张辉 刘安元 李云鹏
中国五洲工程设计集团有限公司 北京市 100053
摘要：目前我国大部分行业领域的生产中都需要运用到石油资源，并且随着时代的不断发展，各个行业领域对于石油的需求量也在飞速的增长。在此基础之上，石油化工企业必须要保证石油运输的安全性与稳定性，为此，下文将对石油化工管道设计要点展开一系列的分析，希望能够有效促进我国社会经济的进一步发展。
关键词：石油化工；管道设计；要点分析
1 石油化工管道设计的重要性
石油化工装置，是一种用来输送物料的设备，而物料形态主要有气液两种。因此，可见石油化工管道的重要作用。管道承担着物料在各种生产装置之间的运输作用，是装置建设中不可小觑的重要组成部分。同时，管道设计，有助于充分利用社会资源，有利于保护环境。管道在物料运输中，作为一道保护屏障存在着，有效地减少了灾害的发生。目前来说，管道设计中的某些安全因素，潜藏着极大的安全隐患。主要有以下几种：（1）在输送氮气的管道中，假若没有设置盲板，检修人员误操作阀门，容易造成窒息。（2）在易燃易爆地区，假若没有设置可燃有毒气体报警仪，相关人员不能及时的发现和处理事故。（3）在易碎的管道及装置中，有效的保护措施很欠缺。（4）管道管廊的静电接地措施有待加强，易燃易爆物质和有毒物质在运输过程中，仍存在安全隐患。
2 石油化工管道的设计原则
2.1 提高可操作性
可操作性原则是进行石油化工管道设计的关键性原则。可操作性原则主要强调的是在石油化工管道的设计中能够把握全局，而且在实际设计过程中，突发现象普遍存在，因此，在设计的时候，需要结合实际的情况对其进行设计。例如，在石油管道运行的过程中会存在泄压总管出口高于泄压阀的情况，这就要求操作人员能够对放液的阀门进行合理的安排，从而对设计工作提供帮助。
2.2 把握因地制宜的原则
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。
2.3 控制成本原则
无论是石油化工管道的设计还是安置都需要一定的成本，并且在安置的过程中肯定还会有一些突发情况发生，需要改变安置计划，在经过了合理的管道设计安置之后，相信可以有效地对于管道的安置成本进行控制，对一些不必要的成本也可以进行节省
3 石油化工管道设计要点分析
3.1 冷换设备管线设计的合理性
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。
3.2 管道支架的设计
管道支架的设计也是石油化工管道设计尤其是海洋石油化工设计中的重点内容。从整体上来看，管道支架的安装过程中主要是需要垂直位移的设置，如果在实践的过程中没有这方面的条件，那么就需要使用刚性的支架对其进行支撑，在应用的过程中如果管道垂直位移比较小的时候还可以使用可变吊架或者是弹簧吊架进行替代，如果管道垂直的位移相对较大时，可以考虑使用恒力吊架，如果在应用的过程中着重考量的是固定点的角位移和线位移指标，那么在固定点之外没有横向位移只有角位移时可以考虑使用导向性的支架。在具体的实践过程中，管道应力的分布情况也需要考虑在内，从而保证管道能够安全的进行。从管道的一次应力情况来看，设计人员可以通过增加支吊架的数量来保障管道受力的情况，但是在应用的过程中，二次应力数量太多，需要消除二次应力的时候，那么就需要根据实际情况来减少支架的数量，所以，通过上述的分析中可以清晰地看出，在应用过程中需要根据实际情况对支架的数量进行合理化的安排和设计。
3.3 管道材料的选取
为保证管道使用的安全性，应当合理选择施工材料。工作人员要重视材料的选取，充分考虑材料运行的安全性和企业实际情况，从而保证管道使用安全的同时提高管道工程经济效益和社会效益。在进行管道材料选择中，应当提高调研市场情况，对实际情况进行充分了解，加强对不同材料的对比，选择物美价廉的材料。这就需要工作人员按照规定的要求进行操作，确保管道材料达到规定的标准。在采购期间，工作人员要向厂家提供相应的文件，了解管道材料具体信息，并对搜集来的材料进行归档，这样不但有利于后期对材料的复查，而且能够对管道设计提供参考依据。由于管道材料不同，使得使用性能有着较大差异，工作人员需按清单上的要求进行采购，并对管道材料进行归类，这样施工人员在对管道进行安装时更为便利，还能充分发挥管道材料的使用性能，进而提高管道材料的安全性。
3.4 管道布置设计
对于管道布置进行设计是石油化工管道设计的重要步骤之一，相关设计人员需要对管道的施工检修和工艺过程进行全面了解，在对安全阀出口和泄压口总管道进行连接设计的时候，尤其在安全阀的定压超过了7Mpa时，泄压的总管需要以45°倾斜角沿着液体流向上侧进行相应的安装工作，这样可以相对有效地避免逆流情况出现，除此之外，还可以降低安全阀的背压情况。当泄压的总管道出口与泄压阀出口相比较高时，设计人员就需要在较低的部位设置手动放液阀，这样就会有效地避免积液出现。石油化工管道的使用区域需要加入一些伴热以及防冻装置，这样会有助于减少因石油化工管道中气温过低造成管道冻结。石油化工管道入口处管道需要较短且为直入式，这样会有效地避免气袋问题，设计人员需要对管道变径的位置使用偏心大小头管件，目的是避免出现大量气体聚集情况，在直管段也需要使用偏心大小头管件进行相对应的安装作业，这样会避免气蚀产生。
4 结束语
综上所述，石油化工管道设计是石油化工装置中的极其重要的组成部分。设计者在管道设计中要把安全问题放在首要位置上，要严格按照管道设计的相关要求，结合使用工况和自身的工作经验，保证管道设计的安全合理，采取针对性的措施防止各个因素对管道的影响，确保管道成为石油、天然气等化工产品的安全运输途径。这样才能有效减少生产安全事故的发生和安全威胁，降低设计成本及建设成本，才能不断完善和提高自身的设计水平。
参考文献：
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