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石油化工設計論文

發布時間:2022-05-28 10:17:31

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇石油化工設計論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

石油化工設計論文

石油化工設計論文:石油化工安全儀表系統設計論文

1石油化工安全儀表系統設計的基本原則

1.1確保儀表功能健全穩定

在化工生產的過程中,儀表數據的檢測以及儀表數據的分析都要滿足實際的生產要求,以確保化工裝置能夠安全和穩健運行,是石油化工裝置安全儀表系統設計的重要原則之一。在進行相關儀表使用的設計中,設計人員要研究系統的基本情況,并且要熟悉生產的實際過程,這樣能夠準確對工作現場進行把握,確保設計儀表功能能夠適應實際的需求,提高設計效率。

1.2確保儀表易于維護與擴展

由于石油化工行業本身具有一定的特殊性,儀表的日常保養和維護也是日常工作中非常重要的環節,因此所選用的儀表要便于維護,且在使用中要較為方便,保證安全運行時間較長,盡量減少儀表的安裝數量,從而降低儀表在安裝過程中的成本,提高企業的經濟效益。同時,在未來的發展過程中,要給儀表預留適于的空間,以滿足未來生產工藝的改進。

1.3確保儀表系統絕對安全

由于化工行業在生產過程中本身存在一定的危險,所選用的材料一般為危險的化學品,其產品也多為易燃易爆的物品,再加上生產操作溫度較高,因此安全事故發生的概率較大。隨著我國石油化工生產設備的自動化和信息化的水平越來越高,產品的精細化作業也越來越廣泛,因此生產往往處于臨界點,這樣導致危險發生的風險會越來越大。在這樣的情境下,化工儀表的使用對于系統安全的要求也越來越高,因此在儀表系統進行設計的過程中,要確保儀表的絕對安全,將整個儀表作業的風險降到最低。

2提高石油化工大型裝置工藝儀表系統設計的措施

2.1可靠性設計的分析

只有確保安全儀表功能的順利實現,確保其穩定性,才能有效促進日常石油化工生產環節的可持續發展。一般來說,安全儀表功能分為五大要素,分別是系統響應時間、執行元件、安全穩定性等級、傳感器以及邏輯運算器等,在此過程中,任何一個環節出毛病,都可能導致整體系統的癱瘓。一直以來,人們更多地關注邏輯運算器的可靠性,但是對檢測元件、執行元件等可靠性卻忽略,造成整個安全儀表系統的可靠性能低,與降低設備風險的要求不相符。對于邏輯運算器的可靠性問題,必須優先符合安全儀表系統控制的安全等級。

2.2為了保證石油化工的工序正常進行

對于儀表選型,一般會針對不同的功能進行分類,一般而言,在安全儀表的系統設計中,我們可以采用編程技術,電子技術等各個環節對于儀表進行應用。對于安全儀表的運行過程中,可以采用電氣技術模式,其設計的原理主要是按照媒介繼電器的原理,通過各個環節直接的合作,在復雜的生產工藝中,保證其安全性。隨著我國在生產的過程中對于安全的重視,PES技術已經逐漸得到了發展和運用,利用PES技術已經完成了系統安全的連鎖功能,因此相關的設計人員可以參考PES技術對儀表設計進行針對性的設計。

3儀表系統的發展遠景

隨著我國經濟的發展,石油化工企業的儀表也在不斷的進行創新和更新,在發展方向上主要為以下幾個方面:安全生產模塊的發展、BPCS的集成以及自動化的控制。這些無疑都是未來石油化工企業重點的發展方向,這些方面的實現,有利于我國石油化工行業各個環節安全的運行,對于企業的綜合效益有非常大的幫助。儀表采用計算機進行操作,有利于在日常工作中各種數據的收集,以及對安全和非安全區域的劃分進行明確,目前已經在石油化工行業中嘗試使用集成SIS和BPCS系統時,并且取得了一定的效果。

4結語

綜上所述,本文重點對石油化工企業儀表的特征進行了詳細的分析,針對儀表的特征,對儀表設計過程中出現的問題以及如何解決進行了探索,最后預測了未來石油化工企業儀表設計的發展方向。

作者:趙海玲 王瑞雪 單位:遼寧圜球工程設計有限公司

石油化工設計論文:過濾器的設計石油化工論文

1永久性過濾器

當管道直徑小于或等于DN80時,宜選用Y型過濾器,當管道直徑大于DN80時,宜選用T型過濾器,臨時過濾器,當管道直徑小于或等于DN100時,宜選用錐形過濾器。管道型過濾器的公稱直徑一般為DN15~DN600,以單層不銹鋼金屬絲網制造的過濾濾籃作為過濾元件,過濾濾籃以過濾精度以30目/英寸的單層不銹鋼絲網作為標準網,過濾濾籃的目數選擇需考慮滿足工藝過程的需要或泵、壓縮機等流體輸送機械能起到保護作用的目的,過濾濾籃的有效過濾面積一般取相連管道流通截面積的兩倍以上[5]。不銹鋼金屬絲網的絲徑、孔徑規格按照GB/T5330-2003進行選擇。

2設備型過濾器

設備型過濾器作為高精度過濾器,其設備內部安裝有單支或多支過濾濾芯,設備本體按照石油化工壓力容器相關標準設計、制造、檢驗和驗收。

2.1過濾濾芯

過濾濾芯是設備型過濾器的過濾元件和優秀部件,其數量和材質根據工藝要求確定。過濾濾芯材質及種類較多,過濾濾芯按材質型式一般分為金屬濾芯和非金屬濾芯。其中金屬濾芯分為不銹鋼絲網折疊濾芯、不銹鋼絲網燒結濾芯、不銹鋼纖維燒結濾芯、金屬粉末燒結濾芯等[6];非金屬濾芯分為袋式濾芯、纖維燒結濾芯、線纏繞式濾芯、聚丙烯折疊濾芯、陶瓷濾芯等。常用過濾濾芯性能及適用范圍見表3。

2.2工藝設計

過濾工藝設計,作為設備型過濾器設計的關鍵步驟,一般是根據介質工藝條件,例如溫度、壓力、粘度、密度、流量、固體雜質含量、介質出口固體雜質工藝指標、允許壓降值、反沖洗要求、儀表條件及其他特性指標要求等進行,通過確定過濾濾芯材質、數量、過濾精度及設備材質和外形結構尺寸,然后根據壓力容器相關標準進行設備殼體的設計與制造。由于設備型過濾器的相關工藝設計資料在文獻和標準中很少提及,設備過濾器的公稱流量可按以下經驗公式進行計算:Q=Q0×A1×A2×A3×A4(1)式中:Q0—過濾介質的處理量,m3/hA1—過濾精度調整系數A2—液體粘度調整系數A3—雜質含量調整系數A4—流量調整系數式(1)中,A1以常用精密過濾器過濾精度10μm為基準,按照工藝條件中的過濾指標要求,取0.5~5的系數范圍。A2以常溫狀態下水的黏度為基準值,取介質黏度值和基準值的比值。A3通過工藝設計條件中的雜質含量值取0.2~2的系數范圍。A4以工藝設計條件中的最大流量值為基準,取1~1.2的系數范圍。在工藝設計中可通過調整濾芯結構尺寸和數量,以滿足工藝流量的設計要求。

3結語

管道型過濾器通常安裝在泵、壓縮機的入口或流量儀表前端管道上,用以保護設備或儀表,除非在特殊情況下,可安放于泵出口,例如在催化劑生產過程中,安放于泵的出口管道上[7]。而設備型過濾器通常安裝在生產裝置單元界區及聚結器等設備的入口處,以保護裝置的正常運行和設備的使用壽命和安全。設備型過濾器和管道型過濾器的區別主要是過濾元件、過濾精度、設備尺寸、設備設計及制造要求的不同。管道型過濾器雖然結構簡單、制造成本低、設備外形尺寸較小,但存在過濾精度低、過濾面積小、濾籃結構強度低等問題。而設備型過濾器,則由于有較大的過濾面積和沉降時間、較高的過濾精度和結構強度、較長的使用周期及過濾濾芯的可在線沖洗和更換,可有效地解決上述管道型過濾器存在的相關問題,更適合裝置的長周期、穩定化運行。但相對于管道型過濾器而言,設備型過濾器制造成本較高。在工業應用時,可根據使用場合、介質物性,在滿足生產工藝要求的情況下,安全、經濟、合理的選擇使用。

作者:呂沖 王運波 吳忠軍 司海娟 孫振 單位:甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司

石油化工設計論文:石油化工環保設計論文

1改進某些化工裝置的設計

假使在一種150kt/a聚丙烯裝置中增加一個沖料水處理裝置,大概需要七十萬的資金,這只相當于整套裝置造價的百分之零點二,這是很小的投入比,但是這個沖料水處理裝置卻可以大大地減少污水的排放,一點微小的改進,就可以對節約水資源和環境的保護做出很大的貢獻,諸如此類的例子,在企業生產中數不勝數,只要裝置的設計者能夠在裝置的污染物處理上多多做一些改進,每年就可以為企業節省大量的處理污染的資金,同時也保護了環境。

2企業建設之初要嚴把技術設計關

目前,我國有很多企業使用的化工設計都是從國外購進的,很多指標都是根據外國的生產的情況而制定的,但是這些設計到了中國之后,中國的設計院卻發現這些設計在中國的企業實際生產中并不適用,以污水排放來舉例,從國外購買的設計顯示,項目建成后的污水COD在3000mg/L左右,但是在中國的實際情況卻是,企業投入生產之后,發現實際生產所需的COD是20000~35000mg/L,外國的設計根本不適合這些企業的實際情況,在兩者差距過大的情況之下,企業就只能投資資金重新進行改進,這樣既耗時耗力,又耽誤了企業的生產,為企業造成了很大的損失,有些甚至因為處理不當,還對我們的環境造成了污染,所以企業在建設之初,一定要先對項目裝置設計進行仔細而詳細地審核,若是發現設計有缺陷的地方,一定要及時改正,有缺陷的對環保有危害的施工設計一定不能讓它開建。否則一旦造成了環境的污染,將得不償失,任何利益都不能建立在環境被污染之上。

3充分利用生產廢物將其變為資源

中國已經開始注重對生產產生的廢物再利用,目前主要針對的是對污水的處理回收,并且在這部分已經取得一些成就,在其它固體和氣體廢物處理方面,中國還略有不足,不過也有一些企業和科研機構在積極地探索這些廢物的解決辦法,比如某些石灰廠用他們生產所產生的廢料粉煤灰來制作化肥,用煤灰作為主要原料,向其中加入一些微量元素,這就制成了一種特殊的化肥,化肥和傳統的化肥相比,使用效果并沒有太大的差別,還有的則是利用這些煤灰來吸附污水中的COD,把這兩種生產廢料混合在一起,這樣不僅解決了煤灰的問題,還凈化了污水,可謂是一舉兩得。還有人曾經構想過把經過處理的污水排入氧化塘中降解,然后在向其中投放適當的生物,從而構建成一個生物鏈。在生產生活中,還有很多諸如此類的例子,通過以上的方法,不僅可以解決企業污染物難以處理的問題,而且還把它們變成了可利用的資源,為社會創造了財富,減少了污染,這是化工廢物最理想的處理方法,非常值得我們社會的提倡和各地化工企業學習。

4把先進的科研成果真正運用到治理污染之中

社會不斷進步,人們對于保護環境的重要性認知也有了很大提高,普通大眾也開始關心環境治理問題,而科研機構也是一直都在研究環境治理新技術,目前,已經有很多的高新科技成果被研制出來,它們很多在理論上是可行的,而且治理效果預期也是要遠比傳統的方法好,但是因為成本太高,又或是實際應用不方便,這些高新科研成果在企業的生產中并沒有得到實際的使用,這是極大的浪費,科研人員應該根據企業生產中實際情況,來制定出合理有效的方案,這些科研成果加以改進,使其能夠真正運用到實際的生產之中。新科技可以大大提高生產廢物解決效率,這樣不僅解決了企業所遇到的實際問題,也為環境保護做出了很大貢獻。

5結語

目前,國家環境不容樂觀,全民都應該樹立起保護環境的意識,人都應該為保護環境作出的努力,普通人要做到不亂排生活污水,不亂扔垃圾。政府和科研機構則應該努力地探索治理環境的辦法,為治理環境污染提出更多的解決方案,作為污染源頭的化工企業,更應該把保護環境放在第一位,在企業的設計建設之初,一定要先考慮好環境保護這個問題,不合格地方要早發現并及時修改,在企業建成投產之后,日常生產生活中,一定要注意對生產所排放廢物的治理,不達標廢物一定不能排放,企業要及時淘汰落后的生產設備,換用更為先進和環保的生產設備。只有我們社會,政府還有這些化工企業都共同努力,環境污染問題才可以早日解決。

作者:王聰 單位:安徽省化工設計院

石油化工設計論文:石油化工庫系統設計論文

摘要:隨著社會經濟的快速發展,油品及化工品需求量日益增加,因而相應的油品與化工品煉制企業也不斷涌現。伴隨著產量的增加,我國用于存儲油品與化工品的商業油庫不斷出現,一定程度上供銷需求得到了滿足。在這一過程中,部分油庫設備比較落后,缺乏先進的技術,使得庫區難以實現高效、穩定的運行目標。基于此,本文主要分析了石油化工庫監控系統設計概述與發展現狀,系統構成、實現途徑及實際應用等相關知識,希望對相關領域研究有參考價值。

