(中石化宁波工程有限公司,浙江省宁波市,315103) 张 军
随着石油化工产业的发展,石油化工设备已经进入一体化、大型化的状态。石油化工建设项目要注重管廊设计,管廊设计不仅关系到各单元和装置上下游设备的连接情况,同时也关系到化工设备的整体流程运行的安全性。石油化工管廊设计中应该规划好要点,协调好各装置单元之间的衔接及管廊顺应地形地势的走向变化。对管廊陆游全面规划并符合施工可行性,这样才能保障石油化工管廊设计的规范性。
石油化工管廊支持大型设备之间的流程贯通,石油化工厂内的设备非常多,设备往返也很多,采用管廊设计的方法能够维护设备的安装规范[1]。管廊能够减少重复操作和交叉操作,管廊安装时要根据类别区分,严格遵循管廊设计的原则安排合适的位置。
石油化工管廊的设计原则是:①管廊设计时往返的管道应该遵循最短原则,以免出现交叉设计;②管廊宽度设计中以数量、管径为参考标准,按照预留20%余量的原则进行设计;③多层管廊中要遵循后期设计的原则,确保后期检修人员能顺利通过;④设计原则中考虑管廊的热胀冷缩,在合适的位置应设置补偿;⑤管廊柱遵循最适宜的原则,控制好跨距。
石油化工管廊设计中,不同类型的设计管廊高度不同。管廊需跨越石油化工厂厂区内部道路时,净高度不应低于5m,行车道、消防道和检修道路的净高度不应低于4.5m,跨越铁路时净空不应小于5.5m,横穿厂区人行路的净高度不应低于2.2m。
石油化工管廊设计中还包括一种多层管廊,高度设计中需综合考虑安装装置、多层管的结构设计、管径,多层管廊的管道之间的高度基本在1.2~2m之间,高度设计中需满足管线能够在管廊上穿进穿出的条件。管廊高度设计的工作中,也要注意横梁、纵梁、结构断面等因素的影响,一定要保障管廊高度设计的合理性,当管廊有桁架时,管廊的净高应按桁架底高计算。
石油化工管廊的宽度设计中采用建模软件,设计人员在软件中画出管廊的具体走向,绘制时要求管廊的数量、管径数值都正确。石油化工管廊宽度设计中包括管间间距总和,这部分数值设计中需要以最密集管道为计算标准,进而得出管廊宽度计算的初步数值,后续数值计算时围绕保温层厚度、应力管线的径向位移,适当的增加管廊的宽度,一般主管廊应预留出20%~30%的余量,并考虑其荷重。
管廊的柱距应满足大多数管道的跨距要求,宜为6~9m,但不宜大于10m,宽度超过10m后,就要适度的增加管廊的层数,这样才能在规定的数值内有效控制管廊的宽度。石油化工管廊宽度设计中,管道数量、管径以及设备是较为明显的影响因素,当管廊上面和下面不布置设备时,其宽度由管道的多少来决定;管廊下方布置泵、换热器类时,其宽度设计不但要满足管道布置,而且还要满足设备布置和安装要求,并预留可以拆卸、操作和检修的空间;管廊上布置空冷器时,管廊的支柱跨距宜与空冷器的间距尺寸相同,以使管廊立柱与空冷器支柱中心线对齐,确保管廊宽度设计的准确性。
石油化工管廊材质分为钢结构、钢筋混凝土。钢结构的管廊设计简单,施工周期短,设计中需重视管廊的防腐、耐火设计,需要合理选择防腐漆和耐火涂料,这样会增加管廊材质的投资。因此,管廊材质设计中应以石油化工厂的实际情况为主,经过比较之后选择符合石油化工厂要求的管廊材质。
石油化工管廊布置设计包括管道、设备以及平台这三项内容。首先是管道的布置设计,管廊柱子附近安装大直径、重型的管道,管廊中间需布置小直径、公共管道等,管廊一侧应该布置工艺管道,近柱子端应该设置π 型补偿器高温管道。合理设置固定管架、导向管架及滑动管架。石油化工管廊为单层管廊时,中间位置安装公用管道及仪表,根据管廊设备的安装顺序组织工艺管道的安装工作,管廊为多层管廊时,管廊上层需安装公用管道、气体管道等,下层安装腐蚀介质管道、工艺管道等;其次是设备的安装,管廊为单层和多层两种,单层管道的中间位置是安装设备的最佳位置,多层管道应在管廊上层安装设备,管廊两侧设备的安装需注意位置,不合适在一起的设备禁止安装到一起;最后是管廊上平台的设计,管廊上的平台分别是检修通道和操作平台。操作平台主要是安装在仪表、阀门的上侧,最好是在操作平台两侧安装仪表,这样方便操作。
石油化工管廊防碰撞是较为重要的设计内容,管廊防碰撞设计中要做到管廊被外界碰撞,同时也要预防管廊上出现碰撞。防碰撞设计的直接目的就是保护管廊,预防管廊受到破坏。石油化工厂内车辆比较多,外部设的管廊设计就要做到防车辆碰撞,除了车辆正常通行不碰撞以外,车辆发生突发情况后也要保证管廊不被碰撞。管道到周围路边的距离不能低于1m,可以在石油化工厂内建设防撞柱,保护管廊结构。管廊防碰撞设计中,为了提高设计水平采用PDMS、EP3D 等软件构建三维模型,三维建模软件成熟可靠,是管廊设计很好辅助工具,预防管廊设计中出现偏差。
根据石油化工管廊设计提出几点注意事项,用于约束石油化工管廊的设计及安装。分析石油化工管廊设计的注意事项,如:①管廊设计中注意管道和多层管廊的关系,管道内的介质对管廊设计有着一定的影响,管廊设计中还需注意管道内的介质,中层建议布置小口径气体、液体管道,上层布置大口径的气体、液体管道;②管廊设计中注意热膨胀影响,热膨胀会影响管廊的使用效果,在必要的位置设置放空设施及凝液排除设施,提高管廊设计的水平;③多层管廊设计的注意事项中应该避免出现重复安装的问题,重复不仅会浪费资源,还会引起管廊交叉的问题,合理、合适的规划管廊设计,确保管廊能够满足石油化工设备的需求;④管廊设计中注意管廊柱距的选择和确定,要以石油化工管廊的实际情况规划管廊距,保障管廊距设计的合理性、规范性,以免管廊距不符合标准而影响管廊设计和后续的设备安装。
综上所述,石油化工管廊起到重要的作用,管廊设计中应该要尽可能多的连接石油化工设备。管廊设计中应该规划好相关的要点,满足石油化工设备的安装需求。石油化工管廊设计的过程中还需总结注意事项,规范管廊设计的过程,更重要的是保障石油化工管廊设计的合理性,避免影响石油化工设备的安装和使用。