化工工艺管道设计安装中,要考虑各个方面的因素。管道设计和安装是一个综合性的过程,涉及的管道种类较为多样化,不同的管道之间相互连接,彼此有着一定的连接关系,除了输送介质之外,还存在其他的物理作用。管道和管道之间的结构点比较多,如果连接时没有处理好,很容易出现问题。所以管道的设计、安装和维护是工作人员日常工作中需要重视的内容。
管道布置
1、管道布置的一般要求
1) 设计应符合工艺管道及仪表流程图的要求;
2) 管道布置应统筹规划,做到安全可靠、经济合理,满足施工、操作、维修等要求,并力求整齐美观;
3) 管道布置应整齐有序、横平竖直、成组成排、便于支撑;
4) 管道通常架空或地上敷设,如确有需要可埋地或敷设在管沟内;
注:管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时,应加套管,套管与管道间的空隙应密封。套管的直径应大于管道隔热层的外径,且不得影响管道的热位移。管道上的焊缝不应在套管内,且距离套管端部不应小于150mm。套管应高出楼板、屋顶面50mm。管道穿过屋顶时应设防雨罩。管道不应穿过防火墙或防爆墙。输送可燃介质的埋地管道不宜穿越电缆沟。如不可避免时应设套管。当管道温度超过60℃时应在套管内充填隔热材料使套管外壁温度不超过60℃。
2、阀门布置的要点
1)阀门应设在容易接近,便于操作、维修的地方;成排管道上的阀门应集中布置,并考虑设置操作平台和梯子;
2)管道上阀门的阀杆垂直于操作面安装时,手轮高度宜为1.2m;
3)管道上阀门的阀杆平行于操作面安装时,手轮高度不宜超过2.0m,齿轮操作阀门的手轮中心与操作面的距离不宜超过1.2m;
4)不经常操作的阀门可利用梯子、活动平台、链轮等进行操作;
5)平行布置管道上的阀门,其中心宜取齐,手轮间的净距不应小于100mm,为减少管道间距,可将阀门错开布置;
6)阀门阀杆方向尽量向上或水平,但火炬管线的切断阀阀杆只能水平或向下;
7)阀门手轮或阀杆不得影响操作人员的操作和通行。
3 管廊管道的配管设计
1)大直径管道宜靠近柱子布置,小直径、气体管道宜布置在管廊中间;
2)工艺管道宜布置在与管廊相连接的设备一侧;
3)需设置补偿弯的高温管道宜靠近柱子一侧布置,且补偿弯宜集中设置;
4)低温介质和液化烃管道不应靠近热管道布置,也不要布置在热管道的正上方;
5)热介质、气体和公用工程管道宜布置在上层,而低温介质和腐蚀性管道宜布置在下层;
6)管廊应预留10%~30%的余量。
配管柔性与支吊架
1、确定管道支架位置的要点
1)承重架距离应不大于支架的最大间距;
2)尽量利用已有土建结构的构件支承,及在管廊的梁柱上支承;
3)在垂直管段弯头附近,或在垂直段重心以上做承重架,垂直段长时,可在下部增设导向架(当载荷大时,可采用弹簧架分载荷);
4) 在集中荷载大的管道组成件附近设承重架;
5) 尽量使设备接管的受力减小,如支架靠近接管,对接管不会产生较大的热胀弯矩;
6) 考虑维修方便,使拆卸管段时最好不需做临时支架;
7) 支架的位置及类型应尽量减小作用力对被生根部件的不良影响;
8) 管道支吊架应设在弯管和大直径通式分支管附近;
9) 对于需要作详细应力计算的管道,应根据应力计算结果设计管架;
10) 在敏感的设备(泵、压缩机)附近,应设置弹簧支架,以防止设备口承受过大的管道荷载;
11) 往复式压缩机的吸入或排出管道以及其它有强烈振动的管道,宜单独设置有独立基础的支架(支架生根于地面的管墩或管架上),以避免将振动传递到建筑物上;
12)除振动管道外,应尽可能利用建筑物、构筑物的梁柱作为支架的生根点,且应考虑生根点所能承受的荷载,生根点的构造应能满足生根件的要求;
13)管道支吊架应设在不妨碍管道与设备的连接和检修的部位。
2、配管支吊架选用的原则
1)在选用管道支吊架时,应按照支承点所承受的荷载大小和方向、管道的位移情况、工作温度、是否保温或保冷、管道的材质等条件选用适合的支吊架;对于冷管,在管架设计时,应该有防止冷桥产生的措施;