關鍵詞:石油化工;集成監控;系統設計

在國家經濟發展中,石油資源是非常重要的生產資源,為國家經濟發展與國防安全提供了保障。在整個油品供銷系統中,石油化工倉儲庫是非常重要的,所以,石化油庫安全水平與運營效率的不斷提高,成為化工行業油品穩定供應的關鍵。隨著國民經濟的快速發展,現代科技水平日益提高,在石化油庫實際管理中,廣泛應用自動化管理技術,監理系統自動化水平不斷提高,夯實了石化油品倉儲管理與正常運行的基礎。

1集成監控系統的設計與現狀

1.1石油化工庫集成監控系統整體設計方案概述。石化企業管理中,應用自動監控系統,作為系統數據處理、遠程監控及數據分享等的優秀軟件,組態軟件在運行時,可與PLC、智能儀表等實現共同控制操作。在監控系統設計中,石化企業應建立統一化的生產調度中心,并將客戶機組態軟件作為控制系統,搜集生產中形成的各類數據,同時統一監控整個生產車間。監控系統界面必須要清晰顯示車間真實情況,及時反映生產中出現的包含工藝流程、設備運作等在內的問題。除此之外,監控系統還可以利用相關數據庫,生成動態的數據報表與相關分析曲線,為管理者隨時進行查閱提供便利,同時綜合對比分析實時與歷史等相關數據,及時發現生成工藝中出現的各類問題,在最短時間內做好調整。對于石油化工企業而言,及時報警與響應跟蹤是監控系統的一項重要作用,報警要求能夠實現多元化、多等級、及時與有效的,而響應跟蹤主要包含三個層面,即管理層面、數據收集層面及設備層面,其中管理層面位于生產調度中心,數據收集層面與生產控制采集系統緊密相連,設備層則是由系統各子設備共同集成的。從安全性能來看,監控系統必須要有完善的自動化保護體系,能夠及時、準確的反映系統故障;從管理角度來看,用戶登錄要有權限設置,不同用戶對應不同的管理操作范圍,在此基礎上實現分級管理目標。1.2發展現狀分析。目前,在國內,有很多油庫建成時間比較長,思想與裝備等比較落后,同時自動化水平相對不高,無論是設備工藝還是集成監控系統,無法滿足石化油品的實際存儲需求。在經濟發達的沿海地區,一些新建成油庫工程,其施工設計與技術水平相對比較高,但由于還存在一些其它影響因素,使得石化油品集成監控系統的無法充分發揮其功能。

2集成監控系統的構成

在本文論述過程中,設計對象為某石化油庫,其存儲品主要有柴油機其它化工品等。其中庫區主要以鐵路、公路及管道等運輸方式為主。監控集成過程中,罐存計量成為現實、公路鐵路實現定量發油、油氣稅收、傳輸泵及安防等設備。根據油庫配置設計及其運輸形式,其集成監控系統結構圖如下。圖1:石化油庫集成監控系統構成圖對于油庫集成監控系統結構而言,罐存自動計量,主要依賴于罐區成品油、化工油品、倉罐雷達液位配置計、溫變其及儲罐計量容表等,通過監控計算機系統,實時顯示產品容積與質量。公路與鐵路定量發油依據發油工藝、流量計、微發油控器、電液閥及靜電密報器等相關設備,對發油設備進行有效監控,在中控室中,不但可以看清設備運行狀態,定量發油時,還可增強設備控制的有效性。作為安全預防系統,主要與監控視頻、可燃氣體檢測、火災報警甚至周邊防范等相關。為中控室配置安防操作系統,對安全預防過程進行全程監控,一定程度上使得庫區更加安全。消防監控系統,則主要對庫區消防設施設備進行有效監控,例如消防水罐、泵及電動閥門等。根據消防操作站對消防設備進行監控,如果出現緊急情況,就要將泵閥開啟,為消防系統的正常運行奠定借此狐。油氣回收檢測主要的歲現場殼裝油氣回收裝置進行檢測,在其回收設備運作中,將出現的電流、電壓、電力、溫度及回收量等搜集起來,在此基礎上有效判斷設備運行狀態,同時還能夠及時處理回收產品。

3石化庫集成監控系統的實現途徑

對于石油化工企業而言,油庫集成監控系統的實現依賴于硬件設備與軟件,借助DCS系統平臺,采用工業網與光纖傳輸數據,促進中控室實現集成監控目標。3.1配備的硬件系統。在集成監控系統中,其硬件系統主要為現場設備、中控室與柜間等硬件配置。利用工業與光纖網,將各硬件間進行通訊連接。同時,根據監控功能,合理配置儲罐頂雷達液位計、音叉液位開關等現場設備。為汽化品等可燃氣體設備配置符合要求的報警器;鐵路公路發油設備配備流量計、靜電與溢油報警器等設備;為儲罐區傳輸、消防等泵站設置電流與壓力傳輸模塊;在油氣回收管線等設施設備上,配置遠距離傳輸壓力表、液位與溫度計等;此外,安全設備如現場數字化視頻攝像頭、周界網等也很關鍵。中控室硬件系統主要是對計算機、工業視頻等屏幕進行監控,將每部計算機視為一個操作站,主要包含計量操作、工藝設備、安防以及消防等監控系統。中控機柜與每個操作站進行通訊連接,對現場設施進行實時監控。另外,機柜及其內部硬元件,主要為機柜硬件配置表現形式。在本硬件系統中,以西門子PLC技術為主,借用方案冗余CPU硬件配置,2臺工藝設備監控機柜、安防與消防監控機柜各1臺,分別連接起現場對應操作站,根據子系統對應監控點數,為每一機柜合理配置I/O開關模塊。3.2配備的軟件系統。系統軟件主要包含人機界面、調試編程以及數據庫等。通過Wincc技術,搭建了人機界面平臺,使得西門子PLC技術可以高效的實現連接與通訊。編程軟件則是根據STEP7技術,確保機柜硬件配置通訊的有效性。作為數據庫軟件,其主要是根據SQLServer2008系統,對相關報警數據進行有效存儲。

4石油化工庫集成監控系統應用

作為石油化工企業,利用數據采集與監控系統,其作用主要體現為:(1)、為企業共用生產車間提供了統一的數據系統,同時通過對現場信息數據進行搜,集成到實時與相關數據系統中,實現了數據信息的有效集成與共享,數據傳送方式發生了改變,更加快速及時,在一定程度上,縮短了數據處理時間。通過數據有效集成與快速分析,石化企業內部各部門間的數據傳輸、分析等工作效率明顯提高,為企業生產效率與管理質量的提高奠定了基礎。(2)、石化企業監理統一的監控系統,對生產流程進行隨時監管,利用表格、曲線圖等形式,在監控中獲得直觀的數據信息,從而幫助生產調度與管理層能夠及時發現存在的問題,并制定有效的應對措施,有效提升企業生產與經濟效益。

5結語

綜上所述,在本論文論述中,在分析石化庫發展現狀技術上,結合相應監控技術與硬件配置,為石化庫去合理設計了集成監控系統,全程監控化工油品的動態傳輸與靜態保存,增強了其運行的安全、高效及穩定性等,為新油庫建設與改造提供了數據參考。隨著社會經濟的發展,應該積極深入探索油化庫設備與設計工藝,對其進行不斷優化,從而為現代化油化倉儲庫的建立奠定了基礎。

作者:趙衍 單位:中國石化銷售有限公司華北分公司

石油化工設計論文:石油化工結構設計論文

【摘要】型鋼混凝土組合結構是采取軋制或焊接成型等方法在混凝土內配置型鋼和鋼筋的一種獨特結構。論文結合具體工程實際,重點探討型鋼混凝土結構在石油化工結構設計中的應用,以期提升石油化工結構設計的質量。

【關鍵詞】型鋼混凝土;石油化工;結構設計

1引言

型鋼混凝土結構構件具備諸多優勢,比如:受力性能好、截面尺寸小、抗震性能好、自重輕等,在石油化工結構設計中具備很優越的應用價值。在型鋼混凝土結構設計過程中,需要明確方法,遵循《型鋼混凝土組合結構技術規程》《型鋼混凝土結構設計規程》等[1]。此外,還有必要通過構件的實際受力情況,對設計進行優化。總之,由于型鋼混凝土具備很好的應用價值,所以對其應用進行探討意義重大。

2工程實例分析

在石油化工焦化裝置中,焦炭塔框架屬于優秀構筑物,操作重量大,裝置支座位置及井架總高度偏高,通常情況下會有焦溜槽以及樓梯間附帶。整體結構體系較復雜,設計存在一定難度。以某煉油廠為例,其工程延遲焦化裝置焦炭塔框架屬于兩塔結構,焦炭塔單塔自重達4300kN(430t),塔外徑為9690mm,單塔最大高度為41.3m。水焦工況最大操作介質為3040t,滿焦工況焦炭量達到1150t。該工程所處場地在地面上10m位置的基本風壓為0.5kN/m2,地面粗糙度為B類,抗震設防裂度為7度,工程場地設計基本地震加速度值為0.15g[2]。從框架設計來看屬正常,但在結構空間利用方面提出了一些基本建議:(1)盡可能控制主要構件截面,使整體平面布置的需求得到有效滿足;(2)確保塔體下方具備充足的空間,能夠設置冷焦水過濾器1臺和別的附屬操作框架;(3)在塔體下方框架位置,有必要對全封閉設備操作房進行合理設置;(4)確保型鋼混凝土結構能夠合理、科學地應用,進而發揮型鋼混凝土結構的作用。

3型鋼混凝土結構的選擇以及模型的計算

3.1結構選擇

對于上述工程的焦炭塔框架設備支承部分來說,為典型的塔型設備基礎,即:兩塔板式框架聯合塔基礎,一共有3層,高為27m,縱向連續兩跨2.5m×2,橫向為單跨12.5m,出焦井架標高為27~117m,屬中心支撐鋼結構框架。

3.2模型計算

在設計中,所使用的是有限元分析軟件STRAT,在利用該軟件進行計算過程中需由經驗豐富的技術人員操作,以確保計算值的精準性。同時,在焦炭框架選擇上,選擇高聳組合結構,在建模分析過程中,有必要對下部混凝土框架和上部鋼結構的共同作用充分考慮,以此有效模擬結構的具體情況。對于完整的焦炭塔框架模型來說,需具備:①混凝土框架柱;②井架鋼結構梁;③混凝土框架梁。此外,利用厚殼單元模擬混凝土頂板,利用薄殼單元模擬設備塔體。

4荷載組合與截面設計

4.1荷載組合分析

根據相關設計規范要求,對焦炭塔框架設計需根據承載能力極限狀態最不利的效應組合加以設計。因此,兩塔結構設計時的荷載組合為:(1)正常操作工況下:1.2永久荷載+1.0×1.3×(介質荷載+活荷載)+1.4×風荷載;(2)停產之前:1.2永久荷載+1.0×1.3×(介質荷載+活荷載)+1.4×風荷載;(3)停產檢修工況下:1.2永久荷載+1.0×1.3×活荷載+1.4×風荷載;(4)地震作用下:1.2×[永久荷載+0.5×(介質荷載+活荷載)]+1.3×水平地震荷載+1.4×0.2×風荷載[3]。總之,需合理分析荷載組合,以此為進一步截面設計以及計算結果的準確性提供保障。

4.2截面設計分析

截面框架柱、框架梁的設計內容如下:1)框架柱設計。在設計初始階段,如果外在條件全部一致,為了使框架柱截面的尺寸得到有效保證,可選擇2種框架柱截面尺寸,通常會選擇1個大柱尺寸,即:2500mm×2500mm規模;同時選取1個小柱尺寸,即:1800mm×1800mm規模,根據計算結果,采取對比的方法最終選擇適合本工程結構的合理尺寸。在外在條件一致時,大柱和小柱模型需采取分別進行計算的方法。由于會受到框架柱截面尺寸差異的影響,進而使結構剛度存在很大的差異。針對此類情況,需要利用地震組合工況控制好設計結構。從實際經驗來看,小柱模型在剛度上偏小,在柔性上較好,基于同樣風載或者地震條件作用之下,結構內力偏小,便于為構件截面設計提供有利的條件。2)框架梁設計。對于框架梁來說,因受到工藝設計需求的影響,加之標高相對明確,使得調整的空間偏小。在梁截面上,一般選取為1500mm×2500mm。在對梁截面剛度進行合理增多的條件下,能夠使框架柱的反彎點位置得到有效控制,進而使框架梁設計彎矩的要求得到有效滿足。基于框架梁內部對H型鋼進行設計,能夠和框架柱內型鋼柱之間組合成為內框架體系,從而使結構的整體性得到有效提升[4]。此外,框架頂板屬于設備的支座層,起到承載塔體荷載的作用,在頂板中間部位需設置型鋼斜梁,并采取STRAT計算結果提取內力,對厚板配筋進行計算。總結起來,在設置斜梁的條件下,能夠使頂板的受力得到有效改善,同時使傳力路線得到有效簡化。

