试议石油化工储运系统罐区配管设计
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摘要：本文首先介绍了储罐布置及罐区配管、进而阐述了泵的布置及配管设计。以供同行参考。
中图分类号：F407.22 文献标识码：A 文章编号：
前言
在高速的社会经济发展中，我国的石油化工产业有着长足的进步，在化工、石化装置中，罐区起着承上启下的作用。按用途分类，罐区可分为原料罐区、中间原料罐区和成品罐区。比较典型的完整罐区主要由罐组、装卸区、辅助生产区和安全消防设施组成。在设计储运系统罐区管道配管时，要同时考虑它的经济合理性、整齐美观性，还要满足管道的应力计算要求与管架的设计要求。在解决了这些问题后，就能保证管道的经济实用和安全可靠。
1、储罐布置及罐区配管
储罐的布置，对于石化企业应符合《石油化工企业设计防火规范》（GB50160- 92，1999 年版）的规定；对于非石化企业，当一个储罐区甲、乙类液体总储量小于5000 m3 时或丙类液体总储量小于25000m3 时应符合《建筑设计防火规范》（GB50016- 2006）的规定；当总储量超过前项规定时，也应以依据《石油化工企业设计防火规范》（GB50160- 92，1999 年版） 的规定进行布置设计；对于石油库内储罐区设计应符合《石油库设计规范》（GB50074- 2002）的规定。规范规定储罐应成组布置。
1．1 火灾危险性分类
按照GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》，对储罐介质进行火灾危险性分类，如表1。
1． 2 储罐的布置
1．2．1 防火间距
储罐的布置应该符合《石油化工企业设计防火规范》的规定。储罐应成组布置。根据介质的不同，分为可燃液体的地上储罐，液化烃、可燃气体、助燃气体的地上储罐2 类。储罐的布置应满足条款对相应介质的防火间距要求，如表2 所示。
1． 2． 2 防火堤的布置
防火堤的有效容积应满足《石油化工企业设计防火规范》的规定。防火堤有效容积的计算参照GB50351-2005《储罐区防火堤设计规范》相关公式，见公式( 1) 。
V = AHj － ( V1 + V2 + V3 + V4) ( 1)
式中: V———防火堤有效容积，m3 ;
A———由防火堤中心线围成的水平投影面积，m2;
Hj———设计液面高度，m;
V1———防火堤内设计液面高度内的一个最大油罐的基础体积，m3 ;
V2———防火堤内除一个最大油罐以外的其他油罐在防火堤设计液面高度内的液体体积和油罐基础体积之和，m3 ;
V3———防火堤中心线以内设计液面高度内的防火堤体积和内培土体积之和，m3 ;
V4———防火堤内设计液面高度内的隔堤、配管、设备及其他构筑物体积之和，m3。
1． 3 储罐管口的布置
常压立式储罐下部人孔宜在斜梯下面; 顶部人孔宜与下部人孔成180°方向布置，并位于顶平台附近。高度较高的侧向人孔，其方位应便于从斜梯接近人孔。球形储罐顶、底各有1 个人孔，其方位根据平台上的配管协调布置。常压立式储罐浮子式液位指示计接口应布置在顶部人孔附近。如需设置液位控制器、液位报警器或非浮子式液位计时，为减少设备上开口，宜设置液位计联箱管。与联箱管连接的设备接口，应布置在远离物料进出口处，且位于平台和梯子能接近处，以便于仪表的安装和维修。立式储槽的底部设带集液槽的排液管时，应在基础上预留沟槽。排液口的方位应靠排液总管一侧。液化石油气储罐底部接管最低点距地坪的距离应有利于空气流动。
1． 4 储罐区的配管
