从施工-开车遇到的问题谈管道设计

傅旭斌

(广东寰球广业工程有限公司，广东 广州 510000)

设计质量的优劣，往往在施工阶段以及开车试运行阶段最能直接体现出来。一个项目的设计质量好，往往能避免产生不必要的损失，相信这是每个现场设计代表深有感触的。以下是项目现场遇到的一系列问题，希望通过对它们的深入剖析，能在日后的设计过程中避免产生类似的问题，提高我们的设计质量。

1 管线盲端太长，存在安全隐患

1.1 火炬管末端存在较长盲端

在各单体中，都存在图1的问题，即球罐排放线汇入火炬总管时，最上游的汇入点与火炬总管的起始端存在一段很长的盲端。而一般业主在氮气置换时会将储罐内的氮气通过排放线用于置换火炬总管以及下游管线及设备。因此，盲端处很难用氮气置换完全，也就是说盲端处存在的混合气体很有可能给储罐的安全运行带来极大的隐患。而为什么会在每个单体中都会存在这种问题呢？原因就是由于我们的火炬总管铺设在独立柱上，为了保持每两根独立柱的间距一致以及管道的支撑问题，因此才会形成这么长的盲端。后来只能在火炬总管起始端处接入一根氮气线用于置换里面的混合气。

图1 火炬总管(整改后)

2 自控阀安装问题

2.1 调节阀倾斜安装

图2中，调节阀完全可以直立安装，根本没必要倾斜一定的角度。只需要将旁路往上抬一定的距离，保证调节阀膜头顶部上方的净空大于200mm即可。虽然这造成了旁路阀操作较为困难，但是旁路阀平时都是关着的，操作频率不高，即使要操作了，也可以拿个可移动的踏步(现场施工队做的两三个台阶的钢平台)过来用于操作阀门。而图2中这种安装方式，就会带来两个问题：1.阻碍人员的通行；2.破坏调节阀的填料密封，影响阀门的使用寿命。当阀门倾斜安装时，填料为单边受力，泄露磨损情况比垂直安装时更为严重，因此容易造成填料密封的破坏，造成阀门内漏或者外漏。为了配合业主进行整改，最后将调节阀膜头改为正向上，将副线抬高并将手阀首轮改为水平安装。

图2 倾斜安装的调节阀(整改前)

2.2 调节阀定位器朝向不合理

定位器是气动调节阀重要附件和配件之一，把控制系统给出的直流电流信号转换成驱动调节阀的气信号，控制调节阀的动作。同时根据调节阀的开度进行反馈，使阀门位置能够按系统输出的控制信号进行正确定位。它也是生产人员日常巡检重点关注之一，主要检查定位器进气、排气是否正常、就地状态显示是否正常、阀门动作响应时间符合系统运行要求等；另外，定位器应定期校验整定，保证调节品质。因此，在设计过程中需要将定位器放置在人员容易看到以及操作到的地方，然而现场却有几个阀门的定位器朝向并不是那么合理。图3中的调节阀安装在球罐顶部的连廊上，其定位器朝向平台外侧，显然是不方便仪表人员日常巡检的，最后只能让厂家人员来现场对于此类阀门进行转向。因此，对于这类问题，在评阅厂家资料时就应该提出意见，这样就能避免现场无谓的工作量。

图3 气动调节阀

3 操作平台设计不合理

3.1 操作人员无法在操作平台上操作阀门

一般来说，管道阀门集中布置的地方考虑设置操作平台，平台设置在管道上方，设计时将阀门相互错开，布置在平台的两侧，以方便生产人员日常的操作及巡检。在确定平台高度时，管道与平台梁底之间的净空一般按100～150mm考虑(如果为保温管道，则考虑管道隔热层与梁底的净空)。但是由于阀门的口径都比较小，阀杆都较短，导致手轮基本上与平台梁顶平齐，操作人员只能蹲着去操作阀门，很不方便。后来为操作、维修方便将平台从原先的设置在管线上方改为设置管线下方，平台用花纹钢板铺砌，如图4。类似问题，在设计过程中应仔细阅读阀门厂家资料，了解阀门外形尺寸，合理设计其操作平台，从而避免此类问题。否则在现场这又会导致大量的返工，延误工期。

