張媚
(茂名瑞派石化工程有限公司,廣東 茂名 525000)
石油企業(yè)給排水管道通常埋地敷設(shè),其使用周期較長,一旦發(fā)生泄漏,較難察覺。給排水系統(tǒng)的合理設(shè)置及給排水管道的管材、防腐、閥門等的合理選擇,防止了地下水和土壤受到污染、保證了石油化工企業(yè)安全運行。
以參加過茂名乙烯項目為例,石油化工企業(yè)給排水系統(tǒng)可分為給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。給水系統(tǒng)包括生活給水、生產(chǎn)給水、循環(huán)水、消防水及回用水系統(tǒng)。根據(jù)“清污分流,污污分流”的原則排水系統(tǒng)可分為含油污水系統(tǒng)、生產(chǎn)污水系統(tǒng)、清凈雨水系統(tǒng)、生活污水系統(tǒng)。以下為排水系統(tǒng)的劃分原則:
(1)含油污水系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要排放油罐區(qū)及各生產(chǎn)裝置、輔助設(shè)施排出的含油污水,含油污水通過排污井或漏斗收集,重力流進入隔油池,預(yù)處理后由泵提升至廠區(qū)內(nèi)污水處理場處理達標(biāo)后排放。裝置污染區(qū)及罐區(qū)15min 前的初期雨水也進入含油污水系統(tǒng)。
(2)生產(chǎn)污水系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要排放裝置污染區(qū)及罐區(qū)15min以后的后期雨水,通過明溝收集進入生產(chǎn)污水系統(tǒng),經(jīng)泵加壓提升至污水處理場處理達標(biāo)后排放。
(3)清凈雨水系統(tǒng)。清凈雨水為廠區(qū)道路雨水,通過管道收集后進入雨水調(diào)峰池,經(jīng)監(jiān)測無污染后可直接外排或處理后再利用。如污染需切換閥門,將其輸送回污水處理場進行處理。
(4)生活污水系統(tǒng)。來自廁所、食堂、浴室生活污水,經(jīng)化糞池后壓力排往污水處理場的生化池。
生活污水需單獨收集,個別生活污水需排入生產(chǎn)污水、含油污水系統(tǒng)時,在接入前需設(shè)水封設(shè)施,以防止生產(chǎn)污水系統(tǒng)的有害氣體竄入生活設(shè)施。
石油化工企業(yè)給排水管道設(shè)計中,要加強與總圖、結(jié)構(gòu)等專業(yè)的溝通與配合,避免與防火堤、管架(廊)基礎(chǔ)的承臺相碰撞,且需將管道布置在建構(gòu)筑物、管架(廊)基礎(chǔ)的壓力傳遞范圍外。給排水管道與其他埋地管道的敷設(shè),需項目負(fù)責(zé)統(tǒng)一考慮,以縮小管道的占地面積,便于廠區(qū)將來的發(fā)展。
給排水管道不應(yīng)順道路敷設(shè)在路面或路肩下。給排水管道、檢查井敷設(shè)在車行道下時,排水管道應(yīng)考慮管頂覆土700mm以上,檢查井井體結(jié)構(gòu)應(yīng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
結(jié)合茂石化近幾年“含油污水上管架”、“消防水管線改造”項目,建議給水管道、壓力流排水管道如有條件盡量沿管墩或管架敷設(shè),以便及時發(fā)現(xiàn)管道泄漏、方便維護、防止污染地下水及土壤。
除生活給水管室內(nèi)部分采用塑料管外,其余給水管道一般鋼管,焊接連接。
根據(jù)“茂名油品質(zhì)量升級改造工程地下水防滲方案”,含油污水、生產(chǎn)污水管道建議采用輸送流體用無縫鋼管,焊接連接。相比較之前采用的低壓流體輸送用焊接鋼管,焊縫少、壁厚較厚,減少了管道泄漏的可能、延長了管道的使用壽命。
雨水管道一般采用球磨鑄鐵管,承插連接。球墨鑄鐵管耐腐蝕性能較強、管壁較厚、對管道基礎(chǔ)的要求較低、施工費用低。
生活污水管道室內(nèi)部分一般采用建筑排水用PVC-U 管道,粘結(jié)連接;室外部分一般采用低壓流體輸送用焊接鋼管,焊接連接,以避免過路時生活污水管道被壓損。
鋼骨架增強塑料復(fù)合管作為新型管材,具有機械強度高、耐溫性能好、雙面防腐、節(jié)能等優(yōu)點,適用于絕大部分石油化工給埋地排水管道,其應(yīng)用前景十分開闊。
根據(jù)“清污分流,污污分流”的原則,裝置污染區(qū)及罐區(qū)設(shè)置切換閥門,通過閥門的切換,將前、后期雨水進行分流。蝶閥具有安裝尺寸小、重量輕、操作靈活省力等優(yōu)點,但排水管道設(shè)計中,控制閥門一般多采用閘閥,較少采用蝶閥。因流體中有大量的雜質(zhì),蝶閥質(zhì)量上也存在一定的問題,經(jīng)常出現(xiàn)關(guān)閉不嚴(yán)的問題。
