一、石油化工管道设计原则
首先,可操作性。目前,在我国经济不断发展的强大推动下,诸多石油管道运输具有长路程的性质特点,所以极容易影响到管道的操作性。在管道的操作性方面,对于相关管理人员来说,应对管道的控制予以高度重视。也就是说,面对管道异常情况的出现,应做好管道补救工作,满足时效性需求。所以在石油化工管道设计中,应对可操作性问题进行深入分析,以此来实时化控制整个管道的诸多因素。其次,把握因地制宜原则。由于石油管道的建设规模较大,所以涵盖着广泛的涉及领域,故每个地区的地理状态、环境状态有着明显的区别。为了将石油化工管道的设计效果提升上来,应将因地制宜、因时制宜原则贯彻落实下去。不同地区的设计,应满足差异性需求,这在选择管道设计原料方面得到了充分体现,同时在细节的控制方面也得到了充分体现。其中,应严格控制管道内部温度,比如在石油经过动土层时,在管道设计原料中,应对一些保温性质的介质进行添加,以此来推动石油质量的提升,并构建安全、稳定的石油管道运输环境。
二、石油化工管道设计要点
(一)塔和容器的管道设计
在石油化工装置中的容器、塔的管道设计中,应对其相关的介质形态等进行深入分析,比如在布置其介质形态分析、气液两相流方面,调节阀应在接受介质的容器一边进行安置,以此来对管道内部压力进行有效控制,并使化工装置使用中管道的振动控制水平得以提升。基于工艺原理进行分析,在汽堤塔和分馏塔之间,应加强调节阀组的设置,其应与汽堤塔保持适当的距离,而调节阀应设置在回馏罐和分馏塔之间,并且在回馏罐的上部,在分馏塔内部的塔顶压力控制方面,无袋形的热旁路具有较高的应用价值,以此来确保液柱在调节阀前,就与管道设计规范标准相契合。
(二)阀门的管道布置
要想将工艺管道设计水平提升上来,应对阀门管道的设计予以高度关注,其中,应合理应用自动感应、智能控制技术,而且采样应将代表性体现出来,也就是说,在管道敷设条件较不理想的情况下【1】,应合理选择管道使用材料,随即借助蒸汽吹扫的方式,为管道清理提供极大的便捷。基于此,可以避免单个的分支管泄漏现象的发生,同时避免对蒸汽总管和其他分支管的运行造成不利影响。阀门的管道布置框图如图1所示:
图1 阀门的管道布置框图
(三)泵的管道布置设计
在这一方面,应对合适的泵管方案进行合理选择,避免在热膨胀作用的影响下,促使泵嘴应力的产生。而且应对泵出入口管道的距离进行有效控制,但是应与管道的柔性要求相契合。要想促进泵检查和维护工作的顺利进行,在离心泵侧面,应对维修位置进行预留,对于立式泵的维修位置,在泵体上部为最佳。在泵吸存有变径的情况下,应加强顶平大小头的应用,将泵嘴集气的腐蚀影响程度降至最低,同时要在吸入口前,应合理设置3DN直管段,防止其严重损伤到泵中叶轮。此外,应从实际情况出发,将承重架和导向架设置在泵口处,从而对泵嘴的应力及力矩大小进行控制。
(四)管道支架设计
首先,管道支架位置设置要求。在管道无垂直位移位置时,应加强刚性支架的设置。如果管道垂直位移较小,应加强可变吊架或弹簧吊架的应用,如果垂直位移较大,恒力吊架明显更为适用。固定点外无线性位移和角位移,应加强固定支架的应用,在某一点有角位移无横向位移的情况下,限位支架明显更为适用,而对于导向支架,更加适用于某一点有横向位移无角位移的情况。
其次,管道支吊架数量合理性。通常而言,在对管道支吊架实际数量进行设置时,应对管道应力分布状态进行深入分析,为管道的运行奠定良好的基础。基于管道一次应力设计,为了不断提高受力控制水平,应适度增加支吊架数量,但是为了二次应力的出现,应将支吊架数量控制在合理范围内。
最后,管道支吊架安装位置设计注意事项。在设置管道和装置连接位置时,应确保管道两端的支吊架和设备管嘴距离的合理性,以此来将支吊架的受力等进行控制;一旦管道阀门或设备荷载集中程度较高时,支吊架的设置,应在荷载高度集中的位置处进行。对于垂直管段,承重支吊架应设置在其上部及下部合适位置,特别如果垂直管段长度较长,对于设计人员来说,应将导向架设置在垂直管段中间。