图4 整改后的操作平台

4 管线防冻问题

4.1 循环水管线防冻

循环水主要是用于设备的冷却，其中泵的机械密封冷却就需要用到循环水。由于考虑到它是保持一定温度且连续流动着的，所以即使是在冬天它也不会冻住，因此设计上就没有考虑给其做保温。但是很多泵的循环水进出管线口径较小，基本上都是1寸的口径，而在西北这种风沙较大的地方，循环水管道中容易夹杂着沙子，因此会一定程度上影响流速。为了防止因流速变慢而使得管道冻住，后来将所有的循环水管线做了保温。

图5 泵区循环水管线

在循环水进出管线上，我们都会设置一条旁通线，主要是考虑当设备检修时，打开旁路阀，能让循环水打循环，防止因水不流动而冻坏管道。需要注意的是，该旁通线应与循环水进出管线上的切断阀的距离保持最短。因为当设备检修时，我们会关闭循环水进出管线上的切断阀，打开旁路阀，而此时切断阀与旁通线之间的水基本上是不怎么流动的，形成了一个盲端。此盲端在冬天是很容易冻住的，因此在设计过程中需要保证此盲端尽可能的短。然而，我们在设计过程中没有注意到这一点，导致现场很多此类盲端的长度都较长，如图5。

对于循环水主管，我们一般都是在管道末端设置旁通线用于打循环。而由于各单体开车顺序不一，如果有些单体不投用，一旦通入循环水，在冬天势必会冻裂管道。经与业主沟通协商，打算在循环水进出管线的界区阀前设置一条2寸的旁通线，关闭界区阀，直接让循环水在界区处打循环，避免让其进入装置区。因此，如果项目处于温度较低的北方地区，建议在设计过程中给循环水管线增加一条界区处的旁通线。

5 管道支撑问题

为了保证管道的安全运行，设计时需隔一定的距离给管道设置合理的支架，以满足管道的跨距要求。而在保证安全的情况下，同时也需兼顾美观的要求。

图6 仪表风管道

显然，图6中的管架设计缺乏了一定的美观性！为了支撑两根小管道，立了这么两根大型钢柱子，显然是不太合理的。完全可以将管道拉至墙边，利用墙体做管架用于支撑管道，从而既减少了材料，也大大提升了美观性。

6 安全阀泄放管道

根据规范GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》中的5.5.11第3点[1]，受工艺条件或介质特性所限，无法排入火炬或装置处理排放系统的可燃气体，当通过排气筒、放空管直接向大气排放时，安全阀排放管口不得朝向邻近设备或有人通过的地方，排放管口应高出8m范围内的平台或建筑物顶3m以上。根据以上规范要求，图7中的安全阀排放管道的设置显然是不符合要求的。具体表现为：(1)排放口过低；(2)排放口朝向人通行的地方。以上两点容易导致泄放时伤到操作人员，存在一定的安全隐患。因此为了配合整改，只能将管道排放口朝向建筑物，并将排放口的高度抬到合适位置。此类问题在现场经常容易碰到，因此也是设计过程中需要时刻注意的地方。

图7 安全阀排放管道

7 结论

作为一名设计人员，最重要的也是最基本的，就是要有强烈的责任意识，这样才能把工作做好。其次，在工作上要多请教一些有经验的人员，勤问勤思考，将其吸收；在工作之余要多看一些专业性工具书以及规范。另外，多去现场看看，对于一名设计人员也是有很大帮助的，理论联系实际，去现场参与项目施工，那是不一样的体验，施工过程中能更好地发现设计上的不足之处，从而在日后的设计过程中尽量做到完善、合理。