石油化工是一个综合性的过程，石油化工离不开对化工装置的使用，工艺管道设计是石油化工非常重要的一个环节，设计的合理性关系着管道安装的质量。从我国石油化工装置工艺管道设计情况来看，还存在很多问题需要解决，管道工艺设计涉及的内容比较多，专业性要求较高，任何一个环节出现差错，就有可能影响整个石油化工的生产计划，在具体的石化生产过程中，应该重视实践效率，应用现代化生产设备，进一步提高石油化工的生产效率，保障生产质量的同时降低生产成本。石油化工对化工装置的选择性要求不同，化工装置应该具备稳定的运用性能，深化工艺管道设计，最大程度上保障油品安全。
1石油化工装置工艺管道设计存在的问题
我国石油化工装置工艺管道设计存在一定的局限性，还有很大的进步空间，工艺管道设计存在的问题主要可以包含两个方面的内容：一是工艺路线设计问题，管道设计中使用到的路线比较多，这就需要相关工作人员对工艺路线进行一个科学合理的设计，不少设计者过于片面化，从科学的角度思考问题并没有错，但不懂得变通，提高工艺路线的安装要求的同时也间接增加了路线材料使用的风险系数，而且对于介质的选择也并不合理，有些部件会对石化设备造成损害，使设备在运行过程中存在较高的风险。二是工艺过程的安全问题，石油化工装置工艺管道设计包含的内容比较多，设计流程较为复杂，每个环节之间存在一定的交互性，不少设计人员在设计过程中往往容易忽略管道安全问题，在材料调控这一方面，存在一定的风险系数，大多数的设计人员并没有重视此类问题，认为无关紧要，也没有安装安全警示装置，使得石化装置在运行过程中，一旦出现爆炸或者火灾等事故，无法采取有效的措施进行管控，使事故更加严重，造成更多的人员伤亡和经济损失。
2石油安装过程管道设计的相关内容
石油安装过程中的管道设计是一个循序渐进的过程，我们首先要确定流程，结果很重要，但过程更重要，在开展工作之前，工作人员要进一步落实工作流程，作为石化公司，要及时更新传统管道设计理念，促进管道设计的变革，重视对每个细节问题的处理，要采用合适的工艺设计贴合管道需求，从而保障流程开展的有序性，在管道设计过程中，应该从企业实际情况出发，合理规划成本预算，全面优化技术水平，最大程度上发挥工艺管道设计的应用优势。石油化工企业要合理布局，这里的合理布局更多的是指对石油化工装置的合理布局，作为石油化工的基础，石油化工装置发挥的作用是不可估量的，在具体的布置规划中，工作人员要根据国家制定的管道标准执行，对工艺管线进行合理的调控，将管线间距控制在一个合理的范围内容。石油化工装置的工艺管道设计较为简洁化，所占时间比例并不大，只是需要的人员数量比较多，在管道布设过程中，每位员工都要保持良好的工作状态，彼此相互合作，提高工作效率和质量，通过对工艺管道模型的可视化分析(如图1所示)，最大程度上保障工作开展的有序性，减少人为失误的频率。消防施工也是工艺管道设计中不可分割的一部分，具有一定的现实意义，要采用集中式的方式统一调度，油库安全隐患主要来油库油罐，油罐爆炸会引起火灾，而火灾具有蔓延性，不仅会使其他存储区域的油罐受到影响，还会危及人们的生命安全，为了能够在最短时间内容将火势控制住，需要动用大量的人员和车辆，装配灭火器，公安队伍、消防队伍、志愿者队伍要保持高度警惕状态，当发生火灾时，现场火势情况是不可预测的，爆炸溢流现象随时都有可能发生，我们要做好全面的准备，尽可能考虑到各个方面的问题，消防队长要根据油品火灾的特性制定详细的灭火策略，使火灾可以得到有效控制。
3石油化工装置工艺管道设计
石油化工装置工艺管道设计涉及的内容比较多，专业性比较强，这里我们主要从管道材料分级、塔的管线设计、泵的管线设计、冷换设备的管线设计四个方面的进行概述。管道材料分级具有一定的差异性，化工装置的高压系统和低压系统存在一定的温度差异，当两个系统建立连接关系的时候，这种温度差异就会影响系统连接的稳定性，为了消除这种影响，我们要根据低压的管路等级合理划分临界值，正常情况下，管道设计中会对临界值有明确的划分，所以不用过多考虑，但也有例外的情况，这个时候我们就需要根据具体的情况进行合理的调控，划分正确的分界点和分界线。塔的管线设计是一个综合性的过程，包含的内容比较多，分馏塔与汽提塔的管线布置是其中一部分内容，塔和容器的管线具有交互性，在设计过程中，应该根据管线性质和介质形态进行合理的规划，在布设管线的时候，需要将分馏塔和汽提塔之间的管线分开处理，在汽提塔和分馏塔的中间层布设一个调节阀组，调节阀组的作用在于控制分馏塔和汽提塔的压力变化，使分馏塔和汽提塔的压力变化保持在一个相对稳定的状态下。