石化園區(qū)架空蒸汽管線規(guī)劃設(shè)計(jì)

張野 王瑋

中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，中國(guó)·天津 300000

1 引言

中國(guó)東海島石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)主要生產(chǎn)石化下游產(chǎn)品，以工業(yè)熱負(fù)荷為主，不考慮集中采暖和集中制冷。規(guī)劃區(qū)內(nèi)無現(xiàn)狀供熱設(shè)施，熱源接規(guī)劃熱源，工業(yè)熱負(fù)荷指標(biāo)為1.3t/h·ha。預(yù)測(cè)工業(yè)用蒸汽負(fù)荷為753.91t/h。園區(qū)內(nèi)蒸汽管網(wǎng)按支狀敷設(shè)，并且連成環(huán)路。規(guī)劃蒸汽管網(wǎng)仍以架空敷設(shè)為主，直埋敷設(shè)為輔。根據(jù)企業(yè)需求并考慮管廊途經(jīng)地塊及遠(yuǎn)期部分管線入廊需要，分別考慮設(shè)置9.5m主管廊和5.5m的支管廊，普通低管架首層管架凈空2.2m。

2 規(guī)劃背景

東海島石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)發(fā)展定位是以中科煉化一體化和巴斯夫化工一體化基地為雙龍頭，以大煉油、大乙烯和大芳烴為基礎(chǔ)，構(gòu)建石油化工全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)a(chǎn)制造體系和智慧生產(chǎn)服務(wù)體系。規(guī)劃區(qū)作為東海島石化產(chǎn)業(yè)園的核心區(qū)，是石化產(chǎn)業(yè)基地的重要組成部分，本園區(qū)主要生產(chǎn)石化下游產(chǎn)品，生產(chǎn)原料多來源于中科煉化一體化和巴斯夫項(xiàng)目。其中芳烴、聚氨酯、C4、丙烯酸等石油煉化產(chǎn)品，是石化產(chǎn)業(yè)園區(qū)的重要原料及加工產(chǎn)品，充分體現(xiàn)了以中科煉化為源頭，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)石化產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成、用地結(jié)構(gòu)布局以及設(shè)施、物流、管理“一體化”的重要作用，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)東海島中科煉化、鋼鐵基地與石化產(chǎn)業(yè)園原料互供、平臺(tái)互補(bǔ)的重要載體，實(shí)現(xiàn)上下游產(chǎn)業(yè)的“空間一體化”，真正發(fā)揮循環(huán)發(fā)展模式的價(jià)值，確保湛江的經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、環(huán)保優(yōu)勢(shì)[1]。

進(jìn)一步落實(shí)和深化上層次規(guī)劃及相關(guān)規(guī)劃的意圖，加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)效益分析，集約高效利用土地，統(tǒng)籌安排各類用地，實(shí)現(xiàn)資源共享。重視開發(fā)建設(shè)的可實(shí)施性和可操作性，切實(shí)做到“可用、可行、可控”。強(qiáng)調(diào)規(guī)劃實(shí)施的動(dòng)態(tài)性和發(fā)展的不確定性，采用彈性路網(wǎng)和土地使用兼容性等彈性規(guī)劃方法，為今后發(fā)展和規(guī)劃管理留有余地。強(qiáng)化環(huán)保意識(shí)，關(guān)注生產(chǎn)污染問題，實(shí)現(xiàn)發(fā)展建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。積極提升環(huán)境綜合治理水平，促進(jìn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，提高和改善園區(qū)的生活環(huán)境質(zhì)量，保留適度的生態(tài)空間，盡量減少對(duì)現(xiàn)有生態(tài)肌理和環(huán)境的破壞。按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)“減量化、再利用、再循環(huán)”的要求，推動(dòng)園區(qū)的物質(zhì)集成、水集成與能量集成，建立企業(yè)共生系統(tǒng)。根據(jù)園區(qū)內(nèi)各種原料、產(chǎn)品與廢棄物流向，推動(dòng)關(guān)聯(lián)企業(yè)相互搭配，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間物質(zhì)替代、回收利用、梯次利用與廢棄物交換利用，最大限度降低園區(qū)企業(yè)對(duì)物質(zhì)資源的消耗，提高物質(zhì)資源使用效率。

3 規(guī)劃原則

①以堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，依據(jù)總體規(guī)劃的觀念做好本規(guī)劃，以滿足城市建設(shè)的發(fā)展對(duì)供熱的需求。

②堅(jiān)持國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)，以熱定電、熱電冷結(jié)合，提高效率、改善環(huán)境質(zhì)量，以達(dá)到節(jié)約能源、減少污染、改善生態(tài)環(huán)境和提高人民生活質(zhì)量的目的，確保人與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

