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摘 要：在石油化工企业塔是石化装置中广泛应用的设备，用于气相和液相间或液相和液相间的传质或转热过程的设备。塔的类型很多，根据其结构可分为两大类。塔器的配管是在管道设计中是最典型，最常见的。
关键词：塔 管道 设计 要点
在石油化工行业中，塔是用于气相和液相间或液相和液相间的传质或转热过程的设备。塔的类型很多，根据其结构可分为两大类。塔器的配管是在管道设计中是最典型，最常见的。
塔体上的开口数量要比其他设备上的多得多，在塔体上设置管口方位的时候，应详细了解工艺要求和塔内部的结构。塔体的管口方位应满足工艺的要求并便于操作和维修。同时也应考虑与塔开口连接的管道的布置。通常，可将塔的四周大致划分为操作和检修所需的操作侧和配管所需要的管道侧。
在进行塔器管道初步规划时，应根据管廊的主要位置和与其它相连设备的接管情况，确定接管区域。塔的管道一般分为塔顶管道、塔体侧面管道和塔底管道。塔顶管道包括塔顶油气、安全阀进出口、油气放空、物料进（出）等管线；塔体侧面管道包括回流、进料、侧线抽出、汽提蒸汽、重沸器人口和返回等管线；塔底管线包括塔底抽出和排液等管道，上述管道都与塔体上的开口相连接，并一般都是沿塔体附设的。沿塔管道的布置设计，应注意如下几个方面。
一、应满足工艺管道及仪表流程图的要求
管道布置应从塔顶部到塔底部自上而下进行规划，并且应首先考虑塔顶和大直径管道的位置及自流管道的走向，再布置压力管道和一般管道，最后考虑的是塔底和小直径管道。如果工艺对设备开口方位有特殊要求（如特殊塔内件，切线进料口等），应先满足工艺有特殊要求管嘴方位后再考虑大直径管道及压力管道。
二、应考虑方便操作和安全的要求
每一根管道按照它的起止点都应该尽可能的短，但必须满足管道柔性的要求；做到步步低，避免气袋和液袋的形成。每根管子应尽量分别布置，并且注意有一个好的外观。管道走向后，应确定塔的开孔位置，即管口方位的确定，主要物料管线在布置时候，要考虑温度、压力等条件，尽量采用自然补偿的方法满足柔性要求，辅助的管口方位设计有如下几点见解：
1.人孔一容器的上人孔可设在顶部，下人孔可设在罐下端侧面，且两个人孔宜对称布置，以利检修时通风换气，常压罐的上人孔也可以和泄压人孔合并。高度较高的侧的人孔，其方位应便于从斜梯方向接近人孔。人孔的开启方向应与人上下平台方向相反，以利于危险情况下安全撤离。在中石化等大型设计院中，要求在管口方位中标出人孔的开启方向及开启所占用的空间，另当塔体内件药放置在人孔平台时，应确保放置场地。平台如需要加大，要考虑吊柱的工作空间，必要时要和设备设计部门协商。
2.进出物料管口一进料口可设在罐顶部或上端侧面，出料口一般设在罐底或下端侧面，进出料管口不宜布置在同一方向上。若设视镜，视镜口的方位应靠近进料管口，以利观察进料情况。
3.放空放净管口一放空口应设在罐顶最高点，放净口设在罐底部或出料管道上，对平底立式罐，放净管应从底部集液坑上引出。立式容器若采用裙座支撑时，容器底部的所有管口应采用管道把接口法兰引出裙座外侧，裙座内部不能安装法兰和阀门，工艺要求必须与设备出口直接连的特殊情况除外。
4.安全阀或呼吸阀管口一安全阀或呼吸阀管口应布置在罐顶检修区一侧，靠近平台。安全阀排放口方向应尽量避免朝向人行通道或设备检修区域，以免安全阀开启后对操作检修人员造成意外伤害。按照SH3012的要求，向大气排放的非可燃放空管高度，应高出临近平台2m以上了；紧靠建筑物、构筑物或内部布置的设备或管道上的放空口，应高出建筑物、构筑物2m以上。可燃气放空管的高度，请参照SH3012。
5.充氮管口一为使氮气分布均匀和防止在泄放时氮气走短路，其管口应布置在罐顶部远离安全阅或放空管口的位置。