5結語

本次研究結合實際工程案例,對型鋼混凝土在石油化工結構設計中的應用進行了探討。在了解工程實例的條件下,需選擇合理的型鋼混凝土結構,并通過模型的計算,進一步分析荷載組合,然后在截面設計過程中,注重框架柱的設計和框架梁的設計。總之,對于型鋼混凝土結構來說,對型鋼和混凝土共同受力的特性加以應用的條件下,使混凝土的抗壓性能以及型鋼的抗彎性能得到有效展現,進而使結構的延展性得到有效提升。此外,在合理應用型鋼混凝土結構的條件下,能夠提升結構空間的利用效率,進而使實際生產需求得到有效滿足。

作者:冉艷華 單位:中海油山東化學工程有限責任公司

石油化工設計論文:石油化工儀表及系統接地設計

摘要:針石油化工儀表及控制系統接地的設計進行了詳細闡述。

關鍵詞:石油化工;儀表防雷;控制系統;接地設計

21世紀以來,DCS在石油化工行業的應用和技術都得到較大程度的突破,因此儀表系統接地的問題也受到相關人員較高程度的重視。雖然,我國早在多年以前就儀表系統接地問題進行研究和規范,并通過明文對儀表以及控制系統的等電位接地問題進行了統一的規范和詳細說明,但仍有許多項目在實際執行的過程中存在許多問題未能按照標準執行,尤其是項目單獨設置儀表接地極的問題,不但給項目的具體實施造成了不必要的麻煩,也不符合我國在儀表系統等電位接地問題上所制定的規范和原則。

1儀表系統接地分類

1.1保護接地

保護接地主要目標是為了保障人身的安全和設備的穩定運行。因為通常狀況下,儀表和控制系統都會存在外露的導電部分,而這一部分會因為故障或是不正常運行導致高危電壓的形成,給工程現場埋下了極大的安全隱患。因此,這類設備需要進行保護接地。除此之外,由于現場環境的復雜性和變化性,有時甚至會出現儀表導線附帶高于36V的電壓的情況,因此,處于安全性的考慮也會給儀表外殼進行保護接地。

1.2工作接地

工作接地作為保障儀表數據的精確度和可靠度的重要工程,其主要內容包括了信號回路接地、本質安全系統接地和屏蔽接地三種情況。信號回路的接地處理需要分情況進行處理,當信號系統處于非隔離情況時,通常將直流電源的負極進行接地處理;反之,若是隔離的情況,則會由于信號本身就處于絕緣狀態,因此,可不實施接地。而屏蔽接地主要是為了防電磁干擾,因此大多數會在控制室進行接地處理。本質安全儀表系統由于安全柵類型的區別而劃分為隔離式和齊納式兩大類。隔離式安全柵由于自身的特性無需接地,而齊納式安全柵電路則需要在控制室采用同一接地體。

1.3防靜電接地

防靜電接地處理需要在沒有保護接地和工作接地時進行。而且接地的標準需要根據建筑物的特性來劃分,每一類建筑物都有特定規格的保護器。

2儀表及系統接地的設置

2.1接地系統的主要組成部分

接地系統包含了導線、銅板、電極。導線起連接功能,貫通各處。然而,接地導線需要根據使用途徑、連接部位、數量和長度的區別選擇合適截面積的接地導線。通常狀態下,需要設置三塊接地銅板:第一塊是工作地的匯總銅板;第二塊是保護地的匯總銅板;第三塊是總接地的銅板。這三塊銅板都需要進行絕緣固定,而且這些銅板厚度都存在嚴格的要求(不小于6mm),而尺寸則需要根據需求情況進行確定。

2.2接地系統的設計原則

我國現階段的主要接地設計原則是防電位差,因為保護接地和工作接地選擇多個接地點時,接地點會產生電位差,從而影響儀表系統正常運行。正常狀況下,儀表盤、控制柜內因為同時存在保護接地和工作接地兩種接地類型,因此需要分別接入兩種接地裝置專屬的匯總銅板。而其中的本安儀表接地、屏蔽接地、信號回路接地需要先接入到各匯流條后再接入工作接地的匯總銅板。接地電阻值作為關乎評價接地情況符合標準與否的重要指數之一,對接地效果的反映非常直觀和準確。設計師在進行接地方案的設計時,不但要對接地電阻值進行考慮,還要對接地連接電阻值進行充分的考慮。連接電阻值指從接地端到總接地板這兩者之間的電阻值大小,而且需要保證這一電阻的數值始終保持在0~1Ω以內,除此之外,還需要將儀表接地系統的電阻控制在4Ω以內。因此,對接地電極、接地導線截面積、連接方式的選擇等方面都會對接地電阻值產生直觀的影響,會直接影響接地電阻值。因此,各線路之間連接與導線和銅板的連接都需要采用銅接線片和鍍鋅鋼質螺栓的方式,或者采用焊接。除此之外,接地總干線和接地電極連接還需要進行熱鍍鋅的處理。

3結束語

儀表及控制系統唯有利用科學合理的接地保護才能讓儀表及控制系統進行穩定持續的運行,才能防止各類型的干擾。尤其是在DCS系統的運行過程中,必須對現場可能出現的干擾情況進行防治型接地處理,不然很難保障系統運行過程中的穩定性和持續性。一般的工業現場環境都十分復雜,為了保障儀表及控制系統運行的穩定性,不但需要制造商進行改進和調整,提高系統的抗干擾程度;還需要工程設計者在設計方案時就考慮好系統接地的工作實施。

作者:張憲發 單位:中石油中國昆侖工程公司大慶分公司

石油化工設計論文:石油化工項目的設計進度管理研究

摘要:我國石油化工產業設計進度管理有以下幾個特點:工程投資巨大、工藝復雜、建設周期長、設計的材料復雜等,本文對石油化工總承包項目的設計進度管理進行了探討。

關鍵詞:石油化工;設計;進度管理

1石油化工設計進度管理的特點

1.1石油化工涉及專業廣泛

石油化工的設計進度管理不光是工藝上的問題,結構、電氣、管線、機械等都需要復雜的設計過程。他們之間有了較為復雜的邏輯關系,把他們串聯整合到一起才能發揮出有效的作用,如果有一個節點出了毛病,將會影響到其他的環節。這就要求項目管理負責人需要有強大的思維邏輯能力,分清主次,對實際情況出現的問題及時處理;對于計劃跟實際情況不符的時候,需要管理人員制定措施并糾偏。

1.2設計的進度滯后

設計階段的工作,往往影響到后續更多的工作,項目設計無疑起著龍頭作用的。一旦設計的進度滯后,會消耗更多的成本和時間,再設計完竣工時間的時候,就希望盡快投入建設,沒有詳細的規劃會給施工單位帶來無形的壓力,這樣的施工質量是無法保證的。有時項目的延誤不光是現場的技術失誤造成的,往往是由于設計進度沒能按時詳細的完成造成的[1]。

1.3設計文件的質量問題

設計中各個專業相關性不能保證,沒有專業的技術作為指導,憑空想象,缺乏高質量的審核,一旦出現問題就可能導致更多不良后果。出現設計變更時,需要盡快修改,嚴重情況下,需要在施工過程中進行修改,造成更多的浪費問題。對于設計時,出現的關鍵問題的參數時應該進行論證,對于新技術或者新設備更應該進行詳細研究。

1.4容易出現偏差

1)項目管理計劃忽略了實際情況,盲目照搬前人經驗。2)項目管理人員經驗不足容易導致估算錯誤。3)執行者與設計者協調不一致,導致交流方面的隔閡,延誤進度。4)設計管理人員對于相關專業不熟悉導致了盲目增加工程量,不能量力而行。

2設計進度管理內容

2.1設計、采購、施工與管理的結合

一個完整的項目需要設計、采購、施工按順序依次完成。設計階段是進行圖紙設計,通過方案對比到施工圖完成,需要進行詳細的研究判斷;采購階段,從資源選定到進行價格商定,最后的采購需要合理的計算;施工階段是最關鍵的階段,石油化工的技術涉及范圍廣、工期長需要更加細致規范的管理來進行保證。三者與管理相結合,相互依存,理清關系,以完成相應的目標。設計、采購、施工三者需要高度的銜接才能保證與管理計劃同步。把握三者之間的聯系,需要項目計劃管理統籌進行分析。首先是提前進行項目的策劃,包括編制實施計劃書、設計進度計劃書、項目責任書、鑒定報告等等。其次是考慮穿插在其中的任務,保證在履行目標的同時實現自身的利潤問題,這些都是承包商關注的問題。

2.2設計進度計劃編制

石油化工總承包的設計計劃需要分為四個級別,由總體到分散,由具體到詳細。第一級是項目總體的計劃,主要包括項目總體進度的關鍵日期,項目在某一時間段需要達到的理想效果,項目需要在每一階段具體落實的事宜。第二級是在第一級的基礎上進行完善,將總體項目分為幾個分工鮮明的單位,每個單位需要需要做什么、怎么做、做到什么,將設計、安裝、施工集為一體安排規劃。第三級是詳細進度的計劃,每單位在每個工期的詳細內容和目標。第四級計劃在第三級計劃上進一步的細化,具體到每一天的工期,主要包括圖紙目錄和工作量清單。在三、四級計劃上,需要各個專業的負責人進行編制,各個階段的銜接必須保證科學合理性。

2.3進度管理的跟蹤

當項目計劃制定完成后,則需要開始正式的實施階段。計劃配合項目施工,難免有問題產生,這就需要進行管理的調整。每個單位每天都需要進行項目的進展跟計劃的進度比較,發現其中的差距,分析產生落后或者超前的原因并上報。每周進行提交包括施工圖紙交付狀態表、設計采購表、人力統計表、資源開發表等內容。月報則是對每個周的總結。這樣對不合理的地方進行適當調整,使項目于施工中業主、監理和承包商三方進行相互協調,保證項目平穩進行。

2.4現代工程設計集成化系統

現代工程設計集成化系統是以數據庫和網絡為優秀技術,貫穿于整個工程設計中的全過程。以三維模型設計為新的工作方式,實現集成化的設計思想。對于管理計劃根據工作量和工作時間由計算機進行分析模擬,管理人員只需要在幾個方案中優化出最有效的一個,通過數據模擬,將一個項目每一個步驟完整的串聯起來,提高設計的準確度,保證數據的真實性和權威性。

3結束語

綜上所述,一個好的計劃進度管理對于技術復雜、投資巨大、工期長久的工程來說是至關重要的,它帶動整個工程協調有序的進行建設。現階段的項目計劃顯然不會一直延續下去,也會在以后的建設中暴露出弊端。未來一個時期是我國石油化工建設事業的重要戰略時期,面對巨大的挑戰,應該去努力摸索更符合國情的項目管理計劃。

作者:張鵬宇 朱閆麗 單位:海工英派爾工程有限公司

石油化工設計論文:石油化工儀表及系統接地的設計

摘要:針石油化工儀表及控制系統接地的設計進行了詳細闡述。

關鍵詞:石油化工;儀表防雷;控制系統;接地設計

21世紀以來,DCS在石油化工行業的應用和技術都得到較大程度的突破,因此儀表系統接地的問題也受到相關人員較高程度的重視。雖然,我國早在多年以前就儀表系統接地問題進行研究和規范,并通過明文對儀表以及控制系統的等電位接地問題進行了統一的規范和詳細說明,但仍有許多項目在實際執行的過程中存在許多問題未能按照標準執行,尤其是項目單獨設置儀表接地極的問題,不但給項目的具體實施造成了不必要的麻煩,也不符合我國在儀表系統等電位接地問題上所制定的規范和原則。

1儀表系統接地分類

1.1保護接地

保護接地主要目標是為了保障人身的安全和設備的穩定運行。因為通常狀況下,儀表和控制系統都會存在外露的導電部分,而這一部分會因為故障或是不正常運行導致高危電壓的形成,給工程現場埋下了極大的安全隱患。因此,這類設備需要進行保護接地。除此之外,由于現場環境的復雜性和變化性,有時甚至會出現儀表導線附帶高于36V的電壓的情況,因此,處于安全性的考慮也會給儀表外殼進行保護接地。

1.2工作接地

工作接地作為保障儀表數據的精確度和可靠度的重要工程,其主要內容包括了信號回路接地、本質安全系統接地和屏蔽接地三種情況。信號回路的接地處理需要分情況進行處理,當信號系統處于非隔離情況時,通常將直流電源的負極進行接地處理;反之,若是隔離的情況,則會由于信號本身就處于絕緣狀態,因此,可不實施接地。而屏蔽接地主要是為了防電磁干擾,因此大多數會在控制室進行接地處理。本質安全儀表系統由于安全柵類型的區別而劃分為隔離式和齊納式兩大類。隔離式安全柵由于自身的特性無需接地,而齊納式安全柵電路則需要在控制室采用同一接地體。

1.3防靜電接地

防靜電接地處理需要在沒有保護接地和工作接地時進行。而且接地的標準需要根據建筑物的特性來劃分,每一類建筑物都有特定規格的保護器。

2儀表及系統接地的設置

2.1接地系統的主要組成部分

接地系統包含了導線、銅板、電極。導線起連接功能,貫通各處。然而,接地導線需要根據使用途徑、連接部位、數量和長度的區別選擇合適截面積的接地導線。通常狀態下,需要設置三塊接地銅板:第一塊是工作地的匯總銅板;第二塊是保護地的匯總銅板;第三塊是總接地的銅板。這三塊銅板都需要進行絕緣固定,而且這些銅板厚度都存在嚴格的要求(不小于6mm),而尺寸則需要根據需求情況進行確定。

