浅谈塔器人孔最佳开口方位_王辉等

2013，23(6)王辉等浅谈塔器人孔最佳开口方位
浅谈塔器人孔最佳开口方位
王辉*杨建冬中国石油工程建设公司华东设计分公司青岛266071
摘要通过对单溢流和双溢流板式塔横向和纵向的分析，提出人孔的最佳开口方位原则，引导设计人员正确布置人孔。

关键词塔器人孔最佳横向纵向开口方位
塔器作为装置中最常见、最重要的设备之一，
其管道设计的优劣直接影响到塔器的安装、操作、检修甚至安全与产品质量。

而塔器上的人孔及各种接管口的方位对塔器管道设计的优劣起着决定性的作用。

显然，往往作为塔器各种开口中最大的开口———人孔，它的开口方位又直接影响着其他开口的方位。

由此可见，人孔的开口方位对整个塔器的管道设计水平有着直接的、重要的影响。

本文以单溢流和双溢流板式塔为例讨论塔器人孔的最佳开口方位。

1塔器人孔在横向上的最佳开口方位
由于绝大多数塔器开口是以法兰面的型式与管道、仪表或阀门相连，并且塔器开口分布于塔顶、塔侧和塔底的各个部位，这就需要在开口下方合适的高度设置平台便于操作和检修。

塔器上的绝大多数都是来、去管桥的管道，因此，设在塔器各个部位的平台与沿塔体来、去的管道之间就产生了空间上的矛盾，这种空间上横向与纵向矛盾的解决办法就是尽量避免横、纵冲突。

所以需要在横向上把塔器分为布置开口、梯子和平台的操作侧以及管道沿塔体上、下的管道侧［1］。

通常，前者靠近装置的检修区，后者靠近装置的管廊，划分示例见图1。

由图1可知，人孔应布置在塔器的操作侧。

对于板式塔，人孔禁止设在上层塔盘降液管内，否则人无法进入；对于本层塔盘，原则上也禁止设在降液管内，以免人进入时发生危险，但当降液管宽度≤300mm时可设在本层降液管上方区域［2］。

人孔与溢流堰在横向上的净距离应大于50mm，以防降低塔的效能［3］。

图1塔器操作侧和管道侧的划分示例
单溢流塔盘可在任何一层塔板上方的塔壁开人孔；双溢流塔盘则每隔一层，在有中间降液管的塔板上面的塔壁上开人孔，也可在中间无降液管的塔板上面的塔壁上开人孔，但此种情况需设两个人孔，不常用。

塔体人孔的开设范围见图2。

从单溢流板式塔人孔开口范围可以看出，人孔的最佳开口方位是布置在与塔板溢流堰平行的塔直径上，为检修人员进入创造最大的空间。

前已述及，为了避免管道与平台冲突，将塔器横向上划分为操作侧与管道侧，那么，当管道及其组成件与工艺接管口连接完成后能在最短距离内引入管道侧对于避免冲突和节约用材是有益的。

显然，工艺接管口位于操作侧与管道侧的分界处是满足操作、检修和管道以最短距离引入管道
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*王辉：工程师。

2006年毕业于中北大学（原华北工学院）化工与环境学院化学工程与工艺专业。

一直从事炼油配管设计工作。

联系电话：（0532）80950854，E－mail：wanghuipg@。

CHEMICAL ENGINEEＲING DESIGN化工设计2013，23(6
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图2塔体人孔的设置范围
注：双溢流中未示出人孔距溢流堰的最小间距及降液管≤300mm时的情况。

侧的最佳位置。

而对于板式塔而言，工艺接管口往往和溢流堰要求垂直，所以，塔盘的最佳方向应为正方向。

综上所述，单溢流板式塔的人孔在塔器横向上的最佳开口方位应为朝向操作侧的正方向。

从双溢流板式塔人孔开口范围可以看出，人孔在横向上的最佳开口方位是布置在朝向操作侧且靠近上层塔板降液板的位置，这种布置将给人员的进入提供着力点。

2塔器人孔在纵向上的最佳开口方位
通过上节的讨论可知，单溢流板式塔的人孔在塔器横向上的最佳开口实际上只有一个方位，那么，就全塔而言，其塔体全部人孔在纵向上必然处于同一条垂线上。

