冶金设备配管

冶金设备配管（共3篇）

冶金设备配管 篇1

在冶金设备的配管设计过程中, 我们要充分的了解设计规则和掌握设计规范, 在其他类似配管设计的基础上, 找出设计特点, 同时还要结合相应的现场使用及施工人员的经验, 针对冶金设备配管在设计方面存在的缺陷以及重复进行相应的简化设计以及改正设计。需要注意的是冶金设备的配管简化设计并不是以牺牲配管的质量为前提, 而是相关的设计人员通过集中整理和总结, 对比配管的结构和设计思路, 选择优化简化的设计思路, 系统的处理配管在现场使用过程中出现的问题。冶金设备的配管简化设计一定要保障配管的设计质量以及使用质量。在配管简化的过程中。我们要求相应的设计人员在设计过程中要善于总结设计思路, 不断的开拓设计思路, 对于生产配管的工艺等问题进行不断的提升以及完善, 来保障冶金设备的配管简化设计能够达到相应的设计要求以及工程使用要求。

1冶金设备配管实施简化设计的相关可行性

关于冶金设备配管实施简化设计的相关可行性的分析以及阐述, 文章主要从五个方面进行论述。第一个方面是冶金设备配管的简化设计能够不断的优化配管的设计。第二个方面是冶金设备配管的简化设计能够利于施工过程中的读图以及施工。第三个方面是冶金设备配管的简化设计能够有效的压缩设计所需周期。第四个方面是冶金设备配管的简化设计是工程和国际接轨的需要。第五个方面是冶金设备配管的简化设计配管专业性发展的需要。下面进行详细的论述以及分析。

1.1冶金设备配管的简化设计能够不断的优化配管的设计

在冶金设备配管设计的过程中, 要求在预定的设计工期内, 相关的技术人员能够高效的进行配管设计。这样就需要相关的技术人员将设计重心放在配管设计的系统优化方面, 这样作不仅仅能够强化配管的设计合理性, 还能够在很大程度上优化设计材料, 在最大程度上满足工程的标准需求。根据上述的内容, 我们要在设计过程中周密考量, 在设计以及制图的过程中尽量做到简化以及优化。

1.2冶金设备配管的简化设计能够利于施工过程中的读图以及施工

在工程的施工过程中, 设计图纸的主要服务对象是现场的施工人员, 现场的监理人员以及相关的施工辅助人员。现场的这些人员需要根据设计图纸来保障现场的施工进度, 因此在设计过程中要求相应的技术人员做到图纸表述清楚明了, 便于现场人员的查看。因此我们在简化设计过程中要简化图纸, 便于现场读图以及施工。

1.3冶金设备配管的简化设计能够有效的压缩设计所需周期

在冶金设备配管的设计过程中每一个设计人员都有自己的一套设计理念, 根据自己的风格进行设计。但是在进行配管设计过程中, 都会有相应的设计周期限制, 这样就要求每一个技术人员抓紧时间来进行相关的设计任务, 设计人员并没有充足的时间来掌握和理解相应的设计规范, 没有时间去参透相应的设计要求, 只能是按照相应的以往设计进行类似设计, 这样的设计质量是存在非常大的隐患的。这种设计往往会出现雷同性以及局限性。在我国的冶金设备配管设计过程中, 这种情况非常普遍。在一定的时间内完成一个有质量保障的配管设计在我国的配管设计过程中是一个非常大的课题。因此在配管设计的过程中为了集中设计配管的关键部分就必须对其他的设计进行相应的简化, 来保障配管的设计质量和设计工期。

1.4冶金设备配管的简化设计是工程和国际接轨的需要

现阶段我国的冶金设备不仅仅提供给国内使用, 很多时候也面向国际市场提供冶金设备。由于国内的制作标准和国际上的制作标准存在差距。这样就需要我国在设计冶金设备配管的时候有意的向着国际标准靠拢。但是由于我国的设计人员对于国际标准并不是非常的清楚, 因此在有限的设计周期内, 需要对设计图纸进行相应的简化, 这样能够多出一些时间来分析和理解国际设计标准和规定, 让设计达到设计标准要求。即节省了设计时间还符合了设计国际标准要求, 实现了和国际的技术接轨。

