石油化工企業(yè)給排水管道工程設(shè)計(jì)

范一丁，楊麗娜

（北京石油化工工程有限公司西安分公司，陜西西安 710075）

1 石油化工企業(yè)給排水管道設(shè)計(jì)的重要意義

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，石油化工工藝技術(shù)變得越來(lái)越先進(jìn)，很多優(yōu)秀的技術(shù)都運(yùn)用到了石化企業(yè)的日常工作之中，大大提升了工作安全度以及工作效率。其中，全廠給排水管道工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)時(shí)必須要綜合考慮各種影響因素，在滿足企業(yè)的日常生產(chǎn)、生活基本要求的同時(shí)，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、管理方便。

需要注意的是，管道的使用周期通常為幾十年，一旦給排水管道工程投入使用，后期的維護(hù)工作比較困難且事故不容易察覺(jué)，若再對(duì)其進(jìn)行檢修和改造，很可能造成生產(chǎn)的停滯，使企業(yè)承受較大經(jīng)濟(jì)損失。因此，在前期必須做好總體設(shè)計(jì)規(guī)劃，在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的前提下，進(jìn)行科學(xué)可靠的管道設(shè)計(jì)。

2 管道的布置

石化企業(yè)全廠給排水管道的布置在設(shè)計(jì)中是很重要的一環(huán)，管道的平面、豎向布置及管道間距為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。與此同時(shí)，為了保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性，必須按照設(shè)計(jì)規(guī)范條例的規(guī)定來(lái)設(shè)計(jì)，當(dāng)有不清楚的內(nèi)容時(shí)，應(yīng)當(dāng)多方查閱資料，從而力求標(biāo)準(zhǔn)化。在設(shè)計(jì)中，給排水、總圖、結(jié)構(gòu)專業(yè)需密切配合，統(tǒng)籌規(guī)劃。管道豎向與總圖豎向應(yīng)相協(xié)調(diào)，如果其中一方面沒(méi)有做好，另一方面也將會(huì)受到限制。與此同時(shí)，應(yīng)避免管道處于各結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的壓力傳遞范圍之內(nèi)[1]，一是為了防止管道對(duì)建筑、管廊、設(shè)備等造成安全威脅，二是防止結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)壓力造成管道的變形；如不能避免，應(yīng)對(duì)管道做額外保護(hù)措施。

在某項(xiàng)目全廠地管設(shè)計(jì)初期，因場(chǎng)地地形限制，管位空間有限，設(shè)計(jì)師將全廠雨水主干管道布置在道路中心線上，如此布置道路施工將與雨水管道施工交叉作業(yè)不利于施工，且雨水管道維護(hù)檢修不便。經(jīng)與總圖專業(yè)討論，優(yōu)化總圖布置，將全廠清凈雨水管道重新布置，雨水管道布置在道路兩側(cè)，與道路錯(cuò)開(kāi)，方便施工。從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況來(lái)看，雨水主干管布置在道路外大大減少了施工期間的問(wèn)題，避免很多道路二次開(kāi)挖問(wèn)題。若布置在道路中心，管道施工與道路施工將會(huì)互相制約，影響施工進(jìn)度，增加施工管理難度。建議石油化工企業(yè)全廠的地管設(shè)計(jì)，各類(lèi)管道的主干管道特別是雨水、污水等重力流管道，盡量不要布置在道路下方，避免在施工中遇到不必要的問(wèn)題。

由于石化企業(yè)全廠給排水管網(wǎng)是公用工程中設(shè)計(jì)和施工時(shí)間最早，歷時(shí)最長(zhǎng)的設(shè)計(jì)主項(xiàng)，相比其他主項(xiàng)，因其具有涉及相關(guān)專業(yè)多、無(wú)設(shè)備安裝和不確定因素多等特點(diǎn)[2]。施工前期階段項(xiàng)目場(chǎng)地邊緣地區(qū)如靠山一側(cè)，可能存在場(chǎng)地情況不滿足施工要求的情況，在設(shè)計(jì)地管設(shè)計(jì)時(shí)要考慮類(lèi)似因素，在總圖位置允許的情況下盡量遠(yuǎn)離不確定性因素，從源頭上杜絕后期變更的可能。

3 管材和管道接口

在石化企業(yè)給排水管道設(shè)計(jì)中，既要做好管道布置設(shè)計(jì)，又要做好管道材料的選擇。管材的選擇范圍主要有碳鋼管道、熱浸鍍鋅無(wú)縫鋼管、球墨鑄鐵管、聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管等。石化企業(yè)工藝眾多，必須根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目實(shí)際情況來(lái)選擇合適的管材，來(lái)滿足不同工藝的需要及施工要求。

1）生產(chǎn)給水管道，是一項(xiàng)最為常用的管道，其供水可靠性要求比較高，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求不同，給水壓力略有差異，管道壓力等級(jí)一般為PN10。因此，生產(chǎn)給水管道可采用碳鋼管道，焊接連接。供水可靠性是設(shè)計(jì)關(guān)注的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，碳鋼管的可靠性好，與此同時(shí)，焊接連接施工也十分便捷。