2.2接地系統的設計原則

我國現階段的主要接地設計原則是防電位差,因為保護接地和工作接地選擇多個接地點時,接地點會產生電位差,從而影響儀表系統正常運行。正常狀況下,儀表盤、控制柜內因為同時存在保護接地和工作接地兩種接地類型,因此需要分別接入兩種接地裝置專屬的匯總銅板。而其中的本安儀表接地、屏蔽接地、信號回路接地需要先接入到各匯流條后再接入工作接地的匯總銅板。接地電阻值作為關乎評價接地情況符合標準與否的重要指數之一,對接地效果的反映非常直觀和準確。設計師在進行接地方案的設計時,不但要對接地電阻值進行考慮,還要對接地連接電阻值進行充分的考慮。連接電阻值指從接地端到總接地板這兩者之間的電阻值大小,而且需要保證這一電阻的數值始終保持在0~1Ω以內,除此之外,還需要將儀表接地系統的電阻控制在4Ω以內。因此,對接地電極、接地導線截面積、連接方式的選擇等方面都會對接地電阻值產生直觀的影響,會直接影響接地電阻值。因此,各線路之間連接與導線和銅板的連接都需要采用銅接線片和鍍鋅鋼質螺栓的方式,或者采用焊接。除此之外,接地總干線和接地電極連接還需要進行熱鍍鋅的處理。

3結束語

儀表及控制系統唯有利用科學合理的接地保護才能讓儀表及控制系統進行穩定持續的運行,才能防止各類型的干擾。尤其是在DCS系統的運行過程中,必須對現場可能出現的干擾情況進行防治型接地處理,不然很難保障系統運行過程中的穩定性和持續性。一般的工業現場環境都十分復雜,為了保障儀表及控制系統運行的穩定性,不但需要制造商進行改進和調整,提高系統的抗干擾程度;還需要工程設計者在設計方案時就考慮好系統接地的工作實施。

作者:張憲發 單位:中石油中國昆侖工程公司大慶分公司

石油化工設計論文:石油化工管道設計探討

摘要:介紹了石油化工管道設計中管道安置的基本原則、管道材料的選擇和選購、管道設計中存在的不安全因素以及管道設計中需注意的問題。

關鍵詞:石油化工;管道設計;設計問題

引言

石油化工的輸送管道在輸送物料的環節起著重要的作用。目前,各種管道一般是根據其使用方式和使用環境的不同而定義的,故而管道的種類繁多,樣式各異。但是,一個優秀的管道設計,需要對管道的安置點、管道所受的應力情況、管道吊具的選擇、工具原材料的選擇等方面進行周全的考慮[1-2]。此外,一個好的施工服務和優質的材料也是其必要條件之一。

1安置管道的幾項基本原則

1)出氣管道和安全閥門相同時,要沿著水流向上偏離45°的方向插入總管道,這樣做可以防止插入時總管的液體流入分支管道。當安全閥上壓力表頭的值超過7MPa時,同樣需要采取有一定角度的方式插入。

2)當泄壓總管出口的水平位置高于安全閥時,需要對手動閥門進行調節,所以手動調節放液閥門要安置在人員操作方便接觸到的地方;要定期排除掉聚集在袋形管道中的液體,且液體排放到密閉系統中;同時,為了避免液體在袋形管段溫度較低的管道節點發生凝固,要做好防凍工作,避免管道發生損害。

3)盡可能地多采用無縫隙的直型管道。假如采用焊接的方式形成的直管道,焊縫的間距應該大于200mm,管道彎頭采用1.5DN的規格,而且必須經過嚴格的探傷檢測,合格后方可將外管安置到管道中。在選取內外管材質時,由于管道會因環境變化發生正常膨脹,為了防止內外管道相互阻礙彼此的膨脹,二者的材質必須相同。

4)泵入口管道的管程應該盡量直且短,布置時不應有氣袋或液袋,頂平還是底平根據管道走向確定。這樣,可以在管道直徑發生變化時有效地防止氣體聚集。

5)不能將法蘭安裝在跨越道路的危險介質管道的上方。對于閥門及波紋管安裝時的凈高要達到相應的安全要求。在有關事故消防設施上,消防氣體、事故隔離欄等必須要放在顯眼的位置,并確保這些設備隨時能正常使用。

6)為了預防某些高凝固點且帶有腐蝕性介質的液體聚積,必須水平安裝調節閥的旁路和閥。

2材料的選擇

管道材料的選擇恰當與否十分關鍵。相關調查報告的結果顯示,在所有報道的安全事故中,因管道材料選取不合理引起的事故占據了14%[3]。在管路設計中,應遵循如下選材原則:

1)法蘭相連接處螺栓和墊片的設計。高壓力規格的法蘭需要密封比壓相對較高,在使用金屬墊片的時候,墊片的硬度要比法蘭封面至少低HB30。這是由于,具有差異性規格的管道一般會在法蘭的連接地方分開。可見,在選擇金屬墊片的時候,需要參照法蘭的硬度要求。

2)進口設備與國產設備的匹配工作。由于國內外對于設備材料所需要的性能要求不一樣,如,承受溫度、壓力等,造成進口設備與國內的法蘭不匹配,經常會發生異常。這樣便要求我們在法蘭連接的地方,至少要預留一端為活套的法蘭,以便在施工的時候對螺栓進行矯正。

3)隔熱溫度的設計為了實現管路實際意義上的隔熱效果,需要依照工藝、生產環境、工業介質以及現場的操作溫度差異作決定。誤差范圍應在工程允許的級別內。

3材料的選購

3.1減少采購附加量

材料的采購量一般要多于預期量,大致的區間為2%~20%,材料之間的差異可引起采購附加量的差異。目前,隨著科技的發展和制造技術的改進,施工前期損壞以及浪費材料量也隨之減少。因此,以前的采購附加量標準已經不再滿足當代施工建設的需求,減少采購材料附加量成了一項重要課題。

3.2要求廠家提供必要的參數

在采購材料時,比較重要的參數往往會被忽略,以至于我們很難把握施工現場材料的特性,無法查檔、無法核查問題材料等。管道建設所用的材料,都需要向廠家索要必要的文件。

3.3現場材料驗收

在施工現場使用建材時,不僅要核查必要的產品數量以及規格,還需要將材料的文件信息納入考核范圍之內,要保證必有的文件齊全、材料的技術參數以及發生缺陷原因等文件也應該齊備,若缺少此類文件,應當及時跟廠家取得聯系,獲得相應的文件,保證材料使用中出現問題時不至于無據可查。

4管道設計過程中存在的不安全因素

1)運輸氮氣的管道入口處缺少必要的盲板,檢修工程師在進入管道進行維修時,有開錯閥門的可能性,這將導致高純度氮氣泄漏,威脅維修人員生命安全[4]。

2)易燃易爆區域缺少必要的監測儀器,如可燃有毒氣體報警儀,致使易燃易爆物品泄漏無法提前預知,不能防患于未然。

3)在比較脆弱的管道接口處缺少必要的防護措施。此類問題需要及時處理,以防多條管道牽連受損。

4)管道布局缺少合理性,管道材料選擇不合適,不能安全地防火防爆。

5)靜電囤積的處理也是管道設計必須考慮的問題。靜電囤積到一定量之后,會導致易燃易爆、有毒物質在運輸過程中的發生安全事故[5]。

5石油化工管道設計的注意問題

5.1管架設計

管道設計和管架設計相輔相成,同樣重要,不適當的管架設計會導致儀器和管道的損壞。所以,要同時注重管架和管道設計。

1)管架設計中要盡量減少彈簧架的使用,彈簧架有其特有的缺點,如,安裝麻煩,且時間久了可靠性會下降,所以,彈簧架中非常重要的部件定位銷不能隨便地安卸。

2)一條管線限定只設一個支撐架,若是負載較大,則需要設置多個支撐架,支撐架之間有導向支架連接。吊架是一個不穩定結構,它有一個轉向角,所以,一條管道不適合安裝多個吊架,這對于管道的穩定性是至關重要的。

5.2管道布置

管道布置也是石油化工管道設計的一個重要課題。從功能上而言,要安全可靠地運輸化工產品;從其他方面考慮,則需要配合工廠設備的布置以及生產的要求。

1)管廊附加余量要符合基本要求。

2)管道中的安全閥布置應因地制宜,科學合理。如,安全閥與總管接頭處有凝液倒流的隱患時,需要對安全閥正確安裝來消除這個隱患。

3)夾套管的布置。管段需要有較高的焊縫質量,要對管件和彎頭有適當的控制,在沒有達到安裝標準及要求時不能隨意裝配外管。

4)泵入口管道布置。泵入口處管道應隨所運輸化工產品的不同而不同。大多數情況下,為了保證化工產品的運輸效率,泵口入口處管道盡量要直而短。

5)不同環境下采取不同的管道布置,以減少管路出現問題的風險,及時發現管道鋪設中存在的問題,采取措施,防患于未然。

6結束語

管道是石油化工產品運輸的必要工具,整個化工產業的發展離不開管路的鋪設。這就需要管道設計者在進行管道設計時周全考慮問題,不能忽略設計中的任何一個細節,嚴格按照相應的標準和要求進行設計。

作者:張浩 單位:山西陽煤化工工程有限公司

石油化工設計論文:石油化工裝置工藝管道設計研究

1石油化工裝置工藝管道設計現狀

在石油化工企業中工藝管道設計屬于基礎內容,因此其設計是否合理就顯得異常重要。對于工藝管道設計來說,工藝流程十分重要,合理的工藝流程設計不僅可以防止工藝管道出現過多冗余情況,還能有效降低投入成本,減少安全隱患。但不少石油化工企業經常為了縮減投入成本,不設計工藝流程,一切工作都照搬其他企業,這樣就導致工藝管道質量較差,存在安全隱患,如很多有害物質在未經處理以后就被排放出去,這樣也就導致生產風險加大,嚴重違法國家相關規定。在化工裝置布置中,很多企業可以增加管道數量,致使管道過于密集,如果出現事故將給企業帶來毀滅性災難[1]。管道路線設計屬于設計重點,不少小型石油化工企業并不遵守國家規定,總是存在路線設計不合理情況,致使安全風險不斷涌現。在管道管架設計上也存在過于簡化現狀,所應用大管架類型十分有限,難以保證管道安全性與穩定性。此外,管道材料選擇也存在問題,不少企業并不重視管道材料,很少使用優質材料,致使工藝管道承載能力下降,安全得不到保證。

2石油工藝管道設計的要點分析

2.1確定工藝流程

針對部分石油化工企業不重視工藝流程設計的情況,要解決這一問題,首先就要求石油化工企業管理者學習與了解工藝流程設計的重要意義,并根據企業實際情況確定施工成本與維護費用,構建合理的流程,注重先進技術的應用,強調環保工藝的融入[2]。同時,在工藝流程設計階段還要遵守國家相關規定,運用合理的消防設施,做好工業三廢處理工作,以便促進石油化工企業發展。

2.2合理布置化工裝置

合理的布置化工裝置有利于做好石油化工工藝管道設計工作,因此,布置階段應根據工藝流程完成化工裝置布置工作,確定布置空間,并嚴格依照國家法律法規辦事,保證安全距離。

2.3明確工藝管道設計機構

石油化工裝置工藝管道設計所需時較短,人員較多,經常需要多名設計人員配合才能完成工作,為減少設計出錯,就要明確工藝管道設計機構,要求所有工作人員各司其職,堅守崗位,這樣就可以防止在設計中出現偏差。確定合理的組織設計方案,以便提升設計質量。同時,在工藝管道設計期間還要注重先進生產技術的應用,如計算機模擬技術等,能夠顯著減少設計問題出現,提高設計精度。此外,在設計方案擬定以后應要求專業工程師加以評定,彌補不足完善設計方案。

2.4選擇優質材料

在選擇工藝管道材料時,應參照高低壓連接情況,確定溫度變化,并根據工藝管道液體性質等確定最佳材料。相關工作人員要選擇的工藝管道不僅要滿足一定壓力,還要符合流體性質,更要達到一定溫度標準,只有這樣才能縮減成本,選出合理管材。同時,相關部門也要做好對小型石油化工企業的監督管理工作,避免其在材料選擇上出現偷工減料情況。

3石油化工裝置工藝管道的安全設計與合理設計

3.1安全設計

安全設計屬于首要內容,因此在工藝管道設計階段應注重安全性。尤其是閥門、管道等部件的設計應達到相應標準,并進行抗震、抗裂設計。同時也要將溫度是否合理、是否具有腐蝕性都加入設計考慮范疇[3]。為進一步保障工藝管道安全,還要將安全網、防爆膜安裝好,并安裝檢查儀表與報警裝置等,在異常天氣到來前做好工藝管道防護工作。此外,在設計階段還要對關鍵點進行實地考察,減少安全隱患,如輸送高危流體工藝管道避免經過建筑物,如果有工藝管道需要交錯,就要留足距離,確定是否兩管道能否相鄰,一定要避免與易燃料管道相鄰。

3.2合理設計

在工藝管道設計中難免會出現很多不同壓力與不同溫度管道相連接的情況,這就要求在設計階段堅持服從高要求的原則,也就是說哪條工藝管道使用的材料要求越高就要服從于哪種設計。在塔與容器管道設計中,除了滿足一定工藝要求以外,還要設計便于操作與檢修的工藝,減少難以維護的弊病。此外在泵設計時應保證泵嘴受力不超出極限,以此避免安全事故發生。

