石油化工埋地给排水管道设计问题探讨

许田田

中国市政工程中南设计研究总院 湖北 武汉 43000

石油化工埋地给排水管道设计中，应当结合生产实际需求，在确保用水体系稳定性的同时控制各种安全质量问题，还要保证管道系统布设的科学性，尽可能避免管道碰撞等问题，从源头上规避安全事故的发生。

1 设计中的常见问题

1.1 设计成本的过度压缩

初期立项时，很多企业会优先考虑经济效益及时间需求，进而控制项目投资，压缩成本。也有部分企业会聘请非专业的设计人员负责埋地给排水管道系统设计，这一做法不仅无法保障给排水管线的设计质量，而且会给后续的施工、维护保养等工作带来种种隐患，甚至发生事故，不利于企业的长远发展。

1.2 管材及型号的选择不合理

在埋地给排水设计期间，应根据具体实际情况进行管材及管道型号的选择。若对管道的型号不够了解，在管道材料的选择方面没能考虑到石油化工的加工标准，可能造成后续管道连接密封性不足等质量问题。在管道焊接期间，若管径和壁厚两种参数不相符，可能造成后续运行中管道过渡存在阻塞、液体泄露等问题。

1.3 施工现场保护措施不到位

结合石油化工埋地给排水管道的施工过程来看，部分施工人员存在现场安全意识薄弱的问题，有的施工现场没有设立有效的警示标语。部分已初步完成的施工段，管道的附属构筑物也经常出现检查井缺失井盖、雨水口未设置遮挡等问题。在实际施工中，有的施工单位忽视设计要求，擅自对管道基础偷工减料，以次充好；放坡开挖时未采用设计坡度，以及无周边保护措施等问题，可能导致管道标高与设计相差较大，排水水力条件差等问题。在后期运维中，更是极易出现管道堵塞、渗漏等问题[1]。

2 应对策略

2.1 管道布设

埋地管道布设是给排水管道设计中的关键内容之一，科学合理的管道平面布设能够保证整体的有序性，规避管道间的碰撞问题。在设计期间需要把控好平面布设距离、管道间距、埋地铺设深度等，确保埋地给排水管道设计的规范性。在管道设计期间，设计人员需要结合现场情况以及管道结构特征设计好管道综合布设方案。还要尽量降低施工过程对环境及地表建筑带来的不利影响，结合现场地理条件调整管道布局，尽量降低占地面积，提高土地资源利用率。一般来说，管道的纵向敷设需要采取一定的加固措施，通常在管线检查井中增设重型铸铁井盖，避免管道结构受外部因素的影响。

2.2 给排水检测表设计

在石油化工生产期间，石油和天然气等都是主要原料，但这些原料本身都具有一定的危险性，所以生产过程必须要控制好各项安全隐患。同时，石油化工生产具有明显的连续性特征，不同环节采取的工艺与装置又存在明显差别，对供水量和水压等都有不同要求。所以给排水系统需要设计检测表等装置，为工作人员提供水量和水压信息，减少供水不足对生产环节带来的影响。期间需要根据石油化工装置的给排水特性，利用检测表对管道的供水运行过程实施监控，以及时定位异常管段，快速、准确地排除问题，以最快速度恢复管道的正常运作。

2.3 管道覆土高度设计

埋地给排水管道的覆土高度也是影响管道设计效果的一大因素，在没有其他要求的情况下，一般覆土高度不应大于1m。若管道埋地过深，管道表面可能被地下水腐蚀，降低使用寿命。而如果管道埋深过浅，路面行驶重型车辆时管道可能会被破坏。但也要根据埋地给排水管道工程的现场情况来选择具体的埋地深度，结合特殊要求进行调整，减少后续管道维护的频率[2]。

2.4 管道综合布局控制

为保证管道设计能够达到石油化工生产需求，管道综合布局应当把控好以下几点：

（1）管廊附加量的控制：根据施工现场和施工基本要求确定附加余量，确保前后施工工序的有效连接；

（2）做好安全设置：根据已经确定好的给排水管道设计方案，全方位考量系统后续运行的要求，例如安全阀设计安装位置的规范性等。

（3）夹套管设计：夹套管设计与施工决定了管道对接焊缝、管件弯头间距等参数，所以做好夹套管设计至关重要。需要将质量控制工作延伸到前期，包括夹套管的材料控制、工艺控制等，从根源上提高夹套管设计的规范性。

（4）消防管线设计：为保证管线综合布局方案的可操作性，需要尽可能降低施工难度与返工次数，设计期间需要关注给排水管线中的消防管线。这些特殊的管线结构需要做好防渗漏处理，提高管道综合布局的稳定性。

