如何在化工企业中布置蒸汽管道

摘要：高温、气液两相流动是化工装置中蒸汽管道或蒸汽凝液管道的重要特点，在化工装置中蒸汽管道和蒸汽凝液管道的配管设计时，要考虑其安装费用的经济合理、美观大方，更要考虑在安装的过程中符合蒸汽管道的设计和应力要求。

关键词：化工 装置 蒸汽 管道 布置

一、管道布置的特点

高压蒸汽管道布置结合主装置及建筑物情况进行，管道走向与轴线一致，布置在装置主管廊上。结合蒸汽管道的应力、蒸汽管道疏水系统的设置，其他工艺管道（主要为输送可燃、易爆及易挥发介质管道）的影响等诸多因素来合理规划管道的具体走向。主要采取如下措施：

1.由于管道温度高，当高压蒸汽管道布置在输送可燃、易爆及易挥发介质管道或热敏介质管道附近时，应尽量将其布置在此类管道的上方；如必须布置在下方或同一标高，则应留出合理净空并采取可靠的隔离措施。

2.当需要改变管道走向时，不宜使用三通使蒸汽的主流向发生变化。

3.为满足管道疏放水的要求，高压蒸汽管道水平管段需设置一定坡度，方向宜与蒸汽流向一致，低点处须设置排水点。

4.在满足管道中高压蒸汽温降、压降要求的前提下，应使管道具备一定的柔性，以便于应力分析计算，管廊空间比较充裕，采用空间“П”型弯实现管道自然补偿，使管系保持适当柔性。

5.合理布置疏水点及凝结水回收管道，根据技术设计文件要求并经根据实际情况优化后，此高压蒸汽管道水平管段上每隔35m设置一个疏水点，且每个低点处均设置疏水点。

6.蒸汽抽头不宜设置在热位移较大的位置，且应尽量避免下抽头，抽头管道低点处必须设置疏水点。

二、蒸汽管道的布置

进入装置的蒸汽管道一般布置在管廊上。布置要求如下：

第一，蒸汽管道最好布置在管廊的一侧，以方便能够集中设置“П”形补偿器。由于蒸汽管道高温会发生管道膨胀，设置“П”形补偿器可对管道的热膨胀进行吸收。在吸收管道热膨胀时，不要使用波纹管膨胀节，因为它不但价格昂贵，而且使用寿命短，很容易遭到破坏。对“П”形补偿器的安装位置应通过对管道进行应力分析来确定。要统一规划“П”形补偿器，尽量能够集中设置。对于温度较高、补偿量较大的管道最好设置的外侧，温度低、补偿量较小的管道则设置在内侧。

在蒸汽管道设置“П”形补偿器时，最好将其设置在两个固定点的中间，如果不在中间时，其距离也不应超过固定点的三分之一。在“П”形补偿器的两边应设置导向架，其和“П”形补偿器之间的距离应根据管道的应力确定。对于 “П”形补偿器固定点推力的计算也应根据管道的应力确定。在对蒸汽管道的应力和支架的推力进行计算时，不是被固定点分成的管系计算应力，而是把整个蒸汽管道进行应力计算。

第二，化工装置中，通常配置了多层管廊，蒸汽管道应布置在多层管廊的上层。如果在管廊的下层布置蒸汽管道，则最好将其布置在管廊的外侧，但是要避免与低温管道和液态烃管道相邻；蒸汽管道与其它管道之间的距离最好不要小于500mm或者在安装时用填充物和其它管道进行分割。蒸汽管道可以与其它的公用工程管道布置在同一层，比如：氮气、仪表空气等。当与其它公用工程管道处在同一层时，其净距最少应保持在50mm以上。

第三，蒸汽管道可以与电气仪表电缆在管廊上同层布置，但是电气仪表电缆也可以布置在蒸汽管道的上层。当蒸汽管道和电气仪表电缆同层布置时，其间隔最好要大于200mm或者是之间隔着其它工程管道。当电气仪表电缆不与蒸汽管道设置在同一层时，其间隔最好也大于500mm。