(五)冷换设备管线设计
对于整个管道来说,冷换设备扮演着重要的角色,其现实意义突出,可以切实维护和保证石油状态,所以冷换设备管线设计应予以高度重视。由于其复杂性程度较高,所以在具体设计和施工方面,对于设计人员来说,要做到以下几点:第一,应合理设计换水部位,对于一般的管道,冷换设备的换水应在下方进行,为人工的操作提供极大的便捷。第二,应对冷化设备与管道的距离设计问题进行深入分析。对于冷化设备,在运输过程中,对多次的开口设计要求较高,所以应与其他设备、管道处于合理的范围内。第三,要想确保良好的设计效果,冷换设备的热胀冷缩问题也要予以充分考虑。由于冷化设备的液体具有明显的温度改变特点,所以极容易产生热胀冷缩的位移现象。
三、石油化工管道设计的注意问题
(一)提高工作人员的综合素质
为了将石油化工管道设计的专业性提升上来,相关工作人员的综合素质是至关重要的,尤其在专业功底和职业素养等方面,为管道的建设提供正确的指导,并将管道的安全性提升上来。现阶段,一些石油企业对相关管道设计人员没有提出过多的招聘门槛,所以对人员专业素质提出了明确的要求【2】。对于石油企业来说,应加强新型建设技术和人才的积极引进,并积极培训相关管道设计人员,借助一系列的培训学习,如专业培训、典型示范、实战演练等,为企业工作人员综合素质的提升创造有利条件,实现高质量石油化工管道建设团队的顺利构建。
(二)做好前期设计工作
在石油化工管道建设过程中,应注重设计方案科学性的提升,所以设计前的准备工作非常有必要,确保设计人员具有丰富的经验,以此来促进设计工作的顺利进行。对于设计师而言,在设计的前期阶段,应全方位、多角度地调研施工场地,然后与相应质量标准相结合,确保设计手段的科学性,从而将石油化工管道设计方案水平提升上来。同时,应加强质量保障体系的构建,严格遵循相应的计划,设计师也要树立高度的质量控制意识。借助设计前期工作的开展,有助于后续工作的顺利进行,从而在整体上推动石油化工管道运行水平的提升。石油化工管道设计方案流程如图2所示:
图2 石油化工管道设计方案流程
(三)辅助管道的布置
第一,通常来说,泵的轻烃排放等辅助管线公称直径并不大,应在适当的邻管支架,设置和利用进出口的大管线,形成对管线震动的有效预防;第二,旁通线:在高扬程的泵启动过程中,很难打开出口阀,且会严重损坏到阀杆、阀座。所以旁通线的设置非常重要,以便于顺利开启高扬程的泵,并使管道的振动及噪音得到有效控制;第三,平衡线:对于C3、C4来说,出现汽化的概率较高,所以为了避免汽化后气泡进入泵内,对泵平衡线的高接至塔提出了明确的要求。
四、结束语
总而言之,目前,社会大众对石油具有较强的依赖性,在石油运输过程中,石油管道的铺设、设计非常关键。对于石油化工管道的设计和安装,深刻影响着整个石油线路的运输效率,所以加强石油化工管道的设计势在必行,设计人员也要注重自身综合素质的提升,给予石油化工设计工作强有力的人力支持,发挥出对我国石油化工管道设计的促进作用,不断增强石油运输效率,同时将经济性优势发挥出来。
参考文献:
[1] 程艳林,刘占龙. 催化装置中烟机入口管道布置方案的探讨和设计要点[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2020, v.40;No.523(17):128-129.
[2] 宋晓婷, 周敏. 刍议石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计要点[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2016, 000(013):1092-1092.