2）生活給水管道，供水的可靠性要求不高，但是水質(zhì)要求卻比較高，根據(jù)此特點(diǎn)，可以選擇鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管作為生活給水管道，熱熔或法蘭連接，從而保證水質(zhì)的可靠性。鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管作為新型管材，具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐溫性能好、雙面防腐、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，適用于絕大部分石油化工給埋地排水管道，其應(yīng)用前景十分開(kāi)闊[3]。為了讓施工更加方便，也可以選用鍍鋅鋼管進(jìn)行螺紋或卡箍連接。

3）生產(chǎn)污水管道，石油化工企業(yè)生產(chǎn)污水通常含有一些有毒有害物質(zhì)，管道需要按照《石油化工工程防滲技術(shù)規(guī)范》采取相應(yīng)的防滲措施。為同時(shí)兼顧排水可靠性及施工方便等因素，生產(chǎn)污水管道一般采用加厚碳鋼無(wú)縫管（碳鋼腐蝕余量為2mm），焊接連接。在實(shí)際的項(xiàng)目施工過(guò)程中，加厚碳鋼無(wú)縫管施工方便，節(jié)省占地，避免了建造防滲管溝的要求，其具有明顯優(yōu)勢(shì)，已成為目前石油化工企業(yè)生產(chǎn)污水管道管材常用設(shè)計(jì)選擇。

4）生活污水管道及清凈雨水管道，較為常用管材為聚乙烯（PE）纏繞結(jié)構(gòu)壁管，環(huán)剛度8～12.5kN/m2，承插接口，電熔連接。該管材成熟可靠，實(shí)際施工方便，經(jīng)濟(jì)合理。

5）輸送腐蝕介質(zhì)的管道。在石油化工廠的日常生產(chǎn)工作之中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生一些具有腐蝕性的介質(zhì)，為了輸送這些物質(zhì)，必須要讓管道具有很強(qiáng)的耐腐蝕性。為了更好地進(jìn)行選擇，應(yīng)當(dāng)科學(xué)分析介質(zhì)的成分，并根據(jù)具體內(nèi)容具體分析，并且結(jié)合使用年限、工程投資等進(jìn)行管道材料的選擇，一般而言，可以選擇PVC管、玻璃鋼管、不銹鋼管等。

4 閥門(mén)選型

閥門(mén)選型是一項(xiàng)十分重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容，在石油化工企業(yè)的給水排水管道工程之中，閥門(mén)選型是一項(xiàng)值得關(guān)注的重點(diǎn)。閥門(mén)的種類(lèi)是多種多樣的，設(shè)計(jì)中需要用到傳統(tǒng)的閘閥、蝶閥、止回閥等。與傳統(tǒng)的閘閥相比，蝶閥具有一定的優(yōu)勢(shì)，其所耗用的材料比較少、重量比較輕、占地小，因此布置安裝比較方便和經(jīng)濟(jì)，從這個(gè)角度上來(lái)看，蝶閥在未來(lái)基本可以取代傳統(tǒng)的閘閥。然而，就目前的閥門(mén)市場(chǎng)供貨看來(lái)，很多廠商制造的蝶閥存有嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，例如不能夠做到完全閉合等，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際存在許多蝶閥閉合不嚴(yán)的情況。給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了許多不確定性因素。建議在可靠性要求相對(duì)較高的地方選擇傳統(tǒng)閘閥將會(huì)更加安全可靠，避免運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)不必要的問(wèn)題。

5 金屬管道的防腐

金屬管道在地下鋪設(shè)，受到腐蝕的因素較多，如管道自身腐蝕防護(hù)力、外界環(huán)境因素、管道應(yīng)力水平、管道制作工藝及材質(zhì)等，然而地下管道出現(xiàn)問(wèn)題后，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，同時(shí)維護(hù)難度較大，因此導(dǎo)致企業(yè)承擔(dān)較大損失[4]。因此管道防腐也是給排水金屬管道設(shè)計(jì)中重要的一項(xiàng)。通常埋地金屬管道外壁防腐按照《石油化工設(shè)備和管道涂料防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》執(zhí)行，采用聚乙烯膠黏帶防腐層特加強(qiáng)級(jí)結(jié)構(gòu)為環(huán)氧類(lèi)底漆—防腐內(nèi)帶—保護(hù)外帶，涂層總厚度≥1.4mm；聚乙烯膠黏帶防腐層加強(qiáng)級(jí)結(jié)構(gòu)為環(huán)氧類(lèi)底漆—防腐內(nèi)帶—保護(hù)外帶，涂層總厚度≥1.0mm[5]。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，優(yōu)化石油化工企業(yè)給排水管道工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的工作，相關(guān)設(shè)計(jì)師們必須要不斷探索工作思路，革新工作理念，并在具體的工程實(shí)踐之中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為提高石油化工企業(yè)給排水管道設(shè)計(jì)水平而不懈努力。