塔管道设计常见问题及注意事项作者：王桂杰康久常来源：《当代化工》2016年第08期摘要：：对某炼油厂润滑油加氢装置常压塔、减压塔及汽提塔配管设计出现的问题进行了解析，同时提出设计思路，阐述了炼油装置塔的管道设计工作程序，针对出现的问题给出了塔的管道设计规定及注意事项。

关键词：塔的管道设计；问题解析；工作程序；规定中图分类号：TE 832 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）08-2020-04Abstract： Problems in the piping design of atmospheric tower， vacuum tower and stripper of lube hydrogenation unit in a refinery were analyzed， and design ideas were put forward. Piping design procedures of tower in refining unit were described， and provisions and cautions in piping design of tower were put forward.Key words： pipeline design of tower； problems analysis； working procedure； provisions随着三维工厂设计软件PDS＼PDMS的普遍应用，在炼油装置塔的管道安装设计中，由于软件具有自动检查碰撞功能，因此碰撞的问题很少发生了[1]。

但是由于一些设计人员特别是新的设计者经验不足，工作程序不对，粗心大意，经常出现设计不合理或制图不符合规定，甚至遗漏管件等问题，在施工时将造成安装错误，在生产检修时会造成操作维修困难，甚至出现安全事故。

1 常见设计错误1.1 工作程序不对在炼油装置设计过程中，工艺安装专业就像作战的司令部，它要向设备、仪表、电气、结构等专业提出设计条件，让这些专业按照工艺安装专业的规划设计，满足工艺要求，满足安装操作维修及安全的要求并符合相关的设计规定，体现工艺安装专业的设计意图，因此炼油装置设计是各专业协同作战的系统工程。

这里就涉及设计工作程序问题，也是设计工作内在的规律，我们必须遵守，否则就事倍功半甚至造成设计返工。

目前从事工艺安装专业设计的年轻人员较多，有的不完全清楚这套工作程序，当接到设计任务后着急完成，有些人经常出现在没有对塔的管道进行充分规划情况下就提出塔的设备设计条件和塔的梯子平台设计条件。

而当自己详细配管设计时发现之前所提条件存在很大问题，此时设备设计已完成，再想修改几乎等于返工，影响工期。

1.2 梯子平台设计不合理A）塔的扇形平台太小，不利于检修，也不美观。

塔的扇形平台设置是为了塔管道阀门、塔的人孔、手孔、仪表管口、液位计、温度计、压力表等安装操作维修及观测，如果平台设计的太小不仅达不到上述目的而且对人员也不安全。

另外整个塔有几层小块的平台，从操作侧看上去很不美观。

B）平台宽度太宽，max=1.6 m，浪费，也为塔基础设计增加难度。

塔的扇形平台宽度是根据塔内件大小和操作维修及通行要求确定，塔内件都要通过人孔进出，一般人孔直径为500 mm，因此平台宽度一般在800～1 200 mm。

平台设计太宽不仅浪费钢材而且导致塔的风载荷增加基础增大。

C）个别直爬梯太高，达到10.7 m。

石油化工企业设计防火规范明确规定塔的直爬梯不能超过8 m[2]，即使中间还有一层平台也不宜这样设计，因为人的惯性要一直爬上去或爬下来，不会特意到中间停留休息，因此一旦人员疲劳时很容易发生危险。

故规范要求塔的上下层直爬梯要错开布置，即使中间没有需要操作维修的东西也要设置歇脚平台。

1.3 管道布置问题a）进出塔管道上阀门（水平布置）标高800～1 300 mm不合理，正好挡人通行。

进出塔管道上阀门（小阀门除外）安装维修都要在阀门的两侧2人进行，因此必须有1人要到阀门的另一侧去，这样要越过此管道就非常困难。

故进出塔管道的开口宜距平台面400 mm或1 500 mm，安装维修人员可跨越此管道或者从其下面钻过去。

b）温度表、压力表等仪表及测温测压嘴子安装太高，方向不妥，难于观察和维修。

个别的测温测压管嘴可不考虑检修（检修时临时搭架子），但是对于温度计、压力表等需要观测的仪表必须能够观测到并方便维修，即不能太高，不能超过2.2 m。

c）与PIDUID不一致，漏设计管件。

工艺安装专业设计者必须严格按照PID上的管件逐一安装，一个不能漏掉并且顺序要与PID、UID保存一致，需要在管道高点处增加排气阀或者在低点处增加排液阀的除外。

1.4 支架设计问题a）塔嘴子进出口水平安装的DN≥150阀门无支架。

由于DN≥150阀门较重，正常连接在塔嘴子上是靠嘴子承担一部分重量，当检修取下法兰螺栓时嘴子就不能再支撑了，没有支架则此管道将发生变形，故设计规范规定塔嘴子进出口水平安装的DN≥150阀门需设支架。

b）塔顶放空线高出平台面3 m，无支承。

塔顶排入大气的放空线一般为DN50管道，防火规范规定此管道出口需高出塔顶平台3 m[2]，3 m高的DN50管道没有支撑不稳定。

解决办法可在平台上设三角支架（在平台有空间的情况下），或者采用变管径加粗下部管道的管径（在平台上没有空间的情况下）。

c）沿塔壁敷设的支架未统一集中考虑。

垂直沿塔敷设管道的支架布置分散，不仅不整齐美观而且施工也不方便。

一般沿塔外壁呈同心圆布置，大致根据导向支架间距要求，尽量集中布置在塔的扇形平台下面500 mm处。

1.5 图纸表达问题a）平台变标高处未表示出梯子或踏步。

b）平台栏杆未表示全，直梯未按图例表示。

c）图纸说明之间不协调。

d）已注明续接图纸档案号者，不必在说明中重复注明。

1.6 开料问题a）材料表中，特别是支吊架材料类的开料顺序不对。

如型钢类的开料顺序是钢板、槽钢、工字钢、角钢……，与通常的习惯不一致，同时也不是按大小重要顺序，看上去不整齐。

b）各种材料精确位数不对。

如管钢重量开料精确到小数点后四位，钢管长度精确到小数点后一位，完全没有必要，因为工程开料余量都以米为单位，精确到整数。

2 塔管道安装设计工作程序2.1 熟悉流程收集并了解与塔有关的工艺管道及公用工程管道的PID、UID，同时掌握这些管道中介质的温度、压力等特性，特别注意两相流的管道。

