装置内的各种设备均应在其低点或与其连接的管道的最低点设排液管。塔和立、卧式容器应设置排气管, 供停工时吹扫排气及开工排气。由于管道布置形成的高点或低点应根据操作、维修等的需要设置放气管、排液管。可见放空与排凝是保证石油化工厂、炼油厂各工艺装置正常开停工及运行的一项非常重要的措施。
石油化工设备和管道的放空与排凝应严格按照相关标准、规范并结合工艺流程及现场实际情况灵活设计。本文是笔者查阅大量资料并结合工程设计经历对放空与排凝管道设计的要点做出的综述。
1 设备的放空与排凝
设备是石油化工厂的重要组成部分。石油化工企业的生产环境多为高温、高压、介质条件复杂的生成工艺。因此, 离开了设备, 石油化工厂就失去了生存的基础, 设备运行的安全可靠决定了石油化工厂是否能正常运行。因此, 设备的放空与排凝是工艺流程及管道布置中不可缺少的一部分。
塔和立、卧式容器应设置排气管, 供停工时吹扫排气及开工排气。该排气管的管道布置有如下要求:
(1) 塔和容器之间的连接管不得出现U形, 否则应在U形管高点设置放气管;塔和容器顶有引出管道时, 可在引出管高点设放气管, 否则可设置在塔和容器的顶部;
(2) 设备上的放空口应高于邻近的操作平台2m以上;
(3) 紧靠建筑物、构筑物或其他内部装置的设备的放空口应高出建筑物、构筑物2m以上;
(4) 构筑物内设备的安全放空口要高出构筑物最高处检修平台2m以上;
(5) 容器设备上的排气管除作为进出料呼吸用外, 应设置切断阀, 阀门宜直接与设备管口相接。该放空口及阀门选材应与容器或其主管的材质一致。
设备底部排液口, 一般用于设备及管道水压试验及停车排净等。该排液口的管道布置有如下要求:
(1) 所有排液口最低点与地面或平台的距离不宜小于150mm;
(2) 一般容器的排液管安装在容器的底部, 而塔类、冷换设备、加热炉等一般设在与其底部相连接的管道的最低点, 且在出口切断阀前;
(3) 泵体下部及机泵底盘上的排液口一般为自带的丝堵, 宜安装闸阀和接管并引至地漏或者泵前的排水沟。空冷器下部的排液口有自带的丝堵, 一般不用接管;
(4) 设备底部排液口一般设置两个分支管排液, 一个用于水压试验时排污水, 另一个用于停车时排净污油。
2 管道的放空与排凝
管道布置宜做到“步步高”或“步步低”, 减少“气袋”或“液袋”否则应根据操作、检修要求在高点和低点分别设置排气口和排液口, 若该处 (相同高度) 有其他接口可以利用时, 可不另设排气口或排液口。除管廊上的管道布置外, 对于公称直径小于或等于25mm的管道可省去排气口。对于蒸汽伴热管迂回时出现的低点处, 可不设排液口。管道上排气口和排液口的管道布置要求如下:
(1) 除管道的最低点作为设备或容器的排液管时, 其排液管径可按照以下规定执行:高点排气管的公称直径最小应为15mm, 低点排液管的公称直径最小应为20mm, 当主管公称直径为15mm时可采用等径的排液口。SH3012规定了放气口、排液口的最小公称直径, 对于小于或等于DN25的为15mm, 对于DN40~150的为20mm, 对于DN200~350的为25mm, 对于大于等于DN400的为40mm。高黏度介质管道的排液口大于或等于DN25;
(2) 高点排气, 低点排液管道上的阀门应靠近主管, 对于易自聚、易冻结、易凝固或者含固体介质的管道上的放净不应有拐弯, 且不得设在弯头处, 应设在物料流向的下游;
(3) 所有水平管道的低点排液均应垂直安装在管道的底部, 排液阀底至地面或平台面应至少有150mm净空;
(4) 连续操作的可燃气体的管道低点的放净应设置双阀, 排出的液体应排放至密闭系统;可燃气体管道仅在开停工时使用的放净, 可设一道阀门, 并加丝堵、管帽或法兰盖;
(5) 对于液态丁烷和更轻的液化烃类管道上的排气、排液管的切断阀应设双阀;高压管道上的排气、排液管切断阀也应设双阀;
(6) 高压管道的放空或放净应设置双阀, 当设置单阀时, 应加盲板或法兰盖;
(7) 振动管道上公称直径小于或等于40mm的放空、放净根部接口处应采取加强措施;
(8) 各种类型的排气, 排液配管的选用应根据工程管道等级规定选用。螺纹连接主要用于低压公用工程管道上的排气和排液。承插焊连接主要用于碳钢或低合金钢的工艺管道或压力较高的公用工程管道上。法兰连接主要用于不锈钢、合金钢工艺管道上。
3 结语
近年来, 随着我国的石化行业迅速发展, 石油化工厂、炼油厂的安全生产以及环境保护越来越受到重视。设备和管道的放空与排凝不仅仅是化工装置正常安全生产及开停工的前提与保证, 同时合理规范的设置放空与排凝也是减少环境污染, 改善周围环境的重要的环保措施, 因此石油化工厂、炼油厂设备和管道的放空与排凝的安全、合理规范的设置具有十分重要的意义。
摘要：放空与排凝是石油化工厂、炼油厂为防止设备和管道积气、积液常用的一种措施。石油化工设备和管道严格按照相关标准、规范合理的设置放空与排凝是整个装置乃至全厂正常开停工及运行的前提和保证。
关键词：石油化工,设备,管道,放空,排凝
参考文献
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[2] 宋岢岢.压力管道设计及工程实例.2版北京:化学工业出版社, 2012.
[3] 石油化工金属管道布置设计规范.SH3012~2011.