③熱源的布局，優(yōu)先利用現(xiàn)有熱源和余熱，積極推廣清潔能源的利用，推行資源循環(huán)利用，減少“三廢”排放，改善區(qū)域環(huán)境，創(chuàng)建環(huán)境友好型和資源節(jié)約型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

④熱源及供熱管網(wǎng)既要滿足現(xiàn)狀熱負(fù)荷，還要滿足近、遠(yuǎn)期的發(fā)展負(fù)荷，適當(dāng)結(jié)合城市遠(yuǎn)景發(fā)展目標(biāo)，通過先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)供熱需求，減少損失，節(jié)約社會(huì)資源。

⑤淘汰落后的小鍋爐房，充分利用分散供熱的現(xiàn)狀管網(wǎng)。

⑥積極采用新工藝、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備，做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。

⑦結(jié)合東海島資源條件，做到一次性規(guī)劃，分步實(shí)施或適度超前，避免重復(fù)建設(shè)，為以后管網(wǎng)建設(shè)控制好熱力站建設(shè)用地[2]。

4 供熱規(guī)劃

東海島石化產(chǎn)業(yè)園主要以工業(yè)熱負(fù)荷為主，不考慮集中采暖和集中制冷。規(guī)劃區(qū)內(nèi)無現(xiàn)狀供熱設(shè)施，在規(guī)劃區(qū)外東北部規(guī)劃有京信熱電廠，裝機(jī)容量為2×600MW燃煤機(jī)組，并預(yù)留擴(kuò)建2×1000MW機(jī)組條件。對(duì)外供熱蒸汽從蒸汽輪機(jī)中抽汽向外供熱。末端用戶用氣參數(shù)按0.9MPa，180℃考慮，根據(jù)輸送距離計(jì)算沿程溫度降及壓力降，電廠始端提供蒸汽參數(shù)為2.1MPa，300℃。

另外，在起步區(qū)范圍內(nèi)規(guī)劃建設(shè)一座燃?xì)鉄犭姀S，裝機(jī)容量為2×350MW燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組，電廠始端提供蒸汽參數(shù)為1.4MPa，250℃。

規(guī)劃園區(qū)范圍內(nèi)的熱負(fù)荷主要為工業(yè)生產(chǎn)熱負(fù)荷。石化重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈包括煉油和乙烯產(chǎn)業(yè)鏈、焦?fàn)t煤氣和氮?dú)饫卯a(chǎn)業(yè)鏈、氯堿和聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈、丙烯酸產(chǎn)業(yè)鏈、碳四產(chǎn)業(yè)鏈、芳烴及其后加工產(chǎn)業(yè)鏈、精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)鏈。熱負(fù)荷均屬于非季節(jié)性的生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷，用汽量及壓力較為穩(wěn)定，是集中供熱的主要發(fā)展用戶。

根據(jù)規(guī)劃區(qū)用地性質(zhì)，采用指標(biāo)法預(yù)測(cè)工業(yè)熱負(fù)荷。取工業(yè)熱負(fù)荷指標(biāo)為1.3t/h·ha。預(yù)測(cè)拓展區(qū)工業(yè)用蒸汽負(fù)荷為753.91t/h。

5 蒸汽管網(wǎng)

熱力管網(wǎng)規(guī)劃是根據(jù)總規(guī)的要求，盡快健全和完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，同時(shí)根據(jù)城市總體規(guī)劃的發(fā)展預(yù)測(cè)，進(jìn)行總體布局，全面規(guī)劃，要求熱網(wǎng)的建設(shè)和城市道路建設(shè)同步進(jìn)行，并保持略超前于熱源建設(shè)，優(yōu)先考慮對(duì)靠近熱源的用戶、成片開發(fā)的小區(qū)供熱的原則。

其規(guī)劃原則如下：

①滿足城市建設(shè)的熱負(fù)荷需要，盡量與規(guī)劃路的建設(shè)同步。

②熱網(wǎng)走向盡可能靠近熱負(fù)荷密集區(qū)。

③盡量利用原有熱網(wǎng)，進(jìn)行挖潛改造和擴(kuò)建。

④熱網(wǎng)布置力求短直，平行于道路，盡可能不跨越或減少跨越鐵路及河流。

⑤蒸汽管網(wǎng)采用管廊架空敷設(shè)為主，直埋為輔的原則，采用旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器補(bǔ)償。

