大型石化裝置多層管廊的配管設(shè)計(jì)要點(diǎn)

張劍歌，惠澤航，李洋飛

（中國石油工程建設(shè)有限公司華北分公司，河北滄州 062550）

近年來，隨著石油生產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展，目前設(shè)備裝置大型化趨勢日漸顯著，裝置內(nèi)部的管廊設(shè)計(jì)也逐漸成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。越是復(fù)雜的設(shè)備，對于設(shè)計(jì)技術(shù)的穩(wěn)定性與標(biāo)準(zhǔn)化要求越高，所以通過大型石化裝置多層管廊配管設(shè)計(jì)規(guī)劃，可以顯著改善生產(chǎn)實(shí)際環(huán)境，促進(jìn)工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。為了進(jìn)一步探討大型石化裝置多層管廊配管設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)，現(xiàn)就大型石化裝置多層管廊配管的定義與設(shè)計(jì)內(nèi)涵進(jìn)行分析。

1 大型石化裝置多層管廊配管設(shè)計(jì)概述

多層管廊配管設(shè)計(jì)是石化生產(chǎn)過程控制中必不可少的環(huán)節(jié)。一般來說，根據(jù)設(shè)計(jì)需要，多層管廊配管設(shè)計(jì)包括立面設(shè)計(jì)與平面設(shè)計(jì)兩個(gè)主要部分。

1.1 立面設(shè)計(jì)

大型石化裝置為了提升管廊設(shè)計(jì)的科學(xué)性。在進(jìn)行位置設(shè)置時(shí)，一般需要考慮到稀松與接近位置的邊界區(qū)域，通過兩層合并的模式來達(dá)到預(yù)期的控制要求。在進(jìn)行管廊不同層間距的設(shè)置時(shí)，也要確保上下的使用要求，以1.2～2.3m為要求。特別的，針對一些大型設(shè)備，則需要進(jìn)一步增加到3m的層間距。在寬度的設(shè)置層面上，考慮到單層管廊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)要求，需要做好9m以下的高度設(shè)置工作。管廊的里面設(shè)計(jì)需要考慮到多種鋼筋混凝土材料的應(yīng)用問題，同時(shí)要在橫梁位置處設(shè)置專門的圓鋼，并做好標(biāo)識。另外，針對里面的高度要求做好橫向的布置，并做好相符合的設(shè)計(jì)。一般條件下，布置管道需要考慮到交叉消防的控制需求，還需要做好通道的檢修與管理，確保整體高度達(dá)到實(shí)際的使用要求。在高度穩(wěn)定的條件下，布置管廊的設(shè)計(jì)者可能會忽視側(cè)梁與主梁的管徑要求，此時(shí)會導(dǎo)致管廊的布置難度增加。針對這個(gè)問題，可以通過選擇專用的雙彎頭設(shè)計(jì)來解決，能夠有效提升連接的效果，或者通過儀表電纜槽的設(shè)計(jì)來解決里面布置問題，有效提升管廊立面設(shè)計(jì)水平。

1.2 平面設(shè)計(jì)

多層管廊配管設(shè)計(jì)中平面的設(shè)置需要考慮的內(nèi)容包括跨度、形狀與寬度等。其中，結(jié)合工藝技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化要求，需要做好形狀方面的控制工作。目前，設(shè)計(jì)的主要布置采取流程控制的方式，根據(jù)相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)來做好管理，上下兩個(gè)單元的設(shè)備可以采取這種設(shè)計(jì)模式。隨后，采取工藝管道來進(jìn)行單元設(shè)備的連接，通過這樣的方式來構(gòu)建工藝系統(tǒng)模型。在管廊的設(shè)置過程中可以根據(jù)實(shí)際需求做好類型選擇，可供選擇的包括組合類型與直通類型兩種。在進(jìn)行管廊寬度的確定時(shí)，則可以重點(diǎn)考慮到管道密度的差異問題，在設(shè)備的中心區(qū)域進(jìn)行管道的集中布置，這樣就可以有效降低邊界管道的密度，提升管理的效率。在進(jìn)行平面設(shè)計(jì)時(shí)，往往需要考慮到管廊布置的工藝技術(shù)水平以及寬度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等。比如說12m以上的跨度應(yīng)該盡可能選擇三柱跨結(jié)構(gòu)要求，以提升寬度的預(yù)留管理水平，做好環(huán)節(jié)控制工作。另外，跨度的控制還需要結(jié)合管廊與跨距的實(shí)際要求，做好工藝技術(shù)的調(diào)整，滿足工藝裝置的使用要求。進(jìn)行跨度信息確定時(shí)，需要滿足相關(guān)載荷性能要求，同時(shí)做好彎曲應(yīng)力、撓度等方面的測試工作，確保管徑能夠適應(yīng)重量與直徑設(shè)計(jì)的要求。

