李 智
新疆庆华能源集团有限公司 新疆 835000
摘要：石油作为我国的重要能源，一直促进着我国社会经济的发展以及社会各界的稳定进步，因此石油的重要性不言而喻，近些年来社会经济飞速发展，各行各业对石油的需求量大幅度上升。石油化工企业一直备受社会各界的广泛关注，近些年来生产规模更是进一步扩大，相关装置的应用也逐渐频繁。石油化工装置管道的设计作为满足石油化工企业日常生产的基础性设施，其内在构造是否合理直接影响着化工企业的生产效率，因此本文针对管道的设计方法进行探讨并提出相关的改进措施，希望能够提升石油化工企业的生产效率，满足社会各界的需求。
关键词：石油化工装置；工艺管道；设计
1石油化工管道设计的基本类型
分析石油化工装置的特点，在管道两侧按照流程顺序，合理布置各种应用设备，管廊的形状要根据设备的平面布置要求设定。如果系统应用小型装置，则设备数量相对较少，所以会应用一端式或直通式管廊。如果整个厂区装置较多，，通常会利用L型、U型、T型以及组合管廊等装置，管廊上的管道种类有所不同，因此在实践阶段也需要结合实践要求进行分类。
如果是工艺管道，其主要功能是输送工艺生产物料，其中包括进出装置的原料，以及各类中间产品、成本、化学试剂、工艺用水等不同的物料类型，管道也会进行细化分类；若为用做连接较远设备的工艺管道，例如在工艺过程、安全泄放工作之中出现各类烟气、废水、废气等也需要通过管廊上管道排放到设备或管道总管；仪表架桥或电气架桥等所必要的操作通道；公用工程管道，包括各种规格的蒸汽，以及蒸汽冷凝水、循环水、特殊气体、锅炉给水、新鲜水、压缩空气、化学药剂等也需要通过工程管道输送。
2石油化工装置工艺管道设计的影响因素
2.1人为因素
石油化工装置工艺管道的设计，无论是管道布置、选材还是后期安装，都离不开人力的支持。一旦缺乏高素质的设计人员，将对石化装置工艺管道设计的合理性产生很大影响。因此，人的因素是影响整个工艺管道设计质量的关键因素。由于石化企业经常利用石化装置储运乙烯、芳烃、硫磺等石化原料，一旦失去畅通安全的工艺管道，将不利于石化装置的正常使用。因此，应结合当前的素质对设计人员进行培训，以提高石化装置工艺管道设计的合理性，避免人为失误现象，造成严重的爆炸事故。
2.2化工装置
对于石油化工设备而言，管道的化工装置直接决定着管道的工作效率，会对管道设计带来大范围的影响，因此化工装置的布置要根据管道设计的实际情况以及日后工作的压力进行有效的设计，通过对管道工艺数量的控制和排布顺序以及空间罗列顺序进行计算与分析，选择最为适宜的化工装置布置方法，防止管道过于复杂和不合理导致安全事故的发生。
2.3管道线路设计
管道线路的设计要严格执行国家相关部门与企业制定的行业规范，保障设计的安全性与规范性，避免因设计不合理，不规范而带来的安全风险。由于管道设计覆盖范围较大，工期较为紧张，所以方案设计很容易因资料不完善而出现漏洞，因此在进行设计之前，进行地质勘探以及企业实际情况调查，结合实际情况给出最优的管道线路设计方案。
3石油化工装置工艺管道设计的合理性策略
3.1参数设计
化工生产过程中需要使用到管道，且对于管道的运行标准要求较高。为了保证管道运行的稳定性，在管道设计的时候就需要从多方面进行考虑。对管道的极限承压能力和所能承受的温度范围进行分析，选择合适的管道材料。对于管道设计参数进行严格的把控，把管道参数控制在一个稳定的范围内，满足化工生产的要求。如果所选的管道材料参数不合理，那么在化工生产过程中管道材料会与管道中运输的化学物质发生反应，从而造成管道破裂，使化工生产不能正常进行，给化工企业带来严重的经济损失。
3.2 管材及配件的选用
管道设计是一个循序渐进的过程，要考虑到各个方面的影响因素，对不可控因素进行分析。在管道材料和配件的选用上要做好质量分析工作，不能使用劣质的材料，管道材料质量的好坏直接影响管道运行的稳定性。其中选用的无缝钢管要保证质量达标，所选的配件要与管道相贴合，在此材质上尽量选择性能指标较高的碳素钢，不要使用劣质的铸铁材料，有利于管道运行的稳定性。