6.温度计管口一布置在罐壳体下端靠操作区域一侧，并要方便接近和观察。
7.压力计管口一布置在罐的顶部气相空间靠操作区域一侧，并要方便接近和观察。
8.液面计和高低液位报警器一液面计的布置与选用的仪表类型有关，其上管口可设在罐顶部或壳体上端侧面。下管口设在壳体下端，且应布置在操作区方便观察的位置。
9.塔的吊柱一吊柱下方地面应留有充分的作业空间；应能达到塔上所有检修和操作平台；在吊柱回转覆盖范围内，应有一处能够避开所有平台和管道的竖直通道；吊柱应布置在检修侧范围内。
确定管口方位的主要因素是塔器的内部结构，如塔盘、塔板、塔堰等。在管口设置时以不影响塔内部件的正常工作为基准，并能够让仪表口测出物料最真实的状态为准。为实现阀门的操作，各种指示仪表的监控和巡视，塔器上的钢平台的正确设置尤为重要，要满足操作检修及安全要求，但不能妨碍设的检修否则应做成可拆卸的。现有平台的宽度一般为1000～1500mm，不易小于800mm，平台净空不应小于2.2m。操作用平台最小宽度为1000mm。塔顶平台是为操作吊柱、放空阀和维修安全阀设置的，一般设置为方形或者圆形全平台，大小按需要确定，塔顶平台可高出塔顶所有管口150mm，以能使用扳手拆卸管口法兰为宜。
另应考虑如下事项：①人孔中心线以距离平台600～1000mm为宜，最适合的高度为750mm（SH301 1规定平台距人孔底部不宜大于800mm）。②为设备加料口设置的平台，距加料口顶面不宜大干1.0 m。③法兰连接的立式设备的平台与法兰面的距离不宜大于1.5m。④两个以上塔设备的并列的情况下，建议同一平台标高，做联合平台，联合平台应考虑塔、架之间的热胀及其移动因素，留有缝隙，联合平台与设备链接可考虑使用铰接。⑤常用平台的均布荷载为250～400KGF/M2为宜，因维修或管架原因需要平台承担更大的负荷时，须给设备工程师提出条件。⑥按照SH301 1的规定：直梯应从平台侧面通向平台，攀爬高度在15 m以内时，梯间平台的间距应为5～8m，超过15m时，每5 m应设置梯问平台。⑦对于现场指示的温度计、压力表、液位计等仪表口，可安装在直爬梯旁边，便于维修与查看。
从塔顶出来的管道或侧线进出口的管道其支撑，一般遵循如下设置原则：以靠近管口处的第一个支架为承重支架，第一个支架应在满足设备焊缝最小间距情况下尽量靠近塔顶封头环焊缝，如在设置第二个承重支架时应为弹簧支架，一般在承重支架以下，按规定间距设导向支架。设置支架的顺序自上而下为固定支架、导向支架、彈簧支架。最后一个是导向支架距水平管道宜不少于25倍管道公称直径，以免影响管道的自然补偿。若沿塔壁垂直管段热位移量大时，其水平管段应设弹簧支架，若热位移不大时，可设导向支架。要求做热处理的设备及被划分为三类容器的压力容器，应在管口方位图上将预焊件的方位、大小及标高列出，一并提交设备制造厂家。
在塔器的管道设计中，满足热管道的柔性，自流管线及大口径管线的布置，满足塔内部件的正常工作要求，平台满足操作维修巡视安全性。更多更复杂的系统还有待更深入的探讨。
参考文献
[1]SH 3011—2000.石油化工工艺装置布置设计通则.中国石化集团北京设计院
[2] sH 3012—2000.石油化工管道布置设计通则.中国石化集团北京设计院
[3] 白桦主编.石油化工装置工艺管道安装设计手册第一篇.2005
[4]宋苛岢主编.压力管道设计及工程实例.化工工业出版社，2007
[5] 王怀义主编.石油化工管道安装设计便查手册.中国石化出版丰十，2003
[6]HG20546.2—1992.化工装置没备布置设计规定.化工部工艺配管设计技术中心站，1993
[7]田卉.石油化工装置工艺管道设计探讨[J].化学工程与装备.2008（3）.
[8]刘斌章.石油化工装置管道工艺的设计研究作[J].现代企业文化.2009（14）.
