在化工生产中，几乎所有的设备之间都是通过各种管道连接。管道和设备一样都是化工生产中的重要组成部分，因此在化工设计过程中，管道设计同样是重中之重，必须严格遵守工艺要求，确保安全；在此基础上，追求管径的最优选择，以实现经济高效的建设与运营。这不仅要求设计者拥有深厚的流体力学专业知识，还需要准确掌握生产装置的工艺流程和各项工艺标准，以及对现代化工技术发展的深刻理解。
具体而言，工艺管道设计应遵循以下原则：
- 工艺适用性：确保管道系统能满足生产工艺的各种需求，如物料的性质、温度、流量、压力等参数，这是设计的基础也是核心。
此外，管道设计者需要对工艺流程有深刻的理解，这样才能在配管过程中确保管路符合工艺设计者的思路。例如，每条管路的作用，每个阀门和仪表的设置在此的目的。还需考虑不同工艺阶段的特殊要求，比如反应物的添加顺序、中间产物的处理方式等，以确保整个生产过程的顺利进行。
涉及到的相关标准：
GB 50316-2000（2008版）《工业金属管道设计规范》
HG/T20549-1998《化工装置管道布置设计规定》
HG/T20570.6-1995(2017)《管径选择》
- 安全性：保障管道在所有操作条件下都能安全稳定运行，有效预防泄漏、爆炸等潜在风险，这是不容妥协的原则。
设计时需充分考虑材料的选择、连接方式的可靠性、防腐蚀措施等因素，以提高系统的整体安全性。如管道的应力分析和削减措施，管道、管件、阀门、法兰的统一性等。公制和英制的管道外径和壁厚不同，目前我国基本使用的是公制管道。但我国现行标准中对于同一公称直径的钢管外径尺寸还不统一。详细可以参考GB/T17395-2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》、HG/T20553-2011《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列》、SH/T3405-2017《石油化工钢管尺寸系列》
涉及到的相关标准：
HG/T20549-1998《化工装置管道布置设计规定》
HG/T20592～20635-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》
GB/T17395-2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》
GBT12459-2017《钢制对焊管件 类型与参数》
HG/T20553-2011《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列》
SH/T3405-2017《石油化工钢管尺寸系列》
- 经济性：通过科学合理的布局规划，从而达到兼顾美观的同时减少管材、管架用量。
例如，把每层东西向和南北向管道的管底标高（BOP EL+）确定下来；把物料主管路和公用工程的主管路确定位置；把进出界区接管的位置确定。
需要注意的是，考虑经济性的前提是不可忽略物料的性质和工艺的可行性，配管过程中尽量避免液袋和气袋的出现。如熔点在环境温度以上的物料管道U弯处的处理方式，应尽量避免U弯，避免不了的在低点设置放净口，高点设置放空口。
涉及到的相关标准：
HG/T20549-1998《化工装置管道布置设计规定》
HG/T20619-2021《管架标准图》
- 操作与维检的便利性：考虑到未来的人工操作和维护检修需求，设计时应确保这些操作的便捷性，便于及时响应，保持管道系统的良好运行状态。
例如，将阀门仪表等部件设置在易于观察和操作的位置；预留足够的操作空间；采用易于拆卸和更换的部件和设置旁通管路等，都是提高操作便利性的重要措施。
涉及到的相关标准：
HG/T20549-1998《化工装置管道布置设计规定》
综上所述，优秀的工艺管道设计是多方面考量的结果，不仅需满足生产工艺的具体需求，还要兼顾安全、经济、操作与维护等多方面的因素。只有这样，才能确保化工装置的安全、高效、经济和可持续运行。
化工配管相关软件：
AutoCAD PDMS SP3D AutoCAD-Plant3D SolidWorks
