化工裝置設(shè)備及管道防凍設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究

俞晶露大慶油田有限責(zé)任公司化工集團(tuán)輕烴分餾分公司

化工裝置設(shè)備及管道防凍設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究

俞晶露
大慶油田有限責(zé)任公司化工集團(tuán)輕烴分餾分公司

摘要：由于氣候的影響，我國(guó)北方化工裝置中必須將防凍技術(shù)作為工作的要點(diǎn)，避免在溫度過低的環(huán)境中，造成管道和裝置中出現(xiàn)冷凝凍結(jié)的現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)了凍結(jié)的現(xiàn)象，不僅會(huì)在膨脹的過程中對(duì)管道和設(shè)備造成損害，還會(huì)停車車間的運(yùn)作，通過維修和檢測(cè)等排出事故的發(fā)生，為企業(yè)帶來了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。那么在防凍技術(shù)的設(shè)施中，要通過裝置的優(yōu)化布置、管道的設(shè)計(jì)和旁路管線的設(shè)計(jì)等提高裝置的防凍水平，并對(duì)放空導(dǎo)淋管道、蒸汽管道和循環(huán)水管道等加強(qiáng)防凍處理。

關(guān)鍵詞：化工裝置；設(shè)備及管道；防凍設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

化工在我國(guó)具有重要的工業(yè)應(yīng)用前景，通過近幾年來對(duì)化工專業(yè)人才的培養(yǎng)、工業(yè)技術(shù)的改造和工藝設(shè)備的優(yōu)化等，不斷提高了我國(guó)化工工業(yè)建設(shè)水平，促進(jìn)了我國(guó)綜合國(guó)力的提升，并且在我們的日常生活中隨處可見哪些化工成品，方便了社會(huì)生活。但是在化工裝置設(shè)備和管道的使用中，常由于防凍技術(shù)沒有落實(shí)或落實(shí)不到位，導(dǎo)致了停車事故的發(fā)生，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，特別在我國(guó)北方地區(qū)尤為明顯，下面就具體問題進(jìn)行了分析。

一、設(shè)備布置

在化工裝置設(shè)備的防凍技術(shù)中，要重點(diǎn)進(jìn)行管道的防凍設(shè)計(jì)。對(duì)設(shè)備優(yōu)化布置，提高防凍技術(shù)在管道中的應(yīng)用效果。避免由于防凍效果不好造成了設(shè)備整修、疏通和維修處理，提高化工設(shè)備在北方的生產(chǎn)效率。

1、利用框架封閉布置

在化工裝置設(shè)備中，應(yīng)優(yōu)化框架的結(jié)構(gòu)空間，通過在泵和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中集中封閉裝置，不僅可以提高防凍的效果，還有利于工藝介質(zhì)的收集，并進(jìn)行其他工藝的使用，但是根據(jù)具體介質(zhì)的不同，具有不同的框架封閉布置措施。

（1）工藝介質(zhì)為易燃易爆的氣體時(shí)，分為兩種封閉布置結(jié)構(gòu)。當(dāng)工業(yè)介質(zhì)的密度較小，輕于空氣質(zhì)量時(shí)，可在泵房被實(shí)施開水溝處理，并將污水的連接處于開水溝相連，那么輕質(zhì)的工業(yè)介質(zhì)就會(huì)被收集到廢水中，還可以沖洗污水使用。并且在泵房?jī)?nèi)進(jìn)行開水溝的設(shè)計(jì)可以提供一層保溫層，在封閉的系統(tǒng)中具有保溫的作用。但是，當(dāng)工藝介質(zhì)的密度比空氣大時(shí)，就不利于開水溝的設(shè)計(jì)，應(yīng)利用密度大的氣體在地層流動(dòng)的特點(diǎn)，在泵房?jī)?nèi)隨著坡度的自然設(shè)計(jì)坡向一側(cè)，并在最低點(diǎn)連接地漏，采用水封的工藝提高密閉性控制，通過地漏的形式與泵房?jī)?nèi)的污水環(huán)境相連。

（2）工藝介質(zhì)為易燃易爆的液體時(shí)，在泵房?jī)?nèi)既不能進(jìn)行開溝的工藝操作，也不能通過地漏的形式搭建連接系統(tǒng)。此種設(shè)備的布置比較復(fù)雜，首先要根據(jù)介質(zhì)易燃易爆的特點(diǎn)進(jìn)行防火處理，避免爆炸事故的發(fā)生，通過單獨(dú)布置增加圍堰的形式，將介質(zhì)引流到泵房?jī)?nèi)，并適時(shí)監(jiān)控與安全聯(lián)鎖工藝，確保冷卻管與泵房的安全銜接。

以上兩種裝置布置方式都將冷卻水引入了泵房?jī)?nèi)，雖然根據(jù)介質(zhì)的特性連接的方式不同，但是在一定程度上都提高了設(shè)備的防凍效果，降低了防凍技術(shù)應(yīng)用中施工的難度。

2、利用管廊封閉布置

對(duì)于露天布置的設(shè)備，可利用裝置管廊或全廠管廊下方的空間將泵及轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備集中封閉布置。

3、半封閉布置

框架中的設(shè)備防凍，可采用半封閉的設(shè)備布置方式（將冬季的主導(dǎo)風(fēng)向側(cè)封閉），從而實(shí)現(xiàn)半封閉布置的防凍設(shè)計(jì)。

