石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)配管設(shè)計

張舒晗，張劍歌，張立民

（中國石油工程建設(shè)有限公司華北分公司，河北滄州 062550）

石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)配管在石油化工生產(chǎn)過程中扮演著十分重要的角色。一般來說，罐區(qū)的功能主要以連接生產(chǎn)、銷售兩個環(huán)節(jié)為主，所以起到一定的承上啟下的功能。以使用的區(qū)域功能作為分類標(biāo)準(zhǔn)，石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)可以劃分為原料、中間料與成品料罐區(qū)三個部分。其中，較為典型的構(gòu)造為裝卸區(qū)、罐組、安全消防區(qū)域等。為了進(jìn)一步探討石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)配管設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容，主要研究了石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)配管的定義與危險等級要求。

1 石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)配管概述

1.1 危險等級

危險等級是我國根據(jù)石油化工企業(yè)的生產(chǎn)實踐現(xiàn)狀，在2008年提出的防火規(guī)范設(shè)計要求中予以標(biāo)定的內(nèi)容。在該內(nèi)容中，提到了甲類、乙類、丙類三個等級的可燃液體、液化氣的危險等級。其中，根據(jù)不同的燃燒特征，甲類、乙類以及丙類可燃物還劃分為A，B兩種類型。其中甲類A物質(zhì)為15℃蒸汽壓壓力高于0.1MPa的烴類物質(zhì)。B則是閃點小于28℃的其他甲類物質(zhì)。危險等級的劃分有助于實施更為科學(xué)的石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)配管，具體的內(nèi)容如表1所示。

表1 物質(zhì)火災(zāi)危險性分類

1.2 儲罐布置

在進(jìn)行石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)儲罐整體布置的過程中，需要參考國家有關(guān)石油化工企業(yè)防火設(shè)計規(guī)范要求的內(nèi)容。在儲罐的基本布置完成后，需要根據(jù)介質(zhì)內(nèi)容的差異做好可燃液體的劃分，一般來說可以根據(jù)液化烴等可燃?xì)怏w與其他助燃?xì)怏w進(jìn)行分別存儲即可達(dá)到目標(biāo)設(shè)計要求。儲罐的布置要盡可能滿足各方面的安全建議與設(shè)置要求，特別是需要滿足防火間距的設(shè)計要求，具體內(nèi)容參考國家有關(guān)領(lǐng)域的防火間距技術(shù)規(guī)定。比如說甲B類物質(zhì)，固定罐的距離應(yīng)該在單罐容積超過1 000m3的情況下間距超過0.75D。

在石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)布置過程中，還要考慮到容積的要求。同樣參考國家有關(guān)領(lǐng)域的防火設(shè)計要求，防火提的有效容積則應(yīng)該參考相關(guān)計算公式，包括防火提的容積、中心投影面積、液面高度以及其他設(shè)計內(nèi)容，完成共同計算結(jié)論。

2 石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)配管設(shè)計

2.1 儲罐管口設(shè)計

儲罐管口設(shè)計要求做好頂部的斜體設(shè)計，根據(jù)方向布置的要求做好頂平面的布置工作。高度設(shè)置以側(cè)向人孔的距離優(yōu)先，通過斜體接近的方式來進(jìn)行補助。針對球形儲罐則需要保持頂部和底部分別設(shè)置人孔，同時根據(jù)方位來做好配管協(xié)調(diào)布置工作。在常壓儲罐的液位指示設(shè)備匹配管理過程中，應(yīng)該盡可能設(shè)置在合適的位置，包括液位的報警器與控制器需要匹配。另外，為了降低設(shè)備上開口帶來了不利影響，需要設(shè)置專門液位計聯(lián)設(shè)備來進(jìn)行管理，同時做好遠(yuǎn)離物料進(jìn)出口的設(shè)置，通過儀表的控制來確保使用的效果。針對立式的儲罐槽則需要設(shè)置專門的排液管，通過上部預(yù)留的方式來進(jìn)行設(shè)置，液化石油氣的儲罐底部連接最低點，這樣可以提升空氣流動的效果，避免出現(xiàn)火災(zāi)風(fēng)險。

