煤制烯烃项目装置单元管廊设计指导

卢洪杰　蔡希娜

摘 要 煤制烯烃项目一般规模较大，管道种类多且数量庞大，因此决定了装置单元管廊跨度大、层数多；另外，为了合理利用厂区空间，煤制烯烃项目往往会在管廊上下布置工艺设备，如空冷器、泵房等，这也导致了设计管廊时一定要综合考虑各种因素。本文以甲醇制烯烃项目热分离单元管廊设计为例，根据工艺生产和设备布置特点，浅析如何确定管廊的柱间距和层数、层高，以及如何结合空冷器尺寸设计管廊。

关键词 管廊 管廊层高 空冷器布置

中图分类号：TE359 文献标识码：A

随着近些年来煤化工项目如火如荼的发展，生产规模也不断扩大，使得管廊布置变得尤为复杂，管廊的布置体现了全厂装置布局是否合理。管廊是不同装置或不同厂区之间集中敷设工艺物料管道、公用工程管道及电、仪槽板的主要场所，联系着厂区不同的单元或厂区，管廊布置直接影响施工管理、操作维修和整体投资诸多方面。

多数煤制烯烃项目每个生产单元的设备成排布置在支管廊两侧，再利用主管廊将各支管廊加以串联。管廊布置总的原则大家已经比较熟悉，在此不再赘述，本文主要根据项目的工艺特性及设备特点阐述管廊设计的细节。下面以中天合创180万吨/年甲醇制烯烃装置热分离单元的管廊设计为例加以说明。

1装置概况及设备布置

中天合创MTO装置热区位于装置南侧，长200米，宽62米。主管廊由南向北位于装置正中间，热区分支管廊位于主管廊的东西两侧。在基础设计阶段，按工艺流程及配管走向研究将脱丙炳塔系统、脱丁烷塔系统、脱戊烷塔系统布置在主管廊西侧，热区分支管廊北侧；将湿火炬罐系统布置在主管廊西侧，热区分支管廊南侧；将丙烷精馏塔系统、丙烯产品二甲醚吸附器系统布置在主管廊东侧，热区分支管廊北侧；将干火炬罐系统、丙烷塔回流泵、丙烯塔冷凝器、丙烯产品冷凝器、吸附器再生气进出料换热器、丙烯精馏回流罐等布置在主管廊东侧，热区分区管廊南侧；空冷器布置在分支管廊顶部。

2支管廊柱间距及层高的确定

在考虑分支管廊跨距和长度时，因管廊顶部布置有空冷器，所以首先按空冷器布置要求来设计管廊跨距。在接到初版资料后，空冷器支腿间距6*12米，12台一组，共两组，因此支管廊轴线按6*6米布置，南北两跨12米，东西12跨72米，两组支管廊对称布置在主管廊两侧。中天主管廊从南至北贯穿整个装置，分为4层：EL.106300（物料管线）、EL.108900（物料管线/公用工程）、EL.111500（槽板和火炬总管）、EL.116500（安全阀/空冷器）。支管廊层高的确定，以和主管廊层高交错为原则，高度要满足支管廊管线进出主管廊时上翻/下翻/支撑所需要的空间。需要注意的是，因火炬罐布置在热区，火炬管所在层的标高要满足PID上火炬罐距地面的最小高度要求。因此，支管廊标高定为EL.105000， EL.107600， EL.110200， EL.112800， EL.114000， EL.118000。但在接下来的设计过程中，随着配管方案的不断优化，现有层数过多，管廊使用效率不高，因此取消EL.112800層。最终，管廊设置为：EL.105000、 EL.107600（物料管线），EL.110200（物料/公用工程管线）、EL.114000（仪表槽板和火炬总管），EL.118000（安全阀操作平台）。

整个管廊的侧梁按梁顶比主梁梁顶高1.3米考虑，通常在两层主梁的中间设置。但有两层侧梁需单独考虑：

第一层侧梁（位于EL.105000层管廊下方），1#、2#丙烷塔再沸器采用QW做为换热介质，管径为DN500. 如果第一层侧梁梁顶按比主梁梁顶低1.3米考虑，管线进入管廊后，不仅不能以90度弯头上管廊，45度弯头所需空间也不能保证。在综合考虑检修、操作通道、管道支撑要求高度的情况后，将本层侧梁下调0.2米，和主梁高差1.5米。QW管线以45度弯头上翻进管廊。

第五层侧梁（位于EL.114000层管廊上方），本层管廊布置有电气仪表槽板和火炬总管，在综合考虑二者所需的配管和操作空间后，本层侧梁布置在EL.116500的位置，即侧梁梁顶比EL.114000层管廊高2.5米。

3管廊顶部空冷器的布置

空冷器为引风式空冷器，布置在管廊顶层，空冷器下方有引风空间和检修平台。要确定空冷器平台高度，需要考虑本层平台下方的安全阀操作检修需要。在热区所有布置在管廊顶层的安全阀中，最大的一组安全阀膜头高度为1米，需要3.5米净空，另加1米的检修空间，空冷器检修平台标高为EL.122500。确定空冷器高度后，必须注意周围是否还布置有其它空冷器，如果多组空冷器布置在不同高度，两组间最小水平距离不得小于12米。在本装置中，热区和主管廊交叉位置附近的主管廊顶层还布置有另一组空冷器且间距小于12米。这种布置会影响空冷器的换热效果，因此将主管廊空冷器北移，以达到规范要求的最小间距。

在布置装置区内设备时，还要考虑预留空冷器的检修通道，且通道上方不能布置其它管线设备。东侧管廊将检修通道和消防通道合并布置在2号丙烯塔和5A框架中间；西侧管廊南侧只有湿火炬罐系统，因此不用专门预留。

综上所述，在设计顶部有空冷器的管廊时，除遵守管廊布置的一般原则外，要优先考虑空冷器对管廊柱间距的要求。通常厂家资料比较置后，在基础设计阶段，可以参考已有装置的布置方案。和厂家技术交流时，要尽早确定如空冷器支腿跨距、组数等一但后期变化对布置产生很大影响的关键数据。