分馏塔塔顶压力可以通过热旁路进行调控，热旁路具有一定的温度调控作用，热旁路的保温尽可能短，规避袋形积液的产生，在回馏罐的上端，更改调节阀的设置，使冷却器低于回馏罐的水平高度。泵的管线设计要考虑到各个方面的影响因素，在泵入口偏心异径管的使用过程中，要合理规划泵的吸入管道，泵入口管道系统的管径呈一个动态变化的趋势，安装泵入口变径管，应该将气体稀释，使气体无法聚集在变径处，规避因为安装不到位而造成的汽蚀。泵的水平入口管径种类较多，我们大多数情况下选择偏心异径管，偏心异径管的整体稳定性较高，不容易受外界因素影响，具有良好的应用效果，在偏心异径管的安装过程中，我们可以采用顶平安装法进行安装，并在低处添加排液阀，进一步巩固偏心异径管。液体具有流动性，当液体进入泵嘴后，会出现一些问题，比如偏流、旋转涡流，这些会破坏泵嘴内部叶轮转动的流动平衡性，使泵无法正常运转，严重情况下还会出现气阻，降低泵的运行机能，缩短泵的使用周期。管道设计应该考虑到对泵入口直管段的规划，通过增加直管段降低外界因素对泵的影响。泵的外在形式比较多样化，不同的泵对于直管段的要求是不一样的，比如侧向吸入的泵，吸入口前直管段长度应该大于三倍管径的直管段，双吸离心泵，其双吸入口保持对称状态，防止双向吸入而引起的汽蚀。如果吸入口的管道和泵轴处于同一平行线，应该在泵吸入口前设置七倍管径的直管段，相反，吸入口的管道和泵轴处于垂直状态时，弯头和阀门都可以作为直管段。泵的整体稳定性比较高，它属于回转机械，在外部压力的作用下会形成一定的运动轨迹，比如管嘴处受到管道的助推力时，转轴本来的运行轨迹就会发生改变，与原轨迹形成一定的偏差，这种偏差不符合管道设计的标准，所以在管道设计的时候要考虑到这个问题，采取恰当的措施对泵嘴的受力进行严格的控制，使受力系数控制在一个合理的范围内。对管道的走向进行预测，根据预测结果合理布置，提高管道的柔性，规划好承重支吊架，然后将导向支架布置在承重支吊架的下方，这样可以减少管道作用在泵嘴处的应力和力矩。管道设计最为理想的状态就是管道最短、压力损失最低，当然这是相对的，在热介质的管道中，会存在热应力分析问题，在热应力的影响下，会使管道弯头数量增加，还会使管线的走向发生改变，不利于管道运行的稳定性，增加了资金投入成本。为了使泵在高温环境下能正常运行，我们需要合理部署管道，根据管道走向和操作条件进行全面的分析，预设承重支架，提高管道运行效率的同时降低成本预算。冷换设备的管线设计相对于其他工艺设计来说，冷换设备的管线设计的工艺较为简单，没有那么复杂，管道设计要符合PID标准，综合考虑管道管线的柔性和经济性。在选择合金钢不锈钢管线的时候，优先考虑管线短、弯头少的。要重点关注冷换设备检修和管道热应力这两方面的内容，管壳式热换有集中排置和单独排置两种方式，管道布置不能妨碍管箱和光滑面平焊侧面的拆卸空间。阀门和调节阀组与热换器的操作通道存在一定的连接性，调节阀组和通道保持平行状态。热换器管道周围存在的温度计，都应布设在通道处，这样有利于工作人员进行观察，还可以近距离更换法兰、筒体。正常情况下，热换器固定在管箱端口处，所以我们需要考虑端口因热应力产生的位移进行考虑，管道设计的时候，要合理优化管线性能，不能使管箱端口处承受过多的热涨力，当管道出现高温时，我们要保证管线形状具有一定的热补偿能力，布置导向支架，分化管嘴上的作用力。
4结束语
石油化工装置工艺管道设计是一项非常复杂的工作，对设计人员的专业性要求比较高，在工艺管道设计中，要根据生产要求和工艺标准进行全面的分析，将管道设计的理论知识与实践相结合，保障石油化工装置管道设计的可行性。
参考文献
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[2]刘光辉，张施渝，刘赞.关于石油化工装置设计与安全探讨[J].中国石油化工标准与质量，2018，25(12)：52-53.
[3]刘馨泽，张永民，刘全冬.油管石油化工装置的管道设计与工艺探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2018(15)：41-42.
《石油化工装置工艺管道设计探索》来源：《石化技术》，作者：苗士俊
