安全阀具有结构简单和灵活可靠的特点, 一般会被当成是石油化工装置的安全泄放装置使用。而在实际的工程设计中, 人们往往过于注重安全阀的设计使用, 却忽视了安全阀配管设计对安全阀使用的影响。因此, 有必要对石油化工装置安全阀的配管设计问题展开研究, 从而为石油化工装置的安全运行提供保障。
1 石油化工装置安全阀的配管设计要求
在进行石油化工装置安全阀的配管设计时, 先要明确配管设计的要求。首先, 为了确保安全阀能够安全可靠的运行, 需要根据输送液体的流速进行安全阀管道的设计。在设计入口管道时, 要确保安全阀入口直径大于入口管道直径, 并且确保安全阀入口面积与泄压阀和压力容器的全部管道通孔的面积一样大。而为了避免输送的液体对周围环境造成污染, 需要严格进行液体的排放控制。为此, 需要减小入口管道的阻力下降幅度, 并且使波动源与安全阀保持适当距离。同时, 还要减小出口管道的背压, 并且进行管道静载荷和入口应力的消除。此外, 还要及时进行出口积液的清理, 从而避免管道安全受到影响。其次, 需要根据工艺流程进行安全阀管道的设计, 即根据排放物的特点采取相应的介质排放控制措施, 并且根据管道工艺材料完成管道的设计[1]。最后, 还要使管道设计满足国家相关规定要求, 从而为管道的正常使用提供保障。
2 石油化工装置安全阀的配管设计
2.1 进口管道的设计
2.1.1 入口直径的确定
石油化工装置的安全阀开启方式有三种, 即微启式、全启式和中启式。一般的情况下, 液压系统上的安全阀都采取了微启式开启方式, 大型装置则会采取全启式方式。而微启式安全阀的开启高度不小于流道直径的1/40或1/20, 所以设计人员具体还要根据实际开启高度进行管道入口直径的确定。全启式安全阀开启高度则比流道直径的1/4 直径要大, 因此管道面积要比流道面积大。在常规设计中, 入口隔离阀最小流道面积都要不小于安全阀的入口面积。
2.1.2 入口压力的考量
在入口管阻力降过大的情况下, 化工装置的安全阀可能会出现不规则的震颤。所以, 安全阀入口压力不能过大, 一般将小于定压的3%。首先, 为了降低进口压力, 需要将安全阀设置在出口管上方, 并且尽量缩短配管管路, 从而使安全阀的保护作用得到发挥。其次, 可以使安全阀的接管直径与进口直径相等, 但是不允许接管直径超过进口直径三级。在具体设计的过程中, 还要进行压力脉冲影响的考量。如果选用先导式安全阀, 还需要进行两个连接管的设置, 从而使压力降不受定压限制[2]。再者, 需要使用长半径弯头进行进口位置的处理, 并且使安全阀位置比出口排放管位置要高。此外, 为了避免安全阀振动, 需要将其设置在压力稳定位置。
2.2 出口管道的设计
2.2.1 出口直径的确定
石油化工装置中的介质多为强腐蚀和易燃易爆液体, 在安全阀开启后需要对排放出的液体进行严格的控制。所以, 需要使安全阀出口管直径大于安全阀出口直径, 并且确保安全阀出口截面积不小于排放管截面积。而一旦同时进行多个安全阀的使用, 就需要使其总排放量小于总管承受能力。
2.2.2 出口压力的考量
在设计出口管道时, 还要进行管道背压值的准确计算, 从而进行管道压力的限制。因为, 管道背压一旦大于安全阀开启压力, 就会导致管道不稳定性增加, 并且引起管道流量的下降。一般的情况下, 需要使管道背压不超过定压的10%, 并且使用有效措施进行安全阀排放过程中产生的反作用力的处理。而根据其产生的反作用力, 就可以进行背压的计算, 然后据此进行固定管架的布置, 继而使管道的反作用力得到减少或消除。
2.2.3 出口排放设计
在进行安全阀的出口管道设计时, 一般需要将排放管端切成平口, 并且使介质向上排出, 从而避免产生其他方向的力矩。在安全阀的出口介质允许被排放至大气中时, 也需要确保安全阀出口管道的管口位置较高, 并且避免向人行区域、临近设备和电缆的方向排放介质。而如果需要进行烃类气体的排放时, 还需要在出口管道处进行灭火蒸汽管或氮气管的设置, 并且为重组分气体的安全阀出口管道配置接火炬管网。此外, 为了避免排气管道堵塞, 需要进行排泄孔的设置, 从而防止冷凝液或雨雪在管道中积聚。而尤其值得注意的是, 需要在安全地点进行安全阀排放管道的设置。
3 结语
总而言之, 石油化工装置安全阀的配管设计工作较为复杂, 需要满足多项国家规定和技术要求, 涉及了较多的内容。所以, 设计人员需要明确安全阀的配管设计要求, 然后根据实际情况完成安全阀进口管和出口管直径、压力等多个内容的合理设计, 从而使管道的使用效益得到提高。
摘要：在石油化工管道中, 安全阀是重要的组成部分, 其能为装置的正常运行提供保障。而做好安全阀的配管设计, 才能使安全阀正常工作, 继而确保化工生产的安全和效益。因此, 本文对石油化工装置安全阀的配管设计要求展开了分析, 并从进口管设计和出口管设计两方面展开了研究, 从而为关注这一话题的人们提供参考。
关键词：石油化工装置,安全阀,配管设计
参考文献
[1] 王海燕.浅析化工装置安全阀进、出口配管的设计[J].化工管理, 2013, 14:248.
[2] 王金玉.石油化工装置中配管的设计与施工问题[J].化学工程与装备, 2014, 05:56-57+43.