時(shí)間：2022-05-15 11:04:18
序論：在您撰寫石油化工設(shè)計(jì)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
荷載計(jì)算
管道水平推力管道水平推力作用對象分為：活動(dòng)管架和固定管架。活動(dòng)管架（不包括支承有振動(dòng)管道的管架和跨越式管架）承受管道膨脹時(shí)產(chǎn)生的水平推力（當(dāng)該推力大于摩擦力時(shí)，管架承受摩擦力），按規(guī)范所述滿足下列條件之一即可不考慮管道的水平推力：①常溫管道，介質(zhì)的溫度不超過40℃；②管道根數(shù)在10根以上，最高溫度（包括掃線溫度）低于130℃；③主要熱管（指計(jì)算某構(gòu)件時(shí)，對該構(gòu)件產(chǎn)生最不利水平推力的那根管道）重量與全部管道重量的壁紙小于0.15。管道與管架之間具有相互制約作用，管道對管架除作為荷載作用外，尚應(yīng)考慮其對管架的約束作用，當(dāng)管架上敷設(shè)3根或3根以上管道時(shí)，中間管架軸向水平推力的牽制系數(shù)，必須考慮由于每根管道水平推力不同時(shí)出現(xiàn)，及各管道溫度不同時(shí)升高等因素，對管架變形或摩擦力產(chǎn)生的影響，其牽制大小取決于主要熱管所占比例，可根據(jù)規(guī)范給出的表格確定。但是，由于管道水平推力涉及的因素較多，上續(xù)專業(yè)一般不會(huì)提供足夠的計(jì)算條件，水平推力在委托中一并給出，對于水平推力，應(yīng)和上續(xù)專業(yè)溝通一下，確定水平推力是否是上續(xù)專業(yè)按應(yīng)力計(jì)算而得出的，如果不是，則應(yīng)根據(jù)規(guī)范的要求進(jìn)行折減。固定管架的水平推力為管道補(bǔ)償器彈力和活動(dòng)管架的反作用力，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)配管專業(yè)提供的水平推力，并考慮兩側(cè)活動(dòng)管架的不平衡水平推力。風(fēng)荷載管架風(fēng)荷載分為：管架橫向風(fēng)荷載和管架縱向風(fēng)荷載。管架橫向風(fēng)荷載包括管道風(fēng)荷載、縱梁或桁架的風(fēng)荷載和每榀柱上的風(fēng)荷載。管架縱向風(fēng)荷載一般只計(jì)算跨越管架的縱向風(fēng)荷載，跨越管架彎管風(fēng)荷載的擋風(fēng)面積為豎向彎管高度與所有彎管的直徑和Σd的乘積，值得一提的是，該風(fēng)荷載水平推力不應(yīng)大于總摩擦力，總水平力大于總摩擦力時(shí)，管道產(chǎn)生滑動(dòng)，對管道不利，應(yīng)與配管專業(yè)協(xié)商調(diào)整管道布置方案。為跨越管架的風(fēng)荷載示意圖。在輸入STS鋼結(jié)構(gòu)框架計(jì)算時(shí)，軟件默認(rèn)是按滿面積計(jì)算風(fēng)荷載的，這時(shí)需要折算一下?lián)躏L(fēng)面積，得到實(shí)際擋風(fēng)面積與滿面積的比值即折減系數(shù)，對風(fēng)荷載進(jìn)行折減，折減有兩種做法：一是折減基本風(fēng)壓，二是折減體形系數(shù)。對于電纜橋架槽盒的風(fēng)荷載，如果建模時(shí)沒有輸入該層，則可以手動(dòng)將槽盒的風(fēng)荷載等效成水平力和彎矩作用到柱頂，水平風(fēng)荷載在SATWE的數(shù)據(jù)檢查中的“水平風(fēng)荷載查改”中可以修改。以前存在一種做法是將軟件中的基本風(fēng)壓填寫為零，而將風(fēng)荷載當(dāng)作活荷載加到管架柱的每一層柱頂節(jié)點(diǎn)上，這樣表面上是偏于安全，實(shí)際上雖然活荷載參與組合要比風(fēng)荷載多，但是活荷載只加了一個(gè)方向，并沒有考慮兩個(gè)方向的影響，而管帶由于頂層常常有電纜橋架，實(shí)際上總是在橋架一側(cè)受力比較大，而另一側(cè)較小，這樣就對基礎(chǔ)的計(jì)算有不小的影響，活荷載總是會(huì)使一側(cè)基底彎矩增大，而另一側(cè)削弱，使得基底面積是一側(cè)放大，一側(cè)減小，但是并沒有考慮荷載相反的情況，這樣就使得基礎(chǔ)的計(jì)算不準(zhǔn)確，故計(jì)算中應(yīng)避免。垂直荷載作用于管架上的垂直荷載，其中永久荷載應(yīng)為結(jié)構(gòu)自重、管道自重、附件、保溫重、防火層、管道內(nèi)介質(zhì)的重量、試壓時(shí)的充水重、電纜和儀表槽盒重、操作平臺和走道板的自重。平臺和走道板上的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值可采用2.0kN/m2。管架橫梁宜按均布線荷載進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)需考慮管線的不均勻分布系數(shù)，一般取1.1～1.2；當(dāng)有較大管道如直徑大于等于300mm的液體管道、主要熱管作用在橫梁上時(shí)，應(yīng)按集中荷載計(jì)算。當(dāng)管道上有積灰的可能時(shí)，對直徑大于300mm的管道，尚應(yīng)考慮標(biāo)準(zhǔn)值為0.2kN/m2的積灰荷載。寒冷地區(qū)，當(dāng)管壁溫度在0℃以下時(shí)應(yīng)考慮冰雪荷載，冰雪荷載的標(biāo)準(zhǔn)值乘以管道積雪分布系數(shù)0.7，另外，在設(shè)有冷凝水排放閥處，須考慮閥門裹冰荷載Gs，裹冰荷載按集中力計(jì)算Gs=2.5πd12，d1為冷凝水排放管外徑（含保溫）。
地震作用和抗震計(jì)算
抗震設(shè)防烈度為7度～9度的管架，滿足以下條件之一時(shí)需考慮管架橫向水平地震作用：①管架上直徑大于等于500mm的管道多余或等于3根時(shí)；②容易產(chǎn)生較大次生災(zāi)害的單根管道，直徑大于等于500mm時(shí)；③管架上有直徑大于等于1000mm的管道時(shí)；④管架頂部支承空冷器等重型設(shè)備時(shí)；⑤設(shè)有重型頂蓋的管架?？拐鹪O(shè)防烈度為8度～9度時(shí)，跨度大于等于24m的桁架應(yīng)考慮豎向地震作用，豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可分別取總重力和在代表值的10%～20%。計(jì)算地震作用時(shí)，管架的重力和在代表制應(yīng)取結(jié)構(gòu)、管道和介質(zhì)自重標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載組合值之和，作用在管架上的各可變荷載的組合值系數(shù)均取0.5。
結(jié)構(gòu)計(jì)算
管廊式管架一般以一個(gè)溫度區(qū)段作為一個(gè)計(jì)算單元，選擇溫度區(qū)段時(shí)結(jié)合伸縮縫的間距要求，對于鋼結(jié)構(gòu)管帶，伸縮縫間距不宜大于120m，因此，溫度區(qū)段的長度也不宜大于120m。管架柱與縱梁或桁架鉸接時(shí)，管線的水平推力和縱向地震作用由柱間支撐承受，柱可按單向偏心受壓構(gòu)件計(jì)算，橫梁承受管道的豎向荷載和水平推力，按雙向受彎構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。水平推力理論上應(yīng)該作用在橫梁的頂面，但在結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件PKPM中無法實(shí)現(xiàn)，常見做法是將水平推力等效的加在管架橫梁兩端的柱上，這樣對于柱的計(jì)算沒有什么影響，而橫梁的實(shí)際受力情況是雙向受彎，另外對于固定架還要考慮水平推力產(chǎn)生的扭矩，應(yīng)單獨(dú)核算一下，應(yīng)用PKPM計(jì)算時(shí)應(yīng)注意留點(diǎn)余量，由于這樣的受力特點(diǎn)，因此固定管架的橫梁宜采用有兩個(gè)槽鋼焊接組合的截面或加勁的H型鋼以增加側(cè)向剛度，形成抗扭強(qiáng)勁的矩形封閉截面，水平推力較大的固定點(diǎn)處，宜加設(shè)水平支撐。管架縱梁承受兩榀管架的中間橫梁所傳遞的垂直荷載以及管道補(bǔ)償時(shí)的橫向進(jìn)出管道荷載。在對管帶進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要對所計(jì)算的管帶的走向、爬坡等情況做一個(gè)全面的了解。這些情況對管帶的計(jì)算也會(huì)有比較大的影響。在管道轉(zhuǎn)彎處，縱梁會(huì)承受比較大的荷載，這時(shí)，柱的弱軸也會(huì)承受較大的力，有可能會(huì)導(dǎo)致H型鋼柱無法滿足，此時(shí)可考慮使用雙向抗彎均比較強(qiáng)的箱型柱或雙槽鋼組合格構(gòu)柱，這樣從概念上講也比較合理，當(dāng)然若轉(zhuǎn)彎處的管線不多，荷載不大當(dāng)然就不需要這樣，畢竟箱型柱施工起來稍微費(fèi)事點(diǎn)。在管線爬坡處，如跨越道路、鐵路和補(bǔ)償處的跨越管架這時(shí)需要考慮額外多出的風(fēng)荷載，另外，按規(guī)范規(guī)定：跨越管架和相鄰第一個(gè)低管架的豎向荷載和水平推力均應(yīng)乘以1.5的增大系數(shù)，此時(shí)若有振動(dòng)管道，尚應(yīng)乘以相應(yīng)的動(dòng)力系數(shù)。在設(shè)置桁架處，中間橫梁會(huì)將管道荷載較多的傳遞給桁架的上、下弦，這樣使柱的弱軸承受較大的荷載，與管道轉(zhuǎn)彎處情況相似，可能導(dǎo)致H型鋼柱無法滿足,所以應(yīng)該采取轉(zhuǎn)彎處相同的措施來處理，可以設(shè)置箱型柱或雙槽鋼組合格構(gòu)柱來保證。由于電纜橋架是以半層落在第二層管架上，所以第二層的荷載會(huì)比較大，因此該層的梁截面相應(yīng)的也比較大，但由于取消了剩余的6m跨，而且柱也可以替換成較小截面的，因此總的來講還是比較經(jīng)濟(jì)的。柱間支撐宜按受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)，對于地震作用或有振動(dòng)管道的管家，柱間支撐宜按中心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)。在應(yīng)用PKPM軟件進(jìn)行計(jì)算時(shí)，因?yàn)閰^(qū)段兩側(cè)設(shè)置了柱間支撐，所以可以將SATWE數(shù)據(jù)檢查中“鋼柱計(jì)算長度系數(shù)按有側(cè)移計(jì)算”去掉，防止計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)長細(xì)比超限。
基礎(chǔ)計(jì)算
管架基礎(chǔ)宜采用獨(dú)立式鋼筋混凝土基礎(chǔ)，管架基礎(chǔ)的地基承載力計(jì)算，應(yīng)符合下列兩個(gè)要求[1]（式略）對于固定管架基礎(chǔ)，除了滿足上述兩個(gè)條件外，還要求正常操作狀態(tài)下零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過基底總面積的15%。對于基礎(chǔ)，JCCAD直接讀取SATWE的荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，若基底面積尤其是設(shè)置柱間支撐的柱的基礎(chǔ)計(jì)算出來較大，可以考慮設(shè)置地梁以分擔(dān)基底彎矩，從而減小基底面積。對于基礎(chǔ)計(jì)算，有一點(diǎn)值得注意，上續(xù)專業(yè)在提供委托時(shí)，有時(shí)會(huì)人為的加點(diǎn)余量，實(shí)際上荷載很可能會(huì)比較小，這樣不論是對于上部構(gòu)件還是對于基礎(chǔ)的計(jì)算都有影響，如垂直荷載人為放大，則基底垂直力增大，彎矩也會(huì)相應(yīng)增大，這樣就比較復(fù)雜，很難分清這樣是削弱了還是增加了水平力如風(fēng)荷載、水平推力的影響，所以，應(yīng)提前與上續(xù)專業(yè)溝通，得知荷載的真實(shí)情況，用比較真實(shí)的荷載用模型備份一個(gè)再計(jì)算一遍，取二者計(jì)算的大值為最終計(jì)算結(jié)果。
管架的相關(guān)構(gòu)造
（1）抗震設(shè)防為8度的管架，柱間支撐處沿地面以下宜設(shè)置基礎(chǔ)系梁。（2）柱間支撐應(yīng)滿足：①柱間支撐宜各層連續(xù)設(shè)置，下柱支撐應(yīng)確保水平力能直接傳給基礎(chǔ)；②交叉支撐在交叉點(diǎn)宜設(shè)節(jié)點(diǎn)板；③柱間支撐節(jié)點(diǎn)板的厚度不應(yīng)小于8mm。（3）柱間支撐處的柱腳宜設(shè)置抗剪鍵，抵抗沿支撐傳下來的水平力。（4）管廊式管架的伸縮縫宜采用雙柱。當(dāng)采用單柱時(shí)縱梁應(yīng)設(shè)置可靠的滑動(dòng)支座或滾動(dòng)支座，其構(gòu)造可按圖3設(shè)橢圓孔。此處螺栓加彈簧墊圈且不铇得擰緊，鋼牛腿頂部平加設(shè)厚度為8mm的聚四氟乙烯板，并應(yīng)定期清理，以防污垢將伸縮縫堵塞。（6）桁架跨度大于等于15m，宜分成兩段制造，運(yùn)至現(xiàn)場后再組裝。（7）當(dāng)跨越管架柱采用鋼格構(gòu)式肢柱，柱肢高在6m以內(nèi)時(shí)應(yīng)在柱中部設(shè)兩道橫隔，高度在6～9m時(shí)應(yīng)設(shè)三道橫隔。（8）地腳螺栓中心到鋼筋混凝土基礎(chǔ)邊緣的距離，對支承直徑大于等于500mm的振動(dòng)管道、管道根數(shù)不多于3根且管架高度大于10m的特種管架和柱間支撐處的基礎(chǔ)不應(yīng)小于150mm，一般基礎(chǔ)不應(yīng)小于100mm，柱腳底板邊緣到基礎(chǔ)邊緣的距離不宜小于50mm，在地腳螺栓范圍內(nèi)箍筋宜加密，其間距不宜大于150mm。（9）考慮腐蝕裕度，地腳螺栓的直徑應(yīng)按計(jì)算值增大一級。（10）鋼管架基礎(chǔ)頂面應(yīng)預(yù)留50mm的找平層，待柱安裝后宜用高強(qiáng)度灌漿料填實(shí)，考慮經(jīng)濟(jì)情況也可采用C35無收縮細(xì)石混凝土填實(shí)，基礎(chǔ)高出設(shè)計(jì)地面的高度，考慮到防水及防腐蝕要求，不宜小于150mm。（11）管架柱上的鋼橫梁、縱梁及橫加上的鋼橫梁允許撓度值為0l/250[2]，鋼桁架的允許撓度值為0l/500[2]。
作者：潘新瑩 倪光 閆素美 涂蕊 單位：中國寰球工程公司
摘要：介紹了管架荷載的分類，對石油化工行業(yè)管架設(shè)計(jì)過程中的荷載推力進(jìn)行了計(jì)算和分析，并結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的做法，提出了系統(tǒng)管架設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)，旨在對相關(guān)的工程設(shè)計(jì)提供參考。
關(guān)鍵詞：管架；荷載；水平推力；計(jì)算
在石油化工廠區(qū)內(nèi)，管道及管架是整個(gè)廠區(qū)的血脈，聯(lián)系著全廠工序和生產(chǎn)裝置。對于目前日趨大型化的石油化工廠設(shè)計(jì)，管架設(shè)計(jì)具有嚴(yán)格的規(guī)范性和技術(shù)性。筆者結(jié)合多個(gè)石油化工項(xiàng)目外管管道和外管架設(shè)計(jì)及現(xiàn)場管理經(jīng)歷，分析了一些外管架荷載、推力等方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，在此提出來探討，并從管道設(shè)計(jì)、管架設(shè)計(jì)整體考慮，做到經(jīng)濟(jì)、合理、安全。
1管架荷載的分類
1．1管架荷載
管架荷載可分以下幾類：①永久荷載（恒荷載）———在管架結(jié)構(gòu)使用期間，其值保持不變，或其變化值與平均值相比可以忽略不計(jì)的荷載，如隔熱材料荷載、管道荷載、管件及其他管道特殊件荷載等；②變化荷載（活荷載）———在管架結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時(shí)間變化，且變化值與平均值相比不可以忽略的荷載，如管道輸送介質(zhì)的重力、水壓試驗(yàn)或管路清理時(shí)的介質(zhì)重力、雪荷載、風(fēng)荷載等；③偶然荷載———在管架使用期間只偶然出現(xiàn)，荷載值較大、持續(xù)時(shí)間較短。這類荷載通常是動(dòng)荷載，如管內(nèi)流體動(dòng)量瞬間突變（如流體錘）引起的瞬態(tài)作用力、地震荷載等。管道設(shè)計(jì)人員在以上荷載的基礎(chǔ)上附加一定比例（通常是20％）提給結(jié)構(gòu)專業(yè)作為計(jì)算荷載，該附加量通常包括管道壁厚的誤差、保溫材料密度的誤差、熱膨脹引起的荷載變化、管托支架等質(zhì)量。該附加系數(shù)亦可參照SH／T3055—2007《石油化工管架設(shè)計(jì)規(guī)范》6．6中荷載分項(xiàng)系數(shù)。SH／T3073—2004《石油化工管道支吊架設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄C提供了每榀管架荷載的詳細(xì)計(jì)算方法，可供設(shè)計(jì)人員參考?？紤]廠區(qū)及管架的改、擴(kuò)建，管道設(shè)計(jì)人員通常要考慮一定的管架預(yù)留，預(yù)留應(yīng)控制在可預(yù)見的合理范圍內(nèi)，當(dāng)預(yù)留管道無法確定時(shí)，可參考SH／T3055—2007《石油化工管架設(shè)計(jì)規(guī)范》6．1．2的計(jì)算方法。預(yù)留管道荷載和預(yù)留空間都不易過大，通常外管架預(yù)留約20％，裝置內(nèi)管架預(yù)留約10％，若預(yù)留荷載及空間太大，會(huì)形成較大的空間浪費(fèi)和鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)投入，而且會(huì)影響牽制系數(shù)的計(jì)算，計(jì)算得出的牽制系數(shù)偏小，從而影響管架結(jié)構(gòu)的推力計(jì)算。