[9]李钰，李懋星.石油化工生产装置工艺外管架的设计[J].化学设备与管道，2008（3）.
关键词：塔 管道 设计 要点
在石油化工行业中，塔是用于气相和液相间或液相和液相间的传质或转热过程的设备。塔的类型很多，根据其结构可分为两大类。塔器的配管是在管道设计中是最典型，最常见的。
塔体上的开口数量要比其他设备上的多得多，在塔体上设置管口方位的时候，应详细了解工艺要求和塔内部的结构。塔体的管口方位应满足工艺的要求并便于操作和维修。同时也应考虑与塔开口连接的管道的布置。通常，可将塔的四周大致划分为操作和检修所需的操作侧和配管所需要的管道侧。
在进行塔器管道初步规划时，应根据管廊的主要位置和与其它相连设备的接管情况，确定接管区域。塔的管道一般分为塔顶管道、塔体侧面管道和塔底管道。塔顶管道包括塔顶油气、安全阀进出口、油气放空、物料进（出）等管线；塔体侧面管道包括回流、进料、侧线抽出、汽提蒸汽、重沸器人口和返回等管线；塔底管线包括塔底抽出和排液等管道，上述管道都与塔体上的开口相连接，并一般都是沿塔体附设的。沿塔管道的布置设计，应注意如下几个方面。
一、应满足工艺管道及仪表流程图的要求
管道布置应从塔顶部到塔底部自上而下进行规划，并且应首先考虑塔顶和大直径管道的位置及自流管道的走向，再布置压力管道和一般管道，最后考虑的是塔底和小直径管道。如果工艺对设备开口方位有特殊要求（如特殊塔内件，切线进料口等），应先满足工艺有特殊要求管嘴方位后再考虑大直径管道及压力管道。
二、应考虑方便操作和安全的要求
每一根管道按照它的起止点都应该尽可能的短，但必须满足管道柔性的要求；做到步步低，避免气袋和液袋的形成。每根管子应尽量分别布置，并且注意有一个好的外观。管道走向后，应确定塔的开孔位置，即管口方位的确定，主要物料管线在布置时候，要考虑温度、压力等条件，尽量采用自然补偿的方法满足柔性要求，辅助的管口方位设计有如下几点见解：
1.人孔一容器的上人孔可设在顶部，下人孔可设在罐下端侧面，且两个人孔宜对称布置，以利检修时通风换气，常压罐的上人孔也可以和泄压人孔合并。高度较高的侧的人孔，其方位应便于从斜梯方向接近人孔。人孔的开启方向应与人上下平台方向相反，以利于危险情况下安全撤离。在中石化等大型设计院中，要求在管口方位中标出人孔的开启方向及开启所占用的空间，另当塔体内件药放置在人孔平台时，应确保放置场地。平台如需要加大，要考虑吊柱的工作空间，必要时要和设备设计部门协商。
2.进出物料管口一进料口可设在罐顶部或上端侧面，出料口一般设在罐底或下端侧面，进出料管口不宜布置在同一方向上。若设视镜，视镜口的方位应靠近进料管口，以利观察进料情况。
3.放空放净管口一放空口应设在罐顶最高点，放净口设在罐底部或出料管道上，对平底立式罐，放净管应从底部集液坑上引出。立式容器若采用裙座支撑时，容器底部的所有管口应采用管道把接口法兰引出裙座外侧，裙座内部不能安装法兰和阀门，工艺要求必须与设备出口直接连的特殊情况除外。
4.安全阀或呼吸阀管口一安全阀或呼吸阀管口应布置在罐顶检修区一侧，靠近平台。安全阀排放口方向应尽量避免朝向人行通道或设备检修区域，以免安全阀开启后对操作检修人员造成意外伤害。按照SH3012的要求，向大气排放的非可燃放空管高度，应高出临近平台2m以上了；紧靠建筑物、构筑物或内部布置的设备或管道上的放空口，应高出建筑物、构筑物2m以上。可燃气放空管的高度，请参照SH3012。
5.充氮管口一为使氮气分布均匀和防止在泄放时氮气走短路，其管口应布置在罐顶部远离安全阅或放空管口的位置。
6.温度计管口一布置在罐壳体下端靠操作区域一侧，并要方便接近和观察。
7.压力计管口一布置在罐的顶部气相空间靠操作区域一侧，并要方便接近和观察。
