施以成

（江蘇省化工設計院有限公司，江蘇南京 210024）

探討化工廠區(qū)內(nèi)管廊管道設計

施以成

（江蘇省化工設計院有限公司，江蘇南京 210024）

化工廠區(qū)內(nèi)管廊承載著廠區(qū)內(nèi)各區(qū)域之間管道連接，是廠區(qū)內(nèi)各裝置之間或各設施之間的物料運輸通道。對廠區(qū)內(nèi)管廊進行合理科學的設計，一方面保障了化工廠正常運行，另一方面對廠區(qū)科學布置、節(jié)約用地、安全生產(chǎn)都有重要作用。對化工廠區(qū)管廊的布置、管道設計等方面進行闡述。

管廊設計；管道設計；化工廠

1 管廊總體布置及走向

根據(jù)管道數(shù)量、電儀橋架的大概寬度，并結(jié)合廠區(qū)內(nèi)各子項的功能要求，確定管廊的高度、寬度和層數(shù)。并結(jié)合廠區(qū)總圖綜合考慮消防通道、地下管道和電纜及附近建筑物、室外設備等情況，并避開設備的檢修空間，對以上因數(shù)進行綜合考慮。

在管架設計之前，設計人員應根據(jù)總圖布置、現(xiàn)場地形、建構(gòu)筑物特點、管道特點等方面確定管架的結(jié)構(gòu)形式，以及跨越廠內(nèi)道路采用的桁架型式，并且確定管廊沿著廠區(qū)的走向。

管廊邊緣距離廠區(qū)內(nèi)其他建構(gòu)物的水平距離，管廊基礎距離地下管網(wǎng)的距離應充分考慮，否則會造成現(xiàn)場施工問題，具體可按照《化工企業(yè)總圖運輸設計規(guī)范》中提出的間距進行設計。管廊的布置能使大多數(shù)管道、電儀橋架布置合理，并做到少繞行以減少管道、電儀橋架的長度。

2 管廊型式

管廊由多個管架組成，化工廠區(qū)內(nèi)常見的管架型式有：①單柱獨立式管架；②雙柱獨立式管架；③雙柱聯(lián)系梁式管架；④桁架式管架；⑤管墩。其中，單柱獨立式管架、雙柱獨立式管架、雙柱聯(lián)系梁式管架根據(jù)管道荷載、管架高度、管架跨度進行選用。一般管架跨度較大時選用雙柱聯(lián)系梁式管架，當管架上管道數(shù)量較少時選用單柱獨立式管架，其他情況選用雙柱獨立式管架。

管廊跨路時一般采用桁架式管架。管墩適用于管道下方不考慮通行的情況，如果管墩的設置不影響廠區(qū)的交通和擴建，可以考慮選用管墩。管墩一般設置在廠區(qū)邊界或罐區(qū)，其特點是投資較省且方便管道的維修。

管架根據(jù)其建造材料的不同，分為混凝土管架和鋼結(jié)構(gòu)管架型式?；炷凉芗艿膬?yōu)點是防腐性能、防火性能好，但其缺點混凝土養(yǎng)護時間較長，影響建設速度；而鋼結(jié)構(gòu)管架施工或改造方便，但是建成后維護不如混凝土管架省心，要定期進行防腐保養(yǎng)。

3 管廊設計及管道布置

管廊的寬度主要取決于：管廊上敷設的管道數(shù)量（并考慮預留管道數(shù)量）、管道公稱直徑、管道是否采用保溫、電儀橋架的寬度，通常設計上一般在以上計算上附加10%～30%的裕量。兩根平行敷設的管道，管道之間應保持間距以滿足施工和檢修的要求。對于化工廠區(qū)常見的管廊下面布置泵、換熱器等設備時，其寬度和高度不但要滿足管道、電儀橋架布置空間要求，還要滿足這些設備布置和安裝的要求。