1．2荷載轉(zhuǎn)移
跨越管架和相鄰第一個(gè)低管架、相鄰高低跨管架由于水錘作用、管道豎向的收縮和膨脹作用，高低兩個(gè)管架承受的豎向荷載比正常情況下的大很多，因此在計(jì)算荷載時(shí)，還需要在1．1節(jié)的方法基礎(chǔ)上乘以增大系數(shù)（通常取1．5），以反映荷載的轉(zhuǎn)移問題。水平方向轉(zhuǎn)彎的管架可參照此條，距離轉(zhuǎn)彎角較近的幾榀管架的水平推力應(yīng)乘以相應(yīng)的放大系數(shù)。
1．3一些特殊管道的荷載計(jì)算
目前在大型化工、石化項(xiàng)目的管道施工驗(yàn)收中，為了保證施壓安全，在沒有特殊要求的情況下，一般采用水壓試驗(yàn)。但當(dāng)管架上出現(xiàn)某些大口徑氣體管道，且該大口徑氣體管道的充水荷載直接影響管架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，若配管專業(yè)在提結(jié)構(gòu)荷載時(shí)，全部按充水壓力試驗(yàn)，則管架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性是不合適的。以中國五環(huán)工程有限公司設(shè)計(jì)的某120萬t／a精細(xì)化學(xué)品項(xiàng)目為例，外管管架上的火炬排放氣管道、CO2尾氣排放氣等管道，管徑均在DN1400～DN2600之間，充水線荷載約3．5t／m，且在管架上敷設(shè)距離較長（約2．5km），若施工驗(yàn)收時(shí)采用水壓試驗(yàn)，管架結(jié)構(gòu)荷載較大，會(huì)增加鋼結(jié)構(gòu)的投資費(fèi)用，同時(shí)增加施工耗水量。根據(jù)GB50235—2010《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》中8．6．1條及8．6．2條中的相關(guān)規(guī)定，經(jīng)設(shè)計(jì)單位和建設(shè)單位同意，符合條件的管道也可采用氣壓試驗(yàn)，或?qū)λ协h(huán)向、縱向?qū)雍缚p和螺旋焊焊縫應(yīng)進(jìn)行100％射線檢測或100％超聲檢測代替水壓試驗(yàn)（具體詳見GB50235—2010《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》8．6．2條），故經(jīng)建設(shè)單位同意，在管架設(shè)計(jì)階段，上文提到的大口徑氣體管道未考慮充水荷載，從而大大地降低了管架結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)投資。
2管架的水平推力
管架的水平推力主要包括管道熱脹冷縮所產(chǎn)生的推力及管內(nèi)流體動(dòng)量瞬間時(shí)突變（如流體錘）引起的瞬態(tài)作用力。根據(jù)管架與管道（管托）之間的連接形式及相對位移關(guān)系，即管道在管架上的支撐條件，管架通?？煞譃榛顒?dòng)管架和固定管架。
2．1中間管架類型的判斷
管道熱脹冷縮會(huì)產(chǎn)生管道位移，但由于管架柱剛度的不同、管架柱位移量與管道位移量的不同，中間活動(dòng)管架分為剛性中間管架和柔性中間管架。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮結(jié)構(gòu)成本及安全性，管道位移量較大，且管架高度較低時(shí)，通常采用剛性中間管架；反之，通常采用柔性中間管架。剛性中間管架和柔性中間管架判別依據(jù)如下：Fuk≥Fgk為剛性中間管架，F(xiàn)uk＜Fgk為柔性中間管架。Fuk為等效水平推力，kN；Fgk為軸向水平推力，kN。目前國內(nèi)大型石油化工項(xiàng)目中，管架荷載量大、熱管溫度高、位移量大，多采用剛性管架。
2．2剛性中間管架水平推力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算
2．2．1基本計(jì)算公式
Fgk＝Kj×Gk×μj（1）式中，Kj為牽制系數(shù)；Gk為正常工況時(shí)管道豎向荷載作用于橫梁的標(biāo)準(zhǔn)值總和，kN；μj為摩擦系數(shù)，鋼與鋼滑動(dòng)接觸時(shí)，摩擦系數(shù)取0．3，鋼與混凝土的摩擦系數(shù)取0．6。
2．2．2牽制系數(shù)
管道與活動(dòng)管架之間因存在摩擦力而互相牽制，不同操作溫度的管道及不同工況下各管道的水平推力也通過管架相互牽制。牽制系數(shù)Kj的引入是用于綜合反應(yīng)管束整體作用于管架上的水平推力的大小。牽制系數(shù)Kj按下列原則取值：①當(dāng)管道數(shù)量n＜3時(shí)，Kj＝1．0；②當(dāng)管道數(shù)量n＝3時(shí)，當(dāng)α＜0．5時(shí)，Kj＝0．5；當(dāng)α＞0．7時(shí)，Kj＝1．0；當(dāng)0．5≤α≤0．7時(shí)，用插值；③當(dāng)管道數(shù)量n≥4時(shí)，當(dāng)α≥0．8時(shí)，Kj＝1．0；當(dāng)α＜0．6時(shí)，Kj＝0．5－（0．6－α）1．8；當(dāng)0．6≤α＜0．8時(shí)，用插值；④當(dāng)管道數(shù)量Kj＜0．2時(shí)，Kj取值0．2。另外關(guān)于α的取值，實(shí)際工程中還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。
（1）當(dāng)計(jì)算所在層上熱力管線不止1根，且無法判定主要熱力管道時(shí)，應(yīng)每根熱力管道分別計(jì)算α值，選較大值者。
（2）梁構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，只考慮該梁構(gòu)件上全部管道荷載，選取其中的一根主要熱管計(jì)算α值。
（3）在管架柱和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算中，當(dāng)管架上部結(jié)構(gòu)中相鄰層間距較小時(shí)，管架結(jié)構(gòu)自身及管道之間具有較強(qiáng)的牽制作用，水平推力計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮管架上的全部管道的豎向荷載，比較分析各層中的熱力管道，選取其中起主要作用的一根計(jì)算α值，管架的水平推力作用點(diǎn)取該熱力管道所在層。主要熱管道所在層與相鄰層間距較大時(shí)，管架上部結(jié)構(gòu)中各層間牽制作用減弱，牽制系數(shù)Kj應(yīng)適當(dāng)加大；當(dāng)管架較高層有大口徑管道，且與主要熱管道不在同一層時(shí)，該大口徑管道層應(yīng)單獨(dú)計(jì)算水平推力。
2．2．3常溫管道水平推力取值
按相關(guān)規(guī)范，活動(dòng)管架上管道符合下列條件之一者，計(jì)算管架水平推力值時(shí)可不考慮：①介質(zhì)的溫度≤40℃的常溫管道；②管道根數(shù)在10根以上，且介質(zhì)的最高溫度（溫度應(yīng)包括掃線時(shí)的溫度）Tmax≤130℃；③主要熱管重量與全部管道重量的比值α≤0．15。但是隨著目前石化項(xiàng)目向大型化發(fā)展，管架上的架空管道口徑也在逐漸增大，部分大口徑常溫管道的水平推力也是不可忽視的。如在內(nèi)蒙古杭錦旗一個(gè)大型石油化工設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，1根DN2600的常溫CO2尾氣管道敷設(shè)于管架頂層，由于管道口徑及剛性較大，且敷設(shè)距離較長，在應(yīng)力計(jì)算時(shí)考慮－20℃～40℃的環(huán)境溫差，管道的水平推力最大處可達(dá)50kN，不可忽略，且對頂層的管架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到了決定性作用。為了減小鋼結(jié)構(gòu)投資，該管道部分管托采用不銹鋼對聚四氟乙烯板，減小滑動(dòng)管托摩擦力，有效減小了管道水平推力。
2．2．4管道的振動(dòng)荷載及推力
管架上的振動(dòng)設(shè)備進(jìn)出口管道及其他振動(dòng)管道，如直徑≥200mm的蒸汽管道、高壓鍋爐給水管道等，管道專業(yè)在提結(jié)構(gòu)條件的時(shí)候，應(yīng)該明確向結(jié)構(gòu)專業(yè)指出，并在垂直荷載上乘以一定的動(dòng)力系數(shù)（通常取1．1～1．3），并以此計(jì)算管道水平推力。但是一些特殊管道（如下文介紹的可燃性氣體排放管線），配管專業(yè)按事故狀態(tài)提供荷載推力值時(shí)，荷載推力不再乘以動(dòng)力系數(shù)。結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)按管道專業(yè)提出的振動(dòng)管道位置及荷載推力考慮鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造上的梁柱節(jié)點(diǎn)接焊縫位置。
2．2．5每一榀管架水平推力的取值
考慮到工程的建設(shè)進(jìn)度、開車順序等原因，管架上的水平推力可能出現(xiàn)某先投用的主要熱力管道推力值為管架投用最大值的情況，每一榀管架水平推力的取值還需要比較按（1）式計(jì)算出來的水平推力與該管架橫梁上主要熱力管線的熱應(yīng)力水平推力，取較大值。
2．3固定管架
2．3．1固定管架的水平推力
由于管架上輸送的管道介質(zhì)溫度較高或環(huán)境溫度的變化，長距離管道會(huì)因熱脹冷縮產(chǎn)生位移，為了限制管道位移，保障管束整體運(yùn)行安全，通常每隔一定距離設(shè)置固定管架和補(bǔ)償器。管道補(bǔ)償器的彈力和中間活動(dòng)管架的摩擦反力是構(gòu)成固定管架水平推力的主要部分。管道補(bǔ)償器彈力由管道應(yīng)力專業(yè)根據(jù)管道走向、補(bǔ)償器安裝位置、補(bǔ)償器類型、管道介質(zhì)屬性等計(jì)算得到。為了管網(wǎng)系統(tǒng)和管架結(jié)構(gòu)運(yùn)行的穩(wěn)定性，管架上常用Π形補(bǔ)償器，并盡量沿固定管架對稱布置，以便管道系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，管道固定支架兩側(cè)推力能抵消一部分，從而增強(qiáng)管架安全性。但是考慮到苛刻工況及管道運(yùn)行的不確定性，如施工階段的管道投用順序、蒸汽吹掃預(yù)熱及其他施工工況時(shí)推力產(chǎn)生的不對稱性，固定架兩側(cè)的推力值不宜進(jìn)行矢量累加，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中往往是進(jìn)行絕對值累加，不考慮推力的方向性。在縱梁式管架設(shè)計(jì)過程中，管道專業(yè)應(yīng)提供給結(jié)構(gòu)專業(yè)每一榀管架的荷載及水平推力，即包括固定支架的水平推力和中間活動(dòng)管架的水平推力。結(jié)構(gòu)專業(yè)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模時(shí)，往往會(huì)把中間活動(dòng)管架的水平推力再累加到熱力管道補(bǔ)償器兩邊的固定管架上進(jìn)行固定管架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其實(shí)這是沒有必要的。
在管道應(yīng)力專業(yè)的計(jì)算模型中（如CAESAR等），計(jì)算程序已經(jīng)將中間活動(dòng)支架的水平推力累加到固定點(diǎn)上并給出應(yīng)力報(bào)告。Nkmax、Nkmin為固定管架兩側(cè)管架縱梁的縱向拉力，按該規(guī)范7．2．3計(jì)算時(shí)，已包含該側(cè)所有中間活動(dòng)剛性管架處的摩擦力和管道膨脹節(jié)的彈性力、管道介質(zhì)產(chǎn)生的壓力等，并已考慮牽制系數(shù)。當(dāng)管架結(jié)構(gòu)模型按溫度區(qū)段區(qū)分，且固定管架的水平推力嚴(yán)格按規(guī)范要求計(jì)算，在計(jì)算縱梁式管架的縱向整體結(jié)構(gòu)時(shí)，只有固定管架（或柱間支撐）處有推力，其他中間活動(dòng)剛性管架處的摩擦力已考慮在固定管架的推力計(jì)算中，故管架縱向整體模型輸入時(shí)僅需輸入固定管架（或柱間支撐）處的推力，不應(yīng)再次輸入各活動(dòng)剛性管架的縱向推力。整體計(jì)算時(shí)只考慮固定管架的推力，活動(dòng)管架的推力只是用來算構(gòu)件。當(dāng)一段管架中溫度區(qū)段無法準(zhǔn)確分辨時(shí)，可輸入固定管架水平推力的各分項(xiàng)力。
2．3．2可燃性氣體排放管線固定管架的水平推力
根據(jù)國內(nèi)外工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，管道及管架的破壞事故主要是由管道內(nèi)的氣液（冷凝液）兩相流的沖擊造成的，且該沖擊的方向和數(shù)值多變，很難在設(shè)計(jì)過程中通過軟件程序模擬計(jì)算得到，SH3009—2013《石油化工可燃性氣體排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》為保證全廠可燃性氣體排放管線的安全可靠，避免凝結(jié)液破壞膨脹節(jié)，要求新建的工程管道應(yīng)采用自然補(bǔ)償，擴(kuò)建、改建工程管道宜采用自然補(bǔ)償，且對于有凝結(jié)液的可燃性氣體排放管道對固定管架的水平推力取值，規(guī)定不應(yīng)小于表2數(shù)值。當(dāng)同一個(gè)固定管架上敷設(shè)有不止1根可燃性氣體排放管時(shí)，該固定管架的水平推力不應(yīng)按表2的推力值進(jìn)行疊加，管道專業(yè)應(yīng)該按照集中荷載的形式，把每個(gè)可燃性氣體排放管的敷設(shè)點(diǎn)按表2所示的推力值單獨(dú)提條件給結(jié)構(gòu)專業(yè)，結(jié)構(gòu)專業(yè)分別計(jì)算，按最不利情況設(shè)計(jì)管架結(jié)構(gòu)。另外，管道專業(yè)在計(jì)算管道應(yīng)力時(shí)，可燃性氣體排放管線的熱應(yīng)力推力值應(yīng)盡量不超過表3的數(shù)值的50％，若超過，則需要在表2推力值的基礎(chǔ)上再附加應(yīng)力計(jì)算值。管道專業(yè)應(yīng)合理布置管道走向，盡量減小固定管架的熱應(yīng)力推力值。
3結(jié)語
在工程設(shè)計(jì)中，管架設(shè)計(jì)特別是管架荷載和水平推力的計(jì)算，需參照國家、行業(yè)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同時(shí)還應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際，考慮主要熱力管線和其他特殊管線的實(shí)際布置情況及可能出現(xiàn)的各種工況。配管設(shè)計(jì)人員和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)行有效充分的信息溝通和反饋，合理設(shè)定管架的溫度區(qū)段范圍以及固定管架的位置，兼顧總圖、電氣、儀表等相關(guān)專業(yè)的要求，最終完成經(jīng)濟(jì)合理、安全牢靠的管架設(shè)計(jì)。
作者：臧連運(yùn)；鄭勇；王振書 單位：中國五環(huán)工程有限公司
摘要：《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的制定旨在提高石油化工企業(yè)的安全防范意識，防止因?yàn)榛馂?zāi)而造成巨大損失，這一規(guī)范確切地說明了石油化工企業(yè)的設(shè)計(jì)，同時(shí)對相應(yīng)的量化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)定。然而在實(shí)際運(yùn)用時(shí)還存在一定的問題，所以加強(qiáng)對《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》運(yùn)用的研究十分必要。
關(guān)鍵詞：石油化工企業(yè)；運(yùn)用；防火規(guī)范
在進(jìn)行石油化工企業(yè)相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格遵守《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（以下，簡稱：《石化規(guī)》），這一規(guī)定頒布之后經(jīng)過了兩次較大的修訂，能夠在很大程度減少石油化工企業(yè)發(fā)生火災(zāi)，避免人民生命財(cái)產(chǎn)遭受迫害。然而在實(shí)際運(yùn)用過程中怎樣真正發(fā)揮出其積極作用是值得人們關(guān)注和探討的。
