石油化工装置界区平台设计方法讨论

高 扬 徐环斐

(1. 山东三维石化工程股份有限公司青岛分公司，山东 青岛 266071;2. 青岛科技大学 化工学院，山东 青岛 266042)

石油化工装置内的各类工艺、公用工程管道多采用管廊架空敷设，管道在装置界区处设有切断阀，因此应设置操作平台或检修平台。本文主要介绍装置几种界区平台设置方案，结合实例对其优缺点进行了分析。

1 界区平台的设计规定

1.1 设置界区平台目的

进、出装置的可燃气体、液化烃、可燃液体的管道，在装置的边界处应集中设隔断阀和8字盲板，在隔断阀处应设平台[1]，设置界区平台的目的是为了方便操作和检修。

1.2 界区平台的设计要求

平台宽度不应小于0.8 m，平台上的净空高度不宜小于2.2 m。斜梯的倾斜角度不应大于45°，平台高度不宜大于5 m，大于5 m时，应设梯间平台，分段设梯。单段梯子高度不宜大于10 m，高度大于10 m时，应采用多段梯，梯段水平交错布置[2]。

2 界区平台设计

管廊根据管道数量分为单层或多层管廊，界区平台的设置与进出装置管廊的层数息息相关[3]。

2.1 管廊管道单层布置

管道单层布置时，界区平台的设计较简单，当小管径管道较多时(DN<250 mm的管道占超过75%)，可在低于管底标高450～1 000 mm处设置一层平台，作为操作和检修平台共同使用(如图1所示)。

图1 单层管道一层平台设置示意图Fig. 1 Diagram of single layer pipeline on single deck platform

检修和操作在一层平台上，设计简单，方便施工，便于隔断阀的检修、8字盲板装卸和排凝阀操作；但操作隔断阀并不方便，尤其是管径较大时，阀杆过高，仍需要踩到管道上进行操作。此外，平台与管底的高度差也难以取舍，高差太近，人员行动和操作空间受到限制；高差太远，不能同时满足开关隔断阀和排凝阀都方便的操作要求。为了解决上述不足，常将操作和检修平台分开设置，在管道顶部曾设操作平台(如图2所示)。

图2 单层管道两层平台设置示意图Fig. 2 Diagram of single layer pipeline on double deck platform

操作平台和检修平台分开设置时，检修平台常低于架梁顶400～1 600 mm设置，要兼顾检修隔断阀、开关排凝阀和操作人员活动空间；操作平台高度应考虑管道直径、保温厚度和平台梁高等综合确定。操作平台可以为一字型，隔断阀分布在平台两侧；或为回字型，将隔断阀包围在操作平台内部，此时两平台间可使用斜梯连接，操作检修方便。当管道直径相差较大时，操作平台高度要大于管道外表面，采用这种设计方案会出现平台过高，无法操作管径较小和离平台较远的阀门的情况。

2.2 管廊管道双层布置

管道双层布置时，可参考单层布置时界区平台的设置方法，但由于管廊两层管道间高差多为2～2.5 m，不足以为每层管道都设置两层平台，在不改变管道走向的情况下，常采用如下的设计方案：下层管道设检修平台，上层管道设操作平台，两层管道间设置共用平台，作为下层管道的操作平台和上层管道的检修平台(如图3所示)。

图3 两层管道多层平台设置示意图Fig. 3 Diagram of double layer pipeline on multiple deck platform

图4 两层管道间距加大平台设置示意图Fig. 4 Diagram of spacing increased double layer pipeline on multiple deck platform

设计时也可在界区处改变管道标高，加大两层管道间距，此时可以为每层管道各设置两个平台(如图4所示)，操作和检修共用一层平台，为了方便操作阀杆较高的阀门，平台距管底尽量近，但应考虑避免阀门的法兰碰撞钢格栅，同时也可在阀门法兰螺栓紧固时有操作空间。为了方便操作排凝阀，操作和检修平台应留洞，并在其底部设置排凝阀操作平台。

3 设计实例

界区平台的实际设计过程中，需考虑的因素较多。某丁烷异构装置，由于规模较大设置了两个界区，南界区(图5)以蒸汽管道为主，最大管径DN500mm，由于是单层管道，且空间较大，故分别设置了操作平台和检修平台，管道梁标高5米，检修平台标高3.5米，操作平台标高6米。

