大型石化裝置多層管廊的配管設計要點

張劍歌，惠澤航，李洋飛

（中國石油工程建設有限公司華北分公司，河北滄州 062550）

近年來，隨著石油生產行業的快速發展，目前設備裝置大型化趨勢日漸顯著，裝置內部的管廊設計也逐漸成為業界關注的焦點。越是復雜的設備，對于設計技術的穩定性與標準化要求越高，所以通過大型石化裝置多層管廊配管設計規劃，可以顯著改善生產實際環境，促進工業的穩定發展。為了進一步探討大型石化裝置多層管廊配管設計相關技術要點，現就大型石化裝置多層管廊配管的定義與設計內涵進行分析。

1 大型石化裝置多層管廊配管設計概述

多層管廊配管設計是石化生產過程控制中必不可少的環節。一般來說，根據設計需要，多層管廊配管設計包括立面設計與平面設計兩個主要部分。

1.1 立面設計

大型石化裝置為了提升管廊設計的科學性。在進行位置設置時，一般需要考慮到稀松與接近位置的邊界區域，通過兩層合并的模式來達到預期的控制要求。在進行管廊不同層間距的設置時，也要確保上下的使用要求，以1.2～2.3m為要求。特別的，針對一些大型設備，則需要進一步增加到3m的層間距。在寬度的設置層面上，考慮到單層管廊的設計實現要求，需要做好9m以下的高度設置工作。管廊的里面設計需要考慮到多種鋼筋混凝土材料的應用問題，同時要在橫梁位置處設置專門的圓鋼，并做好標識。另外，針對里面的高度要求做好橫向的布置，并做好相符合的設計。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，確保整體高度達到實際的使用要求。在高度穩定的條件下，布置管廊的設計者可能會忽視側梁與主梁的管徑要求，此時會導致管廊的布置難度增加。針對這個問題，可以通過選擇專用的雙彎頭設計來解決，能夠有效提升連接的效果，或者通過儀表電纜槽的設計來解決里面布置問題，有效提升管廊立面設計水平。

1.2 平面設計

多層管廊配管設計中平面的設置需要考慮的內容包括跨度、形狀與寬度等。其中，結合工藝技術的標準化要求，需要做好形狀方面的控制工作。目前，設計的主要布置采取流程控制的方式，根據相關工藝標準來做好管理，上下兩個單元的設備可以采取這種設計模式。隨后，采取工藝管道來進行單元設備的連接，通過這樣的方式來構建工藝系統模型。在管廊的設置過程中可以根據實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。在進行管廊寬度的確定時，則可以重點考慮到管道密度的差異問題，在設備的中心區域進行管道的集中布置，這樣就可以有效降低邊界管道的密度，提升管理的效率。在進行平面設計時，往往需要考慮到管廊布置的工藝技術水平以及寬度設計標準等。比如說12m以上的跨度應該盡可能選擇三柱跨結構要求，以提升寬度的預留管理水平，做好環節控制工作。另外，跨度的控制還需要結合管廊與跨距的實際要求，做好工藝技術的調整，滿足工藝裝置的使用要求。進行跨度信息確定時，需要滿足相關載荷性能要求，同時做好彎曲應力、撓度等方面的測試工作，確保管徑能夠適應重量與直徑設計的要求。

2 大型石化裝置多層管廊的配管基本要求

在多層管廊配管設計過程中，需要遵從一定的技術標準化原則。針對布置在管廊上部的管道，需要劃分為上部連接以及下部連接的區間，通過布置壓力與溫度管道來滿足對應管道的控制需求。在管廊的下部進行管道布置時，則需要重點做好管道傳輸性介質的控制工作。在具體布置的過程中需要考慮到介質溫度等方面的因素，如果高度較高，則需要進行上層優先布置，如果是較低的情況，則可以在外部進行布置。管廊的兩側進行集中布置時，需要考慮到公用工程的實際施工環境問題，通過臨近柱子的位置進行管道的設計即可。另外，在進行蒸汽管道的整體布置時，需要重點借助于操控平臺來進行集中布置。比如說設計閥門過程中要做好水平與垂直方向的安裝控制，通過錯開管理的方式來進行具體的控制。針對管廊的外部調節則需要借助于管廊柱進行實際的控制，最為合適的控制模式是1.2m內，通過立柱的布置來完成閥門組的調整。一些雙排、三排的布置則主要通過引出點設置的方式來實現，該過程中輸水系統、集水系統都需要滿足管道最低點設置的客觀要求。另外，設置過程中非凈化壓縮空氣屬于主導，必須提前做好該類型氣體的規劃才能夠完成多層管廊配管設計工作。

3 大型石化裝置多層管廊的配管設計要點

3.1 寬度與層數設計

在進行多層管廊配管設計之前，需要通過科學設計來做好寬度、層數的匹配工作。首先需要對管廊需要的管道數量、直徑以及保溫要求進行統計，隨后根據相鄰距離不小于25mm的計算法則來對管道敷設所需要的寬度進行計算。隨后，還需要進一步完成電氣槽板的寬度添加，做好管廊余量的設計，該部分為20%即可。大多數情況下，由于布置空間的限制要求，整個裝置的布置應該以12m以內為宜，選擇9～10m即可。在整個空間內進行布置時，可以做好空冷器的支柱架構工作，選擇5層高、10m寬的設計模板能夠滿足大部分的設計要求。

3.2 管廊層高設計

在進行多層管廊配管設計過程中，上下層距的設計是一個十分考驗設計者的環節。大多數情況下三層層高確定為2m可以達到設計匹配的要求。在設計過程中，最難確定部分是火炬總管的層高，該設備的最大管徑為1 200mm，直線設置距離為250～300m。根據火炬管的進出設計要求，做好管廊的結構平面設計，如圖1所示。

圖1 管廊結構示意圖

根據上圖1設計示意圖，平層設計模式優勢是結構簡單，但是需要做邊梁單獨支撐。而錯層式設計相比于平層設計模式能夠很好地滿足直接支撐的要求，布置后效果更為穩定，同時也可以滿足空冷器、安全閥等特殊設計需求。在進行管廊上管道布置時，需要考慮到頂部平臺設置以及管道結構科學選擇的問題。大多數條件下直接選擇混凝土+鋼梁的設計模式能夠適應整體結構需求，并且可以在不影響使用的情況下做好結構設計，滿足檢修通道的隔離要求等。

4 結語

綜上所述，大型石化裝置多層管廊配管設計過程中管廊的設計結構與穩定性要求是現階段行業研究的熱點。通過分析管廊設計的相關情況，可以為進一步優化管廊的補償設計內容，結合工程設計實際經驗為完善配管設計創造良好的條件。本次研究重點探討了大型石化裝置多層管廊配的設計寬度、高度以及層數等內容，同時結合設計過程中常出現的問題進行了分類討論，希望可以為大型石化裝置多層設計水平創造良好的條件，為實現平穩安全生產做出積極的貢獻。