如廠區(qū)內(nèi)無單獨的后期雨水系統(tǒng)時,裝置污染區(qū)的后期雨水可視為清凈的雨水。前15min 的初期雨水進入含油污水系統(tǒng)后,關(guān)閉其控制閥,打開圍堰上設(shè)置的插板閘門,后期雨水將沿地面漫流至道路雨水邊溝。廠區(qū)雨水總排出口設(shè)控制閥門,發(fā)生泄漏時,污染排水進入了廠區(qū)清凈外排雨水溝時,可緊急關(guān)閉閘門,保證污染水全部截流在廠區(qū)內(nèi),避免更大范圍的污染擴散。消防水控制閥一般采用閘閥,因廠區(qū)內(nèi)的消防水管網(wǎng)均為環(huán)狀,水流雙向流動,此控制閥也可選用雙向硬密封選球閥。循環(huán)水主管管徑一般較大,故其控制閥一般選用蝶閥,蝶閥的安裝尺寸小,便于開啟。
給排水管道外防腐的好壞直接影響管道壽命,因此根據(jù)實際情況選擇合適防腐方案及等級是非常重要的。根據(jù)《石油化工設(shè)備和管道涂料防腐蝕設(shè)計規(guī)范》,埋地管道外防腐可采用石油瀝青漆、環(huán)氧煤瀝青漆、聚乙烯膠粘帶進行防腐。石油瀝青防腐涂層結(jié)構(gòu)成本低、但需在施工現(xiàn)場加熱石油瀝青、且對環(huán)境有一定的污染,故已漸漸淡出市場。聚乙烯膠粘帶防腐層防腐性能優(yōu)異,但其成本高、施工工藝較復(fù)雜、焊縫處易形成空鼓、補口操作復(fù)雜,石化企業(yè)還未廣泛采用。環(huán)氧煤瀝青防腐涂層結(jié)構(gòu)成本較聚乙烯膠粘帶低,具有一次成膜厚、耐酸堿、施工簡單等優(yōu)點,故石化企業(yè)一般選用環(huán)氧煤瀝青漆進行埋地管道防腐。在罐區(qū)及裝置污染區(qū),埋地管道一般采用環(huán)氧煤瀝青特加強級進行防腐,在非污染區(qū)可采用環(huán)氧煤瀝青加強級進行防腐。
裝置及罐區(qū)污染區(qū)內(nèi)設(shè)置的井、溝類應(yīng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),且進行抗?jié)B處理,混凝土抗?jié)B等級不小于P8,即井、溝內(nèi)表面刷水泥及滲透結(jié)晶型防水涂料、涂料厚度不小于1.0mm。
管道穿井壁處需設(shè)置防水套管,防止管道泄漏。
埋地管道均應(yīng)鋪設(shè)在未經(jīng)擾動的原土層上,若鋪設(shè)在回填土上,回填土必須分層夯實,壓實系數(shù)不小于95%。
壓力流管道敷設(shè)在淤泥、流砂和軟土質(zhì)時,采用碎石250mm,砂墊層250mm;重力流管道采用碎石250mm,砂墊層250mm。
在地質(zhì)條件較差、土質(zhì)松軟并且為流砂或淤泥、地下水位較高且富含地下水的地段,應(yīng)充分考慮地基及管道基礎(chǔ)的相關(guān)設(shè)計。
為防止因污水系統(tǒng)主管道接口及污水井滲漏,致使地下水和土壤受到污染,近幾年茂名石化企業(yè)已在廠區(qū)內(nèi)多處設(shè)污水提升池,污水經(jīng)泵加壓提升后,壓力流管道沿管架敷設(shè)至污水處理廠進行處理。
為避免發(fā)生火災(zāi)時災(zāi)情的擴大,確保安全生產(chǎn),需合理考慮水封設(shè)施的設(shè)置,水封高度不得小于250mm。結(jié)合工程實際經(jīng)驗,下面列舉一些設(shè)置水封的常見位置:(1)裝置區(qū)內(nèi)的塔、泵、冷換設(shè)備等區(qū)圍堰的排水出口,以及工藝裝置、罐區(qū)明溝和排水出口處均應(yīng)設(shè)水封。(2)罐組內(nèi)的重力流排水管在排出防火堤外應(yīng)設(shè)隔斷閥和水封設(shè)施。(3)隔油池的進出水管應(yīng)設(shè)水封。(4)生活污水如需進入生產(chǎn)污水系統(tǒng),接入前需設(shè)水封。(5)全廠性的含油污水系統(tǒng)主管管段長度超過300m 時,應(yīng)設(shè)水封井隔開。
CAD 是工程設(shè)計人員必不可少的工具,計算機繪圖有以下優(yōu)點:(1)將不同的管線進行分色、分層,通過打開或關(guān)閉某些圖層。一張圖紙可以呈現(xiàn)不同的內(nèi)容,也便于管道的合理布置、防止管道的相互碰撞。(2)修改方便。施工過程中解決的相關(guān)問題,可完整地體現(xiàn)在竣工圖上,方便以后的查閱。
加強與相關(guān)專業(yè)的溝通,統(tǒng)一規(guī)劃廠區(qū)內(nèi)埋地管道,可縮小管道的占地面積,便于廠區(qū)將來的發(fā)展規(guī)劃。合理選擇管道材質(zhì)、管道連接形式、控制閥門及金屬管道的外防腐,可延長埋地管道的使用壽命,防止地下水和土壤污染,亦可減少管道維護成本、確保廠區(qū)的安全生產(chǎn)。