3.3化工装置的布置
化工装置的布置应该在设计之初进行合理的探讨，保障化工装置的放置符合国家相关规范，留有一定的安全距离。尤其是在复杂的管道空间内进行合理的排布，尽可能的避免局部损坏对全局的影响。
3.4管架支撑设计
目前的管道供应设计采取弹簧管架进行支撑，这种工艺具有极大的优势，主要是施工较为简便，成本较低，能够起到较大的负荷作用，减轻管道运行的承载压力。但是其自身的质量存在着一定的问题，使用寿命往往较短，一旦弹簧的维修与更换不及时，就会带来巨大的安全隐患，因此管道管架的使用要尽可能的减少对弹簧管架的应用。尽可能地采用新型工艺管架进行支撑，对现有的弹簧管架进行科学的监督管理应用信息手段，例如数据收集处理技术传感技术等建立起信息布控中心。对管架的工作状态和使用寿命进行科学的监督，一旦发现安全隐患，第一时间进行维修和替换，尽可能地将安全问题消除，另一方面可以应用新型的工艺提升管道的稳定性，减少管架的使用，缩短施工期限，节约运行成本。
3.5支吊架的合理设置
管廊上的支吊架应做全局考虑。对于管廊内的管道，一般做滑动支架导向支架及限位支架。大口径输送液相的管道宜靠柱子布置，并与柱子净距满足100 mm，使横梁承受较小的弯矩。小口径及轻质量的管道宜布置在中间，有时管廊上的次梁间距不能满足小管道的跨距要求，还可以考虑用大管支小管来设置中间支架。一般来说限位支架应考虑做在管路中间位置，并且最好将管道的限位支架位置都考虑在同一轴线上，这样有益于管廊的结构计算。对于管廊上长度较短的管线，则无需设置限位支架，考虑自然补偿。对于装置进出管廊的管线，应做集中布置支架，穿管廊处支架应尽量靠近柱子生根并考虑其荷载，大口径或管子比较多时应用门型架倒门型架或者L型支架，小口径或质量较轻的管子可以用T型架，在靠近管道弯头处不需设置导向型支架或限位型支架，避免管道振动位移较大管道被固定进而拉扯坏管道和弯头。沿管廊上升或下降的管道宜靠近横梁布置，并与横梁净距在0.3～0.5 m左右，做水平T架集中布置。
对于需要热补偿的管道，应当以整个化工装置着手，从管道起点到管道终点对整个管道系统进行整体分析确定合理的补偿方案，不能只局限于管廊范围内一段考虑。热补偿方式可以有“π型”补偿器，或者分段自然补偿。在两个“π型”补偿器之间，根据需要应设置限位架或导向架，以充分发挥其性能以及应用价值。多根需要设置“π型”补偿器的管道宜并排布置，管径较大温度较高的管道宜布置在最外侧，当有口径在DN300以上或管道荷载较大管道需要做“π型”补偿器时，可以跨柱子“π型”补偿器，以便在“π型”补偿器直管段中间位置靠近柱子处做悬挑支架。
结论
通过对石油化工装置工艺管道设计的探讨和分析，认为在实践中应注意管道质量，明确设计安全，科学规划管道布置、环境因素和设计过程中的注意事项，从而使最终的设计质量完全达到预期的要求，这也是相应石化企业实现生产效益最大化的必要条件，也是不断提高我国石化企业工艺管道设计水平的基本条件。
参考文献：
[1]惠泽航,牛芳菲,韩元仿.石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计[J].化工设计通讯,2020,46(6):96,111.
[2]朱绍锋,程晋宜,王秀鹏,等.石油化工管道预制施工质量控制分析[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(8):49-50.
[3]封凯.石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计分析[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(16):185-186.