2)设计管道支吊架时,应尽可能选用标准管卡、管托和管吊;
下列情况,不得采用焊接型的管托和管吊:
a、管内介质温度大于或等于400的碳素钢材质的管道;
b、低温管道;
c、合金钢材质的管道;
d、生产中需要经常拆卸检修的管道;
e、架空敷设且不易施工焊接的管道;
f、非金属衬里管道;
g、需热处理的管道(消除应力消除应力);
4)为防止管道过大的横向位移和可能承受的冲击荷载,一般在下列位置设置导向管托,以保证管道只沿着轴向位移;
a、可能产生振动的两相流管道;
b、横向位移过大可能影响邻近管道时,固定支架之间的距离过长,可能产生横向不稳定时;
c、为防止法兰和活接头泄漏要求管道不宜有过大的横向位移时;
5)当架空敷设的管道热胀量超过100mm时,应选用加长管托,以免管托滑到管架梁下;
6)凡支架生根在设备上时,应向设备专业提出所用预焊件的条件;
7)对于荷载较大的支架位置要事先与有关专业设计人联系,并提出支架位置、标高和载荷情况;
8)凡需要限制管道位移量时,应考虑设置限位架;
9)安全阀出口管线的支架要高度重视,应足以抵抗泄放时冲击荷载的作用。
现阶段由于我国经济不断的发展,很多石油管道运输的路程都非常长,这就会导致对于管道的操作性也会降低。所谓管道的操作性,就是相应的管理人员对于管道的控制程度。也就是在管道出现异常或者是事故时,能够对管道进行补救措施的及时性。所以在进行石油化工管道的设计过程之中,需要考虑到可操作性的问题,尽可能使得整个管道的很多性质因素都能够实时的掌握。也是因为当下石油管道的建设,往往规模越来越大,管道越来越长,很多时候,石油管道甚至是跨国界进行建设。因为所涉及的范围很广,所以每个地区的地理状态以及环境状态都不尽相同。在进行石油化工管道的设计时,也需要注意因地制宜,因时制宜。针对不同的地区进行不同的设计,这主要体现在对管道设计原料的选择,以及一些细节的控制上。其中最重要的一点就是对于管道内部温度的控制,比如在石油需要经过动土层时,就需要在管道设计原料之中添加一些具有保温作用的介质。这样能够尽可能保障石油的质量,并且提升整个石油管道运输的安全性。虽然在石油管道建设的过程之中安全性为第一要义,但是在保证安全的基础之上,也要尽可能维护石油企业的利益。所以也要对管道建设的成本进行一定的控制。并且想要对成本进行有效的控制,不仅是在设计阶段需要注意,在整个管道的建设过程之中,需要进行实时的监测审核,当出现一定的施工问题时,需要及时进行解决,采取相关的方案,这样就能够将管道建设的损失降到最低,提升了管道建设的经济效益,也就对于成本进行了有效的控制。人才的储备是相关技术发展的基础,想要加强对于石油化工管道设计的专业性,就必须提高相关工作人员的综合素质。进行石油管道设计的工作人员必须具有过硬的专业功底,还要有一定的职业素养和职业操守。这样才能够进行管道的建设,并且保证管道的科学性合理性以及安全性。因为很多石油企业对于相关管道设计人员的招聘门槛不低,所以很多相关的管理人员都具备一定的专业素质。但是最重要的问题就是很多人员都不具备一定的安全意识。在管道设计的过程之中,虽然注重了科学性合理性,并且也控制了管道建设的成本,但是在后期管道建设以及管道投入使用的过程之中会出现各种各样的事故以及问题。所以现在相关的石油企业都在不断引进新型建设技术,并且对相关的管道设计人员进行一定的培训,或者是到其他先进企业进行学习。不断提高企业工作人员的综合素质,打造一流的石油化工管道建设团队。对于管道支架的设置,可以说是整个管道设计之中非常重要的灵魂所在。如果管道支架的设置不够合理,或者是没有考虑全面,在管道投入使用的过程之中,极容易出现事故。在进行相关设计的时候,设计人员需要注意以下几个方面的问题。第一是整个管道支架设置的承重性,一定要对于管道支架设置的承重性进行考量,确保在整个石油管道投入使用过程之中,管道可能运行的最大承重,在相应管道之下所能承受的范围之内。