崔俊杰 柴明 代月

摘 要：石油化工行業(yè)是我國(guó)工業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要前提和保障。罐區(qū)是石油化工行業(yè)發(fā)展過(guò)程中不可或缺的重要組成部分。罐區(qū)種類(lèi)繁多，其各自具有不同的功能。近年來(lái)，隨著石油化工行業(yè)的快速發(fā)展，其應(yīng)用最普遍的罐區(qū)，主要包括安全消防設(shè)置、輔助生產(chǎn)區(qū)和罐組等。筆者著重對(duì)儲(chǔ)罐布置及罐區(qū)布置和泵的布置和配管進(jìn)行論述，以提高整體配管設(shè)計(jì)水平。

關(guān)鍵詞：石油化工輸運(yùn)系統(tǒng)；罐區(qū)；泵；配管設(shè)計(jì)

1 引言

罐區(qū)在石油化工行業(yè)中占據(jù)舉足輕重的地位，其配管設(shè)計(jì)過(guò)程中所包含的設(shè)計(jì)要素也比較多。設(shè)計(jì)人員在對(duì)罐區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要結(jié)合儲(chǔ)備介質(zhì)的不同需求，對(duì)其安全性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合考慮。比如，氣象空間和儲(chǔ)罐內(nèi)物質(zhì)性質(zhì)在一定程度上都會(huì)影響儲(chǔ)罐的安全性。設(shè)計(jì)人員要結(jié)合石油化工輸運(yùn)系統(tǒng)的實(shí)際訴求，對(duì)儲(chǔ)罐型式進(jìn)行設(shè)置，并結(jié)合危險(xiǎn)介質(zhì)等級(jí)對(duì)其進(jìn)行合理選擇和配置，從設(shè)備布置和配管兩方面入手，提高整體配管質(zhì)量。

2 儲(chǔ)罐布置及罐區(qū)配管

2.1 火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)

如表1所示，為儲(chǔ)罐介質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(lèi)。

表1 液化烴和可燃液體的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(lèi)

2.2 儲(chǔ)罐布置

首先，防火間距。設(shè)計(jì)人員要結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)防火規(guī)范對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行成組布置。不同種類(lèi)的儲(chǔ)罐，其介質(zhì)也有所不同。儲(chǔ)罐包括地上儲(chǔ)罐和液化烴、可燃?xì)怏w、助燃?xì)怏w的地上儲(chǔ)罐兩類(lèi)。技術(shù)人員在對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行布置的過(guò)程中，要依據(jù)其實(shí)際需要，對(duì)防火間距進(jìn)行設(shè)置。如表2所示，為其防火間距要求。

其次，防火堤布置。設(shè)計(jì)人員在對(duì)防火堤進(jìn)行布置的過(guò)程中要注重其有效容積，確保其有效容積與相關(guān)防火規(guī)范相契合，避免其布置不合理引發(fā)安全隱患。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員要參考相關(guān)公式規(guī)范，對(duì)防火堤的有效容積進(jìn)行計(jì)算。

防火堤的容積用V表示，防火堤中心線圍成的水平投影面積用A表示，Hj表示設(shè)計(jì)液面高度，V1、V2、V3、和V4分別表示：防火堤內(nèi)設(shè)計(jì)液面高度內(nèi)的最大油罐基礎(chǔ)體積；最大油罐之外，防火堤設(shè)計(jì)液面高度之內(nèi)的液體體積和油罐基礎(chǔ)體積之和；中心線內(nèi)設(shè)計(jì)液面高速內(nèi)防火堤體積和內(nèi)培土體積之和；防火堤內(nèi)設(shè)計(jì)液面高度內(nèi)的隔堤、配管、設(shè)備和其他物體之和[1]。

