楊明剛 馬小琪（洛陽瑞澤石化工程有限公司 河南 洛陽 471003）

氣壓機(jī)的設(shè)計(jì)不但包括汽輪機(jī)和壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)，還包括潤(rùn)滑油站、汽封冷卻器、中間冷卻器、氣液分離器、蓄能器、干氣密封設(shè)施、高位油箱等一些輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)，并且這些設(shè)備往往由不同的制造廠供貨，往來資料比較多，受制造廠的約束比較大。為做出一個(gè)優(yōu)秀的工程設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)前應(yīng)仔細(xì)閱讀制造廠提供的資料，結(jié)合工藝專業(yè)和機(jī)械專業(yè)提供的流程圖仔細(xì)核對(duì)制造廠提供的圖紙，明確設(shè)計(jì)中的分界。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)科學(xué)布置氣壓機(jī)及配套設(shè)施的位置，合理安排氣壓機(jī)工藝管道和輔助管道的走向，盡可能減小氣壓機(jī)出入口管嘴的受力。

一、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作

氣壓機(jī)的供貨一般會(huì)經(jīng)過訂貨技術(shù)資料、中間返回資料、最終資料三個(gè)階段，在每個(gè)階段中，配管專業(yè)設(shè)計(jì)人員都應(yīng)該仔細(xì)核對(duì)制造廠提供的資料，找出其中的錯(cuò)誤或不妥的地方，并和制造廠進(jìn)行充分溝通，以達(dá)成設(shè)計(jì)和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)上的統(tǒng)一。對(duì)于管道設(shè)計(jì)專業(yè)來說，在設(shè)計(jì)正式開始前的主要工作有以下兩個(gè)方面：

⑴確保制造廠的設(shè)備對(duì)外接口和全裝置保持一致。⑵確保最終資料的完整性以及合理性。

二、細(xì)心的詳細(xì)設(shè)計(jì)

1.氣壓機(jī)的平面布置

氣壓機(jī)的平面要根據(jù)制造廠提供的壓縮機(jī)和汽輪機(jī)及配套設(shè)施而定，布置的原則是在符合PID的要求和滿足氣壓機(jī)及配套設(shè)施的安裝、操作、檢修的條件下盡量減小設(shè)備嘴子的受力。在布置氣壓機(jī)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：

⑴ 壓縮機(jī)及汽輪機(jī)的基礎(chǔ)要做成獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)和廠房的二層樓板中間留有300mm-600mm的縫隙，并要求施工完成后將縫隙用鋼格板覆蓋。

⑵ 潤(rùn)滑油站要靠近氣壓機(jī)布置，并靠近回油總管，潤(rùn)滑油站的管殼式冷卻器應(yīng)有足夠的抽芯場(chǎng)地，油站一般高出地坪200mm,周圍設(shè)置排污溝，排污溝的寬度一般為150mm-200mm，溝深宜為200mm,溝內(nèi)以3‰的坡度坡向溝內(nèi)地漏，含油污水通過地漏排向地下污水管網(wǎng)。

⑶ 氣封冷卻器的布置要考慮制造廠對(duì)水封高度的要求，多布置在廠房二層樓板上。

⑷ 為了滿足氣壓機(jī)的安裝、檢修的需要，氣壓機(jī)廠房須設(shè)吊裝孔，吊裝孔的大小要根據(jù)根據(jù)制造廠提供的最大檢修件的尺寸并考慮吊車的死角來確定，吊裝孔的設(shè)置位置應(yīng)靠近道路，以方便安裝和檢修。

2.氣壓機(jī)的管道設(shè)計(jì)

⑴ 壓縮機(jī)的管道設(shè)計(jì)

壓縮機(jī)的管道設(shè)計(jì)溫度不高和設(shè)計(jì)壓力都不大，但由于壓縮機(jī)的管道公稱直徑往往比較大，剛度大，柔性差。并且壓縮機(jī)是精密設(shè)備，對(duì)設(shè)備嘴子的受力要求比較苛刻。在設(shè)計(jì)管道的走向和支架時(shí)，要以減小嘴子受力為原則。一般應(yīng)將靠近嘴子的第一個(gè)支架設(shè)置成彈簧支架，最后根據(jù)應(yīng)力分析結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置止推支架或通過設(shè)置帶聚四氟乙烯的支架來減小摩擦力從而達(dá)到減小嘴子受力的目的。

