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装置蒸汽管道:配管的设计
发布时间:2018-06-13 浏览 0次

   1、石油化工工艺装置以石油为原材料,通过一系列化学反应,制成化工产品。蒸汽管道是石油化工装置中的重要公用工程管道,包括蒸汽管道和蒸汽凝液管道等。由于蒸汽管道具有高温和气液两相流等特点,因此,在对其进行配管设计时,不但要考虑经济合理性与整齐美观性,而且还要满足蒸汽管道的应力计算要求与蒸汽管架的设计要求。只有充分考虑到这些因素,才能保证蒸汽管道既经济实用、又安全可靠。

  2、管廊上蒸汽管道的设计

  蒸汽管道分为四种形式,分别是0.4MPa的低低压蒸汽管道、1.6MPa的低压蒸汽管道、4MPa的中压蒸汽管道和13MPa的高压蒸汽管道。根据目前我国的管廊配管设计规定,管廊的一层和二层要布置工艺物料的管道,三层布置公用工程管道,四层则要布置火炬管道以及电气和仪表电缆槽板。石油化工工艺装置中的蒸汽管道是公用工程管道,一般要设置在管廊的第三层。针对不同压力等级的蒸汽管道,也应采取不同的蒸汽管道布置方式。一般需要注意以下几点:

  第一,蒸汽管道最好布置在管廊一侧,方便集中设置“π”形补偿器,如图2-1所示。由于蒸汽管道属于高温型管道,因此需要设置“π”形补偿器用于热膨胀补偿。需特别注意的是,波纹管膨胀节价格高昂又不经久耐用,因此蒸汽管道上禁止用波纹管膨胀节来吸收管道的热膨胀。通常,管廊上蒸汽管道的“π”形补偿器位置设计考虑如下:高压蒸汽(13MPa)管道应该每隔约50m设置一个;中压蒸汽(4.0MPa)管道应该每隔约80m设置一个;低压蒸汽(1.6MPa)或者低低压蒸汽(0.4MPa)管道应该每隔约100m设置一个[1]。当然,具体项目的用汽量不同,导致蒸汽管道管径有所变化,最终根据应力计算才能准确确定,以上数据可以作为初期布置的参考。“π”形补偿器应该尽量统一和集中设置安排,管径较大、温度较高需要较大补偿量的管道宜设置在外,而管径较小、温度相对而言较低的管道则设置在内。

  第二,在两固定点的中部设置“π”形补偿器是最佳的,如果不能满足此条件,它与固定点的间距应该尽可能的小,一般不能超过两个固定点间距的三分之一;另外,应该在“π”形补偿器的两边设置与“π”形补偿器的距离相适应的管道应力导向架。补偿器固定点的推力也应该根据管道应力的计算结果决定。在计算蒸汽管道支架的推力和应力时,蒸汽管道不应该将固定点分成几个管系进行应力计算,而是作为一个统一的、完整的管系进行应力计算。

蒸汽1.jpg

  第二,在需要装设多层管廊时,蒸汽管道应当设置在上层,比如第三层。若蒸汽管道只能布置在下层时,就要设置在管廊的外侧,需要注意的不能与液态烃管道、低温管道等相邻,保温后的最小距离也应保持在500mm以上,或者将其隔开[2]。当蒸汽管道与公用工程管道必须布置在同一层时,保温后的最小距离不但要满足大于500mm的要求,同时还要考虑到蒸汽管道横向热位移的作用。电气和仪表电缆槽板可以布置在蒸汽管道的同层或上层(比如第四层)。若选择同层布置,则保温后的最小距离应当大于200mm,或用公用工程管道将其隔开;若选择布置在蒸汽管道上层,则保温后的最小距离应大于500mm。

  7、结论

  石化工艺的蒸汽管道,是重要的公用工程管道,且随着规模的不断扩大,蒸汽管道的管径变大,不仅管廊相邻两层的高差比以前要高(甚至高达3m以上),管道的选择有时也超出了常规选用的典型管道。这对应力计算带来新的挑战,需要更新数据库。蒸汽管道和蒸汽冷凝液管道具有较高的温度和气液流动特性,因此在石油化工工艺装置中的安排不仅要考虑经济和整洁的外观,同时也要满足蒸汽管道的应力计算要求。只有充分考虑到这些因素,才能确保蒸汽管道设计满足工艺生产的要求。

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