孫德勝，彭建國(guó)

（1.中國(guó)石油工程建設(shè)公司大連設(shè)計(jì)分公司，遼寧大連 116011；2.中國(guó)石油工程建設(shè)公司，北京 100011）

在石化煉廠的含油廢水處理工藝中，涉及到諸多種藥劑的投加。筆者考察了國(guó)內(nèi)幾家煉廠的加藥間，發(fā)現(xiàn)因國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)公開(kāi)發(fā)行的加藥間配管設(shè)計(jì)規(guī)范可供參考，所以由不同的設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)的加藥間，其配管設(shè)計(jì)思路相差很大。本文以中石油廣西石化1 000萬(wàn)t/a煉油工程污水處理場(chǎng) （以下簡(jiǎn)稱(chēng)廣西煉廠項(xiàng)目）的加藥間配管設(shè)計(jì)為實(shí)例，結(jié)合筆者的設(shè)計(jì)體會(huì)，主要從加藥泵系統(tǒng)的典型配置、加藥管材的選擇、加藥泵管路系統(tǒng)的配管、管道的敷設(shè)方式和加藥間的布局設(shè)計(jì)5個(gè)方面對(duì)加藥間配管的設(shè)計(jì)方法及思路進(jìn)行探討。

1 加藥泵系統(tǒng)的典型配置

加藥泵系統(tǒng)的常用附件主要有：安全閥、背壓閥、脈沖阻尼器、流量校準(zhǔn)柱、隔膜壓力表、注射閥、沖洗接口、Y型過(guò)濾器等，見(jiàn)圖1。

對(duì)于安全閥、流量校準(zhǔn)柱、注射閥等常規(guī)附件，可以參見(jiàn)計(jì)量泵制造商的相關(guān)技術(shù)資料，本文不再介紹。以下主要介紹加藥泵系統(tǒng)中較為重要的脈沖阻尼器、背壓閥等。

脈沖阻尼器：常用的脈沖阻尼器為隔膜式，即脈沖阻尼器內(nèi)通過(guò)一個(gè)彈性橡膠膜片，將容器分隔為上下兩個(gè)腔體。下腔體通過(guò)被輸送液體，上腔體充有氮?dú)?。從?jì)量泵出來(lái)的脈動(dòng)流體進(jìn)入阻尼器后，由于氣體的可壓縮性，脈沖瞬間被吸收，系統(tǒng)可獲得穩(wěn)定的液流和壓力，從而緩解了管路的振動(dòng)，降低了噪聲，提高了管路的安全性。同時(shí)，脈沖阻尼器應(yīng)盡可能安裝在靠近泵出口的管道上，以避免管路產(chǎn)生振動(dòng)。

圖1 加藥泵系統(tǒng)典型配置示意

背壓閥：一般和脈沖阻尼器配合使用，主要用來(lái)在泵出口管路中產(chǎn)生恒定背壓。沒(méi)有脈沖阻尼器時(shí)，背壓閥將隨著每次泵沖程的進(jìn)行而快速打開(kāi)和關(guān)閉；有脈沖阻尼器時(shí)，背壓閥將在半開(kāi)和半閉的位置上振蕩，通過(guò)脈沖阻尼器吸收泵和背壓閥之間的流量峰值。

以上僅為工程中加藥泵的典型配置，而在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以在滿足工藝條件的前提下具體問(wèn)題具體分析，根據(jù)不同情況進(jìn)行合理的取舍。例如，如果選用的是小流量低壓力的電磁計(jì)量泵，由于泵的流量小，泵的流量校準(zhǔn)可以通過(guò)量筒等方式測(cè)定，故在泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，完全可以取消流量校準(zhǔn)柱；同時(shí)由于小流量低壓力的電磁計(jì)量泵在管路中產(chǎn)生的脈沖波動(dòng)有限，所以也可以取消脈沖阻尼器。

2 管材的選擇

含油污水處理過(guò)程中，需投加的化學(xué)藥劑往往是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及FeCl3等具有強(qiáng)腐蝕性的氯化物等，這些藥劑對(duì)管道材質(zhì)的要求往往很苛刻。如何合理、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行管材選型，是加藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵。

根據(jù)大量的工程實(shí)踐及試驗(yàn)，對(duì)含油污水處理過(guò)程中常用藥劑適用的管道材質(zhì)進(jìn)行歸納，見(jiàn)表1。進(jìn)行加藥系統(tǒng)配管設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)表1進(jìn)行合理選型。管材的選型一般應(yīng)在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上，盡量選用更通用、更經(jīng)濟(jì)的材質(zhì)。

表1 加藥管道選型

另外，非金屬管材相對(duì)于金屬管材，對(duì)應(yīng)用介質(zhì)及環(huán)境的溫度要求較為苛刻。例如，UPVC的適用溫度范圍一般為-15～50℃，超出這個(gè)溫度范圍，就會(huì)加速UPVC管的老化。故在進(jìn)行管材選擇時(shí)，應(yīng)查管材選型手冊(cè)或咨詢(xún)生產(chǎn)廠家，獲得管材的適用溫度范圍數(shù)據(jù)，然后根據(jù)表1進(jìn)行合理選材。