1相關(guān)術(shù)語的定義
1.1閃點(diǎn)
閃點(diǎn)是指規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)可燃液體或固體表面的蒸汽與空氣相結(jié)合形成混合物，遇到火源出現(xiàn)閃燃，這種情況下液體或固體的最低溫度。
1.2裝置區(qū)
裝置區(qū)指一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立石油化工裝置或者聯(lián)合裝置共同組成的區(qū)域。
1.3爆炸下限
爆炸下限指那些可燃的蒸汽、氣體成分在空氣中形成的混合物，在與火源相遇后產(chǎn)生爆炸的最低濃度。其中可燃蒸汽、氣體的爆炸下限是其在與空氣形成的混合物中的比重。
2相關(guān)設(shè)備的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別
2.1物質(zhì)
2.1.1可燃?xì)怏w
在《石化規(guī)》中以可燃?xì)怏w與空氣混合物的爆炸下限為分類指標(biāo)，把可燃?xì)怏w劃分成甲類和乙類。甲類爆炸下限＜10%，乙類爆炸下限≥10%。
2.1.2液化烴及可燃液體
在《石化規(guī)》中明確規(guī)定了液化烴及可燃液體的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別。其中液化烴呈液態(tài)并具有可燃性。在這一規(guī)定中把液化烴與其他可燃液體合到一起，對其火災(zāi)危險(xiǎn)性統(tǒng)一分類。蒸氣壓是判定可燃液體火災(zāi)危險(xiǎn)性最有效的指標(biāo)，當(dāng)蒸氣壓較高時(shí)它的火災(zāi)危險(xiǎn)性也越高。與其他可燃液體相比，液化烴的蒸氣壓相對較大，在《石化規(guī)》中通過蒸氣壓來判定它的火災(zāi)危險(xiǎn)性，同時(shí)通過液化烴這一名稱將其與其他可燃液體進(jìn)行有效區(qū)分，它在火災(zāi)危險(xiǎn)性中為甲A類。液化烴之外的可燃性液體的蒸汽壓都相對較低，測量存在一定難度，因此大多國家都通過閃點(diǎn)來判定其火災(zāi)危險(xiǎn)性，他們的閃點(diǎn)越低表明火災(zāi)危險(xiǎn)性也越大。我國對可燃性液體的火災(zāi)危險(xiǎn)性予以統(tǒng)一分類。其中乙、丙類可燃性液體的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別要受到操作溫度的影響。這是由于這兩類可燃性液體的操作溫度比閃點(diǎn)高時(shí)，它們的氣體揮發(fā)量較多，與此相應(yīng)的火災(zāi)危險(xiǎn)性也就增加。
2.1.3可燃固體
《石化規(guī)》規(guī)定要根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對固體的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類，其中依據(jù)的是《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的分類原則。
2.2設(shè)備
《石化規(guī)》中規(guī)定對于設(shè)備的火災(zāi)危險(xiǎn)類別要根據(jù)他們的處理、存儲(chǔ)、輸送介質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別予以進(jìn)行。例如把汽油及汽油泵的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別都規(guī)定為甲B類。
3混合物的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別
3.1物質(zhì)
對于那些在石油化工企業(yè)中經(jīng)常見到的而且自身的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別已經(jīng)有確切規(guī)定的物質(zhì)，可以在《石化規(guī)》中有效查詢自身的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別。例如液化丙烯為甲A類，而原油則為甲B類。
3.2混合物
石油化工企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中，常常需要有明確火災(zāi)危險(xiǎn)性類別物質(zhì)相結(jié)合成的混合物，例如甲、乙兩類可燃?xì)怏w等共同組成的混合物，其中各個(gè)可燃性氣體在混合物中所占的比例在不同的生產(chǎn)工序中是不同的，當(dāng)前這些混合物的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別在《石化規(guī)》中的相關(guān)規(guī)定仍未確切標(biāo)出。
4裝置區(qū)內(nèi)部道路
相關(guān)參數(shù)設(shè)置廠內(nèi)道路與裝置內(nèi)道路是裝置區(qū)內(nèi)部道路的重要組成部分，其中獨(dú)立裝置之間、聯(lián)合裝置之間以及這兩者之間的道路為廠內(nèi)道路，而獨(dú)立裝置與聯(lián)合裝置這兩者內(nèi)部的道路則是裝置內(nèi)道路。
4.1廠內(nèi)道路
《石化規(guī)》中明確規(guī)定，應(yīng)該在不同裝置或者聯(lián)合裝置之間設(shè)置環(huán)形消防車道，其路面寬度應(yīng)該≥6m，路面內(nèi)緣轉(zhuǎn)彎處的半徑要≥12m，而路面上凈空高度要≥5m，這些規(guī)定只有一個(gè)層次。在對這一規(guī)范進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用的時(shí)候，應(yīng)該按照工程經(jīng)驗(yàn)，裝置或者聯(lián)合裝置的火災(zāi)危險(xiǎn)性、占地面積、石油化工企業(yè)消防車輛的型號、外形尺寸等，在大于等于相關(guān)規(guī)定的前提下，對廠內(nèi)道路的參數(shù)進(jìn)行分層。
4.2裝置內(nèi)道路
相關(guān)參數(shù)設(shè)置《石化規(guī)》把聯(lián)合裝置視為同一裝置，所以應(yīng)該將聯(lián)合裝置與獨(dú)立裝置進(jìn)行同等對待，明確規(guī)定對于裝置內(nèi)消防道路的設(shè)置，其路面寬度應(yīng)該≥4m，路面上凈空高度應(yīng)該大于等于4.5m，而路面內(nèi)緣轉(zhuǎn)彎處半徑應(yīng)該≥6m。對于那些占地面積在10000m2到20000m2范圍內(nèi)的設(shè)備及建筑物，它們周圍的環(huán)形道路寬度應(yīng)該≥6m，它們自身的寬度應(yīng)該≤120m，彼此之間也應(yīng)該>15m。
5《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的運(yùn)用及建議
要想有效運(yùn)用《石化規(guī)》必須對這一規(guī)范的內(nèi)容進(jìn)行確切理解，并與項(xiàng)目特點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)評估、模擬計(jì)算等相結(jié)合運(yùn)用。
5.1混合物
對于那些由已有明確火災(zāi)危險(xiǎn)性類別的物質(zhì)共同構(gòu)成的混合物的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別的判定，可以先進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)獲取有關(guān)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行判定。然而在石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，要想在實(shí)驗(yàn)中獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)具有一定的困難，所以當(dāng)前在混合物的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別判定上還需要不斷探索。對此可以有效參考《道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)方法》中混合物的物質(zhì)系數(shù)被明確規(guī)定的做法，如果獲取數(shù)據(jù)存在一定困難時(shí)，可依據(jù)混合物中濃度≥5%同時(shí)火災(zāi)危險(xiǎn)性等級最高的成分對混合物的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別進(jìn)行有效確定。
5.2分層次設(shè)置
裝置區(qū)道路相關(guān)參數(shù)消防、設(shè)備安裝、檢修主要通過裝置區(qū)內(nèi)部道路展開。當(dāng)前石油化工企業(yè)的重大火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生，在公安部消防部門對其進(jìn)行救援過程中，發(fā)現(xiàn)廠內(nèi)道路路面應(yīng)當(dāng)拓寬，同時(shí)要在裝置的周圍把適當(dāng)?shù)南雷鳂I(yè)場地留出來，因?yàn)槿绻麤]有足夠的場地就可能會(huì)阻礙滅火救援陣地的設(shè)置以及大型消防車的工作。所以在運(yùn)用《石化規(guī)》的過程中，如裝置區(qū)內(nèi)存在很大火災(zāi)危險(xiǎn)或者占地面積很大的大型獨(dú)立裝置或者聯(lián)合裝置，應(yīng)該以消防撲救的難度、以道路分割的設(shè)備、建筑物區(qū)塊占地面積為依據(jù)，對裝置區(qū)道路的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分層次設(shè)置。例如不能統(tǒng)一把裝置區(qū)道路寬度規(guī)定為6m，而應(yīng)該設(shè)置為<4、6、8、10m等多個(gè)等級。
6結(jié)語
當(dāng)前能源安全已經(jīng)提升到國家戰(zhàn)略的高度，石油在能源中占有重要地位，因此其安全性尤為重要。有效防護(hù)石油化工企業(yè)的火災(zāi)對企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展與人員的生命安全都有著積極地作用。大家在遵守《石化規(guī)》的過程中，要不斷地對其進(jìn)行完善和創(chuàng)新，只有這樣才能真正增強(qiáng)防火設(shè)計(jì)質(zhì)量。
作者：曹俊 單位：江蘇天工大成安全技術(shù)有限公司
摘要：
在生產(chǎn)與加工石油的過程中，需要使用很多容易燃燒與爆炸的物品，而這些物品的裝載都是通過管線來完成的，所以要經(jīng)常對管線進(jìn)行試壓。在石油化工工藝的設(shè)計(jì)中最主要的技術(shù)要求就是對管線的試壓技術(shù)。本文主要是分析管線試壓技術(shù)在石油化工工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以及重要地位。
關(guān)鍵詞：
管線；試壓實(shí)驗(yàn)；石油化工；工藝藝術(shù)
在石油化工工藝設(shè)計(jì)過程中，必須嚴(yán)格要求各種工藝管道的安裝質(zhì)量，避免出現(xiàn)有些易燃易爆以及有毒的物質(zhì)泄漏，造成嚴(yán)重危險(xiǎn)的后果。為了保證管線焊縫的質(zhì)量以及連接處的密閉性，在安裝工藝管線工程中必須要對管線進(jìn)行試壓實(shí)驗(yàn)。由此可見，管線試壓技術(shù)在石油化工中是必須要掌握的技術(shù)之一。
1管線的總體設(shè)計(jì)分析
在石油化工生產(chǎn)過程中，為了能夠確保泵體在工作時(shí)能夠正常順利的運(yùn)行，我們主要使用泵吸入管道設(shè)計(jì)。這樣的設(shè)計(jì)可以觀察偏心大小頭的變徑情況來預(yù)防在變徑位置上積聚氣體。在通常的設(shè)計(jì)中，在安裝偏心異徑管的時(shí)候主要采用項(xiàng)平安裝，但是有時(shí)項(xiàng)平安裝并不適合，就需要換成底平安裝法，這種情況就出現(xiàn)在異徑管和向上彎的彎頭發(fā)生直連時(shí)。而底平安裝法相對于項(xiàng)平安裝法來說可以省去低點(diǎn)的排液。在安排泵的入口管線式要注意氣阻、管線的柔性、設(shè)計(jì)逆流換熱、熱應(yīng)力等因素影響；在石油化工生產(chǎn)中，進(jìn)泵管線處不能出現(xiàn)氣阻情況，可是一般在化工設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常會(huì)有部分部位出現(xiàn)氣阻現(xiàn)象，其中最容易被工作人員忽視的就是進(jìn)泵管線處的氣阻。所以在設(shè)計(jì)化工工藝是不僅要符合工藝流程圖還要注意氣阻影響，確保泵的正常順利運(yùn)行。在管道設(shè)計(jì)中要使得泵嘴能夠承受一定力度的管道推力，防止出現(xiàn)轉(zhuǎn)軸發(fā)現(xiàn)定位偏移的現(xiàn)象。另外冷設(shè)備管線的更換以及對于高溫管線的熱補(bǔ)償都要特別注意。逆流換熱是指冷換設(shè)備中的冷水上進(jìn)下出，這樣就可以將水排空，不用擔(dān)心當(dāng)換熱器沒有水時(shí)會(huì)發(fā)生問題。換熱器通常被安裝在管箱端，這樣當(dāng)換熱器因?yàn)闊崦洶l(fā)生位移時(shí)就會(huì)影響連接端管嘴的管道，所以為了減少管嘴的受力，需要合理的分配重沸器的管線長度。
2裝置管線的試壓工藝技術(shù)
2.1試壓工藝技術(shù)的準(zhǔn)備工作對于有著復(fù)雜錯(cuò)亂，盤根錯(cuò)節(jié)的工藝管線的大型石油化工來說，在技術(shù)問題上的準(zhǔn)備工作對于試壓工藝技術(shù)的順利進(jìn)行是必不可少的。在試壓前主要要做的準(zhǔn)備工作是要設(shè)計(jì)出有關(guān)試壓工藝流程的試壓方案，試壓方案必須仔細(xì)精確，對于試壓的各個(gè)流程都要有一定的依據(jù)，每一個(gè)細(xì)節(jié)都要詳細(xì)，例如試壓工藝使用什么方法、介質(zhì)、試壓的步驟、順利進(jìn)行試壓所必須的安全措施等。
2.2檢查管線的完整性只有通過了管線完整性檢驗(yàn)才能進(jìn)行下一步的試壓檢驗(yàn)，否則是不能夠進(jìn)行后面的工作的。我們要根據(jù)石油化工的各個(gè)方面對管線的完整性進(jìn)行檢驗(yàn)，例如管線的系統(tǒng)圖、簡易試壓系統(tǒng)圖、管面支架圖、管面剖面圖等方面技術(shù)文件，由此可見，對管線的試壓工作必須十分嚴(yán)謹(jǐn)。檢驗(yàn)管線完整性要經(jīng)過自我檢查、復(fù)查與審核三個(gè)步驟；第一步自我檢查是指施工人員檢查自己負(fù)責(zé)施工的管線，第二步復(fù)查是對管線再次進(jìn)行檢查，以防出錯(cuò)。最后一步是在前面兩步檢查都合格的情況下進(jìn)行的，有申報(bào)單位、質(zhì)監(jiān)對管線進(jìn)行審核。
2.3試壓工作的前期物資儲(chǔ)備情況為了降低試壓工作的危險(xiǎn)性，防止發(fā)生危險(xiǎn)情況，準(zhǔn)備充分的必要的物資是非常重要的?？諝狻睔獾葰怏w介質(zhì)以及水、潔凈水、純凈水等液體介質(zhì)是管線試壓的兩大主要介質(zhì)，普通的試壓管線通常使用水來充當(dāng)介質(zhì)。在進(jìn)行試壓時(shí)要布置好現(xiàn)場，提供足夠的物資，維護(hù)保養(yǎng)并且檢查一切試壓設(shè)備，另外主要的是要注意各種安全技術(shù)方法等。
2.4規(guī)范安全技術(shù)在進(jìn)行任何有危險(xiǎn)的工作前，讓工作人員提前做好安全措施工作都是必不可少的，這在進(jìn)行管線試壓時(shí)也是需要的。我們要嚴(yán)格檢查在試驗(yàn)時(shí)使用的液壓管段，要確保管段的加固是安全的可靠的。在試壓時(shí)的壓力表必須有兩塊或者兩塊以上，并且每塊壓力表都必須是高于一點(diǎn)五級的精度，有著被測壓力的兩倍的量程刻度。液壓試驗(yàn)進(jìn)行的最適溫度是在5攝氏度以上，并且在水介質(zhì)中不能有空氣。在實(shí)驗(yàn)過程中，不得讓任何無關(guān)人員進(jìn)入試驗(yàn)地區(qū)，工作人員不能任意進(jìn)行操作，必須聽從指令。在結(jié)束試壓試驗(yàn)后，需要及時(shí)將結(jié)果記錄下來，將試驗(yàn)時(shí)的臨時(shí)盲板拆除。
2.5壓力試驗(yàn)管線的壓力試驗(yàn)是非常危險(xiǎn)的，所以在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)區(qū)域五米之內(nèi)不能讓讓無關(guān)人員進(jìn)入或靠近，并且要掛上警告標(biāo)志，工作人員只有在做好各種安全措施之后才能進(jìn)入進(jìn)行工作。在試壓的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)任何異常情況，例如設(shè)備發(fā)生故障、壓力下降、油漆脫落等，就需要立刻停止試驗(yàn)，并對出現(xiàn)故障的設(shè)備進(jìn)行檢查找出原因。在檢查過程中，如果是接頭出現(xiàn)原因，就需要將壓力調(diào)至零，再對接頭進(jìn)行維修，維修完畢再重新試壓。如果是其他部位或設(shè)備出現(xiàn)問題，也必須按照安全措施來進(jìn)行維修，然后在試壓。在壓力試驗(yàn)結(jié)束后，將試驗(yàn)結(jié)果記錄下來，然后將只能在試驗(yàn)中使用的部件拆除掉，防止有些工作人員不了解，錯(cuò)用了設(shè)備或機(jī)器。
