張浩

（山西陽煤化工工程有限公司，山西　太原　030021）

化工工藝設(shè)計問題淺析

張浩

（山西陽煤化工工程有限公司，山西太原030021）

通過對化工工藝設(shè)計中管道設(shè)計壓力和溫度的確定，阻火器的選擇，安全閥設(shè)定等易錯問題進行分析，找出原因，并提出解決的建議，降低安全隱患。

化工工藝；設(shè)計；阻火器；安全閥

近些年來，化工行業(yè)有了突破性的成果，對推動社會進步起到了重要的作用。對于化工行業(yè)來說，化工工藝的科學設(shè)計至關(guān)重要，要想設(shè)計好化工工藝，不僅僅需要扎實的理論基礎(chǔ)，還需要有豐富的實踐經(jīng)驗，這樣才能夠達到預期的效果。一些年輕的設(shè)計人員在化工工藝設(shè)計中，往往不能找到一個合理的數(shù)值，要么存在安全隱患，要么存在材料浪費，這些問題非常的值得研究，本文將圍繞一些典型問題進行探討。

1 管道設(shè)計壓力和溫度的確定

1.1管道設(shè)計壓力的確定

所謂的管道設(shè)計壓力，就是指管道在極限的工作狀態(tài)下，能夠正常工作而不發(fā)生破壞的最小安全壓力。管道的設(shè)計壓力是否合理對于真?zhèn)€系統(tǒng)的正常運行有著重要的影響。一般來說，在設(shè)計的設(shè)計中，管道設(shè)計壓力的確定都會參考這些原則：管道的設(shè)計壓力一定要小于管道在極限工作狀態(tài)下能夠承受的最大工作壓力，否則就會有安全隱患壓力；管道的壓力到了一定的數(shù)值，都會有專門的裝置進行泄壓，泄壓的壓力值應(yīng)該小于管道的設(shè)計壓力，這樣才能夠真正的發(fā)揮出它的作用；化學裝置中的連接管道，其設(shè)計壓力應(yīng)該比化學裝置本身的壓力適當?shù)拇笠恍辉诨瘜W裝置中，部分管道會用來傳送一些沸點比較低的物質(zhì)，這時候在確定設(shè)計壓力的時候，就應(yīng)該參考輸送物質(zhì)靜止狀態(tài)下的最大蒸汽壓力；對于離心泵來說，在確定出口管道的設(shè)計壓力的時候，要參考泵的關(guān)閉壓力，其數(shù)值應(yīng)該比關(guān)閉壓力要大；對于往復泵來說，在確定其出口管道壓力的時候，必須要確保其泄壓裝置壓力的數(shù)值大于其設(shè)計壓力，這樣才能夠確保泄壓裝置在整個系統(tǒng)中的泄壓作用；在設(shè)計壓縮機排出管道的設(shè)計壓力的時候，要考慮到泄壓裝置的設(shè)定壓力和壓縮機出口至泄壓裝置之間最流量下的壓力差，其設(shè)計壓力應(yīng)該大于這個壓力差；真空管道的設(shè)計壓力應(yīng)該區(qū)分兩種情況，分別是有泄壓裝置的管道和沒有泄壓裝置的管道，對于有泄壓裝置的管道，應(yīng)該取最大壓差的1.25倍或0.1 MPa的最小值，參考外部的壓力情況，對于沒有泄壓裝置的管道，可以直接取0.1 MPa。

1.2管道設(shè)計溫度的確定

所謂的管道溫度設(shè)計問題，就是指在化學裝置在正常工作的情況下，其管道材料位于設(shè)計壓力下所達到的溫度。管道的設(shè)計溫度對于整個設(shè)備的正常運行有著重要的影響，一般來說，在進行管道設(shè)計溫度取值的時候，都是參考正常的操作溫度，然后在這個溫度的基礎(chǔ)上根據(jù)實際情況適當?shù)脑黾右欢ǖ臏囟?，這就是管道的設(shè)計溫度，當流體的操作溫度大于300℃的時候，一般來說這個增加的溫度應(yīng)該比15℃要大，當流體的操作溫度小于30℃的時候，這個增加的溫度應(yīng)該比30℃要大，在流體的溫度比0℃小的情況下，這時候的設(shè)計溫度就可以直接參考最低溫度。

2 阻火器

2.1基本分類

阻火器是化學工藝設(shè)計中不可或缺的裝置，是一個安全保護裝置，在系統(tǒng)正常工作的情況下，流體可以順利的通過阻火器，一旦發(fā)生問題，它就能夠快速的動作，有效的阻止火焰?zhèn)鞑ズ吐?，起到安全保護的作用。阻火器有多種分類方法，根據(jù)其使用用途分類，主要分為阻爆燃型和阻爆轟型阻火器，根據(jù)應(yīng)用的位置，可以分為管道型和防空型的阻火器，根據(jù)其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，又可以分為波紋型、充填型等。