8.液面计和高低液位报警器一液面计的布置与选用的仪表类型有关，其上管口可设在罐顶部或壳体上端侧面。下管口设在壳体下端，且应布置在操作区方便观察的位置。
9.塔的吊柱一吊柱下方地面应留有充分的作业空间；应能达到塔上所有检修和操作平台；在吊柱回转覆盖范围内，应有一处能够避开所有平台和管道的竖直通道；吊柱应布置在检修侧范围内。
确定管口方位的主要因素是塔器的内部结构，如塔盘、塔板、塔堰等。在管口设置时以不影响塔内部件的正常工作为基准，并能够让仪表口测出物料最真实的状态为准。为实现阀门的操作，各种指示仪表的监控和巡视，塔器上的钢平台的正确设置尤为重要，要满足操作检修及安全要求，但不能妨碍设的检修否则应做成可拆卸的。现有平台的宽度一般为1000～1500mm，不易小于800mm，平台净空不应小于2.2m。操作用平台最小宽度为1000mm。塔顶平台是为操作吊柱、放空阀和维修安全阀设置的，一般设置为方形或者圆形全平台，大小按需要确定，塔顶平台可高出塔顶所有管口150mm，以能使用扳手拆卸管口法兰为宜。
另应考虑如下事项：①人孔中心线以距离平台600～1000mm为宜，最适合的高度为750mm（SH301 1规定平台距人孔底部不宜大于800mm）。②为设备加料口设置的平台，距加料口顶面不宜大干1.0 m。③法兰连接的立式设备的平台与法兰面的距离不宜大于1.5m。④两个以上塔设备的并列的情况下，建议同一平台标高，做联合平台，联合平台应考虑塔、架之间的热胀及其移动因素，留有缝隙，联合平台与设备链接可考虑使用铰接。⑤常用平台的均布荷载为250～400KGF/M2为宜，因维修或管架原因需要平台承担更大的负荷时，须给设备工程师提出条件。⑥按照SH301 1的规定：直梯应从平台侧面通向平台，攀爬高度在15 m以内时，梯间平台的间距应为5～8m，超过15m时，每5 m应设置梯问平台。⑦对于现场指示的温度计、压力表、液位计等仪表口，可安装在直爬梯旁边，便于维修与查看。
从塔顶出来的管道或侧线进出口的管道其支撑，一般遵循如下设置原则：以靠近管口处的第一个支架为承重支架，第一个支架应在满足设备焊缝最小间距情况下尽量靠近塔顶封头环焊缝，如在设置第二个承重支架时应为弹簧支架，一般在承重支架以下，按规定间距设导向支架。设置支架的顺序自上而下为固定支架、导向支架、彈簧支架。最后一个是导向支架距水平管道宜不少于25倍管道公称直径，以免影响管道的自然补偿。若沿塔壁垂直管段热位移量大时，其水平管段应设弹簧支架，若热位移不大时，可设导向支架。要求做热处理的设备及被划分为三类容器的压力容器，应在管口方位图上将预焊件的方位、大小及标高列出，一并提交设备制造厂家。
在塔器的管道设计中，满足热管道的柔性，自流管线及大口径管线的布置，满足塔内部件的正常工作要求，平台满足操作维修巡视安全性。更多更复杂的系统还有待更深入的探讨。
参考文献
[1]SH 3011—2000.石油化工工艺装置布置设计通则.中国石化集团北京设计院
[2] sH 3012—2000.石油化工管道布置设计通则.中国石化集团北京设计院
[3] 白桦主编.石油化工装置工艺管道安装设计手册第一篇.2005
[4]宋苛岢主编.压力管道设计及工程实例.化工工业出版社，2007
[5] 王怀义主编.石油化工管道安装设计便查手册.中国石化出版丰十，2003
[6]HG20546.2—1992.化工装置没备布置设计规定.化工部工艺配管设计技术中心站，1993
[7]田卉.石油化工装置工艺管道设计探讨[J].化学工程与装备.2008（3）.
[8]刘斌章.石油化工装置管道工艺的设计研究作[J].现代企业文化.2009（14）.
[9]李钰，李懋星.石油化工生产装置工艺外管架的设计[J].化学设备与管道，2008（3）.