2.6氣體泄漏性試驗(yàn)氣體泄漏性試驗(yàn)是指檢查試壓試驗(yàn)中工藝管道或設(shè)備的連結(jié)點(diǎn)是否存在泄漏的情況，氣體泄漏試驗(yàn)是在達(dá)到試驗(yàn)所需要的壓力后一段時(shí)間時(shí)對設(shè)備進(jìn)行檢查，對每一個(gè)連接點(diǎn)的檢查都需要經(jīng)過幾次反復(fù)的檢查確認(rèn)，然后再將檢查結(jié)果記錄下來。3結(jié)束語管線試壓技術(shù)對石油化工工藝的設(shè)計(jì)十分重要，管線試壓技術(shù)是提高石油化工生產(chǎn)質(zhì)量安全保證的基礎(chǔ)。所以，我們要不斷提高管線試壓技術(shù)，從而來提高石油化工的安全生產(chǎn)水平。
摘要：
石油化工企業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起著十分重要的推動(dòng)作用，而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國更加注重石油化工企業(yè)的建設(shè)。在石油化工企業(yè)的正常運(yùn)行中，供配電系統(tǒng)起著保障作用和決定性作用，因此，重視對石油化工企業(yè)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分必要。
關(guān)鍵詞：
石油化工企業(yè)；供配電系統(tǒng)；應(yīng)急電源；用電負(fù)荷
自20世紀(jì)70年代起，石油化工企業(yè)就已經(jīng)以大油田為依托開始發(fā)展起來，經(jīng)過20多年的發(fā)展，90年代的石油化工企業(yè)已經(jīng)在生產(chǎn)技術(shù)上取得了很大突破，呈現(xiàn)繁榮發(fā)展之勢。與此同時(shí)，石油化工行業(yè)的電氣系統(tǒng)也發(fā)展起來。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，石油化工企業(yè)的規(guī)模隨著用電負(fù)荷的增加而不斷擴(kuò)大，供配電系統(tǒng)的規(guī)模也隨之?dāng)U大。因此，在科學(xué)技術(shù)得到深入發(fā)展的背景下，合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，采用適當(dāng)?shù)墓┡潆姺绞?，在保證供電能夠滿足企業(yè)生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理變得十分緊迫。
1石油化工企業(yè)供配電特點(diǎn)
1.1必須保證用電負(fù)荷的穩(wěn)定性保證用電負(fù)荷的穩(wěn)定性是石油化工企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)最基本的要求，也是企業(yè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本保障。需要注意的是，對于比較重要的用電負(fù)荷，不僅要配備一級用電負(fù)荷電源和二級用電負(fù)荷電源，還要為其加設(shè)應(yīng)急電源，且不允許在應(yīng)急供電系統(tǒng)中接入其他負(fù)荷。此外，不允許應(yīng)急電源與工作電源并列運(yùn)行，以免在工作電源發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)急電源被拖垮。
1.2對系統(tǒng)的安全性和可靠性要求較高石油化工企業(yè)供配電對系統(tǒng)的安全性和可靠性要求較高，主要體現(xiàn)在以下三方面：①石油化工企業(yè)多為連續(xù)性生產(chǎn)，即使電力系統(tǒng)中只有幾個(gè)周波出現(xiàn)異常，也會(huì)導(dǎo)致大部分生產(chǎn)裝置無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至停運(yùn)，嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)引發(fā)火災(zāi)、爆炸等重大事故，給企業(yè)造成無法挽回的損失。②隨著石油化工企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，用電負(fù)荷和設(shè)備裝置也不斷增加，采取何種方式控制整個(gè)電力系統(tǒng)、選擇哪些電氣設(shè)備等都直接影響到供配電系統(tǒng)的安全性和可靠性。石油化工企業(yè)可以采取合理的防雷措施，利用浪涌保護(hù)器對系統(tǒng)中的部分裝置和設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。③在石油化工企業(yè)中，易燃易爆品是常見物品，一旦存放不當(dāng)，極易引發(fā)安全事故。因此，在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)時(shí)，要保證系統(tǒng)的安全性，采取適當(dāng)?shù)姆阑鸫胧?
1.3啟動(dòng)困難石油化工企業(yè)供配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要用到一定數(shù)量的大型異步電動(dòng)機(jī)。這些大型異步電動(dòng)機(jī)具有啟動(dòng)次數(shù)少，但啟動(dòng)花費(fèi)時(shí)間長的特點(diǎn)，嚴(yán)重影響了企業(yè)供配電系統(tǒng)的啟動(dòng)和運(yùn)行效率。
1.4需留有一定的擴(kuò)容空間在石油化工企業(yè)中，用電負(fù)荷擴(kuò)容是一種常見的現(xiàn)象。當(dāng)企業(yè)進(jìn)行改造或增加新的裝置時(shí)，要相應(yīng)的進(jìn)行負(fù)荷擴(kuò)容。因此，在設(shè)計(jì)石油化工企業(yè)的供配電系統(tǒng)時(shí)，要留有一定的擴(kuò)容空間。
1.5擁有自己的熱力發(fā)電廠石油化工企業(yè)基本都有屬于自己的專用熱力發(fā)電廠，從而為企業(yè)的正常運(yùn)行提供多層保障。熱力發(fā)電廠的規(guī)模取決于企業(yè)的規(guī)模和發(fā)展需求。此熱力發(fā)電廠既可以為企業(yè)提供備用電源和一定的負(fù)荷，用于滿足企業(yè)的內(nèi)部用電需求，又可以對外售電。
2供電電源及其運(yùn)行方式
石油化工企業(yè)需要的用電負(fù)荷一般都在60MW以上，其供電電源一般采用兩個(gè)獨(dú)立的電源，各級母線采用單母線分段運(yùn)行方式。在運(yùn)行時(shí)，既可以單獨(dú)運(yùn)行，又可以分列運(yùn)行。雙電源單運(yùn)行時(shí)，只開啟一個(gè)供電電源。當(dāng)運(yùn)行的電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源自動(dòng)啟動(dòng)，投入使用，通過此種方式為企業(yè)持續(xù)供電。這種運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，缺點(diǎn)是容易引發(fā)生產(chǎn)混亂。雙電源雙運(yùn)行則是兩個(gè)電源都處于運(yùn)行狀態(tài)。應(yīng)用此種運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)其中某一電源發(fā)生故障時(shí)，可降低對企業(yè)正常生產(chǎn)造成的影響，缺點(diǎn)是需要換電倒閘，操作比較復(fù)雜。
3供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1分壓防護(hù)方面均衡分壓是指分解雷擊后產(chǎn)生的高壓，以避免供配電系統(tǒng)因遭受雷電高壓而出現(xiàn)故障。此種防護(hù)措施主要用于電氣施工控制。在設(shè)計(jì)防護(hù)系統(tǒng)時(shí)，要注重系統(tǒng)的靈活性，保證供配電的可行性，并以額定電壓為參考依據(jù)，合理連接供配電設(shè)施，使電壓的分擔(dān)既均衡又有效，保證雷擊發(fā)生時(shí)，防護(hù)系統(tǒng)可以及時(shí)釋放雷電產(chǎn)生的瞬間高壓，從而保障石油化工企業(yè)供配電系統(tǒng)的安全。
3.2雷電防護(hù)方面供配電系統(tǒng)的雷電防護(hù)是設(shè)計(jì)者必須要考慮的問題之一。當(dāng)前，常采取的雷電防護(hù)措施是在建筑物上面設(shè)置一定的防雷裝置。對于石油化工這種特殊性質(zhì)的企業(yè)來說，應(yīng)將儲(chǔ)油罐等易燃易爆品的防護(hù)與防雷結(jié)合在一起，從而使防護(hù)作用最大化。另外，高強(qiáng)度雷擊產(chǎn)生的高壓會(huì)對電路造成一定的破壞，因此，在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)時(shí)，還要將短路故障考慮在內(nèi)。通過運(yùn)用無窗封閉結(jié)構(gòu)、屏蔽籠原理的屏蔽技術(shù)進(jìn)行電路連接，以此減弱或阻礙電磁波傳播，使系統(tǒng)設(shè)備在電磁波影響下產(chǎn)生的感應(yīng)電流變小。
3.3節(jié)能方面對于石油化工企業(yè)龐大而復(fù)雜的供配電系統(tǒng)而言，節(jié)電是一個(gè)關(guān)鍵性問題，而從整個(gè)供配電系統(tǒng)來看，合理選擇電力變壓器容量和降低熱損耗等是節(jié)電的關(guān)鍵。為此，可以應(yīng)用新型銅芯變壓器來解決這一問題。對于電力線路路段較長、數(shù)量較多、損耗大的問題，可以通過縮短線路鋪設(shè)路徑、在負(fù)荷集中的地方設(shè)立變電所等方式來解決。
3.4電氣接地方面對供配電系統(tǒng)進(jìn)行工作接地處理、對電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)接地處理可以有效保障生產(chǎn)的安全，防止工作人員觸電。通常，接地技術(shù)分為兩種，即浮地接地技術(shù)和多點(diǎn)接地技術(shù)，前者是對電子設(shè)備的外殼作接地處理，將雷電擊中建筑物或設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的高電壓及時(shí)、合理地釋放出去，進(jìn)而起到保護(hù)作用。
4結(jié)束語
鑒于石油化工企業(yè)在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支柱作用，合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，保障其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性尤為重要。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將石油化工企業(yè)供配電的特點(diǎn)和各種安全因素、節(jié)能因素考慮在內(nèi)。
作者：潘陽 裴瑩瑩 單位：洛陽瑞澤石化工程有限公司
摘要：
本文以管線試壓技術(shù)為主題，探討它在石油化工工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用問題。首先從管線的總體設(shè)計(jì)對其進(jìn)行了簡要概述，主要從試壓工藝技術(shù)準(zhǔn)備、管線的完整性檢查、前期物資儲(chǔ)備、安全技術(shù)規(guī)范等方面具體說明裝置管線的試壓工藝技術(shù)在石油化工工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：
管線試壓技術(shù)；石油化工；工藝設(shè)計(jì)
1管線的總體設(shè)計(jì)
在石油化工生產(chǎn)中，主要采用泵吸入管道設(shè)計(jì)，其目的在于確保整個(gè)泵體的安全運(yùn)行。其中，泵入口管系統(tǒng)十分重要，一旦有變徑情況產(chǎn)生，就會(huì)帶來嚴(yán)重后果，如氣體積聚等現(xiàn)象，因此，需要做好偏心異徑管的安裝工作，一般而言，以項(xiàng)平安裝為主，但遇到異徑管、向上的彎頭等存在直連現(xiàn)象，則需要以底平安裝為準(zhǔn)，兩種安裝方式均可省去低點(diǎn)排液。然而泵入口管線的布置還是需要十分小心，因?yàn)樗鼤?huì)受到氣阻的影響、管道柔性的影響、設(shè)計(jì)逆流換熱的影響以及熱應(yīng)力的影響，所以，應(yīng)該在布置管線時(shí)，從整體上進(jìn)行任務(wù)部署，安裝中進(jìn)行對應(yīng)操作，確保其準(zhǔn)確與安全的安裝。
2裝置管線的試壓工藝技術(shù)
(1)試壓工藝技術(shù)準(zhǔn)備大型石油裝置有復(fù)雜的管線系統(tǒng)，需要認(rèn)真檢查與維護(hù)，才能更好的確保試壓工作的安全進(jìn)行。首先應(yīng)該對試壓的工藝流程圖有一個(gè)明晰的了解，然后按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則，做好試壓方案。但在整個(gè)流程的疏理方面，應(yīng)該以與試壓工藝相關(guān)的介質(zhì)、方法、步驟、安全技術(shù)保障措施等為要素加以分析，做好準(zhǔn)備工作。(2)管線的完整性檢查對管線進(jìn)行檢查，必須從完整性、連續(xù)性、安全性等方面仔細(xì)考慮，然后分工對應(yīng)性檢查，這樣，可以保證整個(gè)檢查的有效性。若未進(jìn)行此項(xiàng)關(guān)于管線的完整性檢查工作，則應(yīng)該禁止進(jìn)行試壓實(shí)驗(yàn)，以保證設(shè)備與人員的安全。在檢查方面，要求態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、有耐心。所謂“膽子要大，心要細(xì)”，即需要以石油化工管道系統(tǒng)圖、簡易試壓系統(tǒng)圖、剖面圖、平面圖、支架圖等設(shè)計(jì)圖紙、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行，對照每一根管線，仔細(xì)檢查；另一方面，需要檢查人員以規(guī)則流程行事，如自查、復(fù)查、審核，都需要認(rèn)真進(jìn)行。因此，需要以施工班組為單位，先進(jìn)行以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)的管線自查；還應(yīng)該對管廊上的管線布置；管廊上敷設(shè)的不同管道種類如工藝管道、公用工程管道、儀表管道和電纜等進(jìn)行仔細(xì)檢查。然后，安排施工技術(shù)人員進(jìn)行管線的復(fù)查，(注意，應(yīng)該對該試壓系統(tǒng)的每一根管線的復(fù)檢)；最后，應(yīng)該對整個(gè)檢查工作進(jìn)行總結(jié)與評估，并上報(bào)給質(zhì)監(jiān)部門加以審核。經(jīng)過這些檢查工作后，才可保證試壓的安全，所以，需要認(rèn)真處置。(3)前期物資儲(chǔ)備考慮到試壓工作的危險(xiǎn)系數(shù)較高，應(yīng)該在試壓前做好物資儲(chǔ)備。從管線試壓的氣體介質(zhì)方面看，主要有空氣、干燥無油空氣、氨氣等；從液體介質(zhì)方面看，主要有潔凈水、水、純水等；因此，試壓階段，往往以水作為一般性的試壓介質(zhì)，還需準(zhǔn)備試壓臨時(shí)盲板、壓力表、打壓機(jī)等。另外，應(yīng)該對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查、維護(hù)，保證試驗(yàn)中的正常運(yùn)行。
3安全技術(shù)規(guī)范
管線試壓工作在技術(shù)上，要求非常嚴(yán)格，以此來降低危險(xiǎn)系數(shù)。在一般情況下，選擇液壓試驗(yàn)管時(shí)，管段長度以1千米以內(nèi)為宜，對臨時(shí)加固措施需進(jìn)行復(fù)檢以保證安全，在標(biāo)識方面，以醒目、清晰為主；對試驗(yàn)用壓力表需進(jìn)行精度調(diào)整，以五級以上為準(zhǔn)，最好是2塊及以上為宜；對于液壓試驗(yàn)系統(tǒng)的注水問題，需在5攝氏度以上的適宜溫度進(jìn)行，先排空氣，待排盡后，若達(dá)不到理想的環(huán)境，需做好預(yù)防措施，比如防凍措施；試壓中，試壓壓力以符合下式PS大于6.5取6.5為宜；若是強(qiáng)度試驗(yàn)，合格后需穩(wěn)壓30分鐘，防止泄漏產(chǎn)生；泄壓閥可以水平安裝，也可以垂直安裝，但安裝時(shí)應(yīng)注意閥體氣流與水流進(jìn)出口方向。如泄壓閥排水口位置較遠(yuǎn)，泄水管路過長(>20m)，泄水管口徑宜比泄壓閥規(guī)格放大一檔，以防止泄流不暢產(chǎn)生背壓，保證泄壓閥閥前管網(wǎng)壓力穩(wěn)定。對于氣體試壓中，泄壓原理與此相同，安裝時(shí)需注意泄壓氣體是否排盡。在試壓現(xiàn)場，對整個(gè)范圍嚴(yán)格控制，可通過設(shè)置警戒線，并禁止閑雜人等入內(nèi)；操作人員的工作應(yīng)該嚴(yán)格按照指示進(jìn)行，防止自主操作或隨意開關(guān)閥門；一旦試驗(yàn)結(jié)束，應(yīng)該將所有的臨時(shí)盲板進(jìn)行拆除，做好試壓的數(shù)據(jù)記錄。
4判斷試壓與泄壓
