栓及垫片的选择。在管道等级分界位置,通常使用不同材料的法兰进行连接,在选择螺栓及垫片时,应符合压力等级及材质等级。
(2)环境温度对管道隔热的影响。管道隔热性能的好坏,受到操作温度与环境温差的影响,也和工艺的要求有关。
(3)管道用法兰进行连接时,要保证一端是活套法兰,这中设置可以使螺栓孔容易对正。
(4)对于输送易燃易爆介质的管道,且做隔熱保护时,在阀门选择上,需使用防静电结构或者防火结构的球阀。如果管道的设计温度超过了300℃,在选择保护层时不要使用镀锌材料。
参考文献:
[1]张德姜,赵勇.石油化工工艺管道设计与安装[M].北京:中国石化出版社,2001
[2]黄婉露.石油化工装置管道工艺设计探讨[J].化学工程与装备,2010,07(03):26-28.
[3]王巍.石油化工装置管道工艺设计探讨[J].黑龙江科技信息,2011,10(13):78-79.