探讨化工厂区内管廊管道设计

施以成

（江苏省化工设计院有限公司，江苏南京 210024）

探讨化工厂区内管廊管道设计

施以成

（江苏省化工设计院有限公司，江苏南京 210024）

化工厂区内管廊承载着厂区内各区域之间管道连接，是厂区内各装置之间或各设施之间的物料运输通道。对厂区内管廊进行合理科学的设计，一方面保障了化工厂正常运行，另一方面对厂区科学布置、节约用地、安全生产都有重要作用。对化工厂区管廊的布置、管道设计等方面进行阐述。

管廊设计；管道设计；化工厂

1 管廊总体布置及走向

根据管道数量、电仪桥架的大概宽度，并结合厂区内各子项的功能要求，确定管廊的高度、宽度和层数。并结合厂区总图综合考虑消防通道、地下管道和电缆及附近建筑物、室外设备等情况，并避开设备的检修空间，对以上因数进行综合考虑。

在管架设计之前，设计人员应根据总图布置、现场地形、建构筑物特点、管道特点等方面确定管架的结构形式，以及跨越厂内道路采用的桁架型式，并且确定管廊沿着厂区的走向。

管廊边缘距离厂区内其他建构物的水平距离，管廊基础距离地下管网的距离应充分考虑，否则会造成现场施工问题，具体可按照《化工企业总图运输设计规范》中提出的间距进行设计。管廊的布置能使大多数管道、电仪桥架布置合理，并做到少绕行以减少管道、电仪桥架的长度。

2 管廊型式

管廊由多个管架组成，化工厂区内常见的管架型式有：①单柱独立式管架；②双柱独立式管架；③双柱联系梁式管架；④桁架式管架；⑤管墩。其中，单柱独立式管架、双柱独立式管架、双柱联系梁式管架根据管道荷载、管架高度、管架跨度进行选用。一般管架跨度较大时选用双柱联系梁式管架，当管架上管道数量较少时选用单柱独立式管架，其他情况选用双柱独立式管架。

管廊跨路时一般采用桁架式管架。管墩适用于管道下方不考虑通行的情况，如果管墩的设置不影响厂区的交通和扩建，可以考虑选用管墩。管墩一般设置在厂区边界或罐区，其特点是投资较省且方便管道的维修。

管架根据其建造材料的不同，分为混凝土管架和钢结构管架型式。混凝土管架的优点是防腐性能、防火性能好，但其缺点混凝土养护时间较长，影响建设速度；而钢结构管架施工或改造方便，但是建成后维护不如混凝土管架省心，要定期进行防腐保养。

3 管廊设计及管道布置

管廊的宽度主要取决于：管廊上敷设的管道数量（并考虑预留管道数量）、管道公称直径、管道是否采用保温、电仪桥架的宽度，通常设计上一般在以上计算上附加10%～30%的裕量。两根平行敷设的管道，管道之间应保持间距以满足施工和检修的要求。对于化工厂区常见的管廊下面布置泵、换热器等设备时，其宽度和高度不但要满足管道、电仪桥架布置空间要求，还要满足这些设备布置和安装的要求。

另外一些特殊化学品的管道还要满足相应的专业规范，如氧气管道。除上述管道之间的间距外，管道与电仪桥架，电气桥架与仪表桥架之间也有相应的要求。电气桥架与仪表桥架之间的间距主要考虑到强电对弱电的干扰。

一般在设计中，厂区内管廊布置的净空高度需满足《石油化工企业设计防火规范》《石油化工工艺装置布置设计规范》。多层管廊中，管廊间的层高差一般为1～2m，取决与管径大小、检修操作要求。一般设计中尽量选用同一跨度进行设计，管廊的跨度是根据管廊上的管道口径决定的。若管廊上有一定数量的非金属管道，此类管道的跨距非常小，可通过局部做次梁的方法满足管道的跨距。小直径、气体管道、公用工程管道宜布置在管廊中间，一般考虑公称直径大的管道布置在柱子一侧，管道的布置尽量按照利于管道进出方位布置。

对于交叉或换向的管廊，应结合管道布置考虑是否设计成错层管廊。对于L型拐弯变向的管廊，如果考虑到管道在这段管廊有上标高有变化，管道标高的变化有利于管道排布位置调整（排列顺序），一般在管道进出车间时可能遇到这种情况。这样在设计管廊时，拐弯处的管廊标高应根据做相应的调整。对于次管廊与主管廊的交叉，如T形交叉，一般设计上，将次管廊的每层管架做的比主管廊低一些。如主管廊、次管廊为均双层管廊，主管廊的两层标高分别是7m和5.2m，次管廊的两层标高可以设置为6.1m和4.3m。这样的好处是，当主管廊上管道引上次管廊的时候十分顺畅，不用特意局部拐弯或避让。同理，次管廊往主管廊上引管道亦然。

4 管廊上管道的荷载及补偿

管廊的垂直荷载是结构自重、管道、附件、保温材料、防火材料、介质或试压介质、操作平台及其附件、电缆及仪表槽板重量的之和。对荷载大于10kN或者管径在DN300及以上较大管道，产生的集中荷载要特别指明，以便结构专业合理设计管架。

对于输送易燃易爆或有毒介质的管道（高温或低温管道），设计上一般利用自然补偿来吸收管道变形量。管道的Π型补偿器一般靠近两个固定架中间位置设置。为不影响其他管道的布置，补偿器应高出700～900mm。为了避免管道横向位移过大，在补偿器的两侧设导向架，再根据管道补偿的设置提出管廊的固定架位置和水平荷载。

5 结束语

管廊连接着厂区内各子项或各构筑物，设计人员在设计管廊时，应对输送物料特性、厂区整体要求进行细致的分析，将理论知识和实践经验相结合，合理选型和布置，以保障管廊及管道安全、科学、可靠的运行。

[1] SH 3011—2011，石油化工工艺装置布置设计规范[S].

[2] GB 50160—2008，石油化工企业设计防火规范[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，安徽安庆人，工程师，主要研究方向为化工工艺及管道设计。