4結語

在石油化工企業中裝置工藝管道設計十分重要,如果其發生事故將給石油化工企業帶來巨大損失。因此在工藝管道設計中應全面考慮各項要點,并做好工藝管道設計工作,尤其要注重安全設計與合理設計,以便減少安全事故發生,促進石油化工企業發展,縮減企業投入成本。

作者:劉彪 齊帥 李豫杉 劉玉峰 單位:中國石油呼和浩特石化公司

石油化工設計論文:石油化工裝置鋼結構冷換框架設計

1工程概況及方案選擇

某公司詳細設計項目中,需要設計一構架即鋼結構冷換框架。框架為兩層,每層標高分別8.000m,16.500m,該框架總高度16.5m,個別柱局部升至19.2m。

1.1冷換鋼框架結構體系概述

石油化工企業目前經常采用的冷換框架結構形式為框架-支撐結構和框架結構。在滿足生產操作條件下,優先采用框架-支撐結構。

1.2框架結構研究現狀

框架結構即無支撐的框架,該種結構在水平力較大時產生的側移大,為了滿足規范要求,往往采用較大的梁、柱斷面,因此造成浪費。在正常生產時,位于頂部的平臺還會搖晃,使正在平臺操作的工人產生不安全感,故很少采用此種方案。

1.3框架支撐-結構研究現狀

框架-支撐結構框架宜在兩個方向分別布置支撐,支撐宜采用交叉支撐、人字形或V形支撐。此種結構具有較大的抗側移剛度,支撐布置在滿足管道、設備的安裝、生產和檢修要求的前提下,優先采用框架柱弱軸設支撐,強軸不設支撐。結構布置根據設備布置的要求采用橫向承重框架結構(即鋼柱弱軸承重方案),此種方案的優點是:減小鋼柱弱軸承重梁的高度,節省鋼材,充分發揮H型鋼柱強軸截面抵抗矩大的特點,增加H型鋼柱弱軸截面抵抗矩,同時加強橫向剛度,在鋼柱強軸方向便于換熱器檢修抽芯。另梁柱節點采用梁與鋼柱弱軸鉸接,梁與鋼柱強軸剛接。梁格布置采用短跨承重方案,即設備梁荷載均傳到與框架柱弱軸相連的框架梁上,所有梁計算均不考慮穩定,當由穩定控制時,應設置側向梁。設備梁位置均設水平撐,同時沿著設備支座軸線方向設置平衡梁以抵抗水平抽芯力。

2建立框架模型及計算結果分析

通過計算及與以往設計(即縱向框架承重)進行對比發現,在滿足承載力和變形要求的情況下,縱向框架梁比橫向框架梁的梁型號要大,同時鋼柱也比橫向框架承重的鋼柱要大,另外縱向框架承重比橫向框架承重的頂點側向位移要大,因此冷換框架設計宜優先選用橫向框架梁承重且在框架橫向柱弱軸設支撐。設計支撐原則:即在滿足平臺上人員通道高度的情況設撐,設計支撐位置:在框架橫向柱弱軸方向,其中的一跨設計成從上到下貫通的人字支撐的結構。同時為了減小另一跨橫向框架承重梁的高度,而局部設人字撐,該支撐結構具有抵抗側向剛度大、側向位移小、橫向框架梁的高度降低等優點。即節省了鋼材同時又滿足生產需要。另根據程序計算所得的各構件應力圖核查,發現犖8.000層平面應力圖中的設備梁應力為0.97,該梁主要為施工方便而與相鄰跨設備梁對齊而引起偏心荷載造成的結果,將梁格調整到使設備梁豎向荷載居中即可,再者就是發現用來承重設備梁的框架梁應力偏小,主要是因為框架承重梁的大小是受設備梁大小的制約,綜上所述文章所選框架-柱弱軸設支撐且為橫向框架承重結構,具有增強鋼柱弱軸側向剛度、減小鋼柱弱軸側向水平位移、降低橫向框架梁的高度等優點。同時又滿足了生產需要及節省了鋼材。

3結束語

通過以上分析可知,在設計石油化工裝置廠區鋼結構冷換框架時,應注意優先選用框架-弱軸支撐結構且采用橫向框架承重方案。

作者:史佩芝 單位:中石化洛陽工程有限公司

石油化工設計論文:石油化工裝置工藝管道設計

1工藝管道設計現狀

工藝管道設計是在石油化工裝置工藝設計的基礎上進行的,所以單純的考慮工藝管道的設計是片面的,在進行石油化工裝置的工藝管道設計的同時,我們也需要就石油化工裝置內部的工藝流程和其裝置的布置進行全盤的思考,不能將工藝管道的設計與工藝流程和裝置的設計割裂開來。

1.1工藝流程設計

工藝管道的存在,本身就是為了連接工藝流程,使其工藝流程能夠順暢的走下去,一個合理的工藝流程對工藝管道設計的影響非常大。合理的工藝流程設計可以避免冗雜的工藝管道,既能節約成本也可以降低安全隱患。但是很多石油化工企業,尤其是一些基層企業,為減少投資成本,在建設初期沒有進行專業的工藝流程設計只是把其它企業所運用的一些工藝流程進行照搬照抄,使得工藝管道的設計質量偏低。照搬照抄其它企業的工藝流程,自然也就照搬了其它企業的工藝管道設計,但是這帶來了很多問題,例如:部分工藝管道照搬其它企業帶來很大的安全隱患,將有毒有害物質未經處理排放到了外部,這不僅使得生產風險大大增加,也違背了相關的法律法規。也有部分企業在進行工藝流程設計的時候沒有按照相應的消防安全規定進行,工藝流程的設計未按照相關規定,工藝管道的設計自然也會受到較大影響,這就導致在發生緊急情況時無法采取有效的措施去應對,而帶來重大的損失。還有企業在未加評估檢查的情況下就引入了外國的工藝流程和生產技術,使得工藝管道設計復雜,但是在實際的運行中并沒有帶來太大的效果。

1.2化工裝置布置

石油化工中工藝管道的作用就是連接各個化工裝置,這就可以直接看出相應的化工裝置的布置設計會對工藝管道設計帶來多大的影響。化工裝置的布置設計會直接影響石油化工工藝管道的設計和后期的維護工作。石油化工的工藝管道數目很大,并且排列緊密,一旦發生事故往往就是災難性的,一般而言真正的大型石油化工企業會進行工藝流程設計和化工裝置布置設計,以保證安全和工藝管道的利用度。但是一些小型的石油化工企業沒有進行這兩種設計,導致化工裝置布置雜亂無序,工藝管道冗雜,一旦發生安全事故無法進行合理的減災。

1.3工藝管道路線設計

工藝管道路線設計是整個設計中的關鍵,需要我們極其重視,然而一些小型石油化工企業進行工藝管道路線設計時沒有執行國家相關規范標準,路線設置的不合適,帶來極大的安全風險。工藝管道設計任務量大,工期短,經常會因為來不及完整的審理設計方案而產生設計問題。工藝管道設計的合理性也直接關乎整個石油化工生產企業的安全,國家對其有相應的嚴格要求,但是在實際的設計中,這一安全要求并沒有百分百被執行。

1.4工藝管道管架設計

石油化工裝置中工藝管道為了實現其穩定性,一般采用管架進行支撐。但是在實際的工程中我們不難發現:現有的管架設計過于簡化。石油化工裝置工藝管道數量大、種類多,但是設計人員為了簡化設計安裝,現有的管架類型非常少。因為管架類型的單一,很多工藝管道的長期安全性和長期穩定性沒有辦法得到應有的保證。例如:當前使用較多的彈簧鋼架中彈簧的質量無法得到長期有效的保證,容易發生質量問題;部分管架的設計過程中考慮不周,忽略了工藝管道和管架相對運動的情況,使得工藝管道和管架的連接不夠緊密,帶來安全隱患。

1.5工藝管道材料控制

石油化工裝置工藝管道因其工作條件非常惡劣,可能會有高低壓連接、工藝管道內部流體性質變化、溫度變化等影響,因此石油化工裝置工藝管道對材料的要求也不盡相同。大型的石油化工企業會讓專業技術人員根據不同的工藝管道的工作條件選擇合理的材料使用,使得工藝管道既可以滿足壓力、溫度、流體性質的要求又可以合理利用材料節約成本。但是有部分小型企業,對于工藝管道的材料構成不夠重視,又為了節約成本大幅度的減少優質材料使用,使得其部分工藝管道承載力不足,帶來極大的安全隱患。

2針對工藝管道設計現狀的幾點應對措施

石油化工裝置工藝管道布置密集,儲運物質多為易燃易爆、有毒有害物質,一旦發生事故就會帶來極大的損失,這就要求我們必須做好其設計工作,保證它的設計安全[2]。在進行工藝管道的設計時,不僅要解決工藝管道所面臨的惡劣工作條件,還要針對工藝管道設計的缺陷和問題提出相應的解決方法,防止出現大的因工藝管道設計缺陷引發的安全責任事故。接下來我們將要針對當前石油化工裝置工藝管道設計現狀提出幾條相應的解決辦法。

2.1設計完善的工藝流程

好的工藝流程設計不僅可以方便工藝管道設計,也有利于生產出優質的石油化工產品。石油化工企業必須要按照自身的實際條件,參照相應的化工企業,并且要綜合考量各個工藝流程的建設成本、維護費用、安全性等因素。盡量選擇一條流程優化、技術領先、安全環保的工藝流程,為工藝流程加上生產安全和生產質量的雙保險。另外,在進行工藝流程設計的時候一定要遵守相關的法律法規和行業規范,一定要注意進行相應的消防設施的設置,對于化工生產產生的三廢一定要有合理的處理措施。完善的工藝流程,可以使得工藝管道設計更加容易進行,也可以使得石油化工企業更好的生產。

2.2做好化工裝置的布置

各個化工裝置用工藝管道連接,因此化工裝置的布置設計將會直接影響石油化工工藝管道的設計。所以在進行化工裝置的布置時一定要遵守制定完成的工藝流程來合理安排化工裝置的布置,合理安排化工裝置的布置空間。在布置高危化工裝置時一定要遵守國家制定的標準規范,保留應有的安全距離[3]。

2.3做好工藝管道設計的組織

工藝管道的設計國家基本已經健全了相應的規范標準,設計時參照相應的規范標準設計就可以達到要求。但是在實際的設計過程中,石油化工裝置工藝管道的設計工作周期短任務大,在設計過程中需要設計人員的通力配合,做好組織協調工作,防止因為設計時間短而忙中出錯,導致一些不合理的設計。做好設計人員的協調工作可以讓他們有序的做好各自的設計工作,盡量規避設計偏差風險[4]。科學合理的組織設計方案的制定可以行之有效的加快設計進度,提高整體的設計質量。另外在進行石油化工裝置工藝管道設計時可以采用計算機模擬技術,運用三維設計技術對工藝管道進行立體模擬,防止設計出現問題,可以使設計完成后的精確度大大提高。最后設計方案制定后一定要通過工程師評定,以便于查漏補缺,使方案更加完美。石油化工工藝管道設計和工藝流程設計、化工裝置布置設計均有較大的關聯性,這就需要相應的設計部門進行有效的信息交流,及時完美的做好整個設計。

2.4做好管架設計

當前的石油化工裝置工藝管道使用較多的管架是彈簧管架,然而彈簧管架其自身有很大的質量缺陷,彈簧管架中的彈簧使用壽命有限,極易帶來安全隱患,因此雖然短期內彈簧管架的穩定性確實較為優秀,但是我們還是要逐步減少對彈簧管架的使用,對已經使用的彈簧管架一定要多加監管。針對工藝管道和管架相對運動,使得工藝管道和管架的連接不夠緊密的情況,一定要注意安裝相應的鎖定裝置,減少工藝管道與管架的相對運動。同時可以考慮將工藝管道沿塔鋪設,這樣不僅可以加強工藝管道的穩定性,還能減少承重管架的使用,并且能極大的縮短工藝管道的長度。2.5優化材料的選用要根據高低壓連接、溫度變化、工藝管道內部流體性質變化等不同的惡劣工作條件,讓專業人員有針對性的選擇合理的材料使用,使得工藝管道既可以滿足壓力、流體性質、溫度的要求又可以合理利用材料節約成本。需要根據工藝管道的工作條件選擇合適管材,同時也要加強對小型石油化工企業的監管,防止它們在工藝管道選材上偷工減料,以次充好。

3石油化工裝置工藝管道安全設計

工藝管道設計因其重要性,安全永遠是放在第一位的,它的設計必須要安全且便于操作。進行相應設計時,選用的閥門、管道、管件等構件必須符合要求。對工藝管道的設計應該充分考慮到抗震、抗裂等破壞。一定要對工藝管道高溫、失穩、腐蝕性的工作條件有直觀認識并將這些要素考慮進設計中去[5]。工藝管道上必須按照相關要求安裝安全可靠的安全閥、防爆膜等安全防護措施,同時也要有相應的檢查儀表、報警裝置。針對自然災害如:雷電、冰雹等破壞一定要提前有防護措施。工藝管道的幾個關鍵點,例如:取樣、廢棄物排放等關鍵點一定要設計相應安全措施。輸送高危險介質的工藝管道不可以經過無關建筑,同時多個工藝管道交錯處一定要按照相關規定留足距離,熱料管不可與易燃料管道相鄰,助燃料管道與可燃料管道間距需大于2500mm。工藝管道的連接除特殊情況外,一律采用焊接,輸送有毒物質的工藝管道不可用活接口,不同工藝管道的連接點一定要采用高壓管道的要求配置閥門。