為了防止凝液進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮機(jī)一級(jí)入口前如果沒有分液罐的話應(yīng)該在入口管道上設(shè)置分液包，當(dāng)吸入介質(zhì)為飽和氣體時(shí)，入口管還應(yīng)保溫或伴熱。為了防止剛開工時(shí)管道內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)入壓縮機(jī)，在壓縮機(jī)的一級(jí)入口管應(yīng)留有安裝臨時(shí)過濾器的位置。

⑵汽輪機(jī)的管道設(shè)計(jì)

汽輪機(jī)的入口管道溫度和壓力都比較高，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理布置，使其溫將、壓力降都控制在工藝要求的范圍內(nèi)。布置管道時(shí)應(yīng)使其具有足夠的柔性，以吸收管系的熱漲量和汽輪機(jī)的附加位移量。管系的柔性首先考慮以管道的自然補(bǔ)償為原則，并進(jìn)行詳細(xì)的柔性分析計(jì)算。

汽輪機(jī)屬于精密設(shè)備，開工前不能直接打開主蒸汽管道上的切斷閥，以免造成汽輪機(jī)變形，所以汽輪機(jī)的入口主蒸汽管線應(yīng)設(shè)預(yù)熱旁路線，旁路線的直徑應(yīng)根據(jù)機(jī)械流程圖紙上選擇。切斷閥和進(jìn)氣口之間應(yīng)設(shè)置放空管線，放空管道應(yīng)引至廠房外放空，并選擇安全的位置，放空管的切斷閥盡量靠近主管設(shè)置，放空管的端部應(yīng)設(shè)置消音器。同時(shí)為了減少暖管時(shí)間，汽輪機(jī)入口的主蒸汽管道上的切斷閥應(yīng)靠近進(jìn)氣口。

汽輪機(jī)的出口管道安裝要同時(shí)考慮機(jī)械流程圖和工藝流程圖的要求，根據(jù)流程圖的要求決定是否設(shè)置減溫減壓器（一般當(dāng)汽輪機(jī)的出口管道溫度或壓力高于蒸汽管網(wǎng)的溫度、壓力時(shí)，需要設(shè)置減溫減壓器）。汽輪機(jī)的出口管道切斷閥前應(yīng)設(shè)安全閥和放空管道，安全閥出口管道應(yīng)引至廠房外，放空管道端部宜設(shè)消音器。

汽輪機(jī)的出口管道公稱直徑較大，在進(jìn)行管道布置時(shí)要充分考慮管道的柔性需要，管道的柔性同樣首先考慮以管道的自然補(bǔ)償為原則，并進(jìn)行詳細(xì)的柔性分析計(jì)算，使出口受力小于制造廠給定的允許值。

由于催化裝置的壓縮機(jī)一般都采用蒸汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，而蒸汽溫度較高，管道受熱膨脹時(shí)產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力，與汽輪機(jī)相連的管道系統(tǒng)的反作用力如果大到一定的程度，就會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)的不對(duì)中，從而引起運(yùn)行不穩(wěn)定，甚至嚴(yán)重?fù)p壞機(jī)器。為了防止這一現(xiàn)象的發(fā)生，需要對(duì)其受力進(jìn)行限制，在機(jī)器制造廠未提出允許受力限制時(shí)，可參照美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)NEMASN23對(duì)機(jī)器受力加以限制。NEMASM23中關(guān)于管嘴受力的規(guī)定是管嘴允許受力的最嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)力分析時(shí)往往很難達(dá)到，而制造廠可根據(jù)其經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，允許較大的受力。故在訂貨技術(shù)協(xié)議中應(yīng)要求機(jī)器制造廠提供其經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

結(jié)束語

氣壓機(jī)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是壓縮機(jī)和汽輪機(jī)的管道設(shè)計(jì)，而使壓縮機(jī)和汽輪機(jī)管嘴受力小于規(guī)范要求又是管道設(shè)計(jì)的的重點(diǎn)和難點(diǎn)。所以設(shè)計(jì)前充分的準(zhǔn)備工作、科學(xué)布置壓縮機(jī)及配套設(shè)施的位置，合理安排氣壓機(jī)管道的走向，盡可能減小氣壓機(jī)出入口管嘴的受力，是工藝管道設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分考慮的問題。

[1]張德姜、王懷義，等.石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計(jì)手冊(cè).第一篇，設(shè)計(jì)與計(jì)算-4版.

[2]《全國(guó)壓力管道設(shè)計(jì)審批人員考核培訓(xùn)教材》.中國(guó)石油化工集團(tuán)公司工程建設(shè)管理部編制.