石油化工裝置工藝管道的設計

夏志

關鍵詞：石油化工裝置;工藝管道設計;特點;設計措施

1管道設計的重要性

對石油化工裝置而言，管道設計能在很大程度上影響其安全性能。由于石油化工產品具有易燃、易爆炸等特性，如果在管道設計中不能有針對性地解決石油運輸中存在的問題，會發生嚴重的安全事故，所以管道設計十分重要。首先，在設計過程中必須彌補管道設計的缺陷，避免發生石油泄漏問題，引發爆炸等危險事故。其次，需要對管道的抗壓能力進行嚴格的檢查。由于石油化工裝置工作的特殊性，管道必須具有抗高溫、抗壓、耐腐蝕等特點，最大限度地規避風險。最后，需要合理設計管道的布局。由于管道設計往往需要多個管道互相重疊（見圖1），在設計的過程中，需要根據石油化工裝置的特點進行布局，保證在某一管道發生泄漏時能快速找出泄漏點并及時維修[1]。

2石油化工裝置工藝管道設計特點

由于石油化工生產具有較高的危險性，在設計管道時，需要從多個方面加強控制。從整體情況來看，工藝管道設計主要有以下兩個特點。

2.1設計復雜且工期較短

石油化工生產與其他產品生產有較大的區別，生產設備、運輸物料的管道數量和壓力等有很大的不同，所以工藝管道設計的過程較為復雜，如果未根據具體情況進行規劃設計，很容易造成石油泄漏等問題，引發安全事故。為了更好地解決這一問題，相關人員需要在短時間內對相關因素進行統籌規劃，無形中增大了設計難度。目前，石油化工企業競爭較為激烈，會通過壓縮管道設計工期來提高競爭力，保證企業效益，部分企業甚至會將工藝研發和管道設計同步進行，在一定程度上導致設計與生產流程混亂，無法保證石油化工裝置的安全性，存在很大的安全隱患。

2.2專業性與綜合性強

石油化工裝置工藝管道設計除了具有復雜性的特點，專業性和綜合性也較強[2]。首先，化工管道涉及多方面的內容，需要組建一個精通建筑、給排水、儀表、電氣、機械設備等不同專業的工作團隊，從不同方面把控管道設計，因此，具有很強的專業性。如果無法保證設計團隊的專業性，就很容易在設計過程中出現一系列的安全問題，導致后續工作無法進行。其次，在管道設計的過程中會用到建筑、電氣等專業操作技術，需要相關人員與其他領域的人員合作，更好地開展設計工作，所以整個過程的綜合性較強。

3石油化工裝置工藝管道設計中存在的問題

3.1工藝管線設計問題

石油化工裝置管道設計較為復雜，涉及多個方面，因此，在施工前需要做好地質勘查，更好地保證管線設計的合理性[3]。首先，相關設計人員需要在設計前進行實地考察，對埋管線位置周圍的環境進行勘查，比如管道的鋪設范圍、地下的土質條件等。其次，相關人員在設計時需要從多方面考慮，既要遵循經濟性原則，規劃出最短的管線路徑，節省資源，又要遵循實用性原則，保證滿足石油化工管道的整體需求。只有在設計過程中考慮周期，從不同方面規劃，才能繪制出優質的管線圖紙。但是目前從整體情況來看，工藝管線設計有時無法全面考慮問題，設計圖紙與管道施工實際情況存在一定的差異，很容易引發安全問題，嚴重時甚至會造成石油泄漏，引發爆炸事故，造成不可挽回的損失。

3.2工藝過程的安全問題

石油化工管道獨特的環境使其具有一定的危險性，在設計過程中，相關人員需要考慮其安全性，從不同方面加強安全管控。但是從實際情況來看，許多設計人員在設計過程中會忽略管道安全的重要性，一味地追趕工期，導致管道設計存在不合理之處，容易引發安全事故。如果管道發生爆炸，就會造成大規模的人員傷亡和經濟損失。因此，相關工作人員在管道設計過程中，需要結合管道中的危險因素不斷完善管道設計，積極引入先進技術，最大限度地減少石油化工管道的安全威脅。

4石油化工裝置工藝管道的設計

4.1石油化工裝置工藝管道設計過程的安全設計

由于石油化工管道的特性，在設計過程中首先要考慮安全因素，相關設計人員需要從多個方面加強安全設計，保證裝置安全和員工操作安全。首先，需要選擇危險性較低的原材料，并且秉持防火防腐蝕的原則，降低危險系數。合適的原材料還可以在很大程度上提高管道對環境的適應性，減小外界環境對管道的影響。其次，在進行管道設計時，需要重視警報裝置的靈敏性。在石油化工裝置運行過程中，可能會出現各種各樣的突發事件，此時警報裝置能起到很好的警示作用，幫助相關人員及時發現問題。如果警報裝置不靈敏，就無法及時發現問題，導致問題不斷惡化，引發安全事故。所以，相關人員在設計過程中一定要注意警報裝置的容錯性，保證其可以在問題出現時及時發出警報。最后，一個完整的管道設計需要有應急裝置，保證在事故發生時，可以給予工作人員一定的處理時間，保障工作人員的人身安全，最大限度地減小損失。