判斷試壓合格的標(biāo)準(zhǔn)，首先是在準(zhǔn)備階段，應(yīng)該對裝置、管線種類、數(shù)量以及設(shè)計(jì)方案等進(jìn)行檢查，對流程進(jìn)行核準(zhǔn)，對方法、步驟、安全技術(shù)加以復(fù)核；其次，應(yīng)該對氣體、液體試壓合格標(biāo)準(zhǔn)加以注意，要求以無泄漏、無壓降、焊接接頭無瑕疵(閥門填料處、法蘭式螺紋接頭連接處、過濾器與視鏡、放空閥、排氣閥等)為合格。在泄壓方面，泄壓閥通常是根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力能進(jìn)行自動(dòng)啟閉，一般安裝于封閉系統(tǒng)的設(shè)備或管路上保護(hù)系統(tǒng)安全。當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)壓力超過泄壓閥設(shè)定壓力時(shí)，即自動(dòng)開啟泄壓，保證設(shè)備和管道內(nèi)介質(zhì)壓力在設(shè)定壓力之下，保護(hù)設(shè)備和管道，防止發(fā)生意外。泄壓方面，應(yīng)該以氣體、液體排盡為合格標(biāo)準(zhǔn)。
5結(jié)語
在石油化工生產(chǎn)過程中，管道試壓是一項(xiàng)不可忽略的環(huán)節(jié)，應(yīng)該對其仔細(xì)研究，認(rèn)真分析，確保安全、可靠運(yùn)行,確保萬無一失，以及做好整體的意外事故預(yù)防。
作者：李賢 單位：廣東省茂名瑞派石化工程有限公司
1廠內(nèi)道路平面設(shè)計(jì)需要注意的問題
1．1廠內(nèi)道路交通量道路交通量的大小是確定道路的路面寬度的重要依據(jù)。特別是石油化工企業(yè)的貨運(yùn)道路寬度的確定需要考慮通過該條道路運(yùn)輸貨物的總量，采用何種車輛及噸位、裝卸車時(shí)間、一天內(nèi)的作業(yè)時(shí)間，按照合理車速計(jì)算出采用幾條車道合適，是否需要設(shè)置待車場地等。而對于生產(chǎn)裝置和罐區(qū)四周設(shè)置的道路主要考慮消防車的通行和作業(yè)，貨物運(yùn)輸車輛一般嚴(yán)禁在此通行，該區(qū)域的道路寬度主要考慮消防和檢修等使用，寬度可按規(guī)范規(guī)定大于等于6m。但對大型企業(yè)，上下班時(shí)間員工大量進(jìn)出，廠區(qū)主干道上會(huì)出現(xiàn)人流高峰，另外有許多企業(yè)會(huì)逐期擴(kuò)建。這些在確定道路寬度時(shí)也應(yīng)予以考慮。此外，根據(jù)《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ22－87)，表1給出了不同類型企業(yè)廠內(nèi)道路的路面寬度。
1．2廠內(nèi)道路設(shè)計(jì)車速石油化工廠內(nèi)車輛行駛速度一般小于城市中的車輛速度，廠內(nèi)的貨物運(yùn)輸車輛通時(shí)速常為15～20km/h，而從通行能力和交通安全兩方面考慮，最高行駛速度不應(yīng)超過25km/h。但對于運(yùn)輸易燃、易爆、有毒、有害等危險(xiǎn)品的車輛在廠內(nèi)行駛速度限制在15km/h以內(nèi)。
1．3廠內(nèi)道路最小轉(zhuǎn)彎半徑道路最小轉(zhuǎn)彎半徑指汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)汽車的前輪外側(cè)沿圓曲線行走軌跡的半徑，即，轉(zhuǎn)彎半徑=道路內(nèi)緣半徑+車輛寬度+安全距離。《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ22－87)中列出廠內(nèi)道路最小轉(zhuǎn)彎半徑見表2。但供消防車輛行駛的道路最小轉(zhuǎn)彎半徑不應(yīng)小于12m，如需供大型消防車輛行駛，該半徑需根據(jù)車輛參數(shù)具體確定。廠內(nèi)的運(yùn)輸?shù)缆芬部砂凑招旭傑囕v類型來確定，如果是載重4～8t的單輛汽車，可將內(nèi)邊緣最小轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)為9m;若單輛汽車載重10～15t，或汽車載重4～8t同時(shí)帶一載重2～3t掛車，則該半徑應(yīng)設(shè)為12m;若單輛汽車，載重10～15t，應(yīng)設(shè)為15m;若單輛汽車，載重40～60t，應(yīng)設(shè)為18m。若廠內(nèi)行駛60t拖掛車，考慮其轉(zhuǎn)彎視距及安全，該半徑一般不宜小于20m。
1．4廠內(nèi)道路邊緣與相鄰裝置及建構(gòu)筑物的距離車輛排放的尾氣可能攜帶火花，如果與易燃、易爆的化工裝置和車間距離太近，可能引燃泄漏出來的易燃易爆氣體，造成危險(xiǎn)發(fā)生，所以廠區(qū)道路需要與裝置及建構(gòu)筑物的保持一定的距離。根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160－2008)中規(guī)定:石油化工企業(yè)廠區(qū)內(nèi)的貨物運(yùn)輸?shù)缆放c甲類生產(chǎn)裝置及車間間距不小于15m，與乙類和丙類生產(chǎn)裝置及車間間距不小于10m?！督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016－2006)要求，甲類生產(chǎn)裝置及車間與廠區(qū)非貨物運(yùn)輸?shù)缆返闹饕缆凡恍∮?0m，一般道路不小于5m;而《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50489－2009)規(guī)定廠區(qū)內(nèi)道路與非危險(xiǎn)性的建構(gòu)筑間距可按表3執(zhí)行。
2石化企業(yè)廠內(nèi)道路斷面設(shè)計(jì)
2．1道路縱斷面設(shè)計(jì)石化企業(yè)廠內(nèi)道路縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)，要與廠區(qū)內(nèi)的豎向設(shè)計(jì)、生產(chǎn)裝置及建構(gòu)筑物室外標(biāo)高、工程管線以及鐵路設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，選擇合適的道路標(biāo)高以及坡度和坡長。具體說來，斷面設(shè)計(jì)應(yīng)滿足縱向坡度及豎曲線等參數(shù)要求;道路坡度應(yīng)盡量平緩，需考慮機(jī)動(dòng)車行駛安全的需要;道路設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)與廠外市政道路標(biāo)高相協(xié)調(diào)，保證在廠區(qū)出入口處順利銜接。且道路設(shè)計(jì)標(biāo)高還應(yīng)滿足場地排水的需要，避免自流的雨水和污水等與道路的坡向不一致，造成水溝或水管埋深過大。
2．1．1縱向坡度
2．1．1．1最大縱坡道路縱坡的設(shè)置需根據(jù)廠區(qū)場地的豎向及道路附近裝置、建構(gòu)筑物的標(biāo)高綜合確定，避免高差過大。最大縱坡設(shè)置要考慮車輛行駛的安全，特別是車輛轉(zhuǎn)彎、下坡安全;寒冷地區(qū)還要考慮道路雨雪結(jié)冰時(shí)的影響，應(yīng)盡量避免選用允許的最大值。道路縱坡的設(shè)置需要根據(jù)廠區(qū)場地的豎向以及道路附近裝置和建構(gòu)筑物的標(biāo)高合理確定，避免進(jìn)出裝置和建構(gòu)筑物的車間引道坡度過大。最大縱坡的設(shè)置還要考慮車輛行駛的安全，特別是考慮車輛轉(zhuǎn)彎、下坡安全;同時(shí)在寒冷地區(qū)也要考慮道路有雨雪結(jié)冰時(shí)對車輛行駛安全的影響。在應(yīng)用時(shí)應(yīng)盡量避免選用最大縱向坡度。《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50486－2009)中要求值見表4。若受場地條件限制，主干道、次干道、車間引道的最大縱坡可增加2%。但若道路交通比較頻繁則不建議增加。另外，道路坡度確定還應(yīng)考慮到車輛的爬坡能力，因當(dāng)車輛滿負(fù)荷上坡時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)油料燃燒不完全，或冒出大量黑煙，損傷車輛，污染環(huán)境。
2．1．1．2最小縱坡最小縱坡要能滿足道路排水要求，使路面不積水，一般最小取0．3%。但對于有些場地十分平整，道路縱坡達(dá)不到該值，也可采用更小坡度或零坡度，而道路兩側(cè)設(shè)置的雨水管、溝需要考慮合適坡度，順利排除道路上的雨水。
2．1．2坡長限制廠內(nèi)道路的最大縱坡度一般應(yīng)≤8%，坡長限制在200m以內(nèi)。
2．1．3豎曲線設(shè)置于縱坡變坡處相鄰兩坡度代數(shù)差大于2%處，其長度應(yīng)≥15m，半徑應(yīng)≥100m。
2．1．4豎向標(biāo)高的確定通常按照廠區(qū)出入口的標(biāo)高與廠外公路的標(biāo)高、坡度以及平整場地的標(biāo)高綜合確定。一般情況下，按照廠區(qū)內(nèi)路面設(shè)計(jì)標(biāo)高高于廠外道路路面標(biāo)高為原則，如果廠區(qū)內(nèi)的路面標(biāo)高低于廠外道路標(biāo)高，可采用在廠區(qū)大門處增設(shè)雨水篦子板，避免廠外道路上的雨水倒灌至廠區(qū)內(nèi)部。
2．2廠內(nèi)道路橫斷面設(shè)計(jì)廠區(qū)內(nèi)道路橫斷面有城市型和公路型兩種。城市型道路需設(shè)路緣石、雨水口，通過雨水管或雨水溝排水，橫向坡度一般為1．5%～2%。這類橫斷面一般設(shè)在行人較多的地方和對整潔美觀要求較高的生產(chǎn)區(qū)或辦公場所。公路型橫斷面沒有路緣石，采用道路兩側(cè)的明溝排水，橫向坡度一般采用1%～2%。雨水量較大地區(qū)經(jīng)常采用，通常設(shè)在人員較少的裝置區(qū)，會(huì)加設(shè)透水蓋板或在路邊設(shè)置欄桿。而在廠區(qū)邊緣和靠近山體地段的道路可不設(shè)蓋板。
3石油化工企業(yè)廠內(nèi)道路交叉口設(shè)計(jì)
廠內(nèi)道路交叉口主要有道路道路和道路鐵路交叉兩種。
3．1道路道路交叉口的設(shè)計(jì)廠區(qū)內(nèi)的道路道路交叉一般采用正交形式，如需要斜交交叉角宜大于45°。且主要道路交叉口處應(yīng)考慮停車視距，距離不宜小于20m，視距范圍內(nèi)不能設(shè)妨礙視線的建構(gòu)筑物、樹木等。道路交叉口的縱坡一般小于2%，而且應(yīng)保持主道路在交叉處坡度不變。
3．2道路鐵路交叉口的設(shè)計(jì)廠區(qū)內(nèi)道路鐵路應(yīng)盡量避免交叉過多。如有兩處交叉，間距不宜小于一列火車的長度或廠區(qū)內(nèi)最長列車長度，避免在緊急情況時(shí)列車擋住道路，救援車輛無法進(jìn)出。道路鐵路交叉一般采用正交。當(dāng)采用斜交時(shí)，交叉角不宜小于45°。并且應(yīng)該保持交叉點(diǎn)處鐵軌頂面與道路路面的標(biāo)高一致。
4結(jié)論
本文探討了石油化工企業(yè)廠區(qū)內(nèi)道路設(shè)計(jì)的一些重要問題。總之，石油化工企業(yè)廠內(nèi)道路應(yīng)根據(jù)工藝需求及不同的功能分區(qū)進(jìn)行布置，并結(jié)合廠區(qū)周邊的市政路網(wǎng)情況合理確定人員及貨物進(jìn)出口位置，同時(shí)考慮廠區(qū)的豎向，進(jìn)行綜合分析使道路設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理，最大方便企業(yè)使用，為企業(yè)創(chuàng)造更多的效益。
作者：逄永健 呂學(xué)昌 劉園園 單位：山東建筑大學(xué) 建筑城規(guī)學(xué)院城市規(guī)劃系 中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司 山東大學(xué) 控制科學(xué)與工程學(xué)院生醫(yī)所
1軟管站的設(shè)置位置
每一組軟管站覆蓋的范圍為半徑15m的圓，考慮到設(shè)備及其他障礙物的影響，圓與圓應(yīng)重疊2m左右，根據(jù)覆蓋區(qū)域來確定軟管站的位置和數(shù)量(1)對多層廠房和框架，每層上應(yīng)設(shè)置公用工程軟管站；(2)在容器類的操作平臺上應(yīng)考慮設(shè)置公用工程軟管站的必要性；(3)在工業(yè)爐區(qū)：箱式爐：在地面上和主操作平臺的每一端以及對流段聯(lián)箱附近；立式爐：在地面上和主操作平臺上；(4)換熱器區(qū)和泵區(qū)附近；(5)專用裝車站附近；(6)鍋爐區(qū)，設(shè)在地面爐前爐后、汽包附近及操作層燃燒器附近;上述的地方易發(fā)生火災(zāi)，受到污染，其中常含有固體顆粒、粘稠或泥漿特性等介質(zhì)且有可燃及腐蝕性介質(zhì)。
2軟管站的管道設(shè)計(jì)
由于地面上的軟管站經(jīng)常用于泵或地面沖洗，其周圍凈空應(yīng)保證不小于1200mm，管橋兩側(cè)的軟管站宜設(shè)在柱子中心線外側(cè)500mm處。軟管站管道上的閥門安裝高度離地面不宜大于1200mm。設(shè)置在構(gòu)架上的軟管站，管子通常設(shè)置在立柱旁，便于固定和操作，可根據(jù)需要及所覆蓋的半徑，軟管站可設(shè)置在每層樓面上。設(shè)置在塔和立式容器平臺上軟管站，從操作方面考慮，軟管站與軟管架之間的距離最少應(yīng)為600mm，而軟管站與人孔或其他管道之間的空間不宜小于1000mm，軟管接管不要妨礙人孔蓋的開啟及回旋。軟管站管道上的閥門應(yīng)安裝在扶手欄桿的外側(cè)，且離支架距離最小，這樣在平臺上操作時(shí)將不受軟管站限制。塔的軟管站管線一般只需設(shè)置兩根管線沿塔而上，根據(jù)需要設(shè)置軟管接頭，并在接頭前設(shè)置切斷閥[3]，管道的走向應(yīng)充分考慮塔上管道支吊架的安裝。鍋爐區(qū)軟管站設(shè)在地面爐前爐后、汽包附近及操作層燃燒器附近，若操作平臺間距不大，可在平臺各端交叉設(shè)置。換熱器和泵附近的軟管站應(yīng)設(shè)在地面上并靠近柱子的地方。罐區(qū)軟管站設(shè)置在罐區(qū)圍堰外、罐區(qū)與泵之間的地面上和圍堰周圍靠墻附近的地面上。大型罐區(qū)，當(dāng)圍堰內(nèi)公用工程使用點(diǎn)超出圍堰外軟管站覆蓋范圍時(shí)，也可在罐區(qū)圍堰內(nèi)罐與罐之間設(shè)置軟管站[4]。
3軟管站管道的防凍設(shè)計(jì)
3.1汽水疏水伴熱方式地面上的軟管站管道低于其總管時(shí)，蒸汽管道末端易形成凝液，水管道終端易結(jié)冰，應(yīng)將蒸汽管中的凝液經(jīng)疏水回凝結(jié)水總管，并將凝結(jié)水管沿水管道一同敷設(shè)。
3.2汽水混合方式在寒冷的冬天或炎熱的夏天，單獨(dú)用新鮮水或蒸汽沖洗地面都達(dá)不到較好的效果時(shí)，應(yīng)根據(jù)裝置的特點(diǎn)和地面的實(shí)際情況，在取得用戶同意的前提下，將地面軟管站中水管道和蒸汽管道連接在一起，使操作方便快捷。
4軟管站的支吊架設(shè)計(jì)
在選用管道支吊架時(shí)，應(yīng)考慮到軟管站的管道直徑小，容易受外載因素的影響，應(yīng)按照支承點(diǎn)所承受的荷載大小和方向、管道的位移情況、工作溫度、保溫情況、管道的材質(zhì)來選用安裝合適的支吊架。(1)對于塔、容器或構(gòu)筑物上的軟管站管道支架可生根于平臺欄桿上。(2)地面上的軟管站一般設(shè)在立柱旁，利用立柱可生根支吊架來支撐管道，如果軟管站設(shè)在無立柱的建筑物等處，則需設(shè)獨(dú)立的管立柱。此時(shí)，水平布置的蒸汽管道上需設(shè)置管托，根據(jù)對管道熱位移的考慮，確定是否設(shè)成導(dǎo)向支架，閥門附近需用U型管卡固定。(3)蒸汽管道等需要保溫的管道，由于管子的自重和冷熱伸縮，會(huì)使管道移動(dòng)，為防止損壞保溫層，應(yīng)使用管托。對于高塔、立式容器或多層構(gòu)筑物等從底部一直敷設(shè)到頂部的管路，應(yīng)考慮在管道上兩固定支架間設(shè)置一個(gè)補(bǔ)償環(huán)圈。
綜上所述，石油化工裝置中軟管站對裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，合理的根據(jù)裝置需要布置軟管站的管道，能夠最大限度的發(fā)揮裝置的工效性，提高安全保障，產(chǎn)生優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)效益。
作者：王一帆單位：洛陽石化工程設(shè)計(jì)有限公司工藝室
一、石油化工裝置壓力容器設(shè)計(jì)方法分析
我國各行業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)都離不開石油化工裝置壓力容器，國家也對其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)頒布了相應(yīng)的規(guī)章制度，以此來規(guī)范設(shè)計(jì)工作，促進(jìn)石油化工行業(yè)的進(jìn)步。就我國當(dāng)前的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀來看，雖然同其他先進(jìn)國家相比仍處于較低水平，但在多年的發(fā)展過程中也取得了一定的成就，形成了兩種石油化工壓力容器設(shè)計(jì)方法，即為：以應(yīng)力分析為標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方法和以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為依據(jù)的設(shè)計(jì)方法。不同的設(shè)計(jì)方法具有各自的弊端和優(yōu)勢，在設(shè)計(jì)過程中，一定要結(jié)合實(shí)際狀況和用途，在設(shè)計(jì)原則的約束和限制下，站在整體的角度進(jìn)行分析和考慮，使設(shè)計(jì)方法達(dá)到最優(yōu)化。
