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石油化工装置管廊的层高确定方法及其应用

更新时间:2009-03-28

在炼油装置及大型化工装置内,管廊是连接装置各部分的桥梁,集中了全装置1 / 3~1 / 2的管道[1],其布置与整个装置的设备平面布置密切相关。因此,管廊上管道设计的好坏直接关系到整个装置的管道布置,而管廊上管道的设计又与管廊的层高密不可分。

在装置设备平面布置过程中,装置负责人一般是通过参考已建成的同类或类似装置来确定管廊的层高。这种做法存在两个问题:一是本装置与被参考装置相似度的差异,导致可参考性不同;二是被参考装置的管廊层高是否合适往往不得而知,如果不合适,本装置可能会存在同样的问题。正因为如此,在工程实践中,常常出现管廊层高不合理,导致管道设计“别扭”的问题。

特别是,随着我国“一带一路”战略的深入推进和我国石油化工工程建设企业实力的不断增强,我国在国外承接的石油化工建设项目开始越来越多的采用模块化建造方式。这种在国内制造,运输至现场后进行组装的建造方式对装置设计的集成度、精确度要求极高,若管廊的层高仍然采用参考、类比的方式,势必造成运输成本的大幅提升。

本文以我国现行标准规范的相关规定为依据,通过一则工程实例,阐述石油化工装置内管廊层高的确定方法。

1 管廊层高的确定方法

装置内管廊的常见结构型式,如图1所示。

(2)采用专门的防腐材料和防腐结构,有效防止高温盐酸腐蚀和浸出过程中固体物料的磨蚀。有效处理浸出母液,实现了盐酸再生并循环利用。

1.1 A 值的确定方法

  

图1 装置内管廊的常见结构立面Fig.1 Structure elevation drawing of common pipe rack in facility

GB 50316—2000《工业金属管道设计规范(2008版)》8.1.5(5)装置内管廊下面的管道,在通道上方(净空高度)≥3.2 m[2]

SH 3011—2011《石油化工工艺装置布置设计规范》4.2.2管廊下作为消防通道时,管廊至地面的最小净高不应小于4.5 m[3]

经历以上三个建议的教学,学生还有可能像水平1显示的那样数错格子。其实这样的错误并不是第一次出现,学生在一年级上册解决如图12的问题时,会错将钢笔数成7格长,将活动铅笔数成8格长。

SH 3012—2011《石油化工金属管道设计规范》

3.2.5装置内管廊上管道的高度,除应满足设备接管和检修的需要外,应符合下列规定:① 管廊下方作为消防通道时,管道距地面的净空高度不得小于4.5 m;② 管廊下方作为泵区检修通道时,管道距地面的净空高度不应小于3.2 m[4]

石油化工装置的消防通道一般沿装置外四周设环形消防通道,管廊下方仅考虑维修车辆的通行,因此,A值应≥3.2 m。

另外,根据工程经验,当单机驱动功率≥300 kW时,A值应≥5.5 m。

西部矿业企业在加大环保资本投资同时环保成本的增加会造成企业整体生产成本增加,企业应当从控制生产成本、开拓销售渠道降低产品销售压力、资产整合提升经济效益三大因素入手,从根源上做好环保成本控制工作,从而达到控制环保成本的目的;环保成本的增加是一种必然的发展现象,为使企业保持长久的发展状态,有必要整合一切可利用的经济资源,提升企业经济效益;协调三者间关系,保证企业经济效益保持在较高水平[1]。

1.2 BCDEF 值的确定

一般情况下,B = C = D = E = F,其数值的依据见表1。

 

表1 主要标准规范对管道环焊缝间距的规定[5-10]Tab.1 The stipulation of pipe circular welding seam in the major specif i cation

  

管道公称直径 环焊缝间距/mm文献[5] 文献[6 ~ 8] 文献[4,9~10]≥150 ≥150 ≥150 ≥150<150 >管子外径 ≥管子外径,且≥100≥管子外径,且≥50

由表1可以看出,各规范对焊缝的设置要求略有差异,按照从严的原则总结如下:

直管段上两对接焊口中心面间的距离,当公称尺寸大于或等于150 mm时,不应小于150 mm;当公称尺寸小于150 mm时,不应小于管子外径,且不应小于100 mm。

1.3 A+B的确定方法

GB 50160—2008《石油化工企业设计防火规范》5.2.10 装置内消防道路……路面上的净空高度不应小于4.5 m[11]

(二)临床症状 主诉,该群羊全部是从农户处收集而来,未作任何防疫驱虫保健措施。5月5日发病,病羊体温高达40.5℃~41℃,全群有一半已发病,食欲下降,精神不振,个别咳嗽、拉稀。部分羊结膜潮红,有浆液、粘液从鼻孔流出。首先在个别羊的唇内、外生殖器周围发现个别丘疹,在这群羊中未发现乳房及其它部位有痘症出现。2~3 d后在体表及毛下形成少许隆起结节。