3 加藥泵管路系統(tǒng)的配管

3.1 常規(guī)配管

常規(guī)配管又可分為成橇配管方式和設(shè)置泵混凝土基礎(chǔ)配管方式兩種。二者在目前的石化污水處理加藥系統(tǒng)中均較常見(jiàn)。

成橇配管方式即橇裝式結(jié)構(gòu)，具有裝置占地小，安裝、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)，是小流量低壓力隔膜計(jì)量泵配管的首選。但大流量高壓力的電機(jī)驅(qū)動(dòng)柱塞計(jì)量泵，如果采用橇裝式結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮克服泵的振動(dòng)問(wèn)題。

設(shè)置泵混凝土基礎(chǔ)配管方式，是按石化行業(yè)傳統(tǒng)的化工泵配管思路進(jìn)行設(shè)計(jì)的。這里會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，即加藥系統(tǒng)多為非金屬小口徑管道，撓度很大。這樣在配管時(shí)，需要設(shè)置的管道支架就相對(duì)很多。這種配管方法雖然也能夠滿足工藝及安全要求，但總體上顯得雜亂無(wú)序。

3.2 設(shè)置配管建筑墻

設(shè)置配管建筑墻，是在進(jìn)行加藥間建筑布局設(shè)計(jì)時(shí)，在規(guī)劃的加藥系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)，依托周?chē)ㄖ镌O(shè)置一堵配管建筑墻。將計(jì)量泵采用膨脹螺栓或預(yù)埋地腳螺栓固定在墻體上，管道采用角鋼懸臂支架支撐，而支架生根于墻體。廣西煉廠項(xiàng)目加藥間的聚合物投加泵管道系統(tǒng)即采用這種配管方式，見(jiàn)圖2。如果藥劑儲(chǔ)存方式是采用鋼筋混凝土儲(chǔ)池而非儲(chǔ)罐，則可以省略配管建筑墻，而以?xún)?chǔ)池的一側(cè)池壁替代配管建筑墻。

設(shè)置配管建筑墻這種配管方式，能夠有效地利用空間，使加藥泵系統(tǒng)的占地面積進(jìn)一步縮小，同時(shí)，管道系統(tǒng)處于同一立體平面上，操作方便，且具有美感。不過(guò)，采用這種配管設(shè)計(jì)時(shí)，特別注意的是，墻體上加藥泵的安裝高度不應(yīng)超過(guò)實(shí)際工況下經(jīng)計(jì)算獲得的加藥泵的安裝高度值。

4 管道的敷設(shè)方式

4.1 管溝敷設(shè)

由于加藥間外輸管道多、管徑小，為避免管道顯得雜亂無(wú)章，所以在加藥外輸管道設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采用通常所說(shuō)的 “暗裝設(shè)計(jì)”，即管道集中在管溝中敷設(shè)。加藥外輸管道大多采用非金屬管，連接方式為粘結(jié)。根據(jù)以往工程實(shí)例，由于種種原因，管道的粘結(jié)處偶爾會(huì)發(fā)生泄漏現(xiàn)象。如果管溝蓋板選用玻璃鋼柵格板 （目前常規(guī)做法），則應(yīng)在加藥間室內(nèi)管溝中的加藥管道外套UPVC管，以防止管道發(fā)生泄漏時(shí)其中帶壓的藥劑對(duì)操作人員的傷害。

4.2 架空敷設(shè)

為防止管道泄漏造成藥劑噴濺等意外發(fā)生，架空敷設(shè)管道應(yīng)集中設(shè)置在托盒中。托盒一般用PVC板粘接而成，也有采用玻璃鋼板的。在托盒的適當(dāng)位置應(yīng)設(shè)置觀察口，同時(shí)托盤(pán)底保持大于0.003的坡度，最低點(diǎn)設(shè)置排放管及閥門(mén)。

5 加藥間的布局設(shè)計(jì)

加藥間藥劑儲(chǔ)罐 （儲(chǔ)池）應(yīng)本著 “同性狀或兩種藥劑相遇后不發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)的可相鄰布置”的原則進(jìn)行總體布局。同時(shí)，有嚴(yán)重腐蝕性的藥劑儲(chǔ)罐的周?chē)鷳?yīng)設(shè)置防護(hù)圍堰，其容積應(yīng)為藥劑罐最大儲(chǔ)液量。圍堰內(nèi)應(yīng)設(shè)有集液坑并做防腐處理。

圖2 加藥間聚合物投加泵管道系統(tǒng) （局部）立面示意

需要指出的是，氫氧化鈉這類(lèi)藥劑對(duì)水泥地面有嚴(yán)重的腐蝕性，為安全起見(jiàn)，氫氧化鈉儲(chǔ)池宜設(shè)置為半地下結(jié)構(gòu)，即氫氧化鈉儲(chǔ)池設(shè)在半地下的圍堰內(nèi)，圍堰內(nèi)要做防腐處理，其中圍堰地下部分的容積不宜小于氫氧化鈉儲(chǔ)池的容積。

另外，加藥間還應(yīng)設(shè)置強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)施、沖洗用新鮮水管道和吹掃空氣管道，同時(shí)加藥間加藥點(diǎn)應(yīng)設(shè)置洗眼器，加藥泵周?chē)O(shè)置塑料防護(hù)簾子等。

圖3為廣西煉廠項(xiàng)目加藥間的平面布置圖。

圖3 加藥間平面布置示意

6 結(jié)束語(yǔ)

加藥間一般以非金屬管道為主，管道多而雜，管徑小且撓度大。在配管設(shè)計(jì)時(shí)，要求配管專(zhuān)業(yè)周密地考慮諸多相關(guān)因素，同時(shí)要求與其他專(zhuān)業(yè)（如自控、電氣等專(zhuān)業(yè)）相協(xié)調(diào)。