4石油化工裝置工藝管道合理性設計

石油化工裝置工藝管道設計的合理性,會對工藝管道的安裝和后期維護產生很大的作用,并且有利于石油化工的高效產能,接下來將介紹工藝管道的合理性設計[6]。

4.1工藝管道材料等級連接點合理性設計

在石油化工工藝管道的設計中經常會有不同壓力、不同溫度的工藝管道的連接點。這類連接點的設計要采用苛刻條件原則,即哪邊的工藝管道對管道材料的要求高就采用哪側的標準設計。

4.2塔與容器的工藝管道設計

進行塔與容器的工藝管道設計時,不僅僅要滿足它們的工藝要求,還要考慮到建成后的操作和檢修方便。例如分餾塔和汽提塔之間的調節閥一般安裝在汽提塔入口位置。

4.3泵與工藝管道的合理性設計

泵是一種回旋機械,當泵嘴受到管道的推力作用時會與轉軸發生相對偏移,因此在進行設計時一定要將泵嘴的受力限定在允許的范圍內,防止出現安全隱患。

5結語

石油化工裝置工藝管道設計關乎重大,會直接影響到石油化工企業的安全和生產效率,且一旦產生安全事故,后果十分嚴重。因此在進行石油化工裝置的工藝設計的時候一定要考慮全面,統籌規劃多方面因素,合理的進行工藝管道的設計工作。當然工藝管道的設計人員在進行石油化工裝置工藝管道設計的時候一定要有極好的職業素養和職業道德,一定要明白只有設計安全才能保證項目安全,只有這樣我國的石油化工裝置工藝管道設計才能越做越好。

作者:雷霆 單位:北洋國家精餾技術工程發展有限公司

石油化工設計論文:石油化工裝置管道設計研究

1管道設計中的經濟合理性原則

在大口徑管道設計的過程中,相關的技術人員同時也應該注意相關設計的經濟合理性,在輸送過程中,保證整個管道輸送過程的安全完成的情況下,盡最大的努力去減少運行成本,對管道的長度及組件的數量也要進行適度的減少,在對管道材料進行購買的同時,要與供銷商進行良好的溝通,使采購的管道切實符合輸送任務的需求,同時也能保證經濟成本計劃的最優化。

2對石油化工裝置低壓大口徑管道的基本維護

2.1對管道磨損進行維護

在利用管道對石油化工產品進行輸送時,管道的磨損情況是不可避免的,一旦管道過度磨損會給國家的經濟帶來極大的損失,另外石油化工產品一般都管道都有一定的腐蝕作用,這給管道的使用帶來了極大的安全隱患,所以相關的技術人員要定期相關的管道進行檢測與維修,對石油化工產品在管道中的流通速度進行嚴格的控制,定期檢測管道的被腐蝕情況的嚴重性,并及時對其進行處理。

2.2對管道泄漏進行維護

在利用管道進行石油化工產品的輸送過程中,管道泄漏現象時有發生,管道泄漏在一定程度上會直接影響石油化工產品輸送的完成質量,所以在管道鋪設的施工過程中,施工人員應該對在輸送過程中管道可能承受的重力進行嚴格的規劃,在管道材料的選擇及管道的合理鋪設方面都進行全面的控制,使整個管道情況不會受到外界因素的影響而產生變化,解決石油化工產品產品的輸送過程中的安全隱患,在管道維護過程中,技術人員要對管道泄漏情況進行嚴格的檢測并及時對其進行控制與處理。

2.3對車輛荷載情況進行檢測

在石油化工產品輸送過程中,管道的鋪設需要經過不同的地域,遇到各種不同的地域情況,這就要求技術人員在進行地下管道鋪設過程中,對不同地域的地上車輛的數量及頻率進行檢測,根據不同的車輛荷載設置不同的管道鋪設,避免車輛的荷載過重使管道損壞,另外,在輸送過程中,會產生一定的輸送污垢,技術人員要定期對污垢的數量進行檢測,及時對其進行清理,保證輸送工作的正常進行。

2.4解決輸送過程中的爆炸情況

在石油化工產品輸送過程中,會因為壓力分布不均勻、地質條件、重力過大等情況引起輸油管道爆炸事件,一旦發生爆炸事件對人們生命及財產安全造成的損失是不可估量的,所以相關的技術人員嚴格檢查管道的安全閥及壓力表的運行情況,根據不同的運行情況制定相應的防護措施,一旦遇到數據紊亂的情況,及時對情況進行分析及處理,定期對安全閥及壓力表進行更換,這些措施都可以減少爆炸事件發生的可能性[5]。

3結束語

作為石油化工產品的主要輸送方式,大口徑管道的重要性引起人們的注意,這就要求相關的技術人員在對大口徑管道進行設計時,要嚴格按照相關的設計原則進行設計,同時要定期對管道進行檢測維護,避免安全事故的發生。

作者:房崇 任慶富 劉玉君 單位:青島藍圖石化工程有限公司 山東賽飛特集團有限公司 山東省東營市勝利油田大明集團

石油化工設計論文:石油化工企業總圖運輸設計分析

1合理選擇廠址

石油化工企業廠址選擇要有綜合性考慮,作為選擇廠址最主要的技術工種人員,總圖設計人員一定要本著節約、合理利用土地資源的總原則,合理進行廠址選擇,做出合理的調研規劃,以科學嚴謹的態度完成此項任務。可以說,選址工作非常復雜,同時也是一項技術性強的工作,在選擇時要對未來職工生產生活、廠址當地民俗民風、整體工程成本造價、周圍土地利用開發等方面,進行綜合性的對比分析,在多種方案中,確定一個風險最小,效益最佳的廠址,一般需要做如下考慮。

1.1綜合考慮仔細研究

選址一定要不影響周圍百姓生活,更不能無端增加動遷費用,加大預算成本,以盡量不占用耕地、菜地、果園、居民區為原則,優先選擇周邊荒地山坡進行廠址選取。要分析未來企業生產規模和產品特征,做到盡量緊湊布置、規整形狀,把每一寸土地都充分利用好,避免出現不合理浪費現象。

1.2考慮站場規整形狀

站場規整形狀有利于廠區規劃設計,使廠區實現緊湊合理的平面布置效果,全面提升土地面積利用率,最佳的形狀為站場位置土地形狀長寬比最好能在3:1左右,對那些空間狹長、不規則三角形、其他形狀等不規則的場地,盡量不要選擇,在進行廠區規劃時,會出現許多死角,在總平面布置時,土地利用率降低,導致大面積邊角土地得不到有效合理利用,造成土地資源的浪費。

1.3保證站場面積足夠大

經濟快速發展,行業更新較快,特別是對石油需求量將會不斷增大,為了滿足社會經濟發展需求,石油企業將會不斷進行企業更新,廠區擴建也成為必然,在進行廠區選址時,需要重點考慮為今后擴建預留一定面積,以達到企業發展的需要。

2通過合理減少裝置及單元節約用地

生產裝置及其輔助設施在廠區需要占用60%以上的面積,這是石油化工企業生產最主要的組成部分,同時也是用地面積占用最大的一部分主體設施。(1)考慮生產社會協作。通過生產社會協作,完成生產的目標,有些環節不需要把設施建設進廠區,那么在進行廠區布置時,就要把利用社會協作條件的部分讓出來,通過合理減少輔助設施單元數量,達到節約用地的目的。(2)加大生產裝置的聯合與系統單元組合。把生產裝置進行綜合設計,進行聯合裝置,能夠有效提高土地利用率,節約每一塊土地。組合并不是隨意組合,而是要根據生產實際,科學合理的聯合排列。需要注意的細節問題如下:一是考慮到生產裝置聯合布置的高效能,就是在聯合后,保證這些裝置能夠同開同停、同期檢修,聯合生產作業,這樣做的目的是能夠保證機械檢修與維護,規避了生產和停工之間的矛盾;二是生產裝置的聯合一事實上要按照規范進行,不能隨意組合,一定要滿足不同生產工藝流程要求,可以把工藝過程相近、物料往返頻繁的相關裝置進行聯合,以便減少工序,實現規模生產能力;三是要符合生產環保的要求,可以考慮把那些環境污染大,且短期內難以克服解決的進行聯合布置,形成工藝流程相關聯生產裝置聯合;四是應該考慮整體工程項目建設部署,在建設初期,就需要把機械設備進入現場,與施工同時進行,把相關設備進行同步施工;五是全面考慮運輸需要,目的是能夠方便材料和產品裝車、運輸。(3)經濟發展和社會需求的推動,使石油化工廠大多進行老廠區改造擴建,以此提高油品生產能力和產品質量,這種情況下,就需要盡量避免重新建設公用工程和輔助設施,可以充分利用原有資源,不但節約用地面積,還提高了企業的綜合效益,節省大量資金。也就是說除了新建生產裝置以外,就需要進行科學調研和規劃,正確評估廠區水電汽風等公用工程、油品儲運和其他輔助設施是否符合未來生產需要,如果符合需要,則就要充分依托原有設施,進行改建或擴建,而不能進行新建,既能滿足生產需要,又合理利用了土地面積,提高了土地利用率。

3減少工廠道路用地面積

廠區面積較大,道路是聯系各個生產、供應單元的重要紐帶,起到對材料和產品工程運輸的重擔,可以說,廠區道路設計是否合理,能夠直接影響石油化工企業經濟效益,一般道路設計時,要占據土地面積30%左右,在此基礎上,就需要合理進行道路規劃,在滿足運輸需求的前提下,通過減少道路用地面積,全面合理利用廠區土地,達到節約用地的目標。

3.1廠區道路的寬度應該合理

許多規劃設計人員,為了追求高檔現代,把廠區道路設計成大通道、大馬路的形式,不考慮運輸通告需求實際,一味的設計成整齊劃一的樣式,既增加了道路用地面積、加大了建設成本,又違背了工廠設計模式、浪費了大量資金。通常情況下,我們根據不同功能把廠區道路分為三類,即主干道、次干道、支道。廠區主干道一是能夠滿足廠內人流交通量巨大的需要;二是滿足材料、產品運輸需要。在進行設計時,一定要考慮到這兩點,根據廠區建設規模和實際情況來確定道路寬度。大中型工廠主干道寬度要控制到7~9米左右,小型煉油廠道路不得超過7米,滿足需要的同時,節約土地資源。通往辦公區和部分輔助區的主干道,可以借鑒城市道路樣式進行科學設計,省略掉路肩設計環節,盡量減小道路寬度。廠區次干道的作用一般是用于檢修、消防等,可以根據需要,將道路的寬度控制在滿足消防車、檢修車通行、錯車的內,大、中型煉油廠次干道寬度控制到6~7米左右為最佳,小型煉油廠控制到4~6米左右。

3.2減少道路數量

根據不同單元組成和單元作用功能、性質、規模等,可以把廠區以不同使用功能情況,合理進行劃分使用,多個區域的分割可以減少設施聚集,合理分配生產;增大街區面積,達到減少道路數量的目的,不同街區由道路進行分割,街區數量越少道路數量也就越少。

4管線綜合設計

管線是石油化工廠運行的血管經脈,對總圖設計時,一定要對各種管線綜合布置,預留出與建筑物的位置。石油化工廠管道遍布整個廠區,管線布置影響著用地情況,要考慮管線路徑、走向、敷設形式,管線綜合布置時候,在確保管線之間、管線與建筑物之間的距離不影響安全的情況下,合理采用最小距離,走短、順路徑;集中管線采取多層共架同溝敷設,實現節約用地目的;站外埋地管線,集中布置,形成管廊帶。

5結束語

綜上所述,土地資源日益緊張,石油化工廠總圖設計人員一定要牢記節約用地理念,在確保滿足生產生活需要的前提下,規范設計、認真研究,通過生產實際深入分析規劃,確保總圖設計每一個階段,都能充分把握土地資源資源情況,保證合理科學的利用土地。

作者:宋偉 單位:中油遼河工程有限公司

石油化工設計論文:總圖設計對石油化工企業的作用

具有區劃界區、防火分割、管線敷設、運輸組織功能的通道寬度應留有余地,一方面為后續發展時管線管帶乃至道路擴建時提供用地;另一方面,寬裕的通道也可為不期而至的裝置界區擴建留有余地。在布置時盡量使得各界區橫平豎直,小的界區可在滿足布置要求的基礎上,相互合并購成一個大的界區,體現規模化一體化的要求,便于操作管理及節約用地。綜上,在符合防火、安全、衛生、檢修和施工等規范、規定的要求前提下,兼顧利于保障人身安全和改善作業環境,同時為企業的安全生產創造必要的條件,總平面布置是一項需要綜合考量各因素的系統工作,合理用地的制約因素眾多,但前提明晰也就利于開展工作了。