1.5冶金设备配管的简化设计配管专业性发展的需要

在冶金设备配管的施工过程中, 配管的设计工艺对其影响非常大。由于配管的设计有时候和现场的施工并不是非常符合, 这样就需要在实际的施工中给予指正, 通知设计人员进行图纸的修改, 这样反复的修改和出图会严重的影响施工工期, 同时也无形中增加了设计任务量以及设计成本。因此在配管的简化设计过程中, 我们要求相应的工艺设计人员简化设计工艺流程, 这样的简化设计对于冶金设备的配管简化设计有非常重要的帮助。为了更加专业的进行配管设计, 设计方面的简化是一方面;工艺方面的简化是另一方面。两者缺一不可。

2冶金设备配管的简化设计主要方法

关于冶金设备配管的简化设计主要方法的阐述以及分析, 文章主要从三个方面进行论述。第一个方面是在配管简化设计过程中的材料统计简化。第二个方面是在配管简化设计过程中的分系统简化。第三个方面是在配管简化设计过程中的三维设计软件的应用。下面进行详细的论述以及分析。

2.1在配管简化设计过程中的材料统计简化

在传统的配管设计过程中, 对于材料往往是不予统计的。这主要由于施工过程中的材料正常损耗。我们的设计人员统计的材料并不是现场施工材料的统一依据, 配管的材料应该按照现场的实际使用为准。但是在配管简化设计过程中, 我们的相关设计人员需要注意两点。第一个是不能够降低设计质量, 要提升设计图纸的含金量;第二个是要对设计全过程进行完整的考量, 否则简化设计的配管在施工过程中就失去了指导的意义。

2.2在配管简化设计过程中的分系统简化

简化设计是建立在对所合作厂家技术能力了解的基础上, 这就需要平时的技术积累, 多与一些实力强的厂家合作, 熟悉其设备的运行情况。同时, 设计师要确定本专业与其他专业的接口, 满足其他专业的设计要求, 对外围条件及控制参数做到心中有数。设计师还需要经常与安装单位沟通, 向安装单位提出明确的要求并为施工安装提供便利, 这样才能实现整体系统的使用功能。

2.3在配管简化设计过程中的三维设计软件的应用

随着电脑在工程设计中的普及与应用, 极大地提高了设计师的工作效率, 完成了从手工制图到电子图的转变。配管设计的趋势己经向三维、自动出图、自动开料的方向发展。PDS、PDMS-PDSOFT、AUTOPLANT等国内外三维配管软件的发展与应用极大地方便了配管设计, 是提高工程设计效率与设计质量的好工具, 是配管设计软件发展的必然趋势。

摘要：在冶金设备中, 配管的设计非常重要。文章主要是针对冶金设备配管的专业设计进行简化分析, 通过阐述简化冶金设备配管必要性的阐述以及可行性的阐述, 从四个方面来进行冶金设备配管的设计简化分析。第一个是配管三维设计软件的有效使用;第二个是同类型配管的简化设计;第三个是配管的材料统计简化设计;第四个是配管设计系统的简化。希望通过文章的阐述以及分析能够提升我国冶金设备配管的简化设计发展。同时也为我国冶金设备的发展以及创新贡献力量。

关键词：冶金设备配管,三维软件,三维配管,简化设计,应用,分析

参考文献

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全提取空分设备冷箱内配管设计 篇2

随着空分设备向大型化及产品多样化的发展, 冷箱内设备越来越多, 体积越来越大。低温气、液体管道越来越复杂, 这就对冷箱内配管的安全性和经济性提出了更高的要求。一套好的配管方案应该能满足设备长期安全的连续运行, 同时又能达到冷箱占地面积小, 投资少。

