戚姣
北京博鼎诚工程设计有限公司上海分公司，上海 200000
摘要：石油化工装置管廊上管道设计是一个较为复杂的设计过程，这项设计涉及的层面较多，并且设计的精确度要求较高，设计的过程较为复杂，因此在对其设计的过程中，应该重视管道设计的主要要求，以具体的设计要求作为管道设计的出发点，以使石油化工装置管廊上管道设计趋于完善。
关键词：石油化工;装置管廊;管道设计;要点分析
引言
针对石油化工企业的自身特点，其过程是非常复杂的，我们在进行生产过程中必须要有非常严格的操作化管理，对于石油化工装置管廊上管道的设计要点也要进行了解。利用现代化的高科技手段，合理的规划管道布置，通过不断地优化设计方案提升管廊上管道布置的合理性要求。有效的促进石油化工装置管廊上管道的布局的合理性，展开更为和谐的配置，确保各系统之间具有一定的协调性。所以石油化工装置管廊上管道设计是非常重要的关键内容。
1．化工装置管廊上管道设计要求
在对化工装置管廊上的管道进行设计时，为了确保管道具备优良的吸收性能，需要设置补偿器来辅助管道运行。如果管廊存在的管道都是高温管道，那么应该集中布置补偿器，使管道的布局更加合理，还应该设立补偿高度来使管廊始终保持一个水平状态。对管廊的标准高度进行测量时，应该按照管道的排列次序来进行测量，在原有高度的基础上对管廊的弯道进行设计，在这个过程中如果管道的次序发生了变化，那么设计弯道时需要对高度进行相应的改变。在设计时要充分考虑到高度的要求，最好保留一定的间距，这样才能在后期进行仪器支架的铺设。在设计时，因为管廊下方会设置一些泵体，设计师还应该考虑到泵体的尺寸，为其预留出足够的空间。一般来说，管道的宽度要设计在9米以上，而且如果超出预定的距离，那么就需要额外的支柱来支撑管道在设计阶段管廊的柱子周围还会布置一些调节阀组，仪表箱或者防雷箱等，所以说，在进行设计时，要尽量的将这些设备安装在方便检修的位置。
2．石油化工装置管廊上管道设计的要点
2.1运输管道材质选择
石油这种物质本身具有特殊性与腐蚀性，考虑到原料本身的特性，有必要在两侧分布热管道与冷管道，冷管道应该与热管道区分开避免冷热温差导致管道破裂。至于氧气管道一定要避免可燃气体管道，否则一旦发生泄漏后果不堪设想，会发生严重爆炸，给人民生命财产，国家经济带来巨大损失。
2.2管廊规格的测定
石油化工装置的管廊规格决定了管道的设计方案，因此，必须要对管廊的标高和宽度进行准确的测量，在测量时需要注意以下几点：在对有拐角的管廊进行管道的设计时，如果管道的排列顺序没有变化，在设计时需要保持与原来的标高一致；如果管道的排列顺序发生了变化，在拐角处的标高也要随之进行变化。通常情况下，管廊的高差是存在一定的必要性的，在进行设计时，误差也是在所难免的，但是，无论是否存在误差，管廊的高差一般不小于0.8m。
2.3明确管廊设计层高间距
管廊可以根据项目的实际情况包括管径大小和支架结构考虑单层或多层，要注意层间距应考虑装置内进出管廊或穿越管廊的最大口径管道，并与管廊上敷设相关交错位置的最大口径管道净距100mm，否则层高不够易导致管道走向进行不必要的上翻或下翻，造成成本浪费。个别大直径管道进入管廊改变标高有困难时，可以考虑平拐进入，所以此时该管道需要布置在管廊最外侧。当管廊改变方向或者两管廊相交成直角时，管廊应错层布置，错层的高度应考虑大口径管道的弯头半径，DN300以上管道弯头考虑用45°弯头连接，小于DN300的管道考虑用90°弯头连接。管廊层间距高差净距宜为0.6～1.5m。另外，如果电缆槽盒如若安装在非最上层，则需与仪表电气工程师确认桥架层数及高度，以确认最大管量的高度。除此之外，管廊层高间距还需考虑大口径火炬管道的敷设，火炬管路一般需布置在管廊的最上层或者靠柱子敷设，成步步高或步步低并且坡度不小于0.003。那么在火炬管路走向改变时，两管廊交错处的高差应考虑火炬管线坡度高差，或以改变火炬管管托的高度或者管托下加型钢或者钢板垫枕解决问题。
2.4管道与阀门布置的合理性
管道阀门的布置应该进行合理的安排，通过对于采样点和蒸汽吹扫线路两个方面进行详细的了解分析，以确定管道阀门布置的合理位置。第一，采样点的设置必须要满足实际的生产需求和工艺设计要求，在主管道上面进行设置，注意设置的位置，一定要确保在分支分开之前进行采样点的工作，不可以设置在不容易看到或者水平管底部的位置，确保设置的采样点可以进行样品的质量保证，能够具有一定的代表性目的。第二，蒸汽吹扫线的是在化工生产中非常普通的一种管线，这对于故障部位的排查和漏洞判断是非常有效的一种手段。通过对于蒸汽吹扫线的合理安排可以预见石油化工生产中的安全风险，对于出现泄漏的部位进行及时的排查和处理，避免由于一条管线的泄漏造成整个系统的安全隐患。
2.5补偿器的设计
补偿器的设计需要根据管道的性质进行。
例如，当管道为高温管道时，由于高温管道具有热膨胀的性质，为了使其吸收性能得到保障，则必须将补偿器的形状设计为门形；若高温管道存在很多条的情况下，则需要将补偿器进行集中布置，此时的补偿器形状最好设计为水平形。除此之外，还应根据具体的情况对补偿器的高度进行合理的设计。