在生產(chǎn)設(shè)計(jì)壓力容器時(shí)，人們應(yīng)用最多的一種設(shè)計(jì)方法為常規(guī)設(shè)計(jì)法，彈性失效準(zhǔn)則是該方法在設(shè)計(jì)過程中遵循的主要思想，該方法要求設(shè)計(jì)工作人員必須具有較深的資質(zhì)，實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)豐富，專業(yè)技術(shù)能力較高，需要對生產(chǎn)材料性能進(jìn)行研究和計(jì)算，最明顯的優(yōu)勢就是方便、可行性高。而以應(yīng)力分析為標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方法要求應(yīng)用一致性的許用應(yīng)力，對各項(xiàng)承受應(yīng)力進(jìn)行統(tǒng)一和限制，提高設(shè)計(jì)安全系數(shù)，完善壓力容器在應(yīng)力設(shè)計(jì)方面的缺陷。
雖然以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為依據(jù)的設(shè)計(jì)方法在一定程度上可以保障產(chǎn)品的功能，但如果遇到因?yàn)闇囟炔煌惺軕?yīng)力，且還出現(xiàn)容器局部受到較大應(yīng)力的情況時(shí)，局部較大的應(yīng)力接近極限值，然而容器其余部位在承受應(yīng)力方面還保留一定的彈性，壓力容器依然能夠正常的發(fā)揮作用。在這種情況下，必須要應(yīng)用以應(yīng)力分析為標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方法，充分發(fā)揮現(xiàn)代先進(jìn)電子信息技術(shù)和軟件在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的優(yōu)勢，使壓力容器性能得到進(jìn)一步提升，滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。但要注意這種設(shè)計(jì)方法流程比較復(fù)雜，包括多項(xiàng)內(nèi)容，但其優(yōu)點(diǎn)在于具有極高的安全、可靠性。
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法對彈性失效理論的運(yùn)用不夠完善，還具有很大的發(fā)展空間，有待進(jìn)行進(jìn)一步的探索和分析。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的過程中，石油化工裝置壓力容器的各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)越來越高，這也是社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的必然需求，為了更好的迎合這種發(fā)展趨勢，要對承受應(yīng)力進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的計(jì)算，優(yōu)化設(shè)計(jì)方法中的不足之處，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和試驗(yàn)檢測技術(shù)，提高容器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理性，保障壓力容器能夠安全、穩(wěn)定的高效運(yùn)行。承受應(yīng)力的重要程度分析、類別分析是壓力容器的設(shè)計(jì)方法的關(guān)鍵，要全面的考慮容器因應(yīng)力而發(fā)生的變化，進(jìn)一步調(diào)整壓力容器產(chǎn)品能的參數(shù)設(shè)計(jì)，降低設(shè)計(jì)成本，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件，保障設(shè)計(jì)的科學(xué)性。
二、結(jié)語
石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能夠有效的帶動(dòng)我國國民經(jīng)濟(jì)的提升，而壓力容器的穩(wěn)定、高效運(yùn)行又是保障化工裝置正常工作的基礎(chǔ)，因此為了提高石油化工生產(chǎn)效益，必須要從根本上加強(qiáng)對壓力容器的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方法的分析和研究。應(yīng)嚴(yán)格遵循國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在多種設(shè)計(jì)方案和途徑中選出最佳的一種，在實(shí)際工作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，提升設(shè)計(jì)水平，落實(shí)壓力容器設(shè)計(jì)原則，保障壓力容器性能。
作者：朱魁單位：中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司遼河熱采機(jī)械制造分公司
1變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)
通常化驗(yàn)室內(nèi)的通風(fēng)設(shè)備包括：通風(fēng)柜（落地）、萬向排風(fēng)罩、原子吸收罩、氣瓶柜、試劑柜等。通風(fēng)柜作為化驗(yàn)室內(nèi)最重要的一級防護(hù)設(shè)備，通常要求維持通風(fēng)柜面風(fēng)速恒定為0.5m/s，過高或者過低的面風(fēng)速，均會(huì)發(fā)生污染氣體泄漏的危險(xiǎn)。對于萬向排風(fēng)罩、原子吸收罩、氣瓶柜、試劑柜等局部排風(fēng)設(shè)施，應(yīng)能夠持續(xù)高效地控制，安全迅速地將氣體排出。變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)就是為了能夠達(dá)到這些設(shè)計(jì)要求，并保證整個(gè)化驗(yàn)室內(nèi)的空氣質(zhì)量，做到化驗(yàn)區(qū)域相對于區(qū)域之外為負(fù)壓，以免對周圍的辦公休息區(qū)造成污染。在充分滿足室內(nèi)環(huán)境安全的前提下，大幅降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗，包括空調(diào)及排風(fēng)機(jī)的能耗。與定風(fēng)量系統(tǒng)相比，變風(fēng)量系統(tǒng)加大了單臺排風(fēng)機(jī)攜帶的通風(fēng)柜或其他通風(fēng)設(shè)備的數(shù)量，為實(shí)現(xiàn)風(fēng)量、壓力控制，除配備常規(guī)設(shè)備外，還需要增加一些通風(fēng)及控制設(shè)備，如變風(fēng)量風(fēng)閥、定風(fēng)量風(fēng)閥、壓差變送器、風(fēng)速控制器等。中心化驗(yàn)室變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)的控制原理如圖1所示。
1.1通風(fēng)柜的控制化驗(yàn)室內(nèi)每臺通風(fēng)柜的排風(fēng)支管上安裝與壓力無關(guān)的變風(fēng)量風(fēng)閥，通過通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門旁邊的風(fēng)速控制器控制風(fēng)閥來調(diào)節(jié)通風(fēng)柜的排風(fēng)量，使通風(fēng)柜在有人操作時(shí)的面風(fēng)速維持在0.5m/s左右，當(dāng)無人操作時(shí)能夠降低到0.3m/s（用于特殊控制需要，一般化驗(yàn)室較少設(shè)置此功能）；在通風(fēng)柜關(guān)閉時(shí)，保證通風(fēng)柜的最小排風(fēng)量。
1.2萬向排風(fēng)罩等固定通風(fēng)設(shè)施的控制化驗(yàn)室內(nèi)萬向排風(fēng)罩、吸氣罩、試劑柜等的排風(fēng)匯總管上安裝與壓力無關(guān)的定風(fēng)量風(fēng)閥，保證在通風(fēng)柜風(fēng)量發(fā)生變化時(shí)，這些排風(fēng)設(shè)施的排風(fēng)量保持不變。一般萬向排風(fēng)罩的排風(fēng)量按150m3/h計(jì)算，試劑柜的通風(fēng)柜按75m3/h計(jì)算，吸氣罩則根據(jù)罩口尺寸和罩口吸口風(fēng)速具體計(jì)算，化驗(yàn)室內(nèi)操作的對象大部分為有毒或有危險(xiǎn)的有害物，罩口風(fēng)速按規(guī)定不小于0.5m/s。
1.3室內(nèi)換氣次數(shù)的控制為保證化驗(yàn)室內(nèi)排風(fēng)效果和維持室內(nèi)溫濕度要求，SH/T3103-2009《石油化工中心化驗(yàn)室設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，對于產(chǎn)生有毒有害氣體的分析房間換氣次數(shù)不應(yīng)小于7次/h。若化驗(yàn)室內(nèi)通風(fēng)柜和萬向排風(fēng)罩等其他通風(fēng)設(shè)施最小排風(fēng)量不能滿足化驗(yàn)室的最小換氣次數(shù)時(shí)，需在化驗(yàn)室內(nèi)增加室內(nèi)排風(fēng)口，并在此排風(fēng)口的排風(fēng)支管上安裝與壓力無關(guān)的變風(fēng)量閥門，用于保證化驗(yàn)室的最低換氣次數(shù)要求。
1.4室內(nèi)壓力檢測控制為避免化驗(yàn)室氣流滲出實(shí)驗(yàn)室，造成交叉污染，應(yīng)控制化驗(yàn)室內(nèi)氣壓使其相對于走廊和辦公休息區(qū)域?yàn)樨?fù)壓。在化驗(yàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)送風(fēng)管，并在送風(fēng)管上安裝與壓力無關(guān)的變風(fēng)量風(fēng)閥，送風(fēng)管上的變風(fēng)量風(fēng)閥與排風(fēng)管上的變風(fēng)量風(fēng)閥聯(lián)鎖控制，使得化驗(yàn)室內(nèi)的送風(fēng)量與排風(fēng)量的差值保持恒定，保持化驗(yàn)室負(fù)壓，空氣從走廊流入化驗(yàn)室，避免有害物的散出。同時(shí)，在確保安全的前提下，使通風(fēng)柜能以最小的排風(fēng)和補(bǔ)風(fēng)風(fēng)量操作，節(jié)省能源。
2送風(fēng)、排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)化驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)如圖2所示。
2.1風(fēng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)現(xiàn)在化驗(yàn)室建筑面積越來越大，房間越來越多，合理的送排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)就尤為重要。在定風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，每臺風(fēng)機(jī)連接4臺左右的通風(fēng)柜或氣體通風(fēng)設(shè)施，這在變風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)不太適用，會(huì)造成資金和能源的浪費(fèi)。變風(fēng)量系統(tǒng)根據(jù)建筑物的類型一般可以按橫向或豎向分區(qū)，橫向分區(qū)即按每層來設(shè)計(jì)一個(gè)或幾個(gè)送、排風(fēng)系統(tǒng)，每層的排風(fēng)機(jī)和新風(fēng)機(jī)集中布置，排風(fēng)機(jī)和新風(fēng)機(jī)均設(shè)置在各自獨(dú)立的風(fēng)機(jī)房內(nèi)；豎向分區(qū)是把一個(gè)或幾個(gè)建筑跨度內(nèi)的各個(gè)樓層的房間劃分成一個(gè)排風(fēng)系統(tǒng)，通過匯總立管引至屋面，所有的排風(fēng)機(jī)在屋頂或頂層機(jī)房內(nèi)統(tǒng)一布置，但是送風(fēng)系統(tǒng)仍按橫向劃分。橫向分區(qū)的優(yōu)點(diǎn)是沒有豎向立管，減少了風(fēng)管穿越樓板和屋面的次數(shù)，但由于變風(fēng)量系統(tǒng)風(fēng)量大，計(jì)算出的風(fēng)管管徑也會(huì)相應(yīng)較大，橫向分區(qū)系統(tǒng)難免會(huì)出現(xiàn)排風(fēng)管和送風(fēng)管交叉現(xiàn)象，這樣就要求建筑物的層高很高，以滿足房間上部區(qū)域風(fēng)管的布置需要，一般采用變風(fēng)量通風(fēng)設(shè)計(jì)的化驗(yàn)室最低建筑層高取4.8m；另一方面，有些化驗(yàn)室屋頂在建筑設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)為坡屋頂，這樣就無法在屋頂設(shè)置風(fēng)機(jī)，只能按照橫向來分區(qū)設(shè)計(jì)。豎向分區(qū)避免了排風(fēng)管和送風(fēng)管在室內(nèi)交叉的情況，但是現(xiàn)在的化驗(yàn)室建筑面積普遍較大，在進(jìn)行防火設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)把每一層設(shè)計(jì)為一個(gè)防火分區(qū)或幾個(gè)防火分區(qū)，這樣在每層的排風(fēng)支管上就必須要增加防火閥，以滿足建筑防火規(guī)范的要求；此外排風(fēng)立管還會(huì)占用化驗(yàn)室內(nèi)的空間，在有些實(shí)驗(yàn)設(shè)備較多面積緊張的化驗(yàn)室內(nèi)，可能會(huì)造成擁擠的感覺。圖2所示就是豎向分區(qū)實(shí)例。在設(shè)計(jì)中，不管是橫向分區(qū)還是豎向分區(qū)，都必須按照設(shè)計(jì)規(guī)范來進(jìn)行劃分：（1）同一類型的房間宜劃分在同一系統(tǒng)。（2）排出氣體性質(zhì)相同的房間或通風(fēng)設(shè)備應(yīng)設(shè)計(jì)成一個(gè)系統(tǒng)。（3）對于有極度、高度危害物質(zhì)或極難聞氣體物質(zhì)必須單獨(dú)設(shè)計(jì)成一個(gè)系統(tǒng)，不應(yīng)和其他通風(fēng)系統(tǒng)合用。
