本文主要介绍聚乙烯装置中的重要设备——脱气仓的安装及管道布置，并结合工程施工的实际情况，总结出脱气仓的安装及管道布置的注意事项。

聚乙烯装置中的产品脱气仓设备本体高、管口多，且安装位置高，给管道布置及安装带来一定的困难。脱气仓的安装和管道布置时除了要满足工艺要求外，还得满足管道应力及安装要求，相应的梯子平台的设置应满足安装、操作和检修的要求。

脱气仓的管道布置

某聚乙烯装置脱气仓的设备外形及简易管道仪表流程图见图1，与脱气仓直接相连的有16根管道和1台顶部保护过滤器，管道布置主要从应力管道布置与支撑、氮气系统管道布置及其他管道布置来进行分析。

图1  脱气仓的设备外形及其简易管道仪表流程图

与脱气仓直接相连有5根DN≥200mm应力管道，即4根PDS管道和一根排放气回收管道。

由于这4根PDS粉料管道是间歇交互操作，故其支撑一定要牢固，作支吊架时，不仅需要考虑管道的应力载荷，而且还要考虑间歇交互操作引起的交变疲劳载荷。根据应力计算结果，在脱气仓顶部钢平台（EL.88500）和进入管廊的第一弯头前设置弹簧支吊架，在挤压造粒框架顶部楼板（EL.61000）设置固定架，其他位置均设置导向架，PDS管道支撑平台条件见图2。来自产品吹出罐的PDS粉料管道，为了降低其管道阻力降和避免粉料堵塞管道，要求从产品吹出罐到脱气仓之间管道尽量短，且弯头曲率半径范围为8DN≤R≤10DN，这样PDS管道距离脱气仓外壁较远。某聚乙烯装置，在EL.61000以上就没有设计框架，PDS管道从BOP EL.90800沿脱气仓外壁下至EL.61000，其间必须要设置支撑，经过专利商同意，与设备直连的第一个弯头可改为R=4DN，这样就可以支撑在脱气仓扇形检修钢平台边缘。由于粉料管道容易堵塞，工艺要求至少每隔15m要设置一对配对法兰，当出现粉料堵塞时，便可拆卸法兰，清理粉料，且配对法兰应设置在便于操作的位置。PDS管道模型局部详图见图3。另一根应力管道是脱气仓顶部过滤器出口管道（即脱气仓排放气去排放气回收系统管道），该管道从BOP EL.92260沿着脱气仓外壁进入布置在EL.61000的楼板上排放气入口保护过滤器。根据应力计算结果，管道支撑在脱气仓外壁上部最大垂直应力就高达20400N,水平应力也高达11000N，由于脱气仓上部的器壁薄（T=16mm），故应给设备专业提供脱气仓护板条件，在受力处局部加厚，避免设备受力变形。减少粉料积聚，排放气入口保护过滤必须布置在挤压造粒框架的顶层楼板。

图2  PDS管道支撑平台条件图

氮气系统管道布置

进入脱气仓及顶部过滤器共有5根氮气管道，它们分别是：脱气仓顶部过滤反吹氮气、脱气仓上锥段工艺氮气、氮气蒸汽混合气体、脱气仓下锥段防架桥反吹氮气、旋转卸料阀损失补充氮气。

脱气仓顶部过滤器反吹氮气管道

通过测量过滤器进出口压差，并将压差信号传递给脱气仓顶部过滤器的时序控制器，而控制反吹氮气而间歇反吹，目的是避免脱气仓顶部过滤器虑袋的堵塞。该氮气管道上有一限流孔板，为防止孔板前出现大量氮气泄漏导致人员窒息，限流孔板必须布置在室外。

脱气仓上锥段工艺氮气

P3及J1~J4管口入口管道，用该氮气脱除脱气仓上部聚乙烯粉料中的烃类气体，并随氮气一起从脱气仓排放管道进入排放气回收系统。P3口伸入脱气仓中心倒锥分布器下方的顶部，主要是防止粉料堵塞管道，P3口输送的氮气集中在脱气仓中部，主要是脱除中部聚乙烯粉料中的烃类气体。J1~J4管口沿脱气仓外壁径向成90?均布，这样氮气分布更加均匀，具体管口方位见图4。J1~J4主要是脱除脱气仓靠近器壁附近的烃类气体。J1~J4出口管道均有孔板前截断阀，孔板及孔板后截断阀，为防止在J1~J4管口处出现粉料堵塞而阻碍氮气进入，孔板后截断阀必须与管口直连。特别要注意环形氮气总管尽可能靠近脱气仓外壁，以避免与N1、N2的人孔滑道及吊杆碰撞。