3、管廊的设计结构
管廊建设的主要目的在于管道的几种摆放和设备的安装等，通过自身的优势为管道提供通道。我国目前大多数的管廊设计都采用半空形式，形成一种空中走廊结构，特别情况也会有在地下设计的可能，地下管道--般呈现 Ⅱ字形。由于管廊起到的是对于管道的承接作用，所以必须要保证其整体机构的安全性才能顺利的开展管道安装工作。管廊主要由混凝土、横梁、桁架等结构组成，对于日常使用的设计可以根据实际情况选择单层或者多层通行，个别时候也会出现不可同行的状况。管廊的主要设计内容包括层数、管廊宽度和高度三个重点。根据实际化工生产需要的管道管径大小对于实际的管廊层数进行合理的设计，有些时候单层的管廊很难满足繁重的生产需求，这就需要进行分层设计工作，降低对于管廊的压力，基于管廊结构形式和材料的影响，我国对于管廊的层数和寬度都有一定的要求。层数不应该超过五层，宽度在十米左右最为合适，针对不同的管廊对于层高上面可能有些不同，设计时根据具体情况和管道的管径来合理的设计管廊高度，宽度的设计可以有效地保障管廊的整体使用性能，确保管道能够顺利安全的进行装置。
4．管廊设计要点
管廊本身的标高测定要分不同情况:设计拐弯的管廊，要在保持管道排列次序的前提下保持原有的标高，原先的管道次序要改变拐弯处的管廊标高也要相应改变，高差的差异-般在0.7m左右.宽度设计时要对管廊直径管廊总数进行了解，保留25%左右的空際，才能保障敷设的电力桥架成仪表支架的顺利进行。管廊的布置从宽度上来说，可以布置成三层或双层的并且确保宽度在9m以内。管廊的宽度如果超出限度，就要对管库支柱进行额外的设置在管廊的下方根据裂体的尺寸考虑，预留出相应的检修空间，从而进行所输遇泵体的布置.
管道在管库上设计时。一般以45°弯头引向管廊的两侧从而有效减少两层的问距，当管径小的时候可以采用90弯头，若管道的直径较大，在设置的时候最好接近管廊的边緣，若管道的直径较小，则在管廊的中间进行布置.有的输人液化烃等温度较低介质的管道，为了防止管道突然炸裂，必领远离热管道.设计时还要现留管道移动雷要的空间，减少因受到热脚胀形响管道位移的情况。
5．管道支吊架应力分析
4.1管道承重分析
石油化工中管道支吊架的设计目的在于承受管道的外载及自重，从而避免过度挠度的产生，将应力控制在规定范围之内。衡量管系运行是否安全，其标准之一是一次应力的大小，而应力大小一般可以通过支吊架的设置来进行调整。应正确选用合适的支吊架，并且应调整与改善管系的应力分布状态，才能使得管系在变形时能正常运行。
4.2消除管道在布置不当时导致的荷载转移
在石油化工装置管道支吊架设计中，管道支吊架在应力分析及柔性设计上都有着特殊的意义。一般情况下需要符合一次应力/挠度的需求，主要采用的方式是增加管道支吊架的数量，以此减少管道受力；但是，我们若从二次应力来考虑，为了降低二次应力的影响，则需要减少管道支吊架的数量，从而保障管系可以自由形变，以此缓解二次应力/热推力的影响。由此可见，在一次应力与二次应力之间，产生了一定的矛盾，这就需要我们在具体的应力分析及设计中，应合理抉择管道支吊架的数量。
6.管道支吊架位置确定
我们在具体的石油化工管道支吊架的设计中，应充分考虑安全可靠、经济适用及美观大方的原则，因此就必须保证支吊架及其基础分类在计算上的准确、布置上满足相关的工艺需求，还要科学合理确定管道支吊架的位置。必须保证其在允许的跨度范围之内，尤其是注意水平管道承重之间的距离不能超过管道所允许的范围，这样才能控制挠度不会超过限度。连续敷设的管道，其允许跨距主要采用三跨连续梁承受均匀分布荷载的方式来计算，并且要按照强度条件来检验，最后取其中最小的值为准。当然，除了需要满足上述需求之外，还应充分考虑以下几个方面的问题：
1.某些管道中有阀门，对于小型管道设备等载荷十分集中的管道而言，应设置在集中荷载的附近。
2.在管系两端，当管道和设备相连，那么应尽量将其设置在靠近设备的管嘴处，这样可以有效减少受力。
3.某些管系中如果有垂直管段，就应在垂直管段的上部或者下部设置相关的承重支架，一旦其垂直管段较长，还需要在中间设置一定的导向架。
4.在设计中，应尽可能利用周边建筑物的梁柱支架来进行基础构建结构，但不能让梁柱产生变形与弯曲。
结语
综上所述，化工装置在组装的过程中需要管道工程的支持，因为管道工程可以将设备和系统设施进行连接，并且保证一些流体能够安全的进行运输。对管道进行合理的设计，不仅可以保证这些装置能够更好的进行使用，而且还能节约资源，对环境进行保护，因为化工生产过程中的一些设备都是在管廊上运行的。很多设备在运行的过程中会受到各种因素的影响，容易出现安全隐患，所以需要对管道进行正确的布局，避免因为这些安全隐患造成的一些巨大失误。
参考文献
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