1豎向布置

當廠區建設在山區或自然地形坡度很大的地塊,總圖豎向設計對于合理利用土地就顯得相當重要。豎向設計首先要滿足生產的工藝連接、各設施及場地排水的設計標高,還要考慮交通,即在規范允許和實際使用的要求下設計道路坡度和場坪標高,連接所有的單元;廠區對應分成若干個臺階段,通過道路來連接這些臺階段,使之能夠適應總圖平面布置的要求,滿足工藝及交通技術條件。豎向設計應與總平面布置動態交互進行,通過合理的豎向設計,使得工藝流程、物料傳輸更加適合地形條件。另外,各臺階之間設立擋土墻時,在地質條件及投資許可范圍內盡量采用直立式鋼筋混凝土擋墻,可大大縮小兩臺階之間的距離從而有效地節約用地。

2管線綜合布置

石油化工企業廠區內有工程管線遍布整個廠區,在總平面布置時,對系統管線的路由及敷設形式等要統一考慮,合理安排并適當集中,以使其路徑短捷順暢、減少迂回;在保證各種管線相互之間及其與建(構)筑物在施工、維護、安全和擴建互不發生干擾和影響的條件下,采用合理的最小間距;對較集中管線可采用共架或共溝的鋪設方式。為此需協調原料、成品、水、電、暖、蒸汽等各專業的外管線,從中取得一個相對的平衡。

3發展用地的預留

單元預留地有明確的要求時,可根據實際單元需要分散在廠區內,亦可以作為項目建設的臨時施工用地;各單元在界區范圍確定時,應留有余地,減小后續布置時用地不夠的風險,成熟的裝置、系統單元可預留小一些,不成熟的可預留大一些,尤其是對非標設備多的單元,界區的預留應占據主動以免造成用地面積過緊需另辟單元建設的局面。廠區預留宜在廠區外的一端作為未來的發展端利于統一規劃。本文來自于《科技創新與應用》雜志。科技創新與應用雜志簡介詳見

4結束語

在設計任務中只有結合好工廠生產、發展所需之各方條件并統一考慮,才能運用總圖設計合理用地并達到緊湊布置、和諧布局的工作目標。

作者:李曉波 單位:武漢金中石化工程有限公司

石油化工設計論文:石油化工管道設計的合理性

1管道與閥門布置的合理性

管道與閥門的布置應從采樣點的設置以及蒸汽吹掃管線的設置這兩方面進行分析:首先,采樣點的設置。必須滿足相關工藝的設計要求,將其設在主管上,并且在分支前方,避免在死角位置進行采樣以及水平管的底部,需要確保采集到的樣品具有代表性。其次,蒸汽吹掃管線的設置。該管線在化工設置中是較為普通的管線,其主要目的是為了發現以及判斷漏洞,對于不同的工藝管線應連接蒸汽吹掃線,采取此種方式進行安裝的優點為若其中一支管發生泄漏時,可以將該關閉該支管上的切斷閥,不會影響其他的分支管體蒸汽總管的正常運行。

2冷換設備管線設計的合理性

石油化工裝置工藝管道設計過程中,冷換設備管線的合理布置明顯不同于其他任何一種工藝設備,其具有很多十分復雜的工藝因素,因此,在對其進行操作、檢修以及管道熱應力過程中,必須對這些機械化因素進行詳細檢查。(1)關于逆流換熱。冷換設備的冷水走管程一般是下入上出,以便發生故障時,換熱器內存有一定量得水,不至于里面的水被排空。(2)關于安裝的凈距離。在冷換設備換熱過程中,為了對其檢測方便,通常將換熱器進出口處得管線及閥門法蘭與設備的封頭蓋法蘭留有相應的凈距離,通常情況下,為了給拆卸提供方便將其凈距離設為310mm左右。(3)關于熱應力。在冷換設備合理布置過程中,一般將換熱器的固定點設置在管箱的端部,就連接頭端管嘴的管道也必須根據換熱器熱漲導致的位移影響進行充分考慮。

3冷換設備管線設計的合理性

管架的設計與管道的設計兩者之間緊密聯系在一起,若管架的設計部當時,就會導致管道在運行的過程中出現管道損壞現象,甚至使設備受損等[6]。(1)減少管道與支架之間的相對位移。由圖7所示:蒸汽管道中,主管道旁一般都有排水小管,若將A點當做支面上的支架,由于垂直管段容易發生膨脹,就會阻礙彈簧的向下移動,進而使設備受到損害。因此,鑒于此種問題,其正確的設計方法應為圖8所示:將支于地面上的支架設在主管上,同時支架隨著主管架一起升降,這樣一來,就減少了管道與支架的相對位移。(2)管架的設置若合理,還能夠減少浪費現象,由于彈簧架的彈性時間久了就會失去彈性,因此,進行管架的設計時最大限度減少彈簧的支架的使用。(3)管線的敷設。沿塔敷設的管線一般情況下只設置一個承重支架,并且支架距離塔頂應有焊接線,如果一個承重支架荷重過大時,可以設置另外一個支架,該支架應設置彈簧支架,并且每隔一定間距就設置導向支架。若塔回流線與塔壁之間的溫差較大時,所產生的身長量也比較大,在水平管段上的第一個支架應垂直拉移,設置彈簧支架,當L較長時,若有足夠相對身長量時,也可以設置導向管卡。本文來自于《當代化工》雜志。當代化工雜志簡介詳見

4冷換設備管線設計的合理性

泵的管線設計主要分為泵入口偏心徑管的設計、泵入口直管段的設計以及管道柔性研究。(1)泵入口偏心徑管的設計。對泵入口偏心徑管進行合理設計主要是為了保障泵工作的順利開展,若泵入口偏心徑發生改變時,就會使氣體不在變徑位置匯聚,進而會產生汽蝕。因此,在安裝泵入口偏心徑時應采用頂平安裝法,同時在最低點安裝排液閥,這樣一來,就能夠避免汽蝕。(2)泵入口直管段的設計。泵入口管線的設計一般考慮兩方面的因素:其一,泵的進口在一邊,泵的入口管支架應是可調控式的,并且入口管以及閥門應在泵的側前位置;其二,對于進泵管線應避免有氣阻,因此,在設計時需要注意這一點。(3)管道柔性。由于泵是回轉機械,管道推理作用下會使得管嘴巴發生定位偏移,鑒于此種問題,對管道進行設計時,應保證泵嘴受力在允許的范圍之內,特別需要考慮熱補償。

5結束語

石油化工裝置工藝管道設計是一項較大的工程設計,不僅需要人際人員掌握專業知識,而且還需要設計人員具有創新意識,在管道設計中能夠根據實際情況,設計合理的管道,才能夠確保石油化工管道的安全性,最終保證化工設備的正常運轉。

作者:張志威 單位:山東石大勝華化工集團股份有限公司

石油化工設計論文:石油化工企業消防設計問題探討

1消防水量計算

石油化工企業廠區的消防用水量按著火處數和相應滅火用水量確定。當廠區占地面積小于或等于100hm2時,按1處消防用水量最大處設計;當廠區占地面積大于100hm2時,按2處消防用水量之和確定,其中一處為廠區消防用水量最大處,另一處為廠區輔助生產設施。當廠區的占地面積達到幾百hm2時,工廠為特大型石化企業,一旦消防供水系統發生意外造成的損失將是巨大的。在這種情況下,設置1套消防供水系統存在著安全供水的風險,對占地面積達到幾百hm2的石化企業,應設置不少于2套消防供水系統;對于設置2套消防供水系統的企業,應根據其保護面積及設施情況確定每套供水系統的水量。對于廠區消防用水量,按照規范要求進行計算,一般情況下最大消防水量發生在裝置區或儲罐區;工藝裝置的消防水量應根據其規模、火災危險性、發生火災的影響范圍、同時使用的消防設施及對相鄰系統的影響等情況綜合考慮確定,不能簡單地套用規范給出的參考水量。對于廠區輔助生產設施,其消防用水量可按50L/s計算;而對于空分站的消防用水量,規范規定為:空分站的消防用水量宜為90~120L/s。輔助生產設施的消防用水量是按50L/s還是按空分站的90~120L/s,經常會有不同意見。GB50160—2008定義的公用和輔助設施為:“不直接參加石油化工生產過程,在石油化工生產過程中起輔助作用的必要設施”,主要包括鍋爐房和自備電站、變電所、電信站、空壓站、空分站等。一般情況下,空分站是作為輔助設施,消防水量按50L/s確定;而對于參加生產過程的大型空分站(如煤化工的空分站),其主要作用與工藝裝置相同,與起輔助作用的空分站不同,消防水量按照90~120L/s確定。

2火炬設施消防設計

對于石油化工企業的裝置或聯合裝置、罐組按照規范的要求應設置環狀消防道路,對于設有消防道路的區域,一般情況下沿消防道路設置消防管網并相應布置消火栓、消防炮。石油化工企業的火炬為生產區的設施,其本身是工廠的安全措施,與生產裝置不同,規范中對其周圍是否設置消防道路及環狀消防管網沒有規定。火炬設施大致分為烴類火炬和酸性氣火炬。烴類火炬設施的組成中主要包括水封罐、分液罐、火炬。對于烴類火炬,水封罐中可能會有少量烴類;分液罐中的存液量通常小于罐容的1/3,罐中會有烴類存在。從烴類火炬中的設施組成及介質來看,火炬設施著火的可能性較小。酸性氣火炬設施的組成中主要包括水封罐、酸性氣收集罐、火炬,根據這些組成,火炬著火介質較少。雖然火炬設施的著火介質少,著火幾率低,但不排除發生火災的可能性,曾經發生過回火爆炸的情況。根據這些特點,火炬設施的消防主要采取在消防管道上設置消火栓及配置小型滅火器等措施。對于布置在廠外如山上、海邊的火炬,需考慮火炬發生火雨時對周圍植被、船舶的影響。

3高溫油泵消防設計

高溫油泵是指輸送介質操作溫度大于250℃且超過自燃點的離心油泵。近年來,煉油企業發生了多起高溫油泵密封泄漏導致的著火事故,為火災多發設備,給裝置安全運行帶來了嚴重影響,有關企業對高溫油泵的安全運行提出了指導意見,包括加強巡檢管理、平穩操作、設備材料質量管理及完善的應急消防措施。做好高溫油泵的設計選型、泵的工藝系統設計、泵的布置設計,是從源頭上消除高溫油泵的安全隱患,做到本質安全的必要條件。在本質安全設計的前提下,根據泵的運行狀況及維修時發生火災的情況分析,還應設置必要的消防措施。GB50160—2008中第8.6.6條對布置在管廊、可燃液體設備、空冷器等下方時,對泵的消防保護均作了要求。隨著高溫油泵著火事故的多發,對泵的布置要求也越來越嚴格,發展趨勢為高溫油泵不應布置在管架下方。對于高溫油泵需設置水噴霧(水噴淋)系統或固定水炮霧狀保護及蒸汽滅火措施;設置水噴霧系統或用消防炮霧狀保護,主要是考慮高溫油泵少量泄漏引發小型火災時可以滅火,當火勢較大時可以進行冷卻,以使火勢不至于很快擴散蔓延,且可以避免出現設備在急冷的情況下開裂、變形;蒸汽滅火是熱油泵可采取的滅火措施之一,在熱油泵區宜布置半固定蒸汽滅火接頭和蒸汽篩孔管。有條件的企業可在高溫油泵區設置自動泡沫噴淋等消防設施。這里的“有條件”主要考慮的因素為:設置自動泡沫噴淋消防時,需配置相應的供給泡沫混合液的泡沫站,在GB50151—2010《泡沫滅火系統設計規范》第8.1.6條中對泡沫站設置有如下要求:“嚴禁將泡沫站設置在防火堤內、圍堰內,泡沫滅火系統保護區或其它火災及爆炸危險區域內”,根據該條款,在裝置內很難找到滿足此條件的地方,尤其對于裝置改造項目更困難。因此在滿足條件的情況下,可設置泡沫滅火系統。綜上所述,采取以下消防措施是比較可行的:(1)在高溫油泵設置水噴霧系統或使高溫油泵在消防水炮霧狀水的覆蓋下。(2)在高溫油泵區設置半固定式滅火蒸汽接頭,在泵附近設置蒸汽篩孔管。(3)在有條件的情況下可在高溫油泵區設置泡沫噴淋消防設施。

4儲罐區固定消防炮設置

由于石油化工企業需要消防保護的設施種類較多,采用的消防措施不盡相同,有針對性地采取合適的消防手段是快速、有效滅火的必要條件。消防炮具有操作簡單、靈活、供水量大、射程遠,可以用于保護人員難以靠近的危險設備群、高危險設備等。根據消防炮的特點,固定消防炮在石化企業的使用場所很多,但消防炮也有其缺點和不適用性,以下對固定消防炮在罐區的設置進行探討。

4.1固定消防水炮保護

(1)球罐、固定頂罐球罐、固定頂罐可采用固定水炮保護。在固定頂儲罐消防設計時,罐壁的冷卻可采用設置于罐壁上的消防噴淋冷卻管道,儲罐周圍的固定消防水炮可不靠近儲罐操作消防炮,當發生風向轉變或出現其它對著火罐及鄰近罐不利情況時,可有針對性地對固定頂罐進行消防輔助冷卻[4]。球罐區消防冷卻按照GB50160—2008中第8.10.2條的要求,當單罐容積大于100m3且小于1000m3時,固定式水炮可作為固定消防冷卻設施,其冷卻水量不宜小于計算水量的1.3倍且消防水炮保護范圍應覆蓋每個液化烴罐,這里把固定消防水炮按照固定冷卻水系統考慮了。若球罐設置有固定水噴霧冷卻系統,也建議在罐區周圍適當設置消防水炮進行冷卻保護。(2)外浮頂罐不建議在外浮頂罐組周圍設置固定消防水炮保護。外浮頂罐著火時,由于只是密封圈火災,火勢不大,消防冷卻水只需考慮著火罐的冷卻,不必考慮鄰近罐的冷卻。若對著火罐采用固定消防水炮保護,由于消防水炮位置固定,噴射角度若不合適,消防水打到罐的浮頂上排水不及時容易使浮盤傾斜,反倒不宜滅火。對外浮頂罐輔助冷卻最好采用遙控型或水力自擺型移動消防炮,將炮布置在合適的位置由專業的消防人員操作從而對外浮頂罐進行有效冷卻。