图3  PDS管道模型局部图

氮气蒸汽混合气体

P1管口入口管道，目的是水解烷基铝（来自加入反应器中的助催化剂），避免其对下游设备造成影响。大多数烷基铝（Aluminum Alkyl）遇水能够剧烈反应，例如：三乙基铝（Triethylaluminum,分子式(C2H5)3Al，俗称T2）化学性质特别活泼，遇水极易发生爆炸。T2的物料特殊性决定了该管道和阀门的设置要特别注意，为防止蒸汽冷凝后进入脱气仓，必须保证氮气蒸汽汇合点尽可能的靠近P1口（不超过3m）。且混合前氮气采用夹套管蒸汽加热至85℃，氮气蒸汽混合后管道需要用蒸汽伴热。

脱气仓下锥段防架桥反吹氮气

P4和P6管口入口氮气管道，该氮气主要是防止脱气仓下锥段出现架桥现象而进行反吹，并从脱气仓底部排放气出口管道进入脱气仓底部过滤器。要求P4口和P6口成180?并与J1~J4之间管口方位有具体要求，具体方位见图6。管口的对称布置，使进入脱气仓中氮气分布更加均匀，聚乙烯中烃脱除得更加彻底。

旋转卸料阀损失补充氮气

这根氮气管道连接在脱气仓出料口法兰上的1/2″NPT管口，主要是补充由于脱气仓旋转加料器损失的氮气。由于该管口口小，在布置管道时容易遗漏。

图4  脱气仓上锥段工艺氮气典型管道布置及人孔模型局部图

其他管道布置

脱气仓底部排放气出口管道，即P2口出口管道，用来排放脱气仓下锥段的工艺氮气及脱除出的烃类气体。排放气中带有粉料，为了防止粉料堵塞管道，进入脱气仓底部过滤器管道与竖直方向的夹角必须不大于30˚，且要求在该管道上在便于操作位置设置两个备用接头，用于临时接入氮气和蒸汽来水解和置换底部过滤器中的烷基铝，以便安全的更换过滤器的虑芯和虑袋。

反应产品排放系统的出口管道,该管道与去火炬放空管道各有一个带有汽缸的调节阀，在自控条件返回之前，要预留出足够的空间，避免其它管道与汽缸碰撞，且根据工艺要求，这两个调节阀之间的间距不超过500mm。

脱气仓顶部就地放空气，该放空气中含有烃类等，排放点的位置应符合SH-3012-2000（3.6.9-2）间歇排放可燃体气安全排放标准。并还要考虑上面的爆破片的检修，应将爆破片管系安装图提供给工艺设计人员进行校核，检查背压可能对爆破片性能的影响。

脱气仓的相关安装条件

脱气仓的相关安装条件主要为：管口方位条件、楼板穿孔条件、设备基础条件、梯子平台条件，并结合某聚乙烯装置分别进行具体分析。脱气仓PDS管道及核料位计管口方位图详见图5，脱气仓工艺氮气管口方位图见图6。

图5  PDS管道及核料位计管口方位图（其中M1、M2、L1、L2为PDS管口，LX，LT为核料位）

脱气仓楼板穿孔条件

脱气仓基础楼板（EL.61000mm）穿孔：其穿孔直径要保证小于脱气仓的预埋地脚螺栓中心圆直径，但是如果穿孔太小，吊装时设备无法顺利通过。具体有如下两种解决方案：方案一：设置活动梁，就是将设备基础承重梁的一边或者两边设置成活动钢梁，待设备吊装就位后再在现场临时安装活动钢梁，这样楼板穿孔就可以不考虑设备支座下方突出的部分，平台穿孔只要能够满足设备穿过即可。但是由于该设备高（～46856mm），质量大（设备净重：200310kg）设备起吊之后再临时现场施工活动梁不够安全；况且设备支座下方有很多小管口，在吊装时无法保正设备不出现轻微晃动，若出现晃动则很容易碰坏支座下方的小管口，故此方案不可取。方案二：加大设备平台穿孔直径。设备环形支座下方最突出的部件是人孔口N1、N2口，吊装时只要考虑N1、N2口能够顺利通过吊装孔，其它部分则均能顺利通过。人孔口N1、N2 口伸出长度为3850mm，再考虑DN600，PN2.0，人孔的法兰外径为815mm，从而确定为脱气仓基础吊装孔直径7900mm。此方案可取，故采用。