三、蒸汽管道排液设施的设置

不同等级压力的蒸汽为过热蒸汽时，理论上不必设置专门的排液实施。但是蒸汽管道在处于暖管阶段或着是开车的时候都会产生大量的凝液，为此应设置专门的排液设施。由于蒸汽的压力等级不同，其设置的排液设施也不相同。

在正常情况下由于超高压管道不会产生凝液，而对于超高压蒸汽管道也没有对应规格的凝液管道，为此其不经常设置疏水设施。同时，由于超高压蒸汽管道其自身的特点，比如管壁厚，压力大，开孔不易等，也不设置分液包。对于高压、中压和低压蒸汽管道，虽然在正常情况下不会产生凝液，但是在蒸汽管道处于暖管阶段或者开车阶段时会产生大量的凝液，因此，这些蒸汽管道需设置经常疏水设施。疏水设施经常包括放净阀、分液包等。

蒸汽管道排液设施设置的一般要求有：

1.蒸汽主管的末端应设分液包，水平敷设的蒸汽主管上分液包的间隔为：

1.1在装置内，饱和蒸汽宜为80m，过热蒸汽宜为160m；

1.2在装置外，顺坡时宜为300m，逆坡时宜为200m。

2.凡饱和蒸汽主管进入装置，在装置侧的边界附近应设蒸汽分水器，在分水器下部设经常疏水措施；过热蒸汽主管进入装置，一般可不设分水器。

3.直接排至大气的蒸汽放空管，应在该管下端的弯头附近开一个Φ6mm的排液孔，并接DN15的管子引至排水沟、漏斗等合适地方；如果放空管上装有消声器，则消声器底部应设DN15的排液管并与放空管相接；放空管应设导向和承重支架。

4.连接排放或经常排放的泛汽管道，应引至非主要操作区和操作人员不多的地方。

四、蒸汽支管的布置

一般蒸汽支管是由蒸汽主管的顶部接出，当要求在蒸汽支管上设置切断阀时，应考虑到切断阀的操作方便性，其应设置在靠近主管的水平管段上，以避免存液。对于用汽要求比较严格的蒸汽管道，不能从其上接出蒸汽支管作其它用途，例如：灭火、吹扫和消防等用途；另外，也不能从蒸汽管道的“П”形补偿器上接出支管。

如果在“П”形补偿器上的两侧的主管上接出支管，蒸汽主管的位移应该不能受到支管的影响。这是因为蒸汽主管由于热膨胀会产生支管接出点的位移，不应使支管承受过大的应力或过多的位移。

一般蒸汽支管从蒸汽主管上接出支管时均使用的是二阀组，但是从蒸汽支管或蒸汽主管上引出接至其它工艺管道上则必须设置三阀组，这样可以随时发现泄漏现象。

在蒸汽支管上的低点，根据不同情况也应该设置设排液阀或（和）疏水阀等疏水设施，其设置主要是依照管廊上不同压力等级蒸汽管道设置疏水设施。

五、蒸汽凝液管道的布置

管廊上的蒸汽凝液管道一般与蒸汽管道同层布置。当蒸汽凝液管道上设“П”形补偿器时，为防止水锤，可以设计成水平方向的“П”形补偿器，或设计成立管为倾斜段的“П”形补偿器。

从不同压力的蒸汽疏水阀出来的凝液，应分别接至各自的蒸汽凝液回收总管。公称直径等于或大于50mm的支管应顺介质流向45°斜接在蒸汽凝液回收总管顶部；公称直径小于50mm的支管可90°直接在蒸汽凝液回收总管顶部。蒸汽凝液回收系统用的疏水阀宜选用法兰连接，疏水阀入口管道不应有袋形。当蒸汽凝液回收总管高于疏水阀时，除热动力式疏水阀外，宜在疏水阀后设置止回阀。止回阀宜设置在靠近蒸汽凝液主管的水平管道上。考虑到蒸汽管道吹扫拆卸止回阀的需要，宜选用法兰连接的止回阀。

六、结语

只有这样全面考虑，化工装置的蒸汽管道布置才能既经济、安全，又能长时间的使用。

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