辽宁省石油化工规划设计院有限公司辽宁沈阳11000
摘要：石油化工装置工艺管道设计是一项非常复杂的工程设计，不仅仅要求设计人员掌握常识性规范性的技术知识，还要对设计人员的设计理念提出较高的要求。设计人员在工艺管道的设计中，应该将生产要求、工艺意图等进行仔细具体的分析，将工艺管道设计的理论知识与自己的实践经验相结合，保证石油化工装置工艺管理设计的科学性和合理性。在设计的过程中，若出现了意外情况，应该具体问题具体分析，在理论的支持下进行适当的改变，将自己的设计水平以及设计技术进行提高与完善。
关键词：石油化工；管道；工艺设计
一、管道材料及等级分界概述
对于管道工艺设计而言，如果采用低压与高压系统相互连接的方式，此时的两个系统就会有不同的压力―温度等级。其分界点一般按照低温（低压）侧的阀门关闭来考虑管线等级的划分，而这在P＆ID也有详细的阐述与说明。在具体的安装过程中，可以有以下三种方式：
1.材质不同而压力等级相同
垫片与法兰可以采用低材质，而阀门与螺栓则需要采用高材质。
2.压力等级不同而材质相同
此时四者（垫片、法兰、阀门及螺栓）都需要采用高材质。
3.材质等级与压力等级皆不相同
垫片及法兰应采用A种高压等级的材质，而阀门及螺栓则应采用B种高压等级的材质。
二、塔的管线设计
2.1分馏塔与汽提塔之间的管线布置
在设计塔和容器的管线时，应该结合工艺原理和介质相态的特殊要求进行合理的布置与设计。在合理布置过程中，要将分馏塔、汽提塔以及回流罐之间的管线的布置进行重点的注意。在一般情况下，汽提塔和分馏塔之间会设置一个调节阀组，且调节阀组的位置靠近于汽提塔，保证调节阀前有一段液柱，其高度应满足工艺提出的要求。
2.2热旁路设置
当通过热旁路对分馏塔的塔顶压力进行控制时，热旁路应保温、尽量短，防止袋形的出现避免积液，并且在回馏罐的上部进行调节阀的设置。冷却器应不高于回流罐。3泵的管线设计
三、装置泵的管线设计探析
3.1.入口管设计
为了确保泵在运行中时常处在一种正常的状态，其关键之一就在于泵入口管的设计。如果泵入口管的系统有变径现象，那么就应采用偏心大小头的方式来防止变径处的气体产生堆积现象，从而影响泵的运行。具体而言，泵入口偏心异径管的安装应从以下着手：通常情况下采用的是顶平安装的方式，但是如果出现了异径管和向上弯头相连，那么则应采用底平安装的方式，这样的话能省去低点排液。
3.2.入口管线设计
在进行泵入口管线设计时，应注意以下几个方面的要素：
3.2.1入口管支架设计
对于泵的入口管支架设计而言，如果泵进口在一侧，那么入口管支架则应是可以调试的，并且入口管和阀门应设置在泵的侧前方位置。
3.2.2气阻
对于泵的进管线而言，不能出现气阻现象，但实际的操作中，这一点往往会被忽视，因此必须采取措施防止气阻现象的发生。一旦出现了气阻现象，那么将会严重阻碍泵的正常运行。
3.2.3泵的管道柔性
泵属于一种回转机械设备，其管道产生的推力作用会促使管嘴上的轴产生定向的偏移，这就要求在设计管道的时候必须保证泵的管嘴受力控制在允许的范围之内。对于一些塔底的高温管线而言，更应该注意热补偿的设计。
四、冷换设备的管线设计
对于其他工艺设备而言，冷换设备管线的布置工艺相对的简单。换热器的管道设计应符合PID的要求，同时考虑管线的柔性和经济性。大直径和合金钢不锈钢管线优先考虑管线尽量最短，弯头最少。冷换设备检修和操作空间、管道热应力这两个方面应该加强注意。
4.1设备检修和操作空间
管壳式换热不论是否成排集中布置，还是单独布置，其管道布置的要点是不妨碍管箱端抽出管束的空间，同时也不妨碍管箱和壳程头盖法兰侧面的拆卸空间。换热器的管道布置应方便操作和维修，并且不妨碍操作和检修通道的通行。带有阀门和调节阀组的管道应靠近换热器的操作通道，且调节阀组宜与设备平行布置。换热器周围管道上的温度计，阀门等管件应布置在靠近通道，便于操作和观察的位置，并且距换热器的设备法兰、筒体有足够的距离。
4.2管道热应力
通常情况下，换热器的固定点设置在管箱端，与封头端管嘴连接的管道都应该对换热器因热涨而产生的位移进行全面的考虑。冷换设备的管线不应使管嘴承受过大的管系重量和热涨力。存在高温管道时，管线形状应有足够的热补偿能力，通过设置固定支架和合适的导向支架，不得将反作用力集中在管嘴上。
五、管架设计探析
1.适当减少弹簧架
管架设计与管线设计同等重要，因此必须设计合理，否则就会造成不必要的浪费。比如，在设计弹簧架时，应注意以下事宜：由于弹簧架往往比一般架要贵很多，加之其在工作时还可能失效，因此在设计中应尽量少用弹簧架。
2.应减少支架和管道之间的相对位移
在某些蒸汽管道设计中，都会在主管上安装一些排水小管，并且在其弯头处设置了弹簧架，由于小管刚性较大，往往会阻碍弹簧的运动，甚至严重影响机械的运转。为了避免这类现象的发生，就需要合理设计小管及弹簧的位置，尽量减少小管及支架之间的相对位移。
3.沿塔管线的敷设
对于沿塔敷设的管线而言，一般只需要设置一个承重支架，并且应保证支架的顶部距离塔顶的封头焊缝为150mm左右。在设计中，如果第一个支架承受的负荷过大，则可以设置第二个承重支架。此外，当塔的回流线和塔壁之间产生的温差过大，那么所产生的相对伸长量也会很大，因此应设置一定数量的弹簧支架。
六总结
在石油化工装置中，管道设计是主体专业，管道设计的依据与管道设计的内容基本相同，怎么样才能设计出既安全又合理的布置是现在石油化工装置面对的一大难题。本文通过对管道材料和分级、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进行分析与阐述，对石油化工装置工艺管道设计进行了探讨，将其中需要注意的事项进行明确的提出，希望能为工艺管道的设计提供一些帮助。
参考文献：
[1]田卉.石油化工装置工艺管道设计探讨[J].化学工程与装备，2008，（3）：78-82
[2]葛妍.关于石油化工装置设计与安全探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2012，32（2）：262