下面以鄂钢35000空分为例, 来阐述冷箱内配管的设计过程。

鄂钢35000空分是开封空分设计的国内首套大型全提取空分设备, 除提取氧、氮、氩气外, 还提取氪、氙、氦、氖等稀有气体。因此, 该套空分冷箱内容器塔器多达十个, 配管的难度相当大。

接到任务书后, 首先我们对本套空分的流程作了认真细致的分析, 对每个塔的进出口管线的介质及参数做了深入的研究, 这是做好冷箱内设备布置的前提, 也是做好配管设计的基础所在。

设备布置确定之前主要的大管道需要提前配, 与设备布置相辅相成, 主要设备、阀门要根据整个流程要求统筹安排。既要满足工艺需要, 也要满足配管的应力要求, 同时还要经济合理。我们根据以往经验先确定上下塔、粗氩Ⅰ塔、粗氩Ⅱ塔的位置, 为了充分利用冷箱的空间, 将体积较大的氪氙塔置于粗氩Ⅱ塔的下方。然后根据塔的管口方位来确定其它设备的布置, 使有联系的精氩塔、氦氖塔在冷箱的一个侧面上。纯氧塔、粗氩Ⅱ塔在冷箱的一个侧面上, 不易出现在塔之间横穿冷箱的管道, 避免管道太长或出现无法支撑的现象。在满足流程要求和以往的经验中得出, 上塔、下塔与过冷器联系较为密切, 所以上塔、下塔与过冷器要紧密布置, 尽量避免距离过大。粗氩Ⅰ塔、粗氩Ⅱ塔与上塔联系较多, 所以上塔的氩馏份出口和液氩回的进口要与粗氩Ⅱ塔相对应的两个管口有合适的位置。粗氩Ⅱ塔液氩回流口要高于上塔液氩进口1.5米。精氩塔的高度布置也尤其重要, 布置太低, 液氩流不进冷箱外储槽, 高度太高, 又会影响精氩塔冷源的进入, 所以要综合考虑储槽的高度和工艺的要求。一般底座标高都布置在20米上下。液体量筒的位置选在液体流出的塔附近, 高度既要能保证液体能流入, 也要保证能流进储槽。由于从上塔出来的氮气、污氮气也需进过冷器, 然后进主换热器, 所以过冷器与主换热器也不能离太远, 可以相邻成90°布置。

由于本套空分增加了氪氙氦氖气体提取塔, 单凭以往的模式很难得到最佳的管道走向。面对这个问题, 我们采用同步收缩管道设计能较好的得到解决。所谓同步收缩管道设计, 就是从塔上出来向下走的管道, 沿塔布置, 使设置在塔器垫板上的支架与管线的相对位移降到最低, 以此减小管系应力。按相同温度下材料的线膨胀系数一致的特性, 管道与塔器应平行布置, 并在塔器上设置支架与管道焊接相连。这样既节约了管道材料、与管道对应的管架, 也减少了冷箱的占用空间。管道走向简单漂亮, 同时又减少了安装工作量, 安装工作量的减少就意味着减少了焊缝, 同时又避免了很多焊接上的隐患。这样配管道的好处:节省材料;便于安装;简单、安全、管道阻力更小。

管道的管架形式相当重要, 管架形式不合适会撕裂管嘴或者会使管道、弯头变形。我们采用以下管架形式较好的解决了这个问题。沿塔走的大管道第一个管架采用固定的井字架支撑, 保护管嘴不受大的应力。第二个管架采用托的井字架支撑, 保证管道的自由度, 在温度及压力变化时, 能够实现自补偿。沿塔走的小管道, 在温度变化时, 位移变化和塔同步, 因此, 支撑采用直接焊在塔上的形式。 (如下图)

再好的设备布置和管道走向也需要应力计算来确认管道配置是否合适。管道设计时, 我们公司空分配管设计用的应力分析软件是国际上流行的管道应力分析软件CAESARⅡ。配管设计人员通过CAESARⅡ软件的计算结果来修正管道的设计走向和管架的支撑形式。管道应力分析分为一次应力和二次应力, 一次应力包括:压力载荷和自重载荷, 计算时主要为了防止塑性变形破坏管道;二次应力由热胀冷缩产生, 计算时主要为了防止疲劳或强度破坏。通过CAESARⅡ运行模拟空分设备实际运行时管道变形情况。