图5 某丁烷异构装置南界区平台模型Fig. 5 Model of south boundary area platform in a butamer unit

由于大管线阀门占位较大，为了保证阀杆和法兰互不碰撞，配管时将阀门位置错开，但这样做导致部分阀门安装在了平台外，不便于检修时拆卸螺栓，三查四定时已将平台尺寸改大。另外，出现了小管线的阀门以及部分大阀门手轮从平台上无法够到的情况，现场反映开关阀门时仍需要踩管子操作。

该装置的北界区(图6)仅有6米跨度用于设置界区平台，管道为两层布置，层间距2.5米，主梁高度分别为5米和7.5米。5米层管道主要为工艺介质管道，分别设置标高3.5米的检修平台和标高5.8米的操作平台，这样设置可以在3.5米检修平台上拆卸阀门螺栓、开关排凝阀；在5.8米的操作平台上开关隔断阀，防止高空作业带来的危险。但实际使用中，有现场人员反馈1.5米净高通行不便；由于5米层管道布置较密，界区隔断阀错开布置，导致部门阀门无法在5.8米的操作平台上进行开关，现场仍需踩管作业。受管道层间距的影响，7米层管道下方已无法设置检修平台，同时因为有DN1400的火炬主管出界区，若在其上方设置操作平台就会太高，因此仅设置了一层与主梁标高相同的平台，做成回字形，阀门等均位于平台包围的区域内部，这样开关阀门可在平台上操作，但检修和开关排凝阀时存在高空作业的危险，且现场人员反映管线排得太密，所留空隙不足以落脚，仍然会踩到管道，影响保温管道外层美观。

图6 某丁烷异构装置北界区平台模型Fig. 6 Model of north boundary area platform in a butamer unit

受现场空间、规划和设计经验的影响，某丁烷异构装置的界区平台设计存在不足，人员操作的便利性和安全性都有待提高。因此，在进行其它装置界区设计时进行了更为合理的规划。

某回收装置，主管廊设计有两层管道，主梁标高分别为5米和7米，在界区处使用两跨设置界区平台，5米层管道设置操作和检修共用平台，由于该层管道直径最大为DN200且有保温，平台标高定位4.7米，通过斜梯与地面相连，并在其下设置排凝阀操作平台，标高3米，通过直梯与上层平台相连。受限于层间距，7米层管道只设置操作和检修共用平台，标高6.7米，位置与4.7米平台错开，以便借用4.7米平台操作排凝阀。由于电气和仪表桥架位于管廊7米层，6.7米平台与4.7米采用斜梯连接时，需先绕过桥架，设置标高9米的通道，再通过斜梯下至6.7米平台(图7)。

图7 某回收装置界区平台模型Fig. 7 Model of boundary area platform in a recovery unit

采用此方案设计的界区平台，平台间连接多为斜梯，操作和检修阀门时均在护栏内进行，有利于保护现场人员的人身安全，但需踩管子行走，影响保温管道外层美观，也给管线安全带来隐患。

4 展望

综上所述，目前将界区隔断阀设置在水平管道上时，通过合理的规划与设计，能够保证操作时的便利性与检修时的人身安全，但无法彻底避免踩管子行走，将区隔断阀设置在立管上，可解决此类问题。

当系统管廊沿地面敷设，装置内管廊采取架空敷设时，利用管线高差，可将界区隔断阀设置在立管上，利用地面或单层平台进行操作和检修，并且管线不会形成带形(图8)。

若系统管廊与装置管廊无法自然形成高差就会导致配管出现袋形，需要增加放空、排凝和吹扫设施等(图9)。

界区平台的布置除满足规范要求外，还应考虑操作和检修的方便快捷、人员安全和现场情况等多种因素，在经济合理的前提下，选择最优方案。

图8 界区阀门装在立管示意模型(管线有高差)Fig. 8 Schematic model of battery limit valve installed in vertical pipe (pipelines with height difference)

图9 界区阀门装在立管示意图(管线无高差)Fig. 9 Diagram of battery limit valve installed in vertical pipe (pipelines without height difference)