4.2石油化工裝置工藝管道材料與等級分界的合理性設計

除了工藝管道的安全性，還要關注管道的合理性。技術人員在設計時一定要重視高壓系統與低壓系統的銜接，由于壓力等級和材質可能不同，技術人員需要根據具體情況具體分析。如果壓力等級相同但材質不同，技術人員就可以選用低壓材質法蘭和墊片、高壓材質螺栓及閥門。如果壓力等級不同但材質相同，無論是法蘭、墊片、螺栓還是閥門，都要采用高壓材質。如果壓力等級和材質都不相同，就要結合前兩種情況選用材質。只有合理匹配壓力等級和材質，才能保證石油化工裝置工藝管道正常運行。

4.3石油化工裝置工藝管道的管架設計

管架主要用于保證管道的穩定性，對管道的安全性有極為重要的作用。但是從目前的情況來看，大部分設計人員在管架設計的過程中形式過于單一，比如大多會采用彈簧架，但是長時間使用彈簧架會降低其性能，對管道安全造成嚴重影響。如果管架出現問題，不僅會影響管道的正常使用，嚴重時還會引發事故。因此，相關設計人員需要采用多種形式設計管架，并且通過減小管道與支架的相對位移保證管道運行的安全性。此外，設計師還需要根據承重支架具體的承重情況調整管道。大部分管道承重支架都是一個，如果需要添加第二個承重支架，設計師就要為支架設置彈簧吊架。

5解決策略

5.1做好工藝路線選擇和設計工作

首先，為了更好地保證石油化工裝置工藝管道設計的合理性和安全性，在設計過程中必須要確保工藝路線的合理性，相關工作人員需要全面考察。第一，設計人員需要根據管道的實際情況以及設計方案總結與其相似或相同的管道工藝，對比各個工藝的優缺點，為最終的方案確定作準備。第二，需要評估管道工藝方案的經濟性和安全性，對運行成本、安全性能進行綜合評估，選取最合理的工藝路線，在保證安全性的前提下提高企業效益。

其次，設計人員需要根據國家標準設計工藝。第一，需要設計應急系統，嚴格按照國家標準對行業內部規定的危險性裝置進行合理規劃，并做好應急準備，保證出現危險時可以及時處理，避免造成更嚴重的后果。第二，需要對生產過程中產生的廢氣、廢液、廢渣等按照環保指標進行嚴格的管理，經過相應的處理后才能排放。

最后，在化工管道的設計過程中，設計人員不僅要了解化工生產環境，更加合理地設計圖紙，還要與企業實際生產進行的操作相結合，按照生產要求設計出具有全局性的圖紙。在管道材料及配件的選擇上，企業一定要達到國家標準，確?；す艿垒斔偷挠卸疚镔|不會泄漏出來造成重大事故。

5.2做好管道設計的組織工作

石油化工管道設計具有工期短、復雜性高等特點，因此，設計任務重，如果不能做好管道設計的統籌工作，很可能會因工期緊張而導致設計較為倉促，出現一系列的問題，設計人員還會因設計周期較短而無法仔細審閱設計方案，導致設計方案出現一定的偏差。為了更好地解決這一問題，相關部門需要進行統籌規劃，合理安排管道設計工作，從多個方面加強管道設計方案的審核，減少錯誤。

相關設計人員還可以采用新技術實現三維設計，保證設計的合理性。比如可以借助BIM技術模擬管道設計方案，與化工管道的具體情況進行對比，及時發現其中存在的不足，有針對性地修改，提高工作效率，保證設計的準確性。借助新技術還能對設計數據進行詳細的分析，并與以往相似的設計方案進行對比，實現管道設計的統籌管理。

5.3對相關工作人員進行培訓

由于石油化工裝置工藝管道設計的專業性和復雜性以及不允許出差錯的嚴格性，管道設計人員需要具有良好的職業素養，以保障管道設計工作的順利推進。因此，企業的管理者需要按照相關要求和標準對相關工作人員進行考核，對考核不過關的人員進行嚴格的專業化封閉培訓，只有培訓結束且合格后才能正式工作，這種模式的員工培訓能有效避免員工操作不規范而引發的安全事故。

6結語

目前，我國石油化工行業不斷發展，而工藝管道設計在保證石油化工生產安全性方面發揮了重要的作用，因此，相關企業需要從多個方面對管道設計進行管控，實現更好的發展。