2.2 配管設(shè)計

在罐區(qū)內(nèi)進(jìn)行配管設(shè)計時，應(yīng)該盡可能在遵從防火規(guī)范要求的基礎(chǔ)上做好管道的集中布置管理。采用管墩敷設(shè)的管理模式來進(jìn)行布置，要求最小的間距需要滿足管道跨距的設(shè)置要求，做到盡可能地減少交叉與沖突。在管帶的合適位置做好跨橋的設(shè)置，一般以最低區(qū)域距離管頂合適區(qū)間為要求。各個物料需要滿足出界區(qū)的設(shè)置要求，儲罐的上部則需要添加操作閥門來提升整體的集中度。儲罐的接口連接區(qū)域應(yīng)該盡可能采用切斷閥來進(jìn)行布置，滿足應(yīng)急切斷的控制功能要求。在罐區(qū)的防火提外側(cè)選擇T形布置模式，此時最好可以根據(jù)需要做好標(biāo)高設(shè)計，選擇不同類型的標(biāo)高即可。管廊上端存在多根管道的情況需要集中進(jìn)行布置與管理，并通過管架進(jìn)行集中設(shè)置。特別的，在一些介質(zhì)傳輸存在特殊要求的情況下，應(yīng)該盡可能減少下凹型的管口，如液化石油氣返回管道就需要避免此類設(shè)計，否則容易出現(xiàn)液化氣液封堵塞的問題，嚴(yán)重時還會引發(fā)安全事故。在液化石油氣的儲罐設(shè)置時，頂端應(yīng)該設(shè)置專門安全閥用于排氣，此時排放口通過垂直安排的方式來滿足管口的設(shè)置要求。管道引流到安全的區(qū)域，通過密封系統(tǒng)設(shè)置的方式來確保安全性。

3 石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)泵布置與配管

石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)配管布置過程中，泵的布置與配管也需要滿足科學(xué)設(shè)計的使用要求。

3.1 泵的布置

石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)配管過程中需要考慮到泵的布置情況，一般來說，泵的布置可以劃分為露天、半露天以及室內(nèi)三個類別。其中，露天布置需要考慮到管廊內(nèi)部是否存在空冷器的情況，如果泵補助在內(nèi)側(cè)，此時泵出口區(qū)域中心線與外邊對齊，設(shè)置標(biāo)高后保持中心線的距離0.6m即可。在管廊的上部存在空冷器時，在進(jìn)行泵的設(shè)置時要考慮到操作溫度要求，如果低于340℃，那么可以選擇外側(cè)布置的方式，距離為中心線0.6m左右，此時驅(qū)動設(shè)備設(shè)置在內(nèi)側(cè)即可。如果溫度高于340℃，此時的布置區(qū)域為外側(cè)，中心線對齊后，根據(jù)中心線的距離做好驅(qū)動機的設(shè)置，保持在外側(cè)即可達(dá)到要求；半露天布置模式更適應(yīng)于下雨較多的區(qū)域，這些區(qū)域可以通過上部增設(shè)頂棚的設(shè)計來避免雨水的干擾，根據(jù)實際的布置需要來設(shè)置成單排、多排類型，滿足各種設(shè)計要求；室內(nèi)布置屬于一種特殊的布置模式，主要針對多風(fēng)沙的地區(qū)，這些地區(qū)需要做好泵站的搭建工作，在室內(nèi)進(jìn)行管理。

3.2 泵的配管設(shè)計

配管設(shè)計需要考慮到幾個方面的原則，首先，基本設(shè)計要求。在有重物行走過程中，不得出現(xiàn)管道阻礙路徑的情況。同時還要做好管道的腐蝕介質(zhì)控制，避免后期使用過程中逐漸腐蝕出現(xiàn)局部損壞的問題。另外，在進(jìn)出口區(qū)域內(nèi)高度需要做好控制，不得低于200mm。多臺設(shè)備同時進(jìn)行構(gòu)建時，則要考慮到高度的設(shè)置要求，最好能夠在統(tǒng)一高度安裝；其次，管道柔性設(shè)計需求。管道設(shè)計過程中需要充分考慮到柔性設(shè)計的要求，泵的接口部分存在反力情況，布置時需要盡可能做好應(yīng)力分析工作，在熱應(yīng)力的區(qū)間范圍內(nèi)做好管道的科學(xué)布置；最后，設(shè)計過程中需要考慮臨時支架的應(yīng)用問題。考慮到臨時維修的實際需求，很多情況下要增設(shè)臨時支架，所以要做好臨時支架使用空間的預(yù)留，方便后期的作業(yè)順利開展。

4 總結(jié)

綜上所述，石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)配管設(shè)計與泵的布置水平將影響到廠區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)效率與穩(wěn)定性。一般來說，石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)配管需要重點參考國家有關(guān)領(lǐng)域的防火技術(shù)規(guī)范與安全標(biāo)準(zhǔn)要求，同時也要結(jié)合廠區(qū)生產(chǎn)的實際情況，因地制宜地處理好罐區(qū)布置的相關(guān)問題，特別需要完善配管設(shè)計與泵的布置等環(huán)節(jié)，提升設(shè)計的科學(xué)性，以維護(hù)好安全生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)，為獲得良好經(jīng)濟效益、社會效益創(chuàng)造條件。