1 大空分装置压力管道概论
空分装置的系统复杂性不容忽视, 单纯地从构成方面来说, 包括以下子系统:动力系统、净化系统、热交换系统、精馏系统、产品输送系统、液态存储系统等等。随着技术的发展, 现代空分装置尤其是大型空分装置, 在控制和管理上已经实现了自动化、智能化、数字化, 可以利用计算机技术实现集散控制。
在空分装置向大型化发展的过程中, 压力管道是影响整个系统的重要组成部分, 是连接各个子系统的工程, 牵一发而动全身;也可以说, 压力管道是空分装置能否满足最终需要、能否实现安全运营的需求、能否得到质量保障的产品的必要条件。
压力管道的组成部件较多, 支撑类型复杂, 在构建过程中要遵循大量的国内国际标准, 例如阀门、精馏塔、换热器、过冷器等, 同时不同的材料和元部件之间也具有不同的特点和技术要求。以空分冷箱为例, 由于管道长径比较大、导致设备自身不稳定性, 管道内部的液体流动会造成压力不均匀变动, 形成缓冲的性能较差, 对周围的环境变化敏感等特征。
空分装置对压力的应用十分普遍, 这也造成了管道荷载复杂的局面, 同时空分装置的介质也存在一定的危险性, 如果不注意就会发生泄露、爆裂的危险。总体而言, 空分装置中压力管道责任重担, 在管道配管中需要科学、合理地进行, 维护设备的正常运转能力。
2 大空分装置压力管道配管布置
大空分装置的出现, 需要大量、复杂的管道配管设置, 综合而言, 主要涉及以下三个方面。
2.1 大空分装置设备布置
第一, 满足装置设备布置的安全性。空分装置中压力管道所容纳的介质特点, 具有易燃、易爆的特点, 一旦泄露也容易造成中毒、窒息等安全事故, 严重地会发生设备爆炸, 造成人身和财产的损害。因此, 在进行设备布置的过程中, 要遵循一定的科学原理。
例如, 按照流程顺序紧密布置, 减少挥发性气体的泄露和影响。将空分装置中液氮储槽、液氧储槽等布局在同一个范围, 使用大型通风吹扫设备减少聚集, 等等。其原则就是对相同或相类似的物料统一管理。
第二, 满足不同生产环境的工艺设计要求。空分装置在现代工业、制造业等体系中的广泛应用, 需要根据所处的生产环境进行布局, 即空分装置的设计、生产到安装, 都是围绕着产品的生产工艺流程进行的。在限定的环境中, 满足产品生产流程和仪表读数, 并对作业环境、电力设施等进行必要的改造。
第三, 满足经济合理性要求。大空分装置的利用必然需要前期的投资增加, 根据我国当前经济发展对可持续性的需求, 以及我国保护生态平衡的观念, 应该遵照相关法律减少能耗, 在符合国家标准、规范的前提展开, 提高设备的经济合理性要求。从市场角度考虑, 主要涉及的是价格因素, 包括原材料价格、安装价格、人工价格等等。
2.2 大空分装置管道布置
首先, 应该做好压力管道配管前期的工作, 要求安装工作人员熟悉设计标准、规范和规定, 并在土建相关专业人员的协助下进行设备布置。空分装置管道布置中, 必须对界区节点条件有所了解, 这关系到管道编号、输送介质、压力设计等内容, 对相应的材料选择也具有指导作用。
其次, 应该做好压力管道配置的统筹规划。所谓统筹规划, 是指既要满足工艺需求, 也有做到经济性、合理性和有效性, 在整个厂区内的大空分装置布局合理、美观, 对其他作业内容的影响降至最低。例如, 针对仪表流程图与管道布置的结合, 要尽量减少中间环节;在管道连接 (尤其是户外) 中, 不能占用厂区道路, 影响建筑或其他设备, 避免产生交叉等。虽然空分装置在管道布局上并不要求完全的独立性, 但其内部介质的特点还应该引起关注, 尤其对一些特殊要求的单体设备。
2.3 大空分冷箱内管道配置
冷箱是重要的低温换热设备, 内部管道配置要求具有较高的连续性, 不断提升或不断降低温度。在针对应力分析中, 管道要加波纹节和管架, 以满足管道自身的柔性需要;需要严格禁止的是, 冷箱内的管道不能与油脂接触, 尤其是氧气管道或者高压管道, 防止由静电引发的爆炸。
3 结语
空分装置“大型化”有两个方向, 其一为单体的大型化, 其二为整个空分系统的大型化。单体设备的大型化在空分装置中的应用较为简单, 相对应地功能也受到了一些限制。而空分装置体系的大型化, 将会成为未来工业领域应用的重点, 同时压力管道配管工作也会独立成为一门技术知识。
摘要：空分装置是现代工业体系中不可缺少的设备之一。狭义地说, 空分装置主要以空气为原材料, 通过压缩、循环、冷冻等方式促使空气液化, 在经过一系列的操作逐步分离出来氧气、氮气、氩气等成分。我国是世界范围内主要的空分装置生产和应用国家, 近年来随着我国工业技术的进步和经济发展, 空分装置逐渐呈现出大型化合复杂化的趋势, 对装置压力管道配管要求也更高。本文从大空分装置压力管道配管进行分析和总结, 并对结论给予评述。
关键词：空分装置,压力管道,管道配管,技术改进
参考文献
[1] 岳英, 陈永俊.空分装置中压蒸汽管道的设计[J].大氮肥, 2008, 05:315-318.
[2] 梁振.空分装置中离心式压缩机的布置和配管[J].辽宁化工, 2013, 03:238-240.
[3] 胡志强, 沈庆春.煤化工空分装置安全运行论坛[J].通用机械, 2009, 09:12-21.
[4] 徐福根.制约大型空分装置运行周期的因素及处理措施[J].通用机械, 2009, 12:50-54.
[5] 陈逸樵.空分装置现代化的途径[J].深冷技术, 2002, 01:1-6.