2 大型石化裝置多層管廊的配管基本要求

在多層管廊配管設(shè)計(jì)過程中，需要遵從一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化原則。針對布置在管廊上部的管道，需要?jiǎng)澐譃樯喜窟B接以及下部連接的區(qū)間，通過布置壓力與溫度管道來滿足對應(yīng)管道的控制需求。在管廊的下部進(jìn)行管道布置時(shí)，則需要重點(diǎn)做好管道傳輸性介質(zhì)的控制工作。在具體布置的過程中需要考慮到介質(zhì)溫度等方面的因素，如果高度較高，則需要進(jìn)行上層優(yōu)先布置，如果是較低的情況，則可以在外部進(jìn)行布置。管廊的兩側(cè)進(jìn)行集中布置時(shí)，需要考慮到公用工程的實(shí)際施工環(huán)境問題，通過臨近柱子的位置進(jìn)行管道的設(shè)計(jì)即可。另外，在進(jìn)行蒸汽管道的整體布置時(shí)，需要重點(diǎn)借助于操控平臺來進(jìn)行集中布置。比如說設(shè)計(jì)閥門過程中要做好水平與垂直方向的安裝控制，通過錯(cuò)開管理的方式來進(jìn)行具體的控制。針對管廊的外部調(diào)節(jié)則需要借助于管廊柱進(jìn)行實(shí)際的控制，最為合適的控制模式是1.2m內(nèi)，通過立柱的布置來完成閥門組的調(diào)整。一些雙排、三排的布置則主要通過引出點(diǎn)設(shè)置的方式來實(shí)現(xiàn)，該過程中輸水系統(tǒng)、集水系統(tǒng)都需要滿足管道最低點(diǎn)設(shè)置的客觀要求。另外，設(shè)置過程中非凈化壓縮空氣屬于主導(dǎo)，必須提前做好該類型氣體的規(guī)劃才能夠完成多層管廊配管設(shè)計(jì)工作。

3 大型石化裝置多層管廊的配管設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 寬度與層數(shù)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行多層管廊配管設(shè)計(jì)之前，需要通過科學(xué)設(shè)計(jì)來做好寬度、層數(shù)的匹配工作。首先需要對管廊需要的管道數(shù)量、直徑以及保溫要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，隨后根據(jù)相鄰距離不小于25mm的計(jì)算法則來對管道敷設(shè)所需要的寬度進(jìn)行計(jì)算。隨后，還需要進(jìn)一步完成電氣槽板的寬度添加，做好管廊余量的設(shè)計(jì)，該部分為20%即可。大多數(shù)情況下，由于布置空間的限制要求，整個(gè)裝置的布置應(yīng)該以12m以內(nèi)為宜，選擇9～10m即可。在整個(gè)空間內(nèi)進(jìn)行布置時(shí)，可以做好空冷器的支柱架構(gòu)工作，選擇5層高、10m寬的設(shè)計(jì)模板能夠滿足大部分的設(shè)計(jì)要求。

3.2 管廊層高設(shè)計(jì)

在進(jìn)行多層管廊配管設(shè)計(jì)過程中，上下層距的設(shè)計(jì)是一個(gè)十分考驗(yàn)設(shè)計(jì)者的環(huán)節(jié)。大多數(shù)情況下三層層高確定為2m可以達(dá)到設(shè)計(jì)匹配的要求。在設(shè)計(jì)過程中，最難確定部分是火炬總管的層高，該設(shè)備的最大管徑為1 200mm，直線設(shè)置距離為250～300m。根據(jù)火炬管的進(jìn)出設(shè)計(jì)要求，做好管廊的結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)，如圖1所示。

圖1 管廊結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)上圖1設(shè)計(jì)示意圖，平層設(shè)計(jì)模式優(yōu)勢是結(jié)構(gòu)簡單，但是需要做邊梁單獨(dú)支撐。而錯(cuò)層式設(shè)計(jì)相比于平層設(shè)計(jì)模式能夠很好地滿足直接支撐的要求，布置后效果更為穩(wěn)定，同時(shí)也可以滿足空冷器、安全閥等特殊設(shè)計(jì)需求。在進(jìn)行管廊上管道布置時(shí)，需要考慮到頂部平臺設(shè)置以及管道結(jié)構(gòu)科學(xué)選擇的問題。大多數(shù)條件下直接選擇混凝土+鋼梁的設(shè)計(jì)模式能夠適應(yīng)整體結(jié)構(gòu)需求，并且可以在不影響使用的情況下做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足檢修通道的隔離要求等。

4 結(jié)語

綜上所述，大型石化裝置多層管廊配管設(shè)計(jì)過程中管廊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性要求是現(xiàn)階段行業(yè)研究的熱點(diǎn)。通過分析管廊設(shè)計(jì)的相關(guān)情況，可以為進(jìn)一步優(yōu)化管廊的補(bǔ)償設(shè)計(jì)內(nèi)容，結(jié)合工程設(shè)計(jì)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為完善配管設(shè)計(jì)創(chuàng)造良好的條件。本次研究重點(diǎn)探討了大型石化裝置多層管廊配的設(shè)計(jì)寬度、高度以及層數(shù)等內(nèi)容，同時(shí)結(jié)合設(shè)計(jì)過程中常出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分類討論，希望可以為大型石化裝置多層設(shè)計(jì)水平創(chuàng)造良好的條件，為實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)安全生產(chǎn)做出積極的貢獻(xiàn)。