（5）管架设计：管架设计是否科学也会影响埋地给排水管道的运行质量。管架设计中应当尽量降低弹簧夹的设计数量，沿管道的走向进行管线敷设，这样不仅能有效控制管道安装故障问题，而且可以控制成本投入。

2.5 控制阀的选择

在选择控制阀时，应当贯彻清污分流、污污分流的基本原则，装置污染区和罐区都需要设计切换阀门，利用阀门切换实现前后期的雨水分流。一般来说，蝶阀的特征是尺寸小、重量轻、操作便利等。但在石油化工给排水管道设计中一般都选择闸阀，原因在于流体中可能伴随一些杂质，若采用蝶阀可能会导致阀门关闭不严等问题。若厂中没有独立的后期雨水系统，装置污染区的后期雨水可以作为清洁雨水。前15min 的初期雨水在进入含油污水系统之后会关闭控制阀，打开围堰中设计的插板阀门，后期雨水沿地表漫流到道路雨水边沟。厂内雨水总排出口要设计控制阀门，倘若发生石油泄漏问题，污染排水进入厂内清洁外排雨水沟后，可以及时关闭阀门，避免污染的进一步扩散[3]。

2.6 管道与井沟的防腐设计

结合《石油化工设备和管道涂料防腐蚀设计规范》（SHT 3022- 2019）中的要求，埋地管道外防腐可以选择环氧煤沥青漆、聚乙烯胶粘带、石油沥青漆等涂料。其中石油沥青漆的成本较低，但需要在施工现场进行加热，可能会对现场环境带来污染，所以在很多场景下不再适用。聚乙烯胶粘带防腐层的整体效果较好，但施工过程较为复杂、成本投入较大、补口操作难度高，因此没有得到广泛运用。环氧煤沥青防腐涂层的结构成本相对较低，而且可以实现一次成膜，抗酸碱腐蚀效果好，施工过程也较为便利，所以石油化工企业在埋地给排水管道的防腐设计中一般会选择环氧煤沥青漆材料。另外，装置和罐区污染区中设计的井、沟都要选择钢筋混凝土结构施工，并且做好抗渗处理；混凝土的抗渗等级应当大于等于P8，井沟表面刷水泥或渗透结晶型防水涂料，厚度需要达到1mm 以上。

2.7 管道接口设计

2.7.1 重力自流管道设计

首先，利用灰口铸铁材料，接口方法选择承插接口，填料需要选择不耐油橡胶圈，管道本身需要具备较强的耐腐蚀性；其次，尽可能避免应用混凝土管道，因为混凝土管道强度较差，埋地敷设后更容易被腐蚀；最后，在设计大口径重力自流管道时，可以采用重型钢筋混凝土作为排水管道材料，接口位置选择钢制套环[4]。

2.7.2 初后期雨水分流排放系统设计

在石油化工生产中，对于水资源的需求量较大，污水排放或送到污水处理厂时，排水管道会承载较大的污水量，其中还会存在各种有毒有害的高污染物质，所以需要特别关注运输安全问题。运输期间需要规避易燃易爆混合气体进入下水道，生产装置区的污水管道需要在排水管网间增设水封井。因为生产装置区若在降雨环境下，地面冲洗的冲洗排水、初期雨水系统可能会遭受污染，这些污水若直接留到雨水管网中可能造成大规模环境污染问题。因此，初期污染雨水和后期清洁雨水需要进行分流，被污染的雨水需要立即分流到污水处理系统中。分流排放初期污染雨水和后期清洁雨水可以按照生产装置区的布设情况划分为两种模式：其一，若生产装置污染区的分布较为零散，而且污染区域面积不大，可以通过手动阀门切换来进行分流；其二，若初期污染雨水量较大，那么设计期间可以加入雨水调节池，对初期和后期雨水进行分流处理。为保证调节池可以正确分流，还需对调节池的容积进行调整，计算好初期降水量、污染雨水浓度、废水排放水质等参数。很多城市5min 的降水量可能达到15～30mm，因此在埋地给排水管道设计期间需要计算好调节池容积，包括溢流堰和调节池布设等[5]。

2.8 设计与施工的监督检测

在埋地给排水管道施工前，为提高设计效果，需要制定完善的质量控制和监测机制，针对给排水管道设计全过程实施监督管理。在质量监督中，检测人员需要结合施工现场情况及管道设计方案检测是否存在质量或安全隐患。在正式施工作业期间，需要全方位落实质量检查工作，预估埋地给排水管道设计中可能存在的问题并制定对应的预防方案，确保给排水管道设计质量达标。

3 结语

埋地给排水管道是石油化工产品运输的必要媒介，化工产业的发展也需要管道铺设的支持，因此埋地给排水管道设计应当全方位考量各项因素，不能漏掉任何细节，各方面设计都需严格按照标准执行，在保证给排水管道设计质量的同时避免安全隐患，减少不必要的损失。