另外一些特殊化學品的管道還要滿足相應的專業(yè)規(guī)范，如氧氣管道。除上述管道之間的間距外，管道與電儀橋架，電氣橋架與儀表橋架之間也有相應的要求。電氣橋架與儀表橋架之間的間距主要考慮到強電對弱電的干擾。

一般在設計中，廠區(qū)內(nèi)管廊布置的凈空高度需滿足《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》《石油化工工藝裝置布置設計規(guī)范》。多層管廊中，管廊間的層高差一般為1～2m，取決與管徑大小、檢修操作要求。一般設計中盡量選用同一跨度進行設計，管廊的跨度是根據(jù)管廊上的管道口徑?jīng)Q定的。若管廊上有一定數(shù)量的非金屬管道，此類管道的跨距非常小，可通過局部做次梁的方法滿足管道的跨距。小直徑、氣體管道、公用工程管道宜布置在管廊中間，一般考慮公稱直徑大的管道布置在柱子一側(cè)，管道的布置盡量按照利于管道進出方位布置。

對于交叉或換向的管廊，應結(jié)合管道布置考慮是否設計成錯層管廊。對于L型拐彎變向的管廊，如果考慮到管道在這段管廊有上標高有變化，管道標高的變化有利于管道排布位置調(diào)整（排列順序），一般在管道進出車間時可能遇到這種情況。這樣在設計管廊時，拐彎處的管廊標高應根據(jù)做相應的調(diào)整。對于次管廊與主管廊的交叉，如T形交叉，一般設計上，將次管廊的每層管架做的比主管廊低一些。如主管廊、次管廊為均雙層管廊，主管廊的兩層標高分別是7m和5.2m，次管廊的兩層標高可以設置為6.1m和4.3m。這樣的好處是，當主管廊上管道引上次管廊的時候十分順暢，不用特意局部拐彎或避讓。同理，次管廊往主管廊上引管道亦然。

4 管廊上管道的荷載及補償

管廊的垂直荷載是結(jié)構(gòu)自重、管道、附件、保溫材料、防火材料、介質(zhì)或試壓介質(zhì)、操作平臺及其附件、電纜及儀表槽板重量的之和。對荷載大于10kN或者管徑在DN300及以上較大管道，產(chǎn)生的集中荷載要特別指明，以便結(jié)構(gòu)專業(yè)合理設計管架。

對于輸送易燃易爆或有毒介質(zhì)的管道（高溫或低溫管道），設計上一般利用自然補償來吸收管道變形量。管道的Π型補償器一般靠近兩個固定架中間位置設置。為不影響其他管道的布置，補償器應高出700～900mm。為了避免管道橫向位移過大，在補償器的兩側(cè)設導向架，再根據(jù)管道補償?shù)脑O置提出管廊的固定架位置和水平荷載。

5 結(jié)束語

管廊連接著廠區(qū)內(nèi)各子項或各構(gòu)筑物，設計人員在設計管廊時，應對輸送物料特性、廠區(qū)整體要求進行細致的分析，將理論知識和實踐經(jīng)驗相結(jié)合，合理選型和布置，以保障管廊及管道安全、科學、可靠的運行。

[1] SH 3011—2011，石油化工工藝裝置布置設計規(guī)范[S].

[2] GB 50160—2008，石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范[S].

Discussion on Pipe Rack and Piping Design for the Chemical Plant

Shi Yi-cheng

The pipe rack in the chemical plant area carries the pipe connection between the various areas of the plant，which is the material transport channel between the facilities.The reasonable scientific design of the pipe rack in the factory area ensures the normal operation of the chemical plant.And it plays an important role in the scientific layout，economizing land and production safety of the plant.

pipe rack design；piping design；chemical plant

TQ055.8

B

1003-6490（2017）12-0153-01

2017-10-12

施以成（1983—），男，安徽安慶人，工程師，主要研究方向為化工工藝及管道設計。