大型石化装置多层管廊的配管设计研究

战海云

海工英派尔工程有限公司 山东 青岛 266101

摘要：随着科学技术的迅速发展，石油化工装置进入大型化时代，其装置内管廊的设计变得更加复杂，管廊的长度、宽度和管廊上管线的管径不断增长，管廊设计成为重中之重。本文从管廊设计中对立面和平面的设置、管廊管道的布置要求和管廊的补偿设计要求等三个方面进行研究，为从事化工设备设计和安装人员提供了较有力的参考价值。

关键词：大型化 石化装置 多层管廊 配管设计

1 管廊设计中对立面和平面的设置1.1 管廊设计中对立面的设置

应用大型石化装置需要确保至少两层的管廊设计。其中，稀疏位置或者是接近装置边界处，能够实施两层合并的形式。并且，需要确保管廊的各个层间距跟要求的指标相适应，确保1.2~2.4m的上下层间距，针对大型装置需要确保2.5~3.0m的上下层间距，在宽度上的单层管廊需要在9m以下。由于管廊的立面设计当中，大多选用钢筋混凝土的混合结构材料，混凝土管架的管道与横梁摩擦现象容易出现，因此需要在横梁位置设置20mm的圆钢。除此之外，设计的立面需要确保管廊的高度跟布置的需要相符合，像是布置管道过程中会交叉消防通道和检修通道，需要确保在大概4.5m的高度。实际上，布置管廊的大部分设计者常常会不重视侧梁和主梁高差受到管道管径的影响作用，这难以合理地布置管廊。为此，对于DN300以上的管道，能够选择连接的两个弯头是90~45°，对于DN300以内的管道短管能的弯头连接够直接通过两个90°。如果将仪表或者是电缆槽盒引入立面布置当中，应当分析槽盒的层数和高度，从而设计完成管廊的高度。1.2 管廊设计中对平面的设置

设计管廊的平面重点是控制管廊的跨度、宽度、形状等事项。其中，在形状上，当前设计的主导布置是流程式，需要根据有关工艺流程的标准，在管廊的上下和两边布置工艺单元设备，然后借助工艺管道来连接各单元设备，从而建构工艺系统。管廊的布置能够根据实际的设计需要选用直通型与组合型，其中能够结合实际要求选用L型、T型、N型的组合型管廊布置。在管廊宽度的确定上，应当明确管廊各种区段之下体现出的管道密度不同，在设备中心位置集中比较多的管道，在设备边界集中比较少的管道。在确定宽度的时候不但兼顾管道数量、管径、间距等要素，而且还需要兼顾下面的事项：在管廊布置机泵或者是工艺装置考虑宽度；针对12m以上的单跨度宽度要求设计三柱跨的结构；确定宽度需要预留余量，一般在10%~20%之间。除此之外，在跨度的确定上，管道的具体跨距和管廊当中的工艺装置是决定性要素的重要体现。对具体跨度进行确定的时候，应当兼顾管道的荷载性能，管道的跨距受到弯曲应力和挠度的直接影响作用，因此需要根据管道的直径、重量等确定跨距。2 管廊管道的布置要求

对于布置在管廊上层的管道，能够划分为连接上层装置管嘴的管道、敷设距离长的管道、极高压力和温度下的管道、管廊顶层装置对应的管道。布置在管廊下层中的管道，主要包括管廊下层有关管道和传输腐蚀性介质的管 262

道。在进行布置的时候需要兼顾介质的温度，如果介质的温度太高，就能够在上层进行布置，如果温度比较低，就在管廊外边设置。并且，在管廊的两边布置工艺装置，将对应的气体管道和公用工程集中在管廊的中间，在邻近管廊柱子的位置能够设置大直径的管道。除此之外，需要布置蒸汽管道和进出管道。其中，对于进出管道来讲，重点兼顾管道的阀门，需要借助操作平台集中布置盲板和阀门。例如在设计阀门的时候，不管是借助水平或者是垂直安装的方式，都需要通过错开的形式进行。通常对于管廊外边的调节阀组，需要跟管廊柱实施距离控制，最为适宜的是在1.2m之内，如果在立柱内侧布置调节阀组，那么能够实施两排或者是三排的方式。对于管廊上层蒸汽管道的设计，能够从蒸汽主管引出直管，且在引出点设置切断阀，以及将输水系统和集水包设置在管道的最低位置和末端。如果支管的主导是非净化压缩空气或者是净化空气，在设置切断阀的前提下能够在低点的位置设置DN20以上的排液阀。在规划完成一系列布置的管道之后，需要兼顾管廊的侧梁，通常能够结合管道的管径来设置管架距离和管道。在实现净空需要的前提条件下，能够维持在大概1m的该段距离，从而有助于体现侧梁的支撑功能。如果其主导是小口径，能够使对应的距离缩短，通常管廊服务点的管道大部分都应用缩小距离的形式。3 管廊的补偿设计要求

针对补偿设计，需要确定好管道的热膨胀量和热补偿事项。在管道要求热补偿的时候，像是蒸汽和高温等种类的管道需要兼顾介质温度和管道直径。对于热膨胀量上，膨胀量等于线胀系数跟管道长度的积，而线胀系数的主要影响要素是管道的温度和材质。在热补偿的时候，能够根据全部管系确定热补偿方案，像是在热位移上，管道支点需要在100mm之内。针对π型补偿器，一般需要在两边设置导向支架，如果在布置的时候管径大和补偿器的管道温度高，那么需要设置在外侧，而内侧适宜布置低温管道和小管径管道，从而有效地体现U型补偿器的功能。4 结束语

综上所述，管廊是石化装置中配管设计的重点和难点。本文通过介绍管廊设计中对立面和平面的设置、管廊管道的布置要求和管廊的补偿设计要求等方面探讨了石化装置管廊的设计程序和考虑因素，并结合多年的工程设计实践经验，期待能为大型石化装置多层管廊的配管设计人员提供一些参考和借鉴。参考文献 

[1]陈宇.大型石化装置多层管廊的配管设计[J].石化技术，2015（12）：109-110.