石油化工埋地給排水管道設計問題探討

許田田

中國市政工程中南設計研究總院 湖北 武漢 43000

石油化工埋地給排水管道設計中，應當結合生產(chǎn)實際需求，在確保用水體系穩(wěn)定性的同時控制各種安全質(zhì)量問題，還要保證管道系統(tǒng)布設的科學性，盡可能避免管道碰撞等問題，從源頭上規(guī)避安全事故的發(fā)生。

1 設計中的常見問題

1.1 設計成本的過度壓縮

初期立項時，很多企業(yè)會優(yōu)先考慮經(jīng)濟效益及時間需求，進而控制項目投資，壓縮成本。也有部分企業(yè)會聘請非專業(yè)的設計人員負責埋地給排水管道系統(tǒng)設計，這一做法不僅無法保障給排水管線的設計質(zhì)量，而且會給后續(xù)的施工、維護保養(yǎng)等工作帶來種種隱患，甚至發(fā)生事故，不利于企業(yè)的長遠發(fā)展。

1.2 管材及型號的選擇不合理

在埋地給排水設計期間，應根據(jù)具體實際情況進行管材及管道型號的選擇。若對管道的型號不夠了解，在管道材料的選擇方面沒能考慮到石油化工的加工標準，可能造成后續(xù)管道連接密封性不足等質(zhì)量問題。在管道焊接期間，若管徑和壁厚兩種參數(shù)不相符，可能造成后續(xù)運行中管道過渡存在阻塞、液體泄露等問題。

1.3 施工現(xiàn)場保護措施不到位

結合石油化工埋地給排水管道的施工過程來看，部分施工人員存在現(xiàn)場安全意識薄弱的問題，有的施工現(xiàn)場沒有設立有效的警示標語。部分已初步完成的施工段，管道的附屬構筑物也經(jīng)常出現(xiàn)檢查井缺失井蓋、雨水口未設置遮擋等問題。在實際施工中，有的施工單位忽視設計要求，擅自對管道基礎偷工減料，以次充好；放坡開挖時未采用設計坡度，以及無周邊保護措施等問題，可能導致管道標高與設計相差較大，排水水力條件差等問題。在后期運維中，更是極易出現(xiàn)管道堵塞、滲漏等問題[1]。

2 應對策略

2.1 管道布設

埋地管道布設是給排水管道設計中的關鍵內(nèi)容之一，科學合理的管道平面布設能夠保證整體的有序性，規(guī)避管道間的碰撞問題。在設計期間需要把控好平面布設距離、管道間距、埋地鋪設深度等，確保埋地給排水管道設計的規(guī)范性。在管道設計期間，設計人員需要結合現(xiàn)場情況以及管道結構特征設計好管道綜合布設方案。還要盡量降低施工過程對環(huán)境及地表建筑帶來的不利影響，結合現(xiàn)場地理條件調(diào)整管道布局，盡量降低占地面積，提高土地資源利用率。一般來說，管道的縱向敷設需要采取一定的加固措施，通常在管線檢查井中增設重型鑄鐵井蓋，避免管道結構受外部因素的影響。

2.2 給排水檢測表設計

在石油化工生產(chǎn)期間，石油和天然氣等都是主要原料，但這些原料本身都具有一定的危險性，所以生產(chǎn)過程必須要控制好各項安全隱患。同時，石油化工生產(chǎn)具有明顯的連續(xù)性特征，不同環(huán)節(jié)采取的工藝與裝置又存在明顯差別，對供水量和水壓等都有不同要求。所以給排水系統(tǒng)需要設計檢測表等裝置，為工作人員提供水量和水壓信息，減少供水不足對生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶來的影響。期間需要根據(jù)石油化工裝置的給排水特性，利用檢測表對管道的供水運行過程實施監(jiān)控，以及時定位異常管段，快速、準確地排除問題，以最快速度恢復管道的正常運作。

2.3 管道覆土高度設計

埋地給排水管道的覆土高度也是影響管道設計效果的一大因素，在沒有其他要求的情況下，一般覆土高度不應大于1m。若管道埋地過深，管道表面可能被地下水腐蝕，降低使用壽命。而如果管道埋深過淺，路面行駛重型車輛時管道可能會被破壞。但也要根據(jù)埋地給排水管道工程的現(xiàn)場情況來選擇具體的埋地深度，結合特殊要求進行調(diào)整，減少后續(xù)管道維護的頻率[2]。

2.4 管道綜合布局控制

為保證管道設計能夠達到石油化工生產(chǎn)需求，管道綜合布局應當把控好以下幾點：

（1）管廊附加量的控制：根據(jù)施工現(xiàn)場和施工基本要求確定附加余量，確保前后施工工序的有效連接；

（2）做好安全設置：根據(jù)已經(jīng)確定好的給排水管道設計方案，全方位考量系統(tǒng)后續(xù)運行的要求，例如安全閥設計安裝位置的規(guī)范性等。

（3）夾套管設計：夾套管設計與施工決定了管道對接焊縫、管件彎頭間距等參數(shù)，所以做好夾套管設計至關重要。需要將質(zhì)量控制工作延伸到前期，包括夾套管的材料控制、工藝控制等，從根源上提高夾套管設計的規(guī)范性。

（4）消防管線設計：為保證管線綜合布局方案的可操作性，需要盡可能降低施工難度與返工次數(shù)，設計期間需要關注給排水管線中的消防管線。這些特殊的管線結構需要做好防滲漏處理，提高管道綜合布局的穩(wěn)定性。

（5）管架設計：管架設計是否科學也會影響埋地給排水管道的運行質(zhì)量。管架設計中應當盡量降低彈簧夾的設計數(shù)量，沿管道的走向進行管線敷設，這樣不僅能有效控制管道安裝故障問題，而且可以控制成本投入。

