化工企业项目设计过程当中会有一系列的、非常微小的设计焦点，它们往往与工艺过程没有关系或者关系不大，而且他们也通常与不受一般的异常情况影响或者一般异常情况分析极易忽略的，比如，它们与一般的物料及运行参数异常之间没有直接关系，不是物料、温度、压力的直接影响因素。设计过程或工艺运行过程中，如果忽视这些设计点，则可能造成非常大的影响，甚至造成安全事故。

本次介绍化工厂工艺流程设计过程中容易忽视的一个知识点：关于气压平衡的设计。

化工生产工艺经常会存在一些高温高压的情况，关于压力，通常通过压力管道、压力容器的设计来满足输送和储存，对于压力的产生，通常有压缩机、泵、蒸发器等设备，这些设备是压力的产生来源。

工业设计中，物料流动是根据压力差来进行的：通常需要有一个产生压力的装置，物料从这个位置开始输送；需要有压力输送设施，物料通过管道等设施输送。压力目的地通常是一个被动接受的装置。根据物料流动的顺序，物料的压力逐渐降低，形成压力差，压力差是物料流动的动力。

在设计过程中，我们通常重视的是前面所描述的物料流动驱动的压力差。但是却往往忽视了由这个压力差而产生的其它附属压力，不要忽视这个压力差的一些负面影响。其中所产生的正负气压是一个重要因素。

1、动力装置产生驱动压力差的同时，还要在压力吸取区域产生一个负向的压力差。

如，从一个密闭储罐中抽取介质，泵送到其它装置，此时泵后会产生正向的物料驱动压力，而泵前吸取的密闭储罐就会产生一个负向的压力差。这个压力差会对系统运行和安全产生不利影响：

如果泵前密闭储罐为常压容器，可能因为泵吸而产生负压，从而导致储罐受外压变形破裂，发生事故。

泵前的密闭容器随着内部液体减少，产生负压，这一部分负压作用于流体上从而影响到泵的性能，导致泵扬程和流量的降低；同时负压也导致泵的吸上高度收到影响，泵的实际吸上高度远低于设计值；同时，由于负压的存在，介质还有可能发生气蚀现象，损坏泵和叶轮。

为了避免这种情况的发生，设计时需要考虑因产生动力而附属产生的负压力/负动力，考虑其影响，通过设计避免负压力或动力对系统运行或安全产生影响。

2、泵后装置在接受物料的同时，随着物料的积累还会产生压力。

如，向密闭储罐中输送介质，随着介质的量增大，气相空间被压缩，从而进一步的增大了储罐内的气相压力，产生较大的正压力。

这种情况下，如果为常压储罐，可能会因为产生的正压力大于储罐的耐受压力，发生破裂事故。

如果是压力容器，设计压力超过泵送压力，超压不会发生破裂等事故。但是由于这个正压力的存在，会转变为泵等动力设备的背压，从而影响到泵的性能。

3、对于采用重力自流的流程，其动力来源于重力，也存在着上述情况，即源端存在负压，终端存在正压。由于重力的驱动力较小，因此通常会发生物料流动不畅的情况。

为了避免上述情况，需要采取气压平衡措施，建立气压平衡系统通常采取的方法有：

1.与大气联通，保持装置开放；

2.设置自动补压/泄压装置，通常情况，设置有氮封系统的装置可以满足自动补压/泄压的需求；

3.设置呼吸阀。通过呼吸阀，维持储罐内的气压稳定；

4.设置联锁装置。氮封系统维持的压力较低，不满足压力储罐的运行压力要求，因此可以通过设置联锁装置，实现对压力容器的压力稳定。

5.设置气压平衡管道设施。通过物料源系统与末端系统之间通过气平衡管道联通，实现气相空间压力平衡，从而确保稳定。

5.设置气压平衡管道设施。通过物料源系统与末端系统之间通过气平衡管道联通，实现气相空间压力平衡，从而确保稳定。

🔙返回上一页🔙