淺談某石化工程罐區(qū)的管道布置

王 海

(廣東寰球廣業(yè)工程有限公司，廣東 廣州 510655)

罐區(qū)是石油化工裝置中物料儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，罐區(qū)去儲(chǔ)罐的布置，以及罐區(qū)的管道布置需要滿足工藝要求，又要遵循防火規(guī)范。在管道布置過(guò)程中，要全面的考慮各方面的因素，控制維修空間、管道布置的合理性。罐區(qū)的配管要做到不影響消防車輛從兩側(cè)到達(dá)罐區(qū)圍堰外及考慮消防車的停放位置等要求[1]。石油化工工程項(xiàng)目輔助設(shè)施及公用工程罐區(qū)一般情況下，按照儲(chǔ)罐壓力分為：壓力罐區(qū)和常壓罐區(qū)兩大類；項(xiàng)目不同而罐區(qū)種類也有所不同，筆者根據(jù)自身設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)壓力和常壓罐區(qū)管道設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)剖析，希望能為同類型罐區(qū)管道設(shè)計(jì)提供一定的參考。

1 常壓罐區(qū)

一般來(lái)說(shuō)，常壓罐區(qū)所儲(chǔ)存的主要介質(zhì)量有加氫汽油、裂解汽油、石腦油、加氫尾油、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等常溫常壓狀態(tài)下為液態(tài)的物料。這些物料有些易燃易爆，有些是劇毒類介質(zhì)，常壓罐區(qū)的管道布置是否合理，對(duì)以后的操作和檢查維修來(lái)說(shuō)是非常重要的。

1.1 罐區(qū)圍堰內(nèi)管道布置

由于儲(chǔ)罐出料口管線進(jìn)泵不宜形成袋形，出料管線從儲(chǔ)罐到泵進(jìn)口布置在地面上，不形成袋形即可。這里主要說(shuō)下進(jìn)料管線、輔助及公用工程管線的布置，這些管線基本上都是從管廊上引過(guò)來(lái)，而設(shè)備管口除氮封管口外，大都在儲(chǔ)罐下部，儲(chǔ)罐的進(jìn)料管線、輔助及公用工程管線在圍堰內(nèi)架空設(shè)置應(yīng)該是比較合理的一種選擇。

(1)同類介質(zhì)儲(chǔ)罐，橫向布置時(shí)必須核對(duì)，豎向?qū)φ贾玫钠渌橘|(zhì)儲(chǔ)罐出料管線與該介質(zhì)出料管線是否滿足布置要求。如果不能，尤其是出料管線口徑比較大時(shí)，建議同類介質(zhì)儲(chǔ)罐豎向布置。

(2)盡量避免跨越出料管線踏步設(shè)置在高管架下方，這樣會(huì)使高管架的標(biāo)高很高。條件允許的情況下，出料管線與其它管線盡量分開(kāi)布置在儲(chǔ)罐的兩側(cè)。

1.2 污油罐的布置

常壓罐區(qū)所有介質(zhì)基本都是在常壓狀態(tài)下進(jìn)行排放，所以污油罐應(yīng)該布置在比較低的位置，以保證整個(gè)罐區(qū)的重力流排污順暢進(jìn)入污油罐。污油罐布置在地下，污油罐所在圍堰里的排水方案及頂部是否需要設(shè)置遮雨棚都需要與業(yè)主盡早確認(rèn)。

1.3 罐區(qū)管廊的布置

由于罐區(qū)工藝系統(tǒng)的特殊性，一般情況罐區(qū)管廊上管線數(shù)量變化比較大，為了使管廊的設(shè)置更加合理，如果在罐區(qū)的尾部，除了必要的公用工程管線外，工藝管線比較少的情況下，我們可以根據(jù)實(shí)際需要減少管廊的層數(shù)，這樣既經(jīng)濟(jì)又合理。

2 壓力罐區(qū)

以石化項(xiàng)目中輔助設(shè)施及公用工程部分的壓力球罐區(qū)為例，盡管各工程規(guī)模有所不同，但壓力罐區(qū)所儲(chǔ)存的介質(zhì)主要還是乙烯、丙烯、丁二烯等烯烴類為主，這些介質(zhì)共同特點(diǎn)就是：易燃、易爆。特別提醒的是丁二烯容易發(fā)生自聚，對(duì)運(yùn)輸該介質(zhì)的管道布置有很高要求。常見(jiàn)問(wèn)題如下：

2.1 泵的布置

通常，泵在工藝設(shè)計(jì)條件允許情況下均應(yīng)布置在管廊外側(cè)，但由于罐區(qū)圍堰外通常設(shè)置了用于支撐用的管墩，加上必須的操作及維修通道，泵只能布置在管廊下方，在這種情況下，泵的安裝及維修凈空就需要我們考慮預(yù)留足夠的空間。在執(zhí)行項(xiàng)目過(guò)程中，設(shè)計(jì)階段是很難接收到泵廠家最終版本資料的，當(dāng)泵體整體長(zhǎng)度大于管廊低層凈空的時(shí)候該怎么辦，如何考慮安裝及檢查維修。以下幾點(diǎn)必須注意：

(1)泵的驅(qū)動(dòng)機(jī)通常情況下是可以拆卸的，必須滿足機(jī)械密封和桶體的安裝維修高度。

(2)泵的管道設(shè)計(jì)必須符合工藝流程圖的設(shè)計(jì)要求，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，并能滿足施工、操作、維修的要求。

(3)管道布置必須遵守安全及環(huán)保的法規(guī)，對(duì)防火、防爆、安全防護(hù)、環(huán)保要求等條件進(jìn)行檢查，以便管道布置能滿足安全生產(chǎn)的要求[2]。