2.5 控制閥的選擇

在選擇控制閥時，應當貫徹清污分流、污污分流的基本原則，裝置污染區(qū)和罐區(qū)都需要設計切換閥門，利用閥門切換實現(xiàn)前后期的雨水分流。一般來說，蝶閥的特征是尺寸小、重量輕、操作便利等。但在石油化工給排水管道設計中一般都選擇閘閥，原因在于流體中可能伴隨一些雜質(zhì)，若采用蝶閥可能會導致閥門關閉不嚴等問題。若廠中沒有獨立的后期雨水系統(tǒng)，裝置污染區(qū)的后期雨水可以作為清潔雨水。前15min 的初期雨水在進入含油污水系統(tǒng)之后會關閉控制閥，打開圍堰中設計的插板閥門，后期雨水沿地表漫流到道路雨水邊溝。廠內(nèi)雨水總排出口要設計控制閥門，倘若發(fā)生石油泄漏問題，污染排水進入廠內(nèi)清潔外排雨水溝后，可以及時關閉閥門，避免污染的進一步擴散[3]。

2.6 管道與井溝的防腐設計

結合《石油化工設備和管道涂料防腐蝕設計規(guī)范》（SHT 3022- 2019）中的要求，埋地管道外防腐可以選擇環(huán)氧煤瀝青漆、聚乙烯膠粘帶、石油瀝青漆等涂料。其中石油瀝青漆的成本較低，但需要在施工現(xiàn)場進行加熱，可能會對現(xiàn)場環(huán)境帶來污染，所以在很多場景下不再適用。聚乙烯膠粘帶防腐層的整體效果較好，但施工過程較為復雜、成本投入較大、補口操作難度高，因此沒有得到廣泛運用。環(huán)氧煤瀝青防腐涂層的結構成本相對較低，而且可以實現(xiàn)一次成膜，抗酸堿腐蝕效果好，施工過程也較為便利，所以石油化工企業(yè)在埋地給排水管道的防腐設計中一般會選擇環(huán)氧煤瀝青漆材料。另外，裝置和罐區(qū)污染區(qū)中設計的井、溝都要選擇鋼筋混凝土結構施工，并且做好抗?jié)B處理；混凝土的抗?jié)B等級應當大于等于P8，井溝表面刷水泥或滲透結晶型防水涂料，厚度需要達到1mm 以上。

2.7 管道接口設計

2.7.1 重力自流管道設計

首先，利用灰口鑄鐵材料，接口方法選擇承插接口，填料需要選擇不耐油橡膠圈，管道本身需要具備較強的耐腐蝕性；其次，盡可能避免應用混凝土管道，因為混凝土管道強度較差，埋地敷設后更容易被腐蝕；最后，在設計大口徑重力自流管道時，可以采用重型鋼筋混凝土作為排水管道材料，接口位置選擇鋼制套環(huán)[4]。

2.7.2 初后期雨水分流排放系統(tǒng)設計

在石油化工生產(chǎn)中，對于水資源的需求量較大，污水排放或送到污水處理廠時，排水管道會承載較大的污水量，其中還會存在各種有毒有害的高污染物質(zhì)，所以需要特別關注運輸安全問題。運輸期間需要規(guī)避易燃易爆混合氣體進入下水道，生產(chǎn)裝置區(qū)的污水管道需要在排水管網(wǎng)間增設水封井。因為生產(chǎn)裝置區(qū)若在降雨環(huán)境下，地面沖洗的沖洗排水、初期雨水系統(tǒng)可能會遭受污染，這些污水若直接留到雨水管網(wǎng)中可能造成大規(guī)模環(huán)境污染問題。因此，初期污染雨水和后期清潔雨水需要進行分流，被污染的雨水需要立即分流到污水處理系統(tǒng)中。分流排放初期污染雨水和后期清潔雨水可以按照生產(chǎn)裝置區(qū)的布設情況劃分為兩種模式：其一，若生產(chǎn)裝置污染區(qū)的分布較為零散，而且污染區(qū)域面積不大，可以通過手動閥門切換來進行分流；其二，若初期污染雨水量較大，那么設計期間可以加入雨水調(diào)節(jié)池，對初期和后期雨水進行分流處理。為保證調(diào)節(jié)池可以正確分流，還需對調(diào)節(jié)池的容積進行調(diào)整，計算好初期降水量、污染雨水濃度、廢水排放水質(zhì)等參數(shù)。很多城市5min 的降水量可能達到15～30mm，因此在埋地給排水管道設計期間需要計算好調(diào)節(jié)池容積，包括溢流堰和調(diào)節(jié)池布設等[5]。

2.8 設計與施工的監(jiān)督檢測

在埋地給排水管道施工前，為提高設計效果，需要制定完善的質(zhì)量控制和監(jiān)測機制，針對給排水管道設計全過程實施監(jiān)督管理。在質(zhì)量監(jiān)督中，檢測人員需要結合施工現(xiàn)場情況及管道設計方案檢測是否存在質(zhì)量或安全隱患。在正式施工作業(yè)期間，需要全方位落實質(zhì)量檢查工作，預估埋地給排水管道設計中可能存在的問題并制定對應的預防方案，確保給排水管道設計質(zhì)量達標。

3 結語

埋地給排水管道是石油化工產(chǎn)品運輸?shù)谋匾浇?，化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也需要管道鋪設的支持，因此埋地給排水管道設計應當全方位考量各項因素，不能漏掉任何細節(jié)，各方面設計都需嚴格按照標準執(zhí)行，在保證給排水管道設計質(zhì)量的同時避免安全隱患，減少不必要的損失。