第二,在进行管道支架设置时,也要注意相应的成本问题。第三也要尽量减少对于吊架的使用,要因地制宜,根据现场的情况进行最科学合理的设计。对于管道建设材料的选择,直接影响了整个管道建设的质量,所以一定要加强对于管道材料的重视。在对管道材料进行选择之前,相关的设计人员需要对整个管道所经过的地区进行详细的勘测考察,或者是拿到最准确的地址以及环境数据。而后确定管道材料应该具备哪些特性。因为近些年来相应的建设行业发展十分迅速,原料市场竞争十分激烈,各种原料良莠不齐。在进行管道材料的选购过程之中,一定要精挑细选,从而保证原料的质量。在进行石油化工管道的设计时,首先要了解相应管廊规格的要求。在进行管廊高度以及宽度的测量时,有以下几个需要注意的方面。第一是在管道出现拐角或者是弯折的地方,需要更加重视,了解在这个地方相应的石油管道有没有变化,如果没有变化,一般是采取原来的高度,如果有变化一定要进行另外的测量,从而确定标高,保障管道的正常运通。管廊不比管道,在真正设计的过程之中,因为无法完全深入到施工场地,所以与最后的施工过程往往存在一定的偏差和出入。要将误差维持在规定的范围之内。冷换设备对于整个管道具有非常重要的意义和作用。他对于石油状态以及质量的保障都有一定的保护作用,所以要注意冷换设备管线设计的合理性。因为冷换设备管线的设计往往具有一定的复杂性,所以在具体的设计以及施工过程之中,存在着诸多问题,相应的设计人员主要需要注意以下几个方面。第一需要对于换水部位进行相应的合理设计,一般的管道都是在下方对冷换设备进行一定的换水工作,也有助于人工的操作。第二要注意冷化设备与其他相应设备以及管道的距离设计问题。因为冷化设备在运输的过程之中,可能需要进行多次的开口设计,所以要与其他设备以及管道保持一定的安全距离。第三,在设计的过程之中,还要注意冷换设备的热胀冷缩问题。因为冷化设备所面对的是温度改变较大的液体,所以热胀冷缩所产生的位移在所难免,要防止位移对其他部位产生影响。补偿器的设计根据管道的不同,差异性也较大。要根据整个管道设计的不同,管道所要经过的地理状态以及环境状况的不同,管道输送石油状态的不同,温度的差异等等方面对补偿器进行针对的设计。其中较为重要的就是补偿器的形状以及高度方面。 | 1.2.3 企业技术发展使工艺更先进和节能,不断进步,不断创新第 4 章 工艺技术方案的制定、方案设计和工艺模拟计算4.4.2 公用工程条件的确定 4.4.3 塔类设备 |
| 6.3.9 精馏塔 DCS 常规控制方案(单塔和双塔控制方案)第8章 编制管道材料等级索引表(也可以在施工图过程中完成)第9-15章 仪表数据表、建议的装置(车间)设备平立面布置图、界区条件表、特殊管件数据表、卫生、安全、环保、分析化验说明、编制工艺包总说明书。 |
| 主讲专家:仇汝臣教授、青岛科技大学石油加工和化工工艺研究所所长,长期从事Aspen Plus、Pro/II、Hysys、ChemCAD、VMGSim模拟方面的研究工作,有丰富的模拟应用经验,具有资深的技术底蕴和专业背景。仇教授有多年的甲级石油设计院的工作经验、多年工艺包开发经验、多年高校科研开发经验,其主要研究方向是石油加工和化工工艺工艺开发(包括:过程模拟、优化与节能,精馏、吸收和萃取,反应器等),参与三井化学杯全国大学生化工设计竞赛多次指导, 可以协助各高校组队, 我们指导化工设计大赛有丰富的经验, 得到全国奖励多次。 |
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| 主讲专家:金一文总经理,高级工程师,在吉化设计院、青岛伊科思技术有限公司(全国甲级设计院)等设计院从事三十多年设计工作,具有丰富的设计和工程经验。现为青岛金科石化技术有限公司总经理。 |
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