2.2系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)要真正實(shí)現(xiàn)化驗(yàn)室理想的氣流組織，排風(fēng)量、送風(fēng)量以及房間的壓差控制尤為關(guān)鍵。在定風(fēng)量系統(tǒng)和有些傳統(tǒng)的變風(fēng)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，一般在通風(fēng)柜連接的管道上設(shè)置蝶閥，依靠手動(dòng)或自動(dòng)開大或減少風(fēng)閥來調(diào)節(jié)系統(tǒng)風(fēng)量，這樣不僅會(huì)造成風(fēng)量的浪費(fèi)，更重要的是還會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)柜面風(fēng)速不穩(wěn)定，這對化驗(yàn)室的安全非常不利。有些傳統(tǒng)的變風(fēng)量系統(tǒng)即使是已經(jīng)采用風(fēng)速控制系統(tǒng)，也只是在通風(fēng)柜面風(fēng)速改變之后才會(huì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制緩慢且頻繁。所以，不管是采用定風(fēng)量系統(tǒng)還是變風(fēng)量系統(tǒng)，室內(nèi)的壓差都不穩(wěn)定，氣流組織難達(dá)到理想效果。因此，在變風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就需要采用合理的風(fēng)量控制閥和室內(nèi)壓差控制系統(tǒng)來解決系統(tǒng)管網(wǎng)風(fēng)量變化和室內(nèi)壓差變化這一類問題。風(fēng)量控制閥包括變風(fēng)量控制閥和定風(fēng)量控制閥，它們的特點(diǎn)是：（1）壓力無關(guān)性。在通風(fēng)柜運(yùn)行過程中對通風(fēng)柜面風(fēng)速影響最大的因素就是通風(fēng)系統(tǒng)管網(wǎng)壓力，由于其他通風(fēng)柜或通風(fēng)設(shè)備的開閉，或管網(wǎng)其他方面變化會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)柜管路壓力發(fā)生變化，而且這種變化是會(huì)經(jīng)常發(fā)生的。風(fēng)量控制閥能根據(jù)管網(wǎng)壓力變化自動(dòng)調(diào)整，這個(gè)過程是伴隨管網(wǎng)壓力變化同時(shí)發(fā)生的，實(shí)現(xiàn)了快速穩(wěn)定的風(fēng)量控制。（2）反應(yīng)速度快。系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間短，達(dá)到要求的風(fēng)量值所用時(shí)間一般在1s以內(nèi)，在通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門到位后的1s以內(nèi)即可達(dá)到指令值，同時(shí)化驗(yàn)室送風(fēng)和總的排風(fēng)控制系統(tǒng)也快速響應(yīng)以維持正確的房間壓力。（3）風(fēng)量控制精度高。風(fēng)量控制精度在±5%以內(nèi)，在通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門變化時(shí)，通風(fēng)柜的面風(fēng)速可保持在（0.5±0.1）m/s。（4）風(fēng)量可調(diào)節(jié)比高。最大風(fēng)量和最小風(fēng)量比例為20∶1，高的調(diào)節(jié)比使系統(tǒng)可利用的參差系數(shù)大，適用于通風(fēng)柜數(shù)量多的大通風(fēng)系統(tǒng)。當(dāng)化驗(yàn)室房間較多，通風(fēng)柜數(shù)量也相應(yīng)較多時(shí)，風(fēng)量控制閥的調(diào)節(jié)比高，就可以降低通風(fēng)柜最低運(yùn)行風(fēng)量，有效降低通風(fēng)柜的運(yùn)行能耗。大的排風(fēng)系統(tǒng)還可減少風(fēng)機(jī)的數(shù)量，減少風(fēng)管的數(shù)量，減少風(fēng)管占用建筑物內(nèi)的空間?？刂葡到y(tǒng)其他的部件包括風(fēng)速傳感器、管道壓力傳感器、房間壓差變送器、中央控制器等，加上風(fēng)量控制閥，它們一同構(gòu)成了整個(gè)變風(fēng)量系統(tǒng)的控制神經(jīng)。具體控制系統(tǒng)的安裝方式為：每臺通風(fēng)柜排風(fēng)支管上安裝1臺變風(fēng)量控制閥，它會(huì)依據(jù)通風(fēng)柜上的監(jiān)視器反饋數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)門開啟的大小和運(yùn)行狀態(tài)，以此來控制通風(fēng)柜的排風(fēng)量；風(fēng)速傳感器會(huì)一直檢測通風(fēng)柜的面風(fēng)速，以使其保持在0.5m/s左右。在化驗(yàn)室其他通風(fēng)設(shè)備（萬向排風(fēng)罩、原子吸氣罩、氣瓶柜、試劑柜等）的排風(fēng)匯總管上安裝1臺定風(fēng)量風(fēng)閥，保證這些通風(fēng)設(shè)備在系統(tǒng)運(yùn)行中保持排風(fēng)量始終不變。在新風(fēng)送風(fēng)支管上安裝1臺變風(fēng)量風(fēng)閥，并且與排風(fēng)管上的變風(fēng)量風(fēng)閥聯(lián)鎖，根據(jù)室內(nèi)的排風(fēng)量控制化驗(yàn)室的送風(fēng)量，以保持室內(nèi)壓力恒定。化驗(yàn)室內(nèi)安裝房間壓差變送器，與系統(tǒng)聯(lián)鎖，檢查室內(nèi)壓力，同樣用于保證室內(nèi)的壓力恒定。最后所有的控制信號均傳送給中央控制器，當(dāng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)量變化時(shí)，中央控制器會(huì)給機(jī)房內(nèi)的排風(fēng)機(jī)或新風(fēng)機(jī)發(fā)出信號，調(diào)整其排風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量或新風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量。
3其他方面
由于化驗(yàn)室的特殊性，在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：（1）對于會(huì)排出含有濃度較高的爆炸危險(xiǎn)性物質(zhì)的通風(fēng)柜，應(yīng)采用防爆風(fēng)機(jī)?；?yàn)室中一般需要設(shè)置防爆風(fēng)機(jī)的房間有：樣品分析室、液化氣分析室、試劑儲(chǔ)存室、焦炭硫磺分析室、樣品留樣間、辛烷值機(jī)室、藥品庫等。（2）當(dāng)排出的氣體含有極度、高度危害物質(zhì)或者極難聞氣體物質(zhì)且濃度超過規(guī)定允許排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)采取凈化處理措施，排放口高度應(yīng)符合國家相關(guān)規(guī)定?；?yàn)室排放的廢氣主要有無機(jī)酸廢氣和有機(jī)廢氣，由于化驗(yàn)室場地有限，不方便采用大型凈化裝置，而且化驗(yàn)室的廢氣量相對較小，通常都是稀釋后直接排放，若必須使用凈化裝置時(shí)，也只使用小型的廢氣凈化裝置。處理無機(jī)酸廢氣時(shí)可采用酸氣吸附劑，處理有機(jī)廢氣時(shí)可采用活性炭吸附劑。（3）化驗(yàn)室一般都必須采用防腐蝕的通風(fēng)設(shè)備，風(fēng)管應(yīng)采用無機(jī)玻璃鋼管或其他塑料等防腐蝕管；風(fēng)量控制閥、萬向排風(fēng)罩等也必須有相應(yīng)的防腐蝕措施。（4）現(xiàn)在的變風(fēng)量系統(tǒng)均設(shè)計(jì)為全新風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)機(jī)和新風(fēng)機(jī)均采用變頻控制，在滿足化驗(yàn)室內(nèi)通風(fēng)量的前提下，盡可能地減少系統(tǒng)送風(fēng)量，從而節(jié)約化驗(yàn)室空調(diào)能耗。另一方面，在一些南方潮濕地區(qū)還需要控制好新風(fēng)機(jī)的機(jī)械露點(diǎn)，防止出現(xiàn)化驗(yàn)室內(nèi)濕度過大的現(xiàn)象。
作者：楊輝史永果單位：洛陽瑞澤石化工程有限公司中國石油天然氣第一建設(shè)公司
1.加強(qiáng)管道布置
在石油化工管道設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的一環(huán)就是管道布置；管道布置時(shí)，不僅要滿足管道系統(tǒng)施工、操作、檢修以及自身要求，而且還必須結(jié)合工藝、生產(chǎn)、設(shè)備布置要求進(jìn)行。所以管道設(shè)計(jì)中要充分考慮管道布置問題，具體應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（1）管廊附加余量；在對管廊設(shè)計(jì)過程中，普遍的做法是管廊設(shè)計(jì)余量留有百分之十到百分之二十。不過，當(dāng)裝置運(yùn)行幾年時(shí)間后，如果還以普遍的設(shè)計(jì)余量為主是根本不夠的，所以應(yīng)保持百分之二十到百分之三十的管廊設(shè)計(jì)余量。（2）安全閥的管道布置；在連接安全閥出口和泄壓總管過程中，應(yīng)避免總管內(nèi)的的凝液逆流進(jìn)支管，所以實(shí)際連接時(shí)要從上部朝著正確的流向以45°角斜插入總管，在避免凝液逆流入支管的同時(shí)還一定程度上減少了安全閥的背壓。倘若安全閥的定壓在7.0MPa以上，那么這時(shí)就應(yīng)根據(jù)45°角順著流向插入總管；倘若安全閥出口位置要低于泄壓總管，那么應(yīng)避免袋形管段積液情況。（3）夾套管；要求內(nèi)管直管段對接焊縫的距離大小應(yīng)保持在200mm以內(nèi)，首選無縫對焊管件，彎頭不得超過1.0DN。在準(zhǔn)備對外管裝配前，應(yīng)做好內(nèi)管焊縫的無損檢測和壓力試驗(yàn)，當(dāng)檢測與施壓都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后，才能真正進(jìn)行外管的裝配。同時(shí)，在設(shè)計(jì)夾套管過程中，應(yīng)針對內(nèi)管材質(zhì)選擇相應(yīng)的支承塊，這樣就不會(huì)因?yàn)椴馁|(zhì)的不同而導(dǎo)致內(nèi)外管出現(xiàn)漲縮差異。
2.管架設(shè)計(jì)
管架設(shè)計(jì)在石油化工管道設(shè)計(jì)中也屬于重點(diǎn)部分，其與管道設(shè)計(jì)之間有著不可分割的聯(lián)系。一旦管架設(shè)計(jì)中存在缺陷，將會(huì)出現(xiàn)斷裂對所用設(shè)備造成損壞，更有甚者導(dǎo)致管道運(yùn)行中存在巨大的安全隱患。因此設(shè)計(jì)管架過程中應(yīng)考慮好以下問題：（1）沿塔鋪設(shè)的管線；在沿塔鋪設(shè)的管線中一般只會(huì)安裝一個(gè)非剛性的承重支架。該支架頂和塔頂封頭焊縫線間的距離是150mm。如果單個(gè)承重支架的荷重要比承重量高，那么應(yīng)設(shè)置彈簧吊架承重支架，與導(dǎo)向支架間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)木嚯x，要求最底部的導(dǎo)向支架與水平管間的距離應(yīng)大于其高度的三分之一。（2）適當(dāng)減少彈簧架；彈簧架屬于管架中的一類，相較于其他管架，彈簧架的價(jià)格昂貴，安裝十分繁瑣，更為嚴(yán)重的不足是長期使用后會(huì)出現(xiàn)彈簧失效情況。彈簧架安裝過程中，通常通過定位銷將其固定，這個(gè)時(shí)候只具備剛性支吊架功能。在水壓測試彈簧支吊架后，進(jìn)行蒸汽吹掃，并將定位銷拆除。
3.材料選擇
選擇優(yōu)質(zhì)匹配的材料對管道裝置的正常有序運(yùn)行起到了重要的保障作用，也有利于日后的維修及技術(shù)改造。實(shí)際應(yīng)考慮好以下幾點(diǎn)：（1）不得將管道的設(shè)計(jì)溫度當(dāng)做明確管道隔熱性能的參考依據(jù)，管道是否具備較好的隔熱性能，完全在于實(shí)際操作環(huán)境與環(huán)境溫度差、生產(chǎn)工藝對介質(zhì)的要求。（2）通過法蘭來連接的管道，管道至少有一端要安裝活套法蘭。倘若實(shí)際未安裝活套法蘭，那么就會(huì)導(dǎo)致實(shí)際作業(yè)時(shí)螺栓孔難以對正的情況。（3）在選擇輸送具有較大可燃性、爆炸性介質(zhì)以及起到隔熱保護(hù)作用的管道材料時(shí)，如果以軟密封球閥為主，那么使用防靜電、防火結(jié)構(gòu)球閥最為理想，保證閥桿長度相當(dāng)。
4.結(jié)論
綜上所述可知，石油化工管道設(shè)計(jì)高水平是保障石油化工管道正常有序運(yùn)行的關(guān)鍵。本文雖對石油化工管道設(shè)計(jì)事項(xiàng)予以了詳細(xì)的分析和研究，但對管道設(shè)計(jì)造成影響的因素還有很多，所以設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)過程中應(yīng)善于總結(jié)、積累工作經(jīng)驗(yàn)，不斷提高自身設(shè)計(jì)水平，及時(shí)處理存在的設(shè)計(jì)問題，唯有如此，才會(huì)有效抵制安全隱患的發(fā)生。
作者：鄧晨旭馬勇單位：北京華福工程有限公司天津分公司
1石油化工裝置低壓大口徑管道的設(shè)計(jì)原則
1.1支管連接的設(shè)計(jì)原則整體補(bǔ)強(qiáng)法及三通是大口徑管道支管連接中常用的連接形式。整體補(bǔ)強(qiáng)法中，主要的施工方法是使主管的局部厚度增加，而具體的厚度增加值則要通過應(yīng)力分析來進(jìn)行確定，同時(shí)要參照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)厚度要求；如果是采用三通與主管直接焊接，主要采用的是相鄰支管引出的方式。除了與閥門相連接時(shí)要有法蘭，其他連接方式中，首選焊接連接的連接方式，該種連接方式能夠有效的減少維修工作中的工作量。
1.2大口徑管道設(shè)計(jì)的安全可靠性原則在石油化工裝置低壓大口徑管道設(shè)計(jì)的各項(xiàng)原則中，最主要的設(shè)計(jì)原則就是要遵從安全可靠性原則，這就需要在開始大口徑管道的設(shè)計(jì)之前，綜合考慮各種因素，對影響大口徑管道安全性能的各種因素進(jìn)行綜合分析，做好統(tǒng)籌規(guī)劃工作，要根據(jù)管道所要運(yùn)輸?shù)氖突ぎa(chǎn)品的化學(xué)性質(zhì)，選擇合適的管道材料及安全防護(hù)措施。對于需要運(yùn)輸可燃性氣體、可燃性液體等氣體的管道，為了提高管道的柔性，一般采用自然補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償方式，不建議采用金屬波紋管膨脹節(jié)的補(bǔ)償方式。石油化工系統(tǒng)的大口徑管道，不僅具有管道特性還具有壓力容器的相關(guān)性能，這會(huì)使得管道在使用過程中，局部地區(qū)會(huì)形成應(yīng)力集。這就要求在管道應(yīng)力分析的過程中，綜合考慮器件的參數(shù)性能及施工工況等各種因素，如閥門制造中的要求、管道設(shè)計(jì)中力矩的要求等。為了將管道的應(yīng)力控制在合理的范圍內(nèi)，應(yīng)該對理論值與實(shí)際值之間的偏差進(jìn)行有效的分析。另外，在考慮大口徑管道的安全可靠性時(shí)，還應(yīng)該考慮到風(fēng)載荷的影響。
1.3大口徑管道設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理性原則大口徑管道設(shè)計(jì)中，其經(jīng)濟(jì)合理性也是需要考慮的重要因素之一。在保證管道的安全可靠性的前提下，要盡量降低管道的成本，盡量減少管道的組件數(shù)量，降低管道的長度。為了減少管道切割及焊接的工作量，在管道的采購過程中，應(yīng)該與供貨商進(jìn)行良好的協(xié)商，使生產(chǎn)出來的管道長度與工程的要求相符。
2石油化工裝置低壓大口徑管道的維護(hù)要點(diǎn)
為了保證大口徑管道的使用安全，對其進(jìn)行有效的維護(hù)是非常必要的。對于管道的磨損情況要進(jìn)行定期的檢查，對孔板的流速進(jìn)行合理的控制。石油化工產(chǎn)品通常對管道具有一定的腐蝕作用，這就要求在使用的過程中，對大口徑管道的腐蝕情況進(jìn)行定期的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)該及時(shí)的予以維修或更換。對于出現(xiàn)泄露的管道，應(yīng)該在查明其泄露原因的基礎(chǔ)上，采取適當(dāng)?shù)拇胧┯枰蕴幚怼Ｔ诠艿赖脑O(shè)計(jì)施工階段，對管道的布置進(jìn)行了合理的規(guī)劃，但是在其使用的過程中，容易受到各種因素的影響，使管道的布置發(fā)生改變。因此，在管道的維護(hù)階段，應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)拇胧?，對管道的布置情況予以固定，同時(shí)對于對管道布置有較大影響的干擾，應(yīng)該想辦法予以消除。在進(jìn)行地下大口徑管道的鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)該對鋪設(shè)區(qū)域的車輛荷載進(jìn)行分析，防止因車輛的重載對管道造成破壞。在管道的使用過程中，應(yīng)該選用合理的污垢處理措施，對管道中的污垢予以清理，保證管道的正常運(yùn)行。石油化工管道在使用的過程中，很容易因?yàn)楦鞣N因素的影響發(fā)生爆炸，這就需求對安全閥、壓力表等運(yùn)行情況予以嚴(yán)密的檢測，如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，應(yīng)該立即進(jìn)行處理。另外，如果安全閥、壓力表等設(shè)備自身出現(xiàn)故障，應(yīng)該立即予以更換，保證大口徑管道的使用安全。
3結(jié)語
石油化工產(chǎn)品在進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，主要的運(yùn)輸介質(zhì)就是管道，但是石油化工產(chǎn)品的化學(xué)性質(zhì)存在一定的特殊性，這就要求在進(jìn)行石油化工裝置低壓大口徑管道的設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)工程施工的整體要求，遵守相關(guān)的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。本文對其設(shè)計(jì)原則及維護(hù)要點(diǎn)進(jìn)行了簡單分析，對于大口徑管道的設(shè)計(jì)有一定的參照作用。
作者：孫曉琳單位：遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院
1石油化工泵裝置的管線布設(shè)方法
1.1泵入口位置異徑偏心管的應(yīng)用對于石油化工泵來講，科學(xué)的管道設(shè)計(jì)是確保其正常工作的基礎(chǔ)與前提。如果石油泵的入口管體系發(fā)生改變，則變徑管能夠在變徑位置將氣體匯集起來，防止發(fā)生由于安裝不合適而引發(fā)的汽蝕問題。在泵的入口水平端，需要選取異徑的偏心管進(jìn)行施工，在裝設(shè)異徑偏心管期間，一般選用頂平安裝操作，同時(shí)加裝低點(diǎn)排液裝置。