表2 罐組內(nèi)相鄰可燃液體地上儲(chǔ)罐的防火間距

2.3 管口布置

在對(duì)儲(chǔ)罐管口進(jìn)行布置的過(guò)程中，要注重對(duì)其上部人孔和下部人孔進(jìn)行綜合考慮。技術(shù)人員要將下部人孔布置在斜梯下面。同時(shí)，其要與頂部人孔呈水平方向，并接近頂平臺(tái)。針對(duì)相對(duì)較高的側(cè)向人孔，要注重其方位布置，確保其與人孔接近。設(shè)計(jì)人員在對(duì)球形儲(chǔ)罐進(jìn)行布置的過(guò)程中，要結(jié)合平臺(tái)上的配管對(duì)其方位進(jìn)行協(xié)調(diào)布置，并在其頂部和底部各設(shè)置一個(gè)人孔。

設(shè)計(jì)人員在常壓立式儲(chǔ)罐浮子式液位指示計(jì)布置過(guò)程中，要讓其接近頂部人孔。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合其功能訴求，對(duì)液位控制器、液位報(bào)警器和非浮子式液位計(jì)時(shí)進(jìn)行設(shè)置。比如，其可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)液位計(jì)聯(lián)箱管進(jìn)行設(shè)置，以減少不必要的設(shè)備開(kāi)口，降低工程量。部分設(shè)備接口需要與聯(lián)箱管進(jìn)行連接，設(shè)計(jì)人員也要避免其與物料進(jìn)出口過(guò)近，并注重其周?chē)钠脚_(tái)和梯子設(shè)置，為儀表的安裝和維修提供便利。

設(shè)計(jì)人員在對(duì)立式儲(chǔ)槽底部進(jìn)行排液管設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要在基礎(chǔ)部位進(jìn)行溝槽預(yù)留。同時(shí)，要根據(jù)排液總管位置進(jìn)行排液口方位設(shè)置。設(shè)計(jì)人員在石油化工輸運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)配管設(shè)計(jì)過(guò)程中，要在液化石油氣儲(chǔ)罐底部預(yù)留出空間，以便于空氣流通[2]。

2.4 儲(chǔ)罐區(qū)配管

設(shè)計(jì)人員要對(duì)罐區(qū)內(nèi)管道進(jìn)行集中布置，進(jìn)行管墩敷設(shè)的過(guò)程中，要確保墩頂與底面的高度保持在30cm左右。管墩的間距設(shè)置要考慮管徑因素，并減少其通往各罐之間的管道交叉。結(jié)合管道具體情況對(duì)跨橋進(jìn)行設(shè)置，確保管頂與橋底面最低處高度不小于80mm。

物料管理人員要在進(jìn)出口設(shè)置切斷閥和插板，并在防火堤外部進(jìn)行集中設(shè)置。技術(shù)人員要對(duì)儲(chǔ)罐上應(yīng)用比較普遍的閥門(mén)具有明確的了解，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行集中布置，以確保操作過(guò)程中的便利。工藝物料管道上的切斷閥與儲(chǔ)罐接口連接，對(duì)其進(jìn)行布置的過(guò)程中，也要避免其距離儲(chǔ)罐過(guò)遠(yuǎn)。

技術(shù)人員在對(duì)罐區(qū)防火堤外兩列管廊進(jìn)行T形布置的過(guò)程中，要注重其標(biāo)高的差異性。并對(duì)管廊上的膨脹彎管進(jìn)行集中布置，以確保管架設(shè)置的合理性，為其提供便利。

技術(shù)人員要考慮液化石油氣儲(chǔ)罐氣相返回管道的相關(guān)情況，避免其形成下凹袋型，以免造成u型液封。部分液化石油氣儲(chǔ)罐排放口要垂直向上設(shè)計(jì)，為儲(chǔ)罐頂部安全閥出口提供便利，并在排放管最低點(diǎn)設(shè)置放凈口，并用管道對(duì)其進(jìn)行合理引導(dǎo)[3]。

3 泵的布置及配管

3.1 泵的布置

首先，露天布置。對(duì)泵進(jìn)行露天布置的過(guò)程中，要考慮管廊上方是否有空冷器，然后將泵布置在管廊內(nèi)側(cè)，并將其出口線對(duì)齊，與管廊柱中心線之間的距離保持在60cm。如果管廊上方有冷空氣，以340℃為分界點(diǎn)，泵溫在340℃以下，要將泵布置在管廊外側(cè)，并將其出口中心線對(duì)齊。伸出的管廊距柱中心線60cm，泵驅(qū)動(dòng)機(jī)設(shè)置在管廊內(nèi)側(cè)。泵的操作溫度不低于340℃，將泵布置在管廊外側(cè)，泵出口中心線對(duì)齊，與管廊柱中心線距離保持在3m，泵的驅(qū)動(dòng)機(jī)設(shè)置在管廊外側(cè)。