(4)與泵的制造廠確認(rèn)，是否有廠家現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)要求，泵的機(jī)械密封與泵體是否可以現(xiàn)場(chǎng)組裝及檢測(cè)；以及制造廠家建議的日常維修方案。

2.2 管道應(yīng)力支撐

對(duì)于成排布置的球罐，為了方便檢修維護(hù)，頂部宜設(shè)置聯(lián)合平臺(tái)，設(shè)置與之配套的梯子。球罐的進(jìn)出料管線一般為上進(jìn)下出，球罐頂部一般設(shè)置有進(jìn)料、安全泄放裝置、氣相平衡等管線，其支撐可生根在平臺(tái)上，根據(jù)項(xiàng)目要求，超出一定范圍的集中載荷需要提條件給設(shè)備專業(yè)。但對(duì)于從球罐頂部平臺(tái)下到火炬總管的安全閥出口管線、從地面上到球罐頂部平臺(tái)的進(jìn)料管線來(lái)說(shuō)，球罐上的管架支撐需要注意以下幾點(diǎn)：

(1)斜管上管架支撐的設(shè)置方位：如果是垂直于地面，該管架需要在管線徑向方向加限位；如果是垂直于支撐管線，該管架需要在管線徑向和軸向方向都加限位。

(2)根據(jù)管架設(shè)置的具體位置，確定焊接貼板的具體方位、標(biāo)高及載荷。

(3)需要注明與設(shè)備設(shè)計(jì)方或制造方的工作界限及供貨范圍。

2.3 消防環(huán)管的布置

消防噴淋環(huán)管是消防安全專業(yè)按固定要求設(shè)置的，對(duì)于相同規(guī)格的罐，消防環(huán)管的布置是一致的，由于各個(gè)罐頂管口布置有所不同，為了避開(kāi)工藝管線、旋梯、頂部平臺(tái)通道，同規(guī)格的球罐上消防環(huán)管布置也有所不同。

(1)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)條件，按照管道布置和平臺(tái)標(biāo)高確定同規(guī)格球罐消防環(huán)管布置立面圖，該圖為典型管道布置圖，適用于所有球罐。

(2)根據(jù)上述立面圖，繪制出該規(guī)格球罐消防環(huán)管在理想狀態(tài)下的平面布置圖及材料表。

(3)以立面圖和平面圖為模版，根據(jù)各個(gè)球罐工藝管線、梯子平臺(tái)的具體情況，局部調(diào)整消防環(huán)管及噴頭的布置。并最終完成消防噴淋環(huán)管布置的設(shè)計(jì)。

2.4 火炬管線的布置

壓力罐區(qū)一般情況下會(huì)有兩根火炬總管：冷火炬與熱火炬。乙烯、丙烯泄壓排放進(jìn)入冷火炬系統(tǒng)，丁二烯等介質(zhì)的泄壓排放進(jìn)入熱火炬系統(tǒng)；冷火炬液經(jīng)過(guò)冷火炬加熱汽化裝置與熱火炬緩沖罐出來(lái)的熱火炬管線匯在一起，進(jìn)入全廠性的火炬總管系統(tǒng)。火炬管線的布置不能形成袋形，在滿足工藝要求的前提下，盡量做到經(jīng)濟(jì)合理。球罐頂部安全閥出口管線應(yīng)順向斜接進(jìn)入該罐組的火炬總管。各罐組火炬總管之間的連接也應(yīng)該順向斜接，一般為45°斜接。

(1)火炬總管的標(biāo)高在滿足無(wú)袋形及凈高要求的前提下，盡可能降低標(biāo)高。

(2)火炬管線的管架設(shè)置需要應(yīng)力分析工程師確定，尤其是冷火炬管線。布置在管廊的火炬管如果需要設(shè)置波紋膨脹節(jié)，膨脹節(jié)需要熱水伴熱；需要考慮膨脹節(jié)的安裝空間。

(3)在初步設(shè)計(jì)階段就需要將整個(gè)罐區(qū)火炬管線的布置方案提交應(yīng)力分析工程師作應(yīng)力分析計(jì)算，以便能及時(shí)指導(dǎo)管道設(shè)計(jì)，以免后期因管口應(yīng)力或火炬管支架載荷過(guò)大造成大量的修改工作。

2.5 壓力罐區(qū)管線的整體布置

壓力罐區(qū)所儲(chǔ)存的介質(zhì)一般是由上游裝置或槽車裝車站輸送來(lái)的，經(jīng)泵再輸送到下游裝置或槽車裝車站；所以對(duì)于管道布置來(lái)說(shuō)，設(shè)備布置圖一旦確定，相應(yīng)附屬的管線的整體布置也就定了。在滿足工藝設(shè)計(jì)要求的前提下，盡可能的將管線整體布置、閥門集中布置、管道設(shè)計(jì)無(wú)袋形、不同向管線錯(cuò)落有致，使其操作及檢維修方便。

3 結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)石油化工裝置罐區(qū)進(jìn)行合理的布置設(shè)計(jì)之后，再進(jìn)一步完善配管、平臺(tái)、罐區(qū)管道支架之間的設(shè)計(jì)，就可以更好的完善石油化工裝置的重要生產(chǎn)設(shè)備。在罐區(qū)管道設(shè)計(jì)進(jìn)行修整的同時(shí)也要做到布局合理、減少投資以及節(jié)約材料，遵循罐區(qū)的配管原則和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能在安全經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上，使罐區(qū)管道更加長(zhǎng)久的平穩(wěn)運(yùn)行下去。