4.2泡沫炮消防

在罐區的設計中,有些在泡沫系統管網上設置泡沫炮。對于固定頂罐,泡沫噴射到液體表面較難;對于外浮頂罐,噴射的泡沫很難進入密封圈內,且噴射的泡沫混合液可能對罐的浮頂有一定沖擊力,擾動浮頂而造成次生事故,更不宜滅火,造成泡沫液的浪費。若在管網上設置泡沫炮,這些泡沫炮主要用于撲滅罐區內的流淌火災。綜上,在罐區周圍不建議設置泡沫炮。罐區的滅火主要依靠固定、半固定泡沫滅火系統及消防車滅火。

5高溫油罐消防

在以往的石化企業罐組中,高溫油罐儲存介質為瀝青和渣油,儲罐數量也不多,主要采用泡沫滅火系統。最近幾年石化企業節能降耗要求逐漸提高,企業規模及其裝置朝著越來越大型化的方向發展。裝置間為熱聯合,中間罐儲存為熱罐,即通常所稱的熱油罐,其特點是儲存溫度高,一般在93℃以上。針對高溫油罐消防,國外規范推薦采用有經驗的消防人員初期緩慢注入空氣泡沫,待罐內介質溫度下降后,按正常注入,主要防止介質“沸溢”。國內規范對高溫油罐消防沒有特殊要求。從高溫油罐的性能及著火實例來看,高溫油罐不易著火,但一旦著火很難撲救,尤其是儲存容積大、溫度高的儲罐。從國內外規范、油罐性能及滅火實例方面,總結出以下幾點意見:(1)按照GB50151—2010[5]進行消防設計。(2)單罐容積盡量小、儲存介質溫度盡量低。(3)增加泡沫液的儲存量及配置泡沫混合液相應的儲存水量。

6工程實例

6.1項目概況

某大型石化項目包括煉油廠、原油儲庫、成品油首站、原油首末站。項目的公用消防設施集中考慮,統一設置,共包括有10萬m3原油儲罐、500萬t/a煉油廠等,占地面積175hm2。項目設置獨立的穩高壓消防給水系統,壓力為0.8~1.2MPa。消防用水量按同一時間內2處火災考慮,一處為成品油首站30000m3成品油罐火災,另一處為本項目輔助生產設施;消防用水儲量按同一時間內2處火災設計,一處為本項目3000m3液化烴球罐火災,另一處為本項目輔助生產設施。

6.2主要裝置組成及火災危險等級

主要工藝裝置(單元)組成和火災危險等級如表1所示。

6.3主要消防設施設置

6.3.1消防站

項目共設置2座消防站,消防總站和消防分站互為支援,互為聯防。消防總站設在原油罐組區域,內設置4輛消防車,其中包括:2臺大型泡沫消防車、1臺泡沫運輸車和1臺消防高噴車。消防總站由5車位車庫、業務及輔助用房、消防訓練場及訓練塔組成。消防分站設在煉油廠廠前區,占地面積為4400m2,消防分站建筑面積為1080m2,7層訓練塔面積為204m2。消防分站內設置消防車5輛,其中包括:1臺大型泡沫消防車、1臺大型干粉-泡沫消防車、1臺通訊指揮車、1臺發電車和1臺救援車。

6.3.2消防供水及儲存

(1)計算水量最大消防用水量按同一時間內2處火災設計,一處為成品油首站30000m3內浮頂成品油罐區火災,消防用水量為560L/s;另一處為本項目輔助生產設施,消防用水量為50L/s。項目最大消防用水量為610L/s。最大消防用水儲量按同一時間內2處火災設計,一處為3000m3LPG球罐火災,LPG球罐消防用水總量為550L/s,連續供水時間為6h,消防用水儲量為11880m3;另一處為本項目輔助生產設施,消防用水量為50L/s,連續供水時間為2h,消防用水儲量為360m3。項目群最大消防用水儲量約為12240m3。(2)消防冷卻水泵消防冷卻水主用泵:3臺電動泵,單泵流量Q=200L/s,揚程H=120m。消防冷卻水備用泵:3臺柴油機泵,單泵流量Q=200L/s,揚程H=120m。消防水穩壓泵:2臺電動泵,單泵流量Q=30L/s,揚程H=120m。(3)泡沫消防供水泡沫消防供水服務范圍為原油罐組和成品油首站,考慮成品油首站為最大一次泡沫混合液用處,其流量為200L/s,水壓約為1.2MPa,泡沫液采用3%水成膜型泡沫液。泡沫消防給水泵的具體配置如下:泡沫消防給水主用泵:2臺電動泵,單泵流量Q=110L/s,揚程H=120m。泡沫消防給水備用泵:2臺柴油機泵,單泵流量Q=110L/s,揚程H=120m。(4)消防水總量及儲存設施本項目生產、生活和消防用水的儲存設施共用,設置2個10000m3鋼制拱頂水罐,兩罐之間設帶閥門的連通管,罐中設不動用消防水的措施。

6.3.3泡沫站

本項目共設置泡沫站7座,分別為成品油首站2座、煉油廠1座、原油罐區4座。

6.3.4消防管網設置

(1)消防冷卻水系統原油罐區及成品油首站消防冷卻水系統和泡沫消防給水系統分開單獨設置,煉油廠的消防冷卻水系統和泡沫消防給水系統合并設置。(2)消防給水系統采用穩高壓消防給水系統,系統管網壓力維持在0.80MPa(G),消防時管道壓力為1.2MPa(G),供給裝置、罐區及輔助生產區等火災時消防冷卻用水。(3)泡沫消防給水系統原油罐區及成品油首站的泡沫消防給水系統采用穩高壓消防給水系統,系統管網壓力維持在0.80MPa(G),消防時管道壓力為1.2MPa(G),供給原油罐區等火災時配置泡沫用水。(4)泡沫混合液系統泡沫混合液系統指經泡沫比例混合裝置混合后,配置成泡沫混合液,經泡沫混合液管道輸送至油罐區,為油罐區火災時提供泡沫混合液。本文來自于《工業用水與廢水》雜志。工業用水與廢水雜志簡介詳見

7結論

以上對石油化工企業消防設計中經常遇到的問題進行了探討。在消防設計時,應嚴格執行現行規范的要求;對規范沒有具體要求的地方,需根據項目的規模、特點、移動消防力量及所保護設施的火災危險性等綜合因素采取合理的消防保護措施,對于大型、特大型項目,應根據項目的具體情況,可在規范要求的基礎上適當提高消防能力配置。

作者:韓艷萍 張晉武 單位:中石化洛陽工程有限公司

石油化工設計論文:環保設計在石油化工的應用

1采用水資源重復利用的方法來減少化工污水外排的數量

我們以化工裝置中切換的沖洗水做例子,有的化工裝置是可以生產不同牌號的產品,像聚合物裝置,在生產過程中,由于需要更換牌照,會使用清洗水對顆粒料倉等沖洗從而保證產品的純度。一般的企業會將沖洗后的污水直接排入污水處理系統或者在簡單的處理后按凈水排出。根據裝置的不同,排放的水量也不同,比如說有的大型化工裝置的料倉沖洗水會達到80m3/h,即便是間斷性地排放,也是對水資源的一種嚴重的浪費。生產者和設計者都會考慮如何才能利用好這部分水的這個問題。這是一種比較清潔的料倉沖洗水,僅含有粉料之類的顆粒物,只需要對其進行簡單的處理就可以再進行重復的使用了。如果在設計該化工裝置時增加一個系統,可以對水進行收集,在進行過濾處理之后,便可以重復的對料倉進行清洗,這樣做,不但提高了水資源的利用率,同時也對污水的排放問題進行了一些緩解。以某廠所建150kt/a聚丙烯裝置為例對沖洗水回收系統進行分析,在其料倉的沖洗單元中增加了該回收系統,約耗資70萬元,大約占到了所有裝置投資的0.2%,可對環境保護擁有巨大的促進作用。這種做法可以供設計人員在今后的工作中進行參考,減少污水排放總量的同時還能增加水資源的利用率。當前國家對企業實行的排污收費制度只是對企業在發展經濟的同時沒有顧及到環境的保護這種做法的一種糾正。如果企業在污染物的排放上不加以節制,創造的經濟效益也會難以抵得過治理污染的成本,因此只有企業在生產源頭解決好污水排放量的問題才能解決好即增加效益,又保護環境的問題。

2調研新的環保技術,利用新技術進行裝置設計

大多數的化工設計技術都是由國外買進來的,然后再經過國內的設計院或者一些公司根據工藝包進行設計。設計中常常會遇到這類問題,外商所提供的關于污水進水的指標與實際情況中不符,難以滿足對污水處理的要求。例如,某一公司購買了工藝技術后,發現外商所提供的工藝包設計的污水COD是3000mg/L上下,可是在投產后發現所需的COD是20000~35000m/L,明顯與實際情況差別過大,只能改造,不僅耗費了資金和精力,同時更浪費了工作的時間,因此應及時預防這類問題。當前,國家對環境保護的要求更加嚴格,只有重視環境保護才能得到經濟效益。先污染后治理是我國目前環境污染不能得到解決的關鍵原因,無論這技術能夠獲得多么高的經濟效益,如果對環境造成難以挽回的傷害,其經濟效益也不會具有長期性。所以,任何一個項目在啟動前,應仔細較量其對環境的影響和帶來的經濟效益,對其一視同仁,甚至當對環境的污染過度嚴重的時候,環境的比重應更重要一些。

3挖掘三廢再生資源、減少污染物排放量

目前正在擴大的項目是對污水的回收利用,可是產生的廢氣和廢渣等的處理卻沒有先進的方法來使用。以粉煤灰舉例,除了極少的一些粉煤灰用來鋪路,更多的粉煤灰依然在使用填埋的方式被處理掉。有的石化廠,使用粉煤灰作為原料,使用了各種微量元素作為添加劑制成了新型肥料,在減少粉煤灰排放總量的同時,也減少了對土地的占用情況,并且還產生了一定的收益。同時,有的人提出利用粉煤灰來研制新型的吸附劑,對污水中的COD進行去除。我們可以認識到,污染物同樣可以創造財富,這給設計人員提供了一種新的思路:可不可以設法將污染物變為可以使用的財富?曾有人為此進行過研究。比如,進行過二級處理的廢水,可以排入城市氧化塘進行降解,在水中投入適當的生物,組成一個生物鏈,在解決了污染問題的同時也創造了財富。處理固體廢棄物時,不只任其排放入大氣中,而是收集起來作為燃料,供填埋場的人員作為采暖、生活和發電使用。如今,大多數人在對廢氣廢渣的環保意識上仍然是填埋和排放的消極處理。因此,國家使固體廢物的污染控制技術成為了國家環境保護“十一五”上科技發展規劃的重點發展領域,將會逐漸的建立固體廢物處理與資源化的產業化經濟技術政策以及管理機制。如今的形式,企業應在生產的源頭和全過程對資源進行充分的利用,使廢物的量最少的同時,更變成資源,這是廣大的設計人員面臨的現狀。

4積極推進環保治理新技術、新工藝的工業應用

隨著環境保護意識的深入人心,人們更加看重對環境的保護,環境治理技術也是得到了快速的發展。但是有的新技術仍然不成熟,還處于實驗室階段,沒有太大的社會和環境的效益,許多的高新技術只是成為了擺設,這是極大的損失。治理污染的時候,設計人員沒有做到實事求是,而是直接使用傳統的污染治理方式,對污染進行治理。不去發現和研究新的方式來對解決污染問題,從而在能節省資金的時候進行了浪費,同時沒有得到理想的效果。楊樹清曾經在對河流湖泊進行的污染進行治理時,提出治污時使用傳統治污方法有失偏頗,同時提出了清污分流流水不腐和畜清排污的等新的路線。這給設計人員提出了新的思考問題:能否有更優秀的處理方案?能否有更有效更經濟的處理方式?結束語國家在使用科學技術轉化生產力的同時,在環境保護方面同樣是迫切的。我國的環境狀況不容樂觀,國家對環境的投入難以遏制其惡化的趨勢。想要這種狀況發生改變,離不開國家、社會、企業和個人的共同作用。企業有一項重要的系統工程,就是清潔生產的落實,需要企業全體員工的大力協助。可以在下面幾個方面進行努力:(1)不斷地探索新的道路,尋找新的解決三廢排量的方法,設計時首先考慮環境保護因素。(2)對國外的工藝技術用批判的眼光進行接受,對環境方面數據的考核要細致,重視對清污分流和技術的改造方面。(3)采用先進的工藝,發展清潔生產的生產力。

作者:郭睿 單位:遼寧省環境規劃院有限公司

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