2.2選用原則

化學管道中在輸送易燃易爆氣體和氣體能夠自行分解導致爆炸以及連接明火設(shè)備減壓后的管道，都應(yīng)該在管路中合理的位置安裝上阻火器。在選用阻火器的時候，一般要遵守這些原則驟：根據(jù)使用場所決定采用放空阻火器還是管道阻火器；根據(jù)阻火器設(shè)置的位置和潛在點火源的方向，確定采用雙向型阻火器還是單向型阻火器；根據(jù)入口火焰的傳播速度，來選用阻爆燃型或者阻爆轟型阻火器；在安裝阻火器的時候，還應(yīng)該考慮到阻火器最恰當?shù)陌惭b位置和管道的布置對阻火器的影響。

3 安全閥

3.1基本原理

安全閥對整個系統(tǒng)起到了壓力保護的左右，它的原理是依靠調(diào)節(jié)彈簧力來控制壓力，在一些大壓力調(diào)節(jié)的場合，也會采用先導式的結(jié)構(gòu)，當管道中壓力不斷升高，升高到大于安全閥的設(shè)定壓力的時候，安全閥就會動作，系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定在安全閥的設(shè)定壓力，當系統(tǒng)壓力低于安全閥設(shè)定壓力的時候，安全閥不起作用，所以安全閥是管道系統(tǒng)中不可或缺的重要元件。安全閥也有很多的分類方法，根據(jù)國標，其可以分為直接荷載式、先導式、帶動力輔助式等，根據(jù)閥的開啟可以分為微啟式和全啟式，還有一些分類方法，就不一一介紹了。

3.2安放位置

對于安全閥來說，其安放位置非常重要，只有安放在正確的位置，才能夠發(fā)揮它的作用。當外部的力要比設(shè)計壓力大、管道的出口有堵塞或者存在突然被關(guān)閉的可能性、壓縮機和容積式泵的出口管道存在突然被關(guān)閉的可能性等，安全閥一般位于它們的出口管道上，一旦壓力超過安全閥的設(shè)定數(shù)值，那么安全閥就會打開進行泄壓，就能夠保持整個系統(tǒng)處于安全壓力下工作，且壓力比較恒定。

3.3壓力設(shè)定

安全閥的壓力是非常重要的，壓力設(shè)定的太大或太小都容易對系統(tǒng)的正常工作造成影響，壓力設(shè)定的太小，在系統(tǒng)的正常工作壓力下，安全閥就可能會動作，這是不必要的，壓力設(shè)定的太大，則超過系統(tǒng)的安全壓力也沒有動作，這就起不到安全保護的作用。當一個管道系統(tǒng)中只安裝一個安全閥的時候，這時候，安全閥的動作壓力就必須要小于系統(tǒng)的設(shè)計壓力，并且，安全閥的設(shè)定壓力應(yīng)該參考系統(tǒng)設(shè)計壓力的10%和20 KPa，要比這兩個數(shù)值中大的那個??；有的管道系統(tǒng)為了工作的需要，可能會安裝多個安全閥，這時候，所有的安全閥一定要有一個安全閥的工作壓力小于管道系統(tǒng)的設(shè)計壓力，其他的安全閥的設(shè)定壓力不得超過系統(tǒng)設(shè)計壓力的5%，且安全閥最大泄放壓力均應(yīng)不大于系統(tǒng)設(shè)計壓力的12%或30 KPa中的較大者；有些安全閥的主要作用是為了預防火災(zāi)的發(fā)生，這時候，這些安全閥的工作壓力就不應(yīng)該大于系統(tǒng)設(shè)計壓力的16%。

4 結(jié)論

科技的不斷進步，必然會進一步的帶動整個化工行業(yè)的飛速發(fā)展，化工行業(yè)要想取得更好的成就，其化工工藝設(shè)計就必須要與時俱進，能夠達到實際的使用要求，化工工業(yè)的設(shè)計質(zhì)量關(guān)乎著整個化工生產(chǎn)的正常運行，稍有不慎就可能會造成人身事故，所以，應(yīng)該重視化工工藝設(shè)計中的每一個細節(jié)，及時的發(fā)現(xiàn)問題解決問題，文章主要針對典型的化工工藝設(shè)計問題進行了分析，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)的工作人員有一定的指導意義。

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Analysed of chemical process design

TQ050.2

1009-797X（2016）10-0056-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.10.021

張浩（1981-），男，本科，工程師，主要從事高分子材料方向研究工作。

2016-04-25