1.2石油泵入口端直管的布設(shè)在液體流入石油泵內(nèi)后，加入存在渦流、偏流情況，很容易損壞液體的流動(dòng)平衡，變更石油泵的養(yǎng)成，并且造成氣阻問題，進(jìn)而降低泵的工作質(zhì)量及效率，減少泵的使用時(shí)間。所以，相關(guān)工作人員在進(jìn)行管道規(guī)劃期間，需要在石油泵的入口位置加裝一段直管階段，進(jìn)而縮減其對泵的作用。如果泵的類別不同，則其前方的直管段也存在差別。例如：如果泵的類別為側(cè)向吸入形式，那么吸入口前方的直管長度需要超過管道直徑的3倍以上；如果泵的類別為雙吸離心泵，為了防止發(fā)生汽蝕問題，則應(yīng)保證雙吸泵的入口成對稱狀態(tài)?；诒幂S同吸入管道平行的基礎(chǔ)上，需要保證直管段長度超過7倍的管道直徑。當(dāng)石油泵的軸同吸入管線成垂直狀態(tài)，則閥門、彎頭等均可被視為直管段。
2石油化工冷換裝置的管線布設(shè)方法
針對石油化工裝置的其他工藝來講，冷換裝置的管線鋪設(shè)技術(shù)相對較為簡單。在布設(shè)換熱設(shè)備的管道期間，需要嚴(yán)格遵照PID的內(nèi)容，并且對管線的經(jīng)濟(jì)性急柔性予以深入思考。優(yōu)先考慮合金材質(zhì)管道及直徑較大的管道，盡可能縮減管道的長度，減少管道的彎頭。重點(diǎn)對冷卻設(shè)備的檢修操作、熱應(yīng)力、操作空間等予以關(guān)注。
2.1設(shè)備的操作及檢修空間對于管殼形式的換熱設(shè)備來講，不管是否采用集中布設(shè)的方法，亦或是選用單獨(dú)布設(shè)技術(shù)，都需要保證管道的布設(shè)同管箱位置的管束空間不發(fā)生矛盾，并且也不會(huì)對管殼及箱頭的側(cè)面拆卸空間造成阻礙。在布設(shè)換熱設(shè)備的管道期間，需要確保管道操作及維修方便，同時(shí)不阻礙通行及檢修。將裝有調(diào)節(jié)閥門或者閥門組的管道放置在接近換熱設(shè)備的操作途徑上，同時(shí)盡可能保證調(diào)節(jié)的閥門同機(jī)械設(shè)備成平行狀態(tài)。在換熱設(shè)備四周加裝溫度計(jì)，將閥門等構(gòu)件安放到距離通道較近的位置，從而為后續(xù)觀察及操作提供方便，保證換熱設(shè)備同法蘭、筒體之間的距離符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
2.2管道的熱應(yīng)力一般情況下，換熱設(shè)備在設(shè)置固定點(diǎn)時(shí)應(yīng)將其位置加設(shè)在管箱的頂部位置，同封口處管嘴項(xiàng)鏈的管道需要細(xì)致考量換熱設(shè)備由于溫度作用而發(fā)生膨脹的情況。在設(shè)計(jì)冷卻設(shè)備的管線期間，不可以讓管嘴承載過大的合力及作用。如果管道類別為高溫管道時(shí)，則管線的形狀需要具備良好的熱補(bǔ)償性能。利用加設(shè)導(dǎo)向支架及固定支架的方法分散管嘴的作用力，從而保證管道順利工作。
3總結(jié)
總而言之，對于石油化工裝置來講，管道的設(shè)計(jì)技術(shù)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)內(nèi)容，不但需要設(shè)計(jì)從業(yè)者自身具備良好的專業(yè)知識及綜合素養(yǎng)，掌握相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，同時(shí)還需要設(shè)計(jì)從業(yè)者不斷提高自身的設(shè)計(jì)理念，更新自身的設(shè)計(jì)思路。
作者：孫曉琳單位：遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院
1現(xiàn)階段石化裝置防火設(shè)計(jì)方案思路
現(xiàn)階段新建石油化工工程的防火設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格遵守GB50160—2008《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(以下簡稱防火規(guī)范)，防火設(shè)計(jì)思路嚴(yán)格執(zhí)行了防火規(guī)范的總體思路:“預(yù)防—隔離—控制—撲救—避難”，這一思路貫穿了防火規(guī)范的前后。預(yù)防是指解決可燃物的跑、冒、滴、漏，隔離是要防止泄漏的可燃物與明火接觸(一般采取設(shè)置水幕、蒸汽幕、建筑物內(nèi)通風(fēng)等措施)，制是指防止火災(zāi)蔓延(一般采取設(shè)防火間距、耐火涂層、噴淋冷卻等措施)，撲救是指對火災(zāi)進(jìn)行撲救的消防能力，避難指現(xiàn)場人員能迅速離開火災(zāi)現(xiàn)場。由此可以看出防火設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。在工程設(shè)計(jì)中，不僅要重視防火間距、總體布局，還要重視消防設(shè)施的配備。
2基于風(fēng)險(xiǎn)評估的防火設(shè)計(jì)方案的可行性
防火規(guī)范所規(guī)定的內(nèi)容都是最基本的，具有普遍性，是成熟的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。對于某項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)，符合了防火規(guī)范的要求，并不一定表明該項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的防火設(shè)計(jì)是完善的。因?yàn)楣こ添?xiàng)目設(shè)計(jì)中涉及到許多特性問題及防火規(guī)范未包括的新技術(shù)問題，這就在客觀上說明制定針對性的防火設(shè)計(jì)方案的必要性。防火規(guī)范對其應(yīng)用范圍作了說明，規(guī)定“新建石油化工工程的防火設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格遵守本規(guī)范?！偷?cái)U(kuò)建或改建的石油化工工程的防火設(shè)計(jì)應(yīng)首先按本規(guī)范執(zhí)行，當(dāng)執(zhí)行本規(guī)范某些條款確有困難時(shí)，在采取有效的防火措施后，可適當(dāng)放寬要求，但應(yīng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析和評估，并得到有關(guān)主管部門的認(rèn)可?！奔磳τ诰偷馗臄U(kuò)建工程由于已有部分不符合現(xiàn)有規(guī)范的要求，建設(shè)單位可以在主管部門認(rèn)可的前提下對項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)程度再確定采取的防火設(shè)計(jì)內(nèi)容。這一說明可以理解為對基于風(fēng)險(xiǎn)評估的防火設(shè)計(jì)在法規(guī)層面的認(rèn)可。國家標(biāo)準(zhǔn)《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》編制組為了解著火油罐火焰輻射熱對鄰近罐的影響，運(yùn)用挪威船級社的安全計(jì)算軟件，對浮頂罐20m防火間距作出安全評價(jià)。雖然僅僅是對油罐火災(zāi)后果進(jìn)行的計(jì)算分析，但也是對風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中一種有益的應(yīng)用。風(fēng)險(xiǎn)評估的核心是判斷風(fēng)險(xiǎn)是否可以接受，風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)是用來對風(fēng)險(xiǎn)的重要性加以判斷的準(zhǔn)則，是基于風(fēng)險(xiǎn)的防火設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局已提出了可接受風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)則，中國石油天然氣集團(tuán)公司、中國石油化工集團(tuán)公司也分別制定了其內(nèi)部的可接受風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)則。近年來隨著定量風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)的發(fā)展及推廣，國內(nèi)多數(shù)液化天然氣工程均已進(jìn)行過定量風(fēng)險(xiǎn)分析。這些工作都對項(xiàng)目的安全設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。
3基于風(fēng)險(xiǎn)評估的防火設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用舉例
基于風(fēng)險(xiǎn)評估的防火設(shè)計(jì)的應(yīng)用主要在以下三個(gè)方面。
3．1對高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備、設(shè)施的關(guān)注高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備、設(shè)施是通過風(fēng)險(xiǎn)評估確定出來的風(fēng)險(xiǎn)排序較高的設(shè)備，如熱油泵、高大框架等。這一部分的設(shè)備設(shè)施應(yīng)該在防火設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)關(guān)注?，F(xiàn)有的防火規(guī)范在確定防火間距時(shí)，考慮的主要原則和依據(jù)有:重點(diǎn)保護(hù)對象(人員集中場所)、可燃物質(zhì)類別、火災(zāi)影響距離和可燃?xì)怏w擴(kuò)散范圍、點(diǎn)火源/釋放源的分類等因素，均簡單地從火災(zāi)后果的角度提出應(yīng)對措施，而不是設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)評估的方法有很多種，主要分為定性、定量兩類。其中較為簡便、有效的分析方法主要有事件樹分析、風(fēng)險(xiǎn)矩陣、保護(hù)層分析等。當(dāng)然也可以通過建立簡單的風(fēng)險(xiǎn)分析數(shù)學(xué)模型判斷高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備，如文獻(xiàn)就利用模糊綜合評判法來確定關(guān)鍵設(shè)備。中國石化工程建設(shè)有限公司目前承擔(dān)一個(gè)以火災(zāi)事故概率統(tǒng)計(jì)分析及輻射熱火災(zāi)模擬計(jì)算為基礎(chǔ)的關(guān)于火災(zāi)探測技術(shù)及滅火系統(tǒng)的研究課題，就是一種針對高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備、設(shè)施實(shí)施的防火設(shè)計(jì)方案研究。
3．2對高風(fēng)險(xiǎn)事故的關(guān)注防火規(guī)范的設(shè)置僅考慮局部設(shè)備著火的影響，不考慮重大火災(zāi)爆炸事故的影響，僅著眼于有限的生產(chǎn)實(shí)踐中出現(xiàn)的高頻率、小規(guī)模、低損失的火災(zāi)事故，而不考慮“低頻率、大規(guī)模、高損失的特殊事故”。從事故的發(fā)生發(fā)展角度看，是存在一系列可以傳播危險(xiǎn)的事故序列，從失事點(diǎn)到事故后果之間有著復(fù)雜的中間原因、后果。同樣，導(dǎo)致這一事故序列風(fēng)險(xiǎn)較高的原因也很復(fù)雜。顯然對一些“中等頻率、大規(guī)模、高損失的事故”也應(yīng)該采取防范措施并密切關(guān)注。對高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估時(shí)采取的分析方法同樣也適用于事故序列分析，另外也可采取一些系統(tǒng)性的分析方法，如危險(xiǎn)與可操作性研究、領(lǐng)結(jié)圖分析等。
3．3對已有消防設(shè)施的評估對已有消防設(shè)施的評估主要集中在對消防設(shè)施的可靠性和有效性兩方面的分析。以設(shè)施可靠性為中心的評價(jià)，主要考慮各子系統(tǒng)的可靠性。應(yīng)用事件樹、事故樹等常用的風(fēng)險(xiǎn)分析方法對各系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析，找出對系統(tǒng)可靠性影響較大的因素，采取針對性的防范措施來提高消防系統(tǒng)的可靠性。針對消防設(shè)施有效性的評價(jià)一般采用計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行分析。(1)事故后果模擬分析事故后果模擬分析軟件主要針對設(shè)置的災(zāi)害后果條件計(jì)算其影響范圍，常用的軟件有DNV-PHAST，Shell-FRED等。文獻(xiàn)［8］介紹了利用PHAST軟件模擬火災(zāi)后果分析平面布置。本研究以Shell-FRED為例介紹其在消防設(shè)施有效性評價(jià)方面的應(yīng)用。ShellFRED是殼牌公司開發(fā)的一套用于對危險(xiǎn)品泄漏后果建模的軟件系統(tǒng)。通過對火災(zāi)(池火災(zāi)、罐頂火、壕溝火、噴射火)事故后果的模擬，可以計(jì)算出距離事故點(diǎn)某一場所受到事故的影響結(jié)果。影響結(jié)果包括對人員的影響和對設(shè)備的影響。對人員影響的計(jì)算結(jié)果包括:①正常著裝并佩戴安全帽的人員在指定位置能夠暴露的最長時(shí)間(s);②指定位置人員接收的熱量;③熱量對指定位置人員造成的生理影響。這3個(gè)數(shù)據(jù)可以評判消火栓、消防炮等消防設(shè)施設(shè)置位置的合理性，也可以用來判斷指定位置的消防隊(duì)員能否完成規(guī)定的滅火作業(yè)步驟，可以優(yōu)化滅火作業(yè)步驟。對設(shè)備的影響計(jì)算結(jié)果除了常規(guī)的熱輻射計(jì)算外，還會(huì)得到鋼制設(shè)備長時(shí)間暴露在火災(zāi)環(huán)境后可能達(dá)到的表面溫度，表面溫度本身就可能成為二次火災(zāi)事故的點(diǎn)火源，也可能燙傷人員及滅火設(shè)施(如消防水管)。(2)事故過程數(shù)值仿真軟件分析數(shù)值仿真軟件分析是運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)，根據(jù)使用者定義的條件通過對區(qū)域內(nèi)的流場分析計(jì)算獲得接近真實(shí)場景的計(jì)算結(jié)果。該類軟件已廣泛應(yīng)用于航空/航天、汽車制造、機(jī)械制造、石油化工等各行業(yè)。能夠較好地應(yīng)用于火災(zāi)環(huán)境數(shù)值仿真的軟件主要有:ANSYS(通用大型的有限元分析軟件，能對應(yīng)力場、溫度場、流體場、進(jìn)行有限元分析)、FLACS(燃燒速度仿真模擬)、KFX(KameleonFireEx，ComputIT公司所開發(fā))等。與其他軟件比起來KFX可以幫助設(shè)計(jì)人員完成消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(噴頭的布局、類型及方案的選擇)、消防系統(tǒng)的驗(yàn)證，效果的模擬。用KFX可以模擬噴水對火災(zāi)發(fā)展的作用以及火焰和液滴之間的相互作用，可以模擬所有類型的消防系統(tǒng)，例如噴淋系統(tǒng)、自動(dòng)噴水系統(tǒng)、水幕、水霧系統(tǒng)等。模擬復(fù)雜空間、封閉空間內(nèi)的火災(zāi)，考慮外部風(fēng)場和自然通風(fēng)或人工通風(fēng)系統(tǒng)對火災(zāi)的影響。模擬設(shè)備及承重結(jié)構(gòu)在含有和不含有消防水系統(tǒng)時(shí)的熱載荷情況，包括動(dòng)力學(xué)響應(yīng)、變形和結(jié)構(gòu)的整體塌陷。
4小結(jié)
基于風(fēng)險(xiǎn)評估的防火設(shè)計(jì)開展的前提是必須符合現(xiàn)行的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在此前提下通過風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)，利用最低合理可行原則為較高風(fēng)險(xiǎn)提出措施，使得系統(tǒng)安全性和經(jīng)濟(jì)性相互統(tǒng)一。消防系統(tǒng)可靠性分析及火災(zāi)事故過程數(shù)值模擬是最能有效提高防火設(shè)計(jì)效果的手段，但存在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺失、計(jì)算過程復(fù)雜等方面的缺陷，還需要大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與經(jīng)驗(yàn)積累。
作者：張斌單位：中國石化工程建設(shè)有限公司