根据一次应力的计算结果来确定支架的形式和数量以及位置, 由二次应力的计算结果来修正管道的走向或者管道的壁厚。通过计算可明确管道和管件的应力不超过材料的许用应力值, 明确管系中支架和约束的设计荷载在允许范围内, 使管系的设计更趋合理、安全。在计算二次应力不过时, 一般首选的是改变管道走向, 用Z形、∏形、L形或立体走向来增加管道的柔性。在改变管道走向比较困难时, 可以增加管道壁厚、改变管道材质或选用金属膨胀节。应力分析计算的最终目的是使管道上各个节点的一、二次应力值均在许用范围之内, 使管道的设计优化。

本套空分压力管道设计时, 设计人员在同样的起点至终点设计了不同的设计形式, 不同的走向, 通过比较不同的方案, 在保证管道安全的前提下, 选择了最简单经济的方案。

此套全提取空分通过二年的运行, 工况平稳, 冷箱外无结霜现象出现, 各方面参数都达到了设计要求, 可以看出本套空分的配管方案是很成功的。

参考文献

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[2]李化治.制氧技术[M].北京:冶金工业出版社, 1997.

[3]宋岢岢.工业管道应力分析与工程应用[M].北京:中国石化出版社, 2011.

浅谈化工设备中夹套管的配管设计 篇3

关键词：夹套管,配管设计,优势,选用原则

夹套管是一种具有双层套管结构的特殊管道, 在小直径管道外面套上同心的大直径套管, 内管用于输送工艺介质, 套管内流动着起保温或加热作用的热载体来补充内管在输送或停输期间的热损失, 靠对流完成热交换, 来保持恒定的工艺温度。

一、夹套管伴热的优势

在石油和化工生产中的管道, 在生产工艺上常常需要维持管内介质的温度在一个适当的范围, 以保障生产操作的正常进行。常常采取对工艺管道伴热的设计, 对管内介质进行加热, 来补充热损失, 补充热量的方式之一就是夹套管的方式。

夹套管伴热的突出优势是伴热效率高、伴热均匀, 当管道的任意一个地方的温度降低时, 气相热载体冷凝而释放出大量的潜热, 同时由于冷凝处的局部压力降低, 会立刻有热的介质补充过去, 因而夹套管伴热的温度调节迅速, 适用范围广, 是工艺要求苛刻的场合、特别是对温度控制要求严格的高温场合的最佳选择。当然, 夹套管伴热也有缺点。它的缺点是制造要求较高, 内管如果出现泄漏的情况, 比较难发现, 检修也较困难。起保温、加热作用的热载体一般是蒸汽、热媒两种介质。蒸汽取用比较方便, 但要求工作温度低于200℃, 才能正常使用;热媒具有热稳定性质好、比热大的优点, 在高温下对应的压力较低, 属于非常好的热载体, 但是投资较大, 需要另设热媒加热炉、循环泵和温控系统等设备, 才能提供一定温度和流量的热媒。

二、夹套管的配管设计

使用夹套管伴热的方式来加热物料, 在化工装置中得到了广泛应用。在夹套管的配管设计中, 要注意套管的长度要适当、要保障内外管的热膨胀应力一致和管内伴热介质的流动通畅以及内外管的材料选择。