2.2 规划塔的梯子平台由于塔的管道、阀门和仪表等均可影响梯子的设置，因此应首先在塔的操作侧设定上下两个梯子的位置，根据塔上的工艺和仪表开口以及人孔手孔等的方位及标高确定平台角度及标高，然后再进行管道布置。

以上规划完成后要与审核人沟通或审核。

2.3 规划管道按照分区布置原则初步布置管道，可以用草图或三维软件。

由于用三维软件建模作管道规划时间长不能满足提出塔设计条件要求，因此一般先手画出管道规划图，完成后要经校审。

塔顶大直径油气管道和需要计算的应力管道规划后提交应力专业进行应力计算。

2.4 向设备专业提出塔的设计条件注意：工艺安装专业完成塔嘴子开口方位委托后，请仪表专业完成相关仪表嘴子确认。

向设备专业提出塔的梯子平台委托，同时完成电气照明委托。

2.5 建立三维模型应用PDS或PDMS等绘图软件建立三维模型，包括管道支吊架。

2.6 会签对设备专业完成的塔的总图进行认真会签，与委托详细核对。

若自己需要修改的，及时提出设计委托。

2.7 抽管道平面图、单线图、阀门表、完成设材表等按规定在管道平面布置图、管道单线图上完成相应的标注工作。

2.8 自检自查按照工艺安装专业设计自校提纲进行自检自查。

2.9 校审并签署设计人：将自校后的图纸连同设计所需的PID、UID、设备总图等资料交给校审人；校核人、审核人首先在三维模型中进行校核、审核；校核人、审核人分别按工艺安装专业施工图设计阶段校审提纲完成校审，若有问题返回设计人修改，确认完成后共同签署3 塔的管道设计规定及注意事项3.1 塔嘴子的方位a）塔嘴子的方位布置，应符合工艺条件，满足管道和阀门的安全以及方便操作等要求。

b）仪表液面计和液面调节器的嘴子，宜布置在便于观测和检修，且不妨碍通行的地方，一般布置在平台的尽头，并尽量利用上下平台的直梯观测和检修[3-5]。

3.2 塔的管道布置a）对于大直径管道，高温管道，合金钢管道应优先考虑布置在合适位置。

b）沿设备垂直敷设的管道与设备外壁的水平距离，宜按支架系列靠近设备外壁布置（一般沿设备外壁呈同心圆布置），不加短管只用弯头与管嘴相接的垂直管道除外。

管道穿越平台时，不应碰平台内、外圈角钢和平台梁。

3.2.1 顶部管道a）塔顶气相出口管道应按步步低的要求布置，不应出现袋形[3，4]。

塔顶馏出线一般管径较大，应尽量沿塔壁敷设且不穿或少穿平台。

b）放空管道一般在顶部管道最高处的水平管段上接出，排出口应远离操作面，并应符合防火规范的要求。

3.2.2 侧面管道a）侧面进、出塔管道上的阀门，宜直接与嘴子相接，或水平靠近嘴子安装。

由于安装条件限制，也可将阀门安装在立管上，前提是管道内介质应是不宜冻凝介质。

3.2.3 底部管道a）底部管道布置应在满足柔性要求的条件下，使直管尽量短、拐弯尽量少。

塔底进泵管道应是步步低，不得出现袋形，以免塔底泵产生汽蚀现象。

b）塔裙内严禁设置法兰或仪表接头等部件。

3.2.4 消防蒸汽管道消防用的蒸汽半固定接头应布置在平台外侧，并应与平台成切线方向，高出平台栏杆约为200 mm。

对于塔组蒸汽接头应布置在联合平台的楼梯间附近。

为了便于操作，软管使用距离不应大于10 m。

3.3 塔管道支架布置a）沿设备垂直敷设的管道，应在垂直管道的上部靠近嘴子处设承重支架或固定支架，以减少嘴子承受的热应力，一般只设一个。

如因某些情况使承重支架失去作用时，应采用弹簧支架。

b）垂直管道的中部或下部应设导向支架，其最大间距应按表1规定执行。

c）垂直管道最下面的一个导向支架距管道转弯处至少为H/3，留出管道热胀变形量。

d）各个沿设备垂直敷设的管道支架，应统一考虑，尽量集中布置，隐蔽在平台下面。

3.4 平台、梯子布置a）平台、梯子布置应符合防火规范的规定。

b）凡有人孔、手孔、阀门、工艺开口法兰、调节阀和检测仪表的部位均应设置操作检修平台。

人孔中心距平台面的高度最少为450 mm，最大为1 300 mm，最佳为800 mm[4，5]。

c）上下两层平台的净空不应小于2.2 m。

每段直梯的最大高度不应超过8 m。

d）两个或两个以上的塔（或立式容器）布置在一起，宜设置联合平台，其层高应根据各设备的人孔，嘴子高度和操作、检修的要求综合考虑，必要时可调整个别设备的嘴子，塔裙和基础高度，以满足联合平台的要求[5]。