中国石油管道公司大庆(加格达奇)输油气分公司 黑龙江 163000
摘要：现如今，石油是我国发展过程中重要的能源，管廊是石油化工装置非常主要的分区，连接着装置内各个分区，是装置内上游和下游的中心枢纽。文章对石油化工联合装置管廊设计及其管道进行简要的分析讨论，介绍了管廊和管道的主要设计参数以及设计需要注意的问题。
关键词：联合装置；管廊布置；管道设计
引言
目前，石油化工装置正朝着大型化、一体化的方向不断发展，在这种背景下，做好石油化工管廊设计便显得尤为重要，甚至关系着全厂整体设计的合理与否。因而探索石油化工管廊设计要点具有相当重要的现实意义。
1石油化工管廊设计原则
在石油化工管廊设计中，应遵循下述原则：1）应充分考虑工艺流程，往返管道要短，最大限度地避免交叉和重复。2）应结合管道数量及管径等参数确定管廊宽度，且通常应预留20%余量。3）对于多层管廊，应考虑后期的安装以及维修问题，如检修人员的通过等。4）需考虑热膨胀等问题，在合适位置处设置补偿及必要的排凝等相关设施。5）根据实际情况设置适宜的管廊柱（含跨道路桁架）跨距，通常控制在4～15m。
2管廊主要参数
2.1管廊宽度的确定
管道的数量、管径的大小及间距是确定管廊宽度的主要参数，通常管廊的宽度各层要预留有10%～20%的宽度，并计算其荷载，以便增添管道。同时要考虑管廊上下设备的布置、通道的设置、仪表电缆槽架和电气电缆槽架的布置，这些都是确定管廊宽度的因素。管廊的宽度通常不大于10m，否则可以在两立柱之间加一根支柱，组成两跨式管廊。总之，管廊的宽度确定应满足以下几点要求：（1）管道的数量、管径的大小和管道间距；（2）管廊下设备所占用的宽度，比如机泵的尺寸，以及其所需要的操作和检修通道的宽度；（3）管廊上设备所占用的宽度，比如空冷器的尺寸，通常管廊立柱的间距宜与空冷器立柱间距一致；（4）仪表和电气电缆槽盒的宽度；（5）预留管道的宽度。该联合装置布置了两段主管廊，分别为AB段和C段，两段主管廊由D段连接，按照以上的要求来确定该装置的管廊宽度。由于满足管廊与联合机柜间和联合变电所的间距要求，A段宽度设置为7m。B段、C段宽度设置为9m，与空冷器的支柱间距一致。D段连接管廊设置为6m。
2.2管廊高度的确定
管廊的高度确定应考虑以下几个方面：（1）管廊下方设置为消防和检修通道，见表1；（2）管廊下方布置设备时，考虑设备的操作与检修，如泵的布置，见表1。
表1管廊下通道的最小净高
管廊上管道布置还需要注意几个问题：（1）某些公用工程管道可以布置在上层或下层，如伴热水、循环水等；（2）工艺管道可以布置在上层或下层，但要依据所连接的设备管嘴高度和流程要求，宜做到步步高或步步低[4]；（3）火炬放空管道按0.3%～0.5%的坡度要求坡向分液罐，并宜布置在管廊的顶层或柱上方。（4）仪表电气电缆槽盒宜单独布置在一层，也可与公用工程管道布置在一层。（5）与各区连接的管道应尽量短、管件尽量少，少拐弯。该联合装置按以上方面综合考虑进行规划设计，AB段管廊主要布置单元1管道，C段管廊主要布置单元2和单元3管道，D段管廊连接单元1、单元2、单元3、压缩机等之间的管道。C段管廊的管道布置较为复杂，单元1和单元2管道分开布置，并共用界区与外管廊衔接，管道数量增多，因此在单元3处管廊相应扩宽，以满足管道合理布置的需要。
4石油化工管廊设计要点
4.1管廊高度设计
石油化工管廊跨越厂区内道路时，要求净空高度＞5m；横穿装置内消防道路时，要求净空高度＞4.5m；横穿装置内人行通道时，要求净空高度＞2.2m。为充分利用装置内管廊的空间，应将泵布置在管廊下方，布置时应充分考虑后期操作以及维护问题，因此一般要预留3.5m以上空间。如需在管廊下方安装换热器，不仅要考虑其安装高度，还需考虑其上方的配管问题等。对多层管廊进行设计时，一方面要参考装置规模，另一方面应根据管廊结构形式及最大管道直径以准确留置上下层的间距，一般控制在1.2～2m，同时要求管线可以在管廊上进行相应的引入、引出操作。此外，进行管廊高度设计时，应重点考虑管廊横梁及纵梁问题，不仅要考虑其结构断面，而且要考虑其选用型式，从而使桁架底及梁底的各自标高能够满足管廊高度需求。
4.2管廊宽度设计
对管廊宽度进行设计时，应根据PID绘制出管廊上大致的管道走向图，明确管道数量以及管径大小。对管间间距总和进行计算时，应参考管道最密集部位进行计算，从而初步计算出管廊的宽度，初步计算后还需分析保温层厚度和应力管线可能出现的径向位移大小，并进行相应宽度增加，之后再在此管廊宽度基础上预留约20%的余量。通常管廊宽度应保证在10m以下，如果计算宽度大于10m，则采用增加管廊层数的办法来控制管廊宽度。管廊宽度主要受三大因素影响，一是管道数量，二是管径大小，三是管廊的设备布置。若管廊下方设置换热器，那么应参考换热器的具体长度留置一个便于拆卸法兰的检修空间；若管廊上方设置有空冷器，那么在管廊设计时还需要考虑其安装要求，通常管廊宽度最好能和其构架长度保持一致，从而保证管廊立柱和其支柱中心线对齐。此外，进行管廊宽度设计时，还需考虑仪表槽盒等的宽度。
4.3管廊材质选择
目前石油化工厂内管廊的材质主要有钢结构和钢筋混凝土两种。其中钢结构虽然施工方便、建造周期短，但必须进行防腐处理，前期投资较大。而虽然钢筋混凝土的抗腐蚀性能较好，符合石油化工厂内腐蚀性介质较多的要求，但其建造周期较长。因此，管廊在材质选择时，应结合实际情况，并通过技术经济性比选，选出最适合的材质。
结语
现在石油化工装置都是大型化，因此装置内管廊及其管道的设计是装置设计的重中之重。在设计过程中，相关人员不仅要了解工艺流程，加强与各专业的沟通协调，全面考虑管廊的型式、宽度、层数及荷载等因素，同时考虑管道的规划布局，还要充分满足装置安全性、合理性、操作性、经济性、美观性。
参考文献:
［1］李薇.石化装置管廊及其管道的布置设计[J].石油化工安全技术，2003，19（1）：23-25.
［2］王良.石油化工管廊设计的要点分析[J].中国石油和化工标准与质量，2013，18：238.
［3］蔡尔辅.石油化工管线设计[M].北京：化学工业出版社，1984.
论文作者:王星一,吴啸尘,陆璐
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/30
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