(1) 夹套管配管设计需注意的问题

夹套管的设计条件, 应符合PID和“管道索引表”的要求。设计人员要严格按照《配管材料设计及选用规定》和《管道柔性设计规定》, 来进行夹套管的设计。

在夹套管长度的设计中, 要充分考虑热胀冷缩而造成的位移, 根据实际情况选择合适的长度。套管材料要与内管相同, 或线膨胀系数相近, 来保证套管和内管的热膨胀一致。然而在实际的设计中由于内管和套管的介质不同, 造成介质的温度差较大, 所以管道的材料必然不同, 其引起的热膨胀应力也不同, 因此应当分别进行热应力的计算。内管产生的热膨胀需要补偿时, 要采用自然补偿, 或者设π型补偿器。在弯头处如果内外管的膨胀位移不能满足设计要求, 需要采取适当改变外管的直径做法, 来改变内外管的膨胀差。此种情况下, 还要充分考虑导向板的位置, 要根据导向板的位置来设计, 使导向板尽量多地吸收膨胀差。

在配管设计中, 为了保证夹套管内的伴热介质流动通畅, 要尽量不要有U形管或死角出现。如果设计中U形管不可避免要出现, 则应在其低点处设排液口。夹套管材料的选用及壁厚的要求应符合管道等级的规定, 一般来说, 夹套管的内管和套管的材料选择要按照它们各自内含液体的特性、压力和温度来确定, 要保证管壁的厚度要能承受最大的工作压力, 同时, 要考虑到工作介质对管道的腐蚀。夹套管内的实验压力的确定, 要按照内外部设计压力最大值的1.5倍来设定, 套管的实验压力应为套管设计压力的1.5倍。

(2) 夹套管型式的选用原则

夹套管型式的选用原则应符合以下要求:输送介质的凝固点在50—100℃的工艺管, 适宜采用“内管焊缝外露型”夹套管;输送介质的凝固点高于100℃的工艺管道, 宜采用“内管焊缝隐蔽型”夹套管;输送有毒介质的工艺管道, 应采用“内管焊缝外露型”夹套管;夹套管的内管焊缝为“隐蔽型”时, 在内管需要检查的焊缝部位相对应的外管部位应留出一段剖分管段, 剖分管段的最小长度, 要大于75毫米;夹套管的内管如果带分支管, 分支管部位的外管应采用剖分三通;夹套管的弯头处, 内管宜采用R=1.5D的长半径弯头, 外管宜采用R=1D的短半径弯头;夹套管变径时, 内管的异径管与外管的异径管的大口端, 端部错开距离最小为50毫米;夹套管外管上的伴热介质接管尺寸最小为DN15, 且采用法兰连接型式;夹套管保温时, 外管上的所有连接管件的连接端部, 都要露在保温层外面。

三、夹套管的应用

由于夹套管的工作原理类似于套管式换热器, 因此夹套管较多运用于工艺介质为高熔点、高粘度物质的行业。最适合采用夹套管伴热的管道包含以下几种:需从外部补偿管内介质热损失, 以维持被输送介质温度的管道;在操作过程中, 由于介质压力突然下降而自冷, 可能冻结导致堵塞的管道;在切换操作或停输期间, 管内介质由于热损失造成温度下降, 介质不能放净吹扫而可能凝固的管道;在输送过程中、由于热损失可能析出结晶的管道;输送介质由于热损失粘度增高, 系统阻力增加, 输送量下降的管道。

在用管道输送热介质时, 要尽可能维持管内介质的温度, 尽可能地降低热损失。起先采取在管外包覆隔热材料的办法发展了管道保温技术, 但仍存在热损失, 当工艺上要求操作过程和停止运输时管内介质能保持恒定的温度时, 就需要对管内介质进行加热来补充热损失。后来, 夹套伴热方式在对温度控制要求严格的行业逐渐发展起来。夹套管的小直径内管, 用于输送工艺介质, 同心的外管内, 流动着起保温或加热作用的热载体。由于夹套管伴热具有伴热效率高、伴热均匀、温度调节迅速、适用范围广的优势, 在工艺要求苛刻的场合, 得到了广泛的应用。

总之, 由于夹套管伴热具有伴热效率高、伴热均匀、温度调节迅速、适用范围广的优势, 生产中得到了广泛的运用。夹套管的配管设计, 要注意套管的长度适当、保障内外管的热膨胀应力一致和管内伴热介质的流动通畅, 以及内外管的材料选择。

参考文献

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