进入罐区范围内的所有管道宜集中布置。采用管墩敷设时，墩顶高出地面不宜小于300 mm，管墩的间距按管径最小的管道允许跨距进行设置，并使通往各罐的支管相互交叉最少。在管带适当的位置设置跨桥，桥底面最低处距管顶( 或保温层顶面) 不小于80 mm。各物料总管在进出界区处均应设切断阀和插板，并应在防火堤外易接近处集中设置。储罐上需要经常操作的阀门也应相对集中布置。与储罐接口连接的工艺物料管道上的切断阀应尽量靠近储罐布置。在罐区防火堤外两列管廊成T 形布置时，宜采用不同标高。管廊上多根管道的Π形膨胀弯管通常应集中布置，以便设置管架。针对特殊的介质还有特别的规定，如液化石油气储罐气相返回管道不得形成下凹的袋形，以免造成U 形液封; 当液化石油气储罐顶部安全阀出口允许直接排往大气时，排放口应垂直向上，并在排放管低点设置放净口，用管道引至收集槽或安全地点。对于重组分的气体应该排入密闭系统或火炬。
2、泵的布置及配管
2． 1 泵的布置
泵机组的布置应符合下列要求：宜单排布置，泵机组较多时亦可双排布置：成排布置的机组宜按泵端基础边线取齐；相邻泵机组（或泵基础）的净距不应小于0.8m；泵机组或泵基础与泵房侧墙或泵棚侧柱的净距不宜小于1.5m：泵机组单排布置时泵房或泵棚内的主要通道根据用户操作及检修习惯可设在动力端或泵端，端面宽度不宜小于2m；泵机组双排布置时两排泵机组或泵基础的净距不宜小于2m。泵的布置方式有3 种: 露天布置、半露天布置和室内布置。
2． 1． 1 露天布置
在管廊上方无空冷器时，泵布置在管廊内侧，泵出口中心线对齐，距管廊柱中心线0． 6 m。在管廊上方有空冷器时，如泵的操作温度为340 ℃以下，则泵布置在管廊外侧，泵出口中心线对齐，伸出管廊距柱中心线0． 6 m，泵的驱动机在管廊内侧; 如泵的操作温度等于或高于340 ℃，则泵布置在管廊外侧，泵出口中心线对齐，距管廊柱中心线3 m，泵的驱动机也在管廊外侧。
2． 1． 2 半露天布置
这种方式适用于多雨地区。一般在管廊下方布置泵，在上方管道上部设顶棚。可根据与泵相关的设备布置要求，将泵布置成单排、双排或多排。
2． 1． 3 室内布置
在寒冷或多风沙地区或根据工艺要求，泵布置在室内。泵房、泵棚和露天泵站地面高出周围地坪不小于200 mm，泵的基础不应低于100 mm。
2． 2 泵的配管
管道布置不得影响起重机的运行，它包括以下几方面: 吊有重物行走时，不受管道的阻碍; 输送腐蚀性介质的管道，不应布置在泵和电机上方; 应留有检修、拆卸泵所需要的空间; 泵进出口管线距地面净空高度不小于200 mm，架空线不小于2． 2 m; 多台并列布置的泵的进出口阀门，尽量采用相同的安装高度; 当进出口阀门安装在立管上时，阀门安装高度宜为1． 2m，手轮方位应便于操作。在考虑管道柔性时，应注意备用管道温度不同的工况。在任何工况下，管道柔性均应满足要求。泵口承受的反力必须在允许范围内。输送高温或低温介质时，泵的管道布置要经应力分析，并在热应力允许范围内，管道布置形状尽量简单。设计时应考虑到，不需要设临时支架即可进行泵的维修。泵的水平吸入管或泵前管道弯头处( 垂直时) 应设可调支架。泵出口的第1 个弯头处或弯头附近宜设吊架或弹簧支架。当操作温度高于120℃或附加于垂直的泵口上的管道荷载超过泵的允许荷载时，宜设弹簧吊架。在缺乏制造厂提供的数据时，离心泵接管管口上的允许最大荷载应符合API610 的规定
结束语
随着社会经济的快速发展，中国的石化产业也取得了很大的进步。石化工艺的罐区配管，是重要的石化厂公用工程管道，且随着规模的不断扩大，罐区管道的管径大大变大，不仅管廊的相邻两层的高差也比以前常规的要高，甚至高达3m以及以上。同时，管道的选择，甚至超出了常规选用的典型管道，对应力计算带来新的挑战，需要更新数据库。对于罐区管道而言，管具有较高的温度和气液流动特性，在石油化工工艺装置中，罐区管道的安排不仅要考虑经济和整洁的外观，同时也要满足管道的应力计算要求。只有充分考虑到这些因素，才能确保罐区管道设计满足工艺生产的要求。化工装置中罐区管道的设置是有很多严格的要求的，另外还要注意很多细节上的问题。这样才能够保证设计科学合理，较低采购和安装成本，尽量降低安装难度，更好的提高罐区管道的工作效率，增加罐区管道的安全性，使罐区管道正常的发挥作用。
参考文献
［1］ 王道银，王平，张宇． 可燃液体储罐区工艺及配管设计要领［J］． 安徽化工， 2009， 35( 1) : 68-70．