石油化工装置管廊防火方案探讨

■柏世杰 中国石化集团第五建设公司甘肃兰州730060

石油化工装置管廊防火方案探讨

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石油化工装置管廊防火方案选择要综合考虑结构和防火的要求。本文对钢结构和钢筋混凝土结构管廊的防火方案进行了探讨，认为选用钢结构管廊防火方案具有成本低、工期短等优势。

管廊防火方案探讨

随着石油化工装置设计产能的不断提高，装置规模逐渐大型化，装置防火方案的选择愈加重要。装置防火方案的选择要考虑结构和防火材料、成本、工期等因素。本文结合沙特某炼油一体化工程项目中管廊防火方案的选择，对钢结构和钢筋混凝土结构管廊防火方案进行了探讨。

1 结构特点

1.1 钢结构的特点

（1）强度高、重量轻。钢材不仅具有较高的抗压强度，还具有较高的抗拉强度和抗剪强度，可以用来抵抗任何组合形式的荷载，通常钢的强度是高强度混凝土的近4倍以上，其屈服点较混凝土和木材要高得多；在承载力相同的条件下，钢结构与钢筋混凝土结构、木结构相比，构件较小，重量较轻，便于运输和安装。

（2）制作、安装工业化程度高，施工周期短。钢结构生产具备成批大件生产和高度准确性的特点，可以采用工厂制作、工地安装的施工方法，所以其生产作业面多，可缩短施工周期，进而降低造价、提高效益。

（3）抗震及抗动力荷载性能好。钢结构因自重轻、质地均匀，各向同性，弹性模量大，有良好的塑性、韧性，因而抗震及抗动力荷载性能好。

（4）具有一定的耐热性。温度在250℃以内，钢的强度变化很小，温度达到300℃以上，强度逐渐下降，达到450～650℃时，强度降为零。因此，钢结构可用于温度不高于250℃的场合。在自身有特殊防火要求的结构中，钢结构必须用耐火材料予以维护。

（5）钢结构抗腐蚀性较差。钢结构的最大缺点是易于锈蚀。新建造的钢结构一般都需要除锈、镀锌或刷涂料。使用过程中要定期修补防腐涂装，维护费用较高。目前国内外正在发展不易锈蚀的耐候钢，可大量节省维护费用，但还未能广泛采用。

1.2 钢筋混凝土结构的特点

（1）耐久性好。能够充分合理的利用钢筋（高抗拉性能）和混凝土（高抗压性能）两种材料的受力性能，混凝土的强度随时间的增长还有所提高，所以其耐久性较好，在一般环境下，钢筋受到混凝土的保护而不易生锈，正常使用条件下不需要经常性的保养和维修。

（2）可模性好。新拌和的混凝土是可塑的，可根据需要设计制成各种形状和尺寸的结构或构件。

（3）整体性好。现浇钢筋混凝土结构整体性好，通过合适配筋可获得较好的延性，有利于抗震、防爆和防辐射，适宜保护结构。

（4）耐火性好。混凝土是不良导热体，遭遇火灾时，因钢筋有混凝土包裹而不致很快升温失去承载力，与钢结构相比具有较好的耐火性。

（5）易于就地取材。混凝土所用的原材料中占很大比例的石子和砂子，产地普遍，便于就地取材。

（6）自重大。相对于钢结构来说，混凝土结构自重偏大，这对于建造大跨度结构是不利的。

（7）混凝土抗拉强度较低，易裂。由于混凝土的抗拉强度较低，在正常使用时，钢筋混凝土结构往往带裂纹工作，裂纹存在会影响结构的正常使用性和耐久性。

（8）费工、费模板、周期长。施工比较复杂，工序多，施工受季节、天气的影响也较大。

（9）补强修复困难。新老混凝土不易形成整体，混凝土结构一旦破坏，修补和加固比较困难。

2 管廊防火方案

2.1 模型选择

本文选择沙特实施的某炼油一体化工程项目的管廊防火方案为探讨模型，选择高度为20m，宽度为10m的典型管廊截面作为分析模型，并按照结构不同分为三种类型。截面示意图如图1所示。

图1 截面示意图

2.2 优缺点分析

2.2.1 钢结构管廊防火方案（如表1所示）

表1 钢结构管廊防火方案

2.2.2 钢筋混凝土管廊防火方案（如表2所示）

2.2.3 钢筋混凝土+钢结构管廊防火方案（如表3所示）

表2 钢筋混凝土管廊防火方案

方成评案本价钢22结16构8方最8管4案低8廊美防元火钢2筋24混2火7凝一9方0土般1案管美廊元防钢构2筋2管7混8廊4凝最2防7土高0火+美方钢元案结

3 工程案例

在沙特某炼油一体化工程项目管廊防火方案实施过程中，钢结构、钢筋混凝土混凝土、钢结构和钢筋混凝土相结合的管廊防火方案的工程成本、进度、安全等指标区别明显。

（1）成本。项目管廊防火方案进行成本分析，三种方案的成本分别如表4所示。

（2）进度。采用钢结构管廊防火方案的工期比采用其他两种方案的平均周期缩短5个月。

（3）安全。采用钢结构管廊防火方案的现场施工安全事故率仅为其他两种方案均值的48%。

4 结论

通过以上探讨，可以看出钢结构管廊不仅在强度、刚性和塑性方面比钢筋混凝土具有优势，同时，钢结构管廊防火方案具有综合成本低，施工周期大大缩短，安全事故率低，交叉施工便于组织协调，工程质量容易控制，设计变更和现场修改方便等优势。

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