而对于双溢流板式塔的人孔在纵向上的最佳开口方位问题却较为复杂，同时也是现场出现问题最多的，原因是每个人孔都有两个可开设的范围。

要解决这个问题，需要将塔顶吊柱与人孔统一起来考虑。

塔顶吊柱的作用，就是向塔上吊装物料。

在这些物料中，一般以塔内件为最大、最重，所以，塔顶吊柱的安装应能照顾到所有人孔或者说人孔应位于塔顶吊柱的工作范围内。

通常，吊柱与人孔的开口方位之间有一定的夹角，称之为吊柱安装角。

起吊物料时，将吊柱的悬臂置于设备径向方向，此时，吊索与平台外圈梁边沿具有最大的径向距离，吊索的所在位置就是起吊点。

保持起吊点的位置，将起吊物吊至预定层平台的栏杆上方后，向人孔方向旋转吊柱的悬臂，使起吊物进入预定层平台，极限位置是吊索与平台外圈梁边沿相碰，此时起吊物已有部分进入了平台。

在俯视图上，吊索极限位置位于人孔中心线的延长线上，此时，吊柱的安装角便是最佳的安装角。

在此情况下，塔内件能以最省力的方式进入塔内。

吊柱最佳安装角的确定见图3。

图3吊柱最佳安装角的确定［4］
要使平台上的人孔处于塔顶吊柱的最佳工作位置，使塔内件以最省力的方式进入塔内，则其最佳位置应处于“极限位置”与塔中心的连线上。

塔顶吊柱的选用与安装，是以全塔最宽平台为基准。

在此将出现三种情况：①塔壁各层平台宽度相同。

显而易见，塔壁各层平台均有“极限位置”，且处于同一条垂线上。

那么，塔壁上所有人孔的最佳位置均位于这条垂线与塔中心线组成的竖面中，亦即塔壁上所有人孔上下在同一条垂线上；②塔壁上最宽平台位于顶部。

此时，虽吊索只与一层平台相碰产生“极限位置”，但实质上，该极限位置亦为下方各层平台的极限位置，同理，塔壁上所有人孔上下在同一条垂线上；③塔壁上最宽平台位于中部，最宽平台及下部的情况同第②种情况，最宽平台上部平台的“极限位置”有所偏移，亦即人孔最佳开口方位不同于下部。

但同一台塔塔体上的平台宽度相差不大，也就是说极限位置的偏移量不会太大，并且，从全塔美观以及吊柱操作的角度而言仍应与最宽平台处及以下人孔开口方位保持一致，而且此时人孔必然处在塔顶吊柱的工作范围内。

双溢流板式塔纵向上人孔最佳开口方位的确定见图4。

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口方位
图4双溢流板式塔纵向上人孔最佳开口方位的确定
由此，双溢流板式塔的人孔在横向上虽有两个可开口范围，但从纵向上看，全塔人孔的最佳开口方位应只位于同一个开口范围内且上下在同一条垂线上。

不难看出，上述情况对单溢流板式塔也是适用的。

综上所述，无论是单溢流还是双溢流板式塔，其人孔在纵向上的最佳开口方位应处于同一条垂线上。

3结语
（1）单溢流板式塔的人孔在塔器横向上的最佳开口方位应为朝向操作侧的正方向，且全塔人孔在纵向上应处于同一条垂线上。

（2）双溢流板式塔的人孔在塔器横向上的最佳开口方位应为朝向操作侧并靠近上层塔盘降液板的位置，且全塔人孔在纵向上应处于同一条垂线上。

（3）塔器上的人孔应尽量统一位置，工程实例见图5。

单塔上的所有人孔应考虑布置在同一垂直线上并朝向操作侧的正方向；若有两台塔并排布置时，人孔朝向应一致（同一方向）。

这样布置不仅使塔器看起来美观，而且将给塔顶吊柱的设置及塔内件的吊装带来极大便利。

图5塔器的人孔方位布置工程实例
参考文献
1蔡尔辅．石油化工管道设计［M］．北京：化学工业出版社，2001：200－213．
2宋岢岢．压力管道设计及工程实例［M］．北京：化学工业出版社，2007：297－314．
3张德姜，王怀义，刘绍叶．石油化工装置工艺管道安装设计手册，第一篇［M］．北京：中国石化出版社，2007：
142－159．
4蒋汉锋．如何正确选用及布置塔顶吊柱［J］．化工设备与管道，2004，（5）：18－19．
（收稿日期2013－04－08
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