脱气仓环形支座上下各有一圈环形加强圈，脱气仓基础楼板穿孔直径大于环形加强圈的外边缘，具体加强圈的位置详见图7。

为了设备能够顺利吊装，脱气仓基础楼板开孔与脱气仓保温外壁之间空隙很大，某装置脱气仓基础楼板穿孔与脱气仓保温外壁净距达510mm，出于安全考虑，设备吊装就位后，吊装空用钢板补齐，补齐后在周围做高防水肩。

同样道理，脱气仓所有楼板穿孔均要考虑脱气仓的顺利吊装，例如：脱气仓在EL.52000mm楼板穿孔直径设计为4900mm，而穿孔处设备直径仅为3600mm，也是由于考虑到设备吊装时能够顺利通过其下方最突出的部分——人孔(W1，W2)。该楼板穿孔与设备保温外壁净距为560mm，同样也需补齐和做防水肩。

图6  脱气仓工艺氮气管口方位图

脱气仓设备基础条件

预埋设备地脚螺栓一般采用跨中均布，因为正方向大多布置有设备管口（例如管口正东向，正西向等），如果地脚螺栓居中均布，设备管口处可能泄漏的腐蚀性介质腐蚀地脚螺栓，造成不安全隐患。但由于脱气仓设备高，质量大，地脚螺栓跨中布置，结构专业不便布置支撑粱，况且脱气仓中主要为聚乙烯，烷基铝，烃类等低腐蚀性物料，其预埋地脚螺栓可采用居中均布。

脱气仓的梯子平台条件

脱气仓管口多，某聚乙烯装置脱气仓共有33个管口（其中脱气仓管口27个，其顶部过滤器管口6个），还有两组原子料位计。故设置梯子平台，在符合相关规范同时还要便于操作检修维护。现结合某聚乙烯装置的脱气仓梯子平台安装条件对其典型检修钢平台进行具体分析。

在挤压造粒框架平台上无法操作N1,N2,P3,J1~J4口(为了避免粉料积聚P3，J1~J4管道上的球阀必须与管口直连)，因此在EL.56400mm处设置一个方形检修钢平台，以检修和操作这些管口。并利用挤压造粒框架斜梯的中间休息平台进入此检修平台。

根据工艺要求，核料位计LX-1（放射源），LT-1（检测器）安装方位成180˚，为了便于其安装与维护，在EL.72500mm处设置全平台，且考虑到减少核辐射对人员伤害，梯子方位尽可能的远离核料位计的检测器，检测器的周围最好用栏杆隔开。同样设置EL.68000mm全平台，用于安装、维护核料位计LX-2（放射源），LT-2（检测器）。

图7  脱气仓安装条件图

脱气仓顶部过滤器人孔口的操作平台，当脱气仓顶部过滤器的虑袋出现滑落时，氮气吹扫置换后，从EL.89600mm扇形钢平台，通过人孔进入过滤器，拣出虑袋。设置EL.91300mm扇形钢平台可以观察、检修脱气仓顶部过滤器的时序控制器及其压力计。在EL.91300mm和EL.92150mm平台上拆卸过滤器封头所有螺栓后，自EL.92150mm平台通过过滤器封头进入脱气仓，以更换脱气仓顶部过滤器虑芯和虑袋。

其他梯间休息平台的设置应遵照《SH3011石油化工工艺装置布置设计通则》的4.3.5——攀登高度在15m以内梯间平台的间距为5~8m，超过15m时，每5m应设置梯间平台来设计梯间休息平台，同时还要考虑F管口的检修和相邻两层平台之间净空（至少要大于2200mm）。

结语

由于脱气仓设备高管口多、质量大，在聚乙烯装置中脱气仓为最高的设备，所以设计好脱气仓管道和相关安装条件尤为重要。脱气仓中任何一个小管口、小部件都不能忽视，只有对它的各个方面考虑仔细周全，才能保证设备和管道的顺利正确安装，及在满足工艺的同时，便于维护、操作和检修。