其次，半露天布置。降雨較多的地區(qū)一般采用半露天布置。設(shè)計(jì)人員會(huì)對(duì)氣候因素進(jìn)行綜合考慮，在管廊上方對(duì)泵進(jìn)行布置，并在上方管道的上部對(duì)頂棚進(jìn)行設(shè)置。技術(shù)人員要對(duì)相關(guān)設(shè)備布置要求進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)而結(jié)合實(shí)際需求對(duì)泵進(jìn)行布置。其也可以結(jié)合實(shí)際需求分別將泵布置成單排、雙排或者多排，以滿足不同的設(shè)計(jì)需求。

第三，室內(nèi)布置。寒冷地區(qū)或者風(fēng)沙相對(duì)較大的地區(qū)，基于安全和性能的雙重考慮，一般將泵布置在室內(nèi)。進(jìn)行室內(nèi)布置的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要注重泵房、泵棚和露天泵站地面要高于周?chē)孛?0cm，而泵基不低于10cm，以滿足石油化工輸運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)配管設(shè)計(jì)需求[4]。

3.2 泵的配管

管道布置要避免對(duì)起重機(jī)造成干擾。比如，輸送腐蝕性介質(zhì)的管道不要布置在泵和電機(jī)上方，避免對(duì)其造成破壞；布置過(guò)程中預(yù)留相應(yīng)的空間，以確保后期的檢修和拆卸；閥門(mén)安裝高度保持一致，便于操作等。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員要充分認(rèn)識(shí)到溫度對(duì)管道柔性的影響，管道柔性要滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求。將泵口承受的作用力控制在一定范圍內(nèi)。不同溫度介質(zhì)下，要通過(guò)應(yīng)力分析對(duì)泵管道布置進(jìn)行設(shè)計(jì)，整體布局從簡(jiǎn)處理。

設(shè)計(jì)人員要結(jié)合實(shí)際輸運(yùn)需求對(duì)泵進(jìn)行合理設(shè)置，以降低泵的維修難度。比如，在泵的水平吸入管和泵前管道彎頭處設(shè)可調(diào)支架。在泵出口第一個(gè)彎頭處設(shè)置吊架或者彈簧支架。在彈簧支架的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要注重對(duì)相關(guān)溫度要素進(jìn)行考慮。并結(jié)合相關(guān)廠商數(shù)據(jù)進(jìn)行離心泵接管管口的設(shè)置[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

石油化工輸運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)配管設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，需要專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行操作和執(zhí)行。近年來(lái)，隨著社會(huì)需求的加大，石油化工輸運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)配管設(shè)計(jì)難度也日益增加。設(shè)計(jì)人員要注重對(duì)管道進(jìn)行合理選擇，從根本上提高其配管設(shè)計(jì)質(zhì)量，為我國(guó)石油化工企業(yè)的快速發(fā)展提供物質(zhì)保障。

參考文獻(xiàn)

[1]陳穎超，李肖斌.石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)配管設(shè)計(jì)的研究[J].山西化工，2012，（01）：47-49.

[2]周月，周婷.化工廠配套丙烯原料罐區(qū)的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)計(jì)[J].山東化工，2013，（10）：197-200.

[3]康宏偉.淺談石油化工廠配套丙烯罐區(qū)的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)計(jì)[J].廣州化工，2014，（13）：157-159.

[4]張華莎.石油化工油品儲(chǔ)罐自動(dòng)化儀表及工程設(shè)計(jì)[J].石油化工自動(dòng)化，2015，（06）：6-13.

[5]陳雪梅，郝瑞梅，等.大型優(yōu)酷儲(chǔ)油罐區(qū)的安全設(shè)計(jì)[J].石油庫(kù)與加油站，2011，（05）：13-17.