⑥熱源之間的熱網(wǎng)考慮聯(lián)網(wǎng)，以提高供熱的安全性、可靠性。

⑦按近期和遠(yuǎn)期規(guī)劃，有組織、有計(jì)劃、有重點(diǎn)、分期分批實(shí)施。

初期建設(shè)先為起步區(qū)供熱，蒸汽自京信電廠接出DN700蒸汽管線，沿港南大道架空敷設(shè)穿越鐵路，管線跨鐵路，優(yōu)先考慮下穿鐵路橋方式，若無法實(shí)施，采用下穿鐵路路基方式。

若燃?xì)鉄犭姀S與起步區(qū)同期建設(shè)，起步區(qū)供熱管線可就近接自燃?xì)鉄犭姀S，大大減小了京信電廠遠(yuǎn)距離供氣的沿程溫降及壓降，燃?xì)怆姀S出蒸汽主管與京信電廠出蒸汽主管相連，雙熱源互為備用，保證園區(qū)生產(chǎn)安全。凝結(jié)水管網(wǎng)與蒸汽管網(wǎng)敷設(shè)同路由。

遠(yuǎn)期建設(shè)為拓展區(qū)供熱，蒸汽自京信電廠接出兩根DN700蒸汽管線，冷凝水合用一根管送回至電廠。區(qū)內(nèi)蒸汽管網(wǎng)按支狀敷設(shè)，并且連成環(huán)路。規(guī)劃蒸汽管網(wǎng)仍以架空敷設(shè)為主，直埋敷設(shè)為輔。

通過水力計(jì)算及經(jīng)濟(jì)比較，確定蒸汽管網(wǎng)的管制及相應(yīng)的管網(wǎng)壓力計(jì)算結(jié)果。

熱源出口參數(shù)如表1所示。

表1 熱源出口參數(shù)

管道內(nèi)壁當(dāng)量粗糙度：0.0002m；

最大允許設(shè)計(jì)流速：80m/s（DN200及以下50m/s）；

蒸汽管網(wǎng)的調(diào)節(jié)根據(jù)用戶的用汽量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

6 架空管廊

管廊的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能做到布置合理，根據(jù)各企業(yè)生產(chǎn)裝置的要求、廠際管網(wǎng)輸送的介質(zhì)的特性、管道規(guī)格和數(shù)量，合理設(shè)計(jì)管廊的規(guī)模，并預(yù)留發(fā)展空間。主要管廊不宜穿越擬擴(kuò)建的預(yù)留地，并盡可能減少與公路、鐵路、河道等的交叉。管廊跨越園區(qū)主要道路和跨越電氣化鐵路時(shí)，凈空不低于14m；跨越企業(yè)大門時(shí)，凈空不低于10m；管廊與架空高壓電線交叉敷設(shè)時(shí)，管道的任可部分與220kV高壓電線垂直凈距不小于5m；與110kV及以下高壓電線垂直凈距不小于4m。沿園區(qū)道路敷設(shè)的管廊，距道路路邊線距離小于10m時(shí)，靠近道一側(cè)的管架立柱設(shè)置防撞設(shè)施[3]。

根據(jù)企業(yè)需求并考慮管廊途經(jīng)地塊及遠(yuǎn)期部分管線入廊需要，分別考慮設(shè)置9.5m主管廊和5.5m的支管廊，普通低管架首層管架凈空2.2m，其中主管廊設(shè)3層管架并預(yù)留1層，支管廊設(shè)2層管架并預(yù)留1層遠(yuǎn)期擴(kuò)建；跨道路部分按上跨桁架設(shè)計(jì)，跨鐵路按下穿設(shè)計(jì)，下穿鐵路部分可根據(jù)路基形式分別采用樁板式結(jié)構(gòu)和頂進(jìn)箱涵。

7 結(jié)語

東海島總規(guī)提出“一城、三區(qū)、三基地”的規(guī)劃定位，其中：“一城”為宜居宜業(yè)的現(xiàn)代化大工業(yè)新城，“三區(qū)”為國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、國(guó)家級(jí)海洋經(jīng)濟(jì)示范區(qū)、國(guó)家級(jí)循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)；“三基地”為中國(guó)南方現(xiàn)代鋼鐵與海洋裝備制造業(yè)基地、中國(guó)南方現(xiàn)代石化基地、中國(guó)南方高端造紙基地。本次規(guī)劃范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)布局主要以石化下游產(chǎn)業(yè)為主，包括現(xiàn)代物流。本次規(guī)劃遵循上位規(guī)劃的產(chǎn)業(yè)布局指導(dǎo)，并結(jié)合中科、鋼鐵等東海島內(nèi)大型企業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)東海島石化產(chǎn)業(yè)園核心區(qū)的產(chǎn)業(yè)布局進(jìn)一步的研究。