石油化工企业给排水管道工程设计

2020-01-12范一丁杨丽娜

化工设计通讯 2020年7期

范一丁，杨丽娜

（北京石油化工工程有限公司西安分公司，陕西西安 710075）

1 石油化工企业给排水管道设计的重要意义

随着科学技术的不断发展，石油化工工艺技术变得越来越先进，很多优秀的技术都运用到了石化企业的日常工作之中，大大提升了工作安全度以及工作效率。其中，全厂给排水管道工程设计是一项十分重要的设计环节，设计时必须要综合考虑各种影响因素，在满足企业的日常生产、生活基本要求的同时，做到安全适用、技术先进、经济合理、管理方便。

需要注意的是，管道的使用周期通常为几十年，一旦给排水管道工程投入使用，后期的维护工作比较困难且事故不容易察觉，若再对其进行检修和改造，很可能造成生产的停滞，使企业承受较大经济损失。因此，在前期必须做好总体设计规划，在满足设计规范的前提下，进行科学可靠的管道设计。

2 管道的布置

石化企业全厂给排水管道的布置在设计中是很重要的一环，管道的平面、竖向布置及管道间距为设计重点。与此同时，为了保证设计的科学性、严谨性，必须按照设计规范条例的规定来设计，当有不清楚的内容时，应当多方查阅资料，从而力求标准化。在设计中，给排水、总图、结构专业需密切配合，统筹规划。管道竖向与总图竖向应相协调，如果其中一方面没有做好，另一方面也将会受到限制。与此同时，应避免管道处于各结构基础的压力传递范围之内[1]，一是为了防止管道对建筑、管廊、设备等造成安全威胁，二是防止结构基础压力造成管道的变形；如不能避免，应对管道做额外保护措施。

在某项目全厂地管设计初期，因场地地形限制，管位空间有限，设计师将全厂雨水主干管道布置在道路中心线上，如此布置道路施工将与雨水管道施工交叉作业不利于施工，且雨水管道维护检修不便。经与总图专业讨论，优化总图布置，将全厂清净雨水管道重新布置，雨水管道布置在道路两侧，与道路错开，方便施工。从现场实际施工情况来看，雨水主干管布置在道路外大大减少了施工期间的问题，避免很多道路二次开挖问题。若布置在道路中心，管道施工与道路施工将会互相制约，影响施工进度，增加施工管理难度。建议石油化工企业全厂的地管设计，各类管道的主干管道特别是雨水、污水等重力流管道，尽量不要布置在道路下方，避免在施工中遇到不必要的问题。

由于石化企业全厂给排水管网是公用工程中设计和施工时间最早，历时最长的设计主项，相比其他主项，因其具有涉及相关专业多、无设备安装和不确定因素多等特点[2]。施工前期阶段项目场地边缘地区如靠山一侧，可能存在场地情况不满足施工要求的情况，在设计地管设计时要考虑类似因素，在总图位置允许的情况下尽量远离不确定性因素，从源头上杜绝后期变更的可能。

3 管材和管道接口

在石化企业给排水管道设计中，既要做好管道布置设计，又要做好管道材料的选择。管材的选择范围主要有碳钢管道、热浸镀锌无缝钢管、球墨铸铁管、聚乙烯缠绕结构壁管等。石化企业工艺众多，必须根据实际项目实际情况来选择合适的管材，来满足不同工艺的需要及施工要求。

1）生产给水管道，是一项最为常用的管道，其供水可靠性要求比较高，根据生产工艺要求不同，给水压力略有差异，管道压力等级一般为PN10。因此，生产给水管道可采用碳钢管道，焊接连接。供水可靠性是设计关注的一项重点内容，碳钢管的可靠性好，与此同时，焊接连接施工也十分便捷。

2）生活给水管道，供水的可靠性要求不高，但是水质要求却比较高，根据此特点，可以选择钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管作为生活给水管道，热熔或法兰连接，从而保证水质的可靠性。钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管作为新型管材，具有机械强度高、耐温性能好、双面防腐、节能等优点，适用于绝大部分石油化工给埋地排水管道，其应用前景十分开阔[3]。为了让施工更加方便，也可以选用镀锌钢管进行螺纹或卡箍连接。

3）生产污水管道，石油化工企业生产污水通常含有一些有毒有害物质，管道需要按照《石油化工工程防渗技术规范》采取相应的防渗措施。为同时兼顾排水可靠性及施工方便等因素，生产污水管道一般采用加厚碳钢无缝管（碳钢腐蚀余量为2mm），焊接连接。在实际的项目施工过程中，加厚碳钢无缝管施工方便，节省占地，避免了建造防渗管沟的要求，其具有明显优势，已成为目前石油化工企业生产污水管道管材常用设计选择。

4）生活污水管道及清净雨水管道，较为常用管材为聚乙烯（PE）缠绕结构壁管，环刚度8～12.5kN/m2，承插接口，电熔连接。该管材成熟可靠，实际施工方便，经济合理。

5）输送腐蚀介质的管道。在石油化工厂的日常生产工作之中，不可避免地会产生一些具有腐蚀性的介质，为了输送这些物质，必须要让管道具有很强的耐腐蚀性。为了更好地进行选择，应当科学分析介质的成分，并根据具体内容具体分析，并且结合使用年限、工程投资等进行管道材料的选择，一般而言，可以选择PVC管、玻璃钢管、不锈钢管等。

4 阀门选型

阀门选型是一项十分重要的设计内容，在石油化工企业的给水排水管道工程之中，阀门选型是一项值得关注的重点。阀门的种类是多种多样的，设计中需要用到传统的闸阀、蝶阀、止回阀等。与传统的闸阀相比，蝶阀具有一定的优势，其所耗用的材料比较少、重量比较轻、占地小，因此布置安装比较方便和经济，从这个角度上来看，蝶阀在未来基本可以取代传统的闸阀。然而，就目前的阀门市场供货看来，很多厂商制造的蝶阀存有严重的质量问题，例如不能够做到完全闭合等，现场实际存在许多蝶阀闭合不严的情况。给设计工作带来了许多不确定性因素。建议在可靠性要求相对较高的地方选择传统闸阀将会更加安全可靠，避免运行过程中出现不必要的问题。

5 金属管道的防腐

金属管道在地下铺设，受到腐蚀的因素较多，如管道自身腐蚀防护力、外界环境因素、管道应力水平、管道制作工艺及材质等，然而地下管道出现问题后，难以及时发现，同时维护难度较大，因此导致企业承担较大损失[4]。因此管道防腐也是给排水金属管道设计中重要的一项。通常埋地金属管道外壁防腐按照《石油化工设备和管道涂料防腐蚀设计规范》执行，采用聚乙烯胶黏带防腐层特加强级结构为环氧类底漆—防腐内带—保护外带，涂层总厚度≥1.4mm；聚乙烯胶黏带防腐层加强级结构为环氧类底漆—防腐内带—保护外带，涂层总厚度≥1.0mm[5]。