4、蒸汽冷凝液回收系統(tǒng)的布置蒸汽冷凝液回收系統(tǒng)應(yīng)布置在盡可能低的地方，便于蒸汽冷凝液的回收與利用。

二、管道布置

1、蒸汽及冷凝液管道的防凍設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）蒸汽冷凝液回收總管宜坡向冷凝液回收設(shè)備，管道設(shè)計(jì)盡量減少“液袋”的出現(xiàn)。

（2）冷凝液回收總管高度的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮疏水器的“背壓率”問題是否能夠滿足要求。

（3）疏水器組不宜設(shè)旁路。

（4）疏水器組應(yīng)設(shè)置可檢測(cè)疏水器是否工作的檢測(cè)閥（布置在疏水閥的下游）。

（5）疏水器及其前后切斷閥宜采用法蘭連接面形式。

2、放空與導(dǎo)淋管道的防凍設(shè)計(jì)要點(diǎn)

經(jīng)過對(duì)北方的化工裝置的使用現(xiàn)狀分析，在蒸汽管的適應(yīng)中，長(zhǎng)在放空和導(dǎo)淋管道中出現(xiàn)凍結(jié)的現(xiàn)象，造成了停車檢修的現(xiàn)象。因此，在防凍技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)注意防空和導(dǎo)淋管道的防凍設(shè)計(jì)。經(jīng)過分析表明，蒸汽在傳輸過程中，由于保溫措施做得不到位，會(huì)發(fā)生蒸汽冷凝加速的現(xiàn)象，導(dǎo)淋管道設(shè)計(jì)過長(zhǎng)時(shí)就會(huì)由于外界溫度的影響，導(dǎo)致尾端的蒸汽凝結(jié)的發(fā)生，進(jìn)而造成了堵塞。針對(duì)不同的閥門連接可以采取不同的措施，在切斷閥時(shí)要控制導(dǎo)管的距離在100毫米以內(nèi)，若是承插焊閥應(yīng)控制在50毫米以內(nèi)，若是法蘭閥門，應(yīng)通過配對(duì)法蘭的對(duì)焊法進(jìn)行導(dǎo)管的連接，保證兩者之間的具有控制在最小的范圍內(nèi)，避免凝結(jié)現(xiàn)象的發(fā)生。進(jìn)而完成了防凍的設(shè)計(jì)使用。

3、循環(huán)冷卻水的防凍設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）循環(huán)冷卻水總管的防凍措施一般采用在上水管和回水管的末端設(shè)連通管的形式，連通管距總管末端（盲板）最近。連通管自身的防凍可用伴熱管來解決，或用微開閥門的方式，保持管道內(nèi)小流量常流水以達(dá)到防凍的目的。

（2）循環(huán)冷卻水總管在無法加連通管的部位，可利用支管靠近總管末端（盲板）連接，盡量消除死角，防止管道端部?jī)鼋Y(jié)。

4、設(shè)備的維護(hù)和檢修

在常規(guī)的設(shè)計(jì)中，工藝專業(yè)的PID是無法查到此類要求的，管道布置專業(yè)一般也不會(huì)針對(duì)此問題進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，針對(duì)此類情況，可采用以下措施去解決。

（1）在需要檢修的設(shè)備人孔旁設(shè)置蒸汽總管，預(yù)留出閥門和快裝接頭。

（2）同時(shí)需要設(shè)置冷凝液收集管（單獨(dú)系統(tǒng)），預(yù)留出閥門和快裝接頭。

（3）根據(jù)設(shè)備的需要和人孔的大小，設(shè)計(jì)臨時(shí)加熱器。

（4）一定數(shù)量的蒸汽軟管（與臨時(shí)加熱器和快裝接頭配套）。

當(dāng)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)時(shí)，將臨時(shí)加熱器放入設(shè)備人孔內(nèi)，用軟管與蒸汽總管和冷凝液收集管相連接，隨用隨連，很方便。由于設(shè)備的冬季維護(hù)與設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，不同設(shè)備采用不同的防凍方法，安全有效就行。

結(jié)語

在化工設(shè)備中，長(zhǎng)由于化學(xué)工藝流程的不同、工業(yè)介質(zhì)的性質(zhì)不同等，造成了管道的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)的差異性，但是在防凍設(shè)計(jì)的應(yīng)用中，都有某一類的應(yīng)用規(guī)律，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)參照具體的工藝流程，對(duì)以往的防凍技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，總結(jié)不同防凍技術(shù)中的應(yīng)用原理，將防凍技術(shù)與裝置布置、管道布置和操作檢修燈結(jié)合起來，提高防凍的水平。在未來的化工生產(chǎn)中，還會(huì)在現(xiàn)今的科技和工藝的推動(dòng)下變革，必須要總結(jié)防凍經(jīng)驗(yàn)，與時(shí)俱進(jìn)，開拓新的技術(shù)，促進(jìn)化工企業(yè)安全高效的生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]段中華,張洪偉.化工裝置設(shè)備及管道防凍設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].化工設(shè)計(jì),2014（08）.

[2]王軻.我國(guó)北方地區(qū)化工裝置管道防凍設(shè)計(jì)分析[J].花化肥設(shè)計(jì),2016（03）.