GB 50316—2000《工业金属管道设计规范(2008版)》8.1.5(3)道路,推荐值≥5.0 m;最小值4.5 m;(4)装置内管廊横梁的底面≥4.0 m。

SH 3011—2011《石油化工工艺装置布置设计规范》4.2.2管廊下作为消防通道时,管廊至地面的最小净高不应小于4.5 m。

SH 3012—2011《石油化工金属管道设计规范》3.2.1 b)管道跨越厂区和装置区的道路时,管道距路面的净空高度不应小于5 m;c)管道跨越装置内的检修道路和消防道路时,管道距路面的净空高度不应小于4.5 m。3.2.5装置内管廊上管道的高度,除应满足设备接管和检修的需要外,应符合下列规定:a)管廊下方作为消防通道时,管道距地面的净空高度不得小于4.5 m。

根据管道从侧梁进出管廊所需高差确定管廊主梁与其相邻侧梁的初步高差后,分别计算这5种规格的管道在初步的主、侧梁高差下,两种连接方式的连接状况,见表3。

在工程实践中,当管廊需要跨越装置内贯通式消防通道时,往往在该跨采取不设第一层侧梁的办法既保证消防车通行的净高要求,又最大限度地降低了管廊的高度,因此,A+B值应≥4.5 m。同理,当管廊需要跨越装置内主干道时,A+B值应≥5.0 m。

需要注意的是,如果该跨较长,导致第一层主梁上大量管道跨距不能满足要求时,需要增加与主梁相同顶标高的若干副梁,此时,A+B值应≥4.5 m或5.0 m+副梁高度。

1.4 G值的确定方法

G的取值一般由两部分组成:距离1,管廊主梁梁顶到走道铺板顶面的高度;距离2,走道铺板顶面的高度到该主梁上一层侧梁梁顶的高度。

距离1:

管廊上走道的常见结构型式如图2所示。

  

图2 管廊上走道的常见结构型式Fig.2 The common structural sketch of walkway in pipe rack

当采用图2a所示结构时,其高度可忽略不计;当采用图2b所示结构时,其高度不可忽略。

H值应为:500 mm+500 mm+200 mm+500 mm+保温厚度(若有保温)+管道外径+管托高度(若有保温)=1 700+管道外径+保温厚度(若有保温)+管托高度(若有保温)。

SH 3012—2011《石油化工金属管道设计规范》3.2.6 装置内的管道距人行通道路面的净空高度不应小于2.2 m。

G值应为:走道高出主梁梁顶的距离+2.2 m。

1.5 H值的确定方法

H的取值需要考虑的因素如图3所示。

其次,理想的夫妻关系可以有效消解“隔代压迫”。夫妻间的关系可以通过“爱”(“仁”)形成“夫妻一体”“夫妻牉合”(《礼记·丧服》)即夫妻“合体、同尊卑”的既亲爱又互相尊重的格局,来对冲甚至消解传统儒家对于“敬”(或“义”)的侧重与偏好;而合宜的夫妻关系自然会形成与上代父母的抗衡局面,以有效缓解家长式的代际压迫(尤其是对女性的压迫)。如孟子认为当儿子成亲后必然会导致对父母情感的衰减,他说:“人少,则慕父母;知好色,则慕少艾;有妻子,则慕妻子。”(《孟子·万章上》)荀子也认为“人情甚不美”,“妻子具而孝衰于亲” (《荀子·性恶》)。

  

图3 空冷器平台下空间示意图Fig.3 Space sketch of air cooler platform

f+g值应按槽盒下方进出侧梁在竖直方向上占据空间最大的管道进行计算,一般: f +g =保温厚度(若有保温)+管道外径+ 管托高度(若有保温)。

空冷器平台的厚度a,包括平台梁和铺板厚度,由结构专业提供,在规划阶段可参考以往同类装置,一般取500 mm。

距离3:

即仪表、电气空间,包括电缆、仪表槽盒厚度c及其支吊架厚度d、净空高度b

基质搅拌装置(如图2所示)由消毒箱罐体、搅拌叶片、搅拌轴、驱动电机、驱动链轮、蒸汽进口、基质进料口、基质卸料口和安全阀等组成。基质消毒箱外有一根高温蒸汽输送管道,管道上分布有通气孔将高温蒸汽输送到消毒箱内。当未消毒的基质投入到基质消毒箱中,打开高温蒸汽阀门,燃油蒸汽发生器产生高温蒸汽先进入蒸汽室,蒸汽温度控制在120~200℃内,而后通过蒸汽输送管道上的通气孔将产生的高温蒸汽输送至蒸汽管道,经过通气孔对栽培基质进行加热消毒;同时,驱动电机驱动搅拌轴带动搅拌叶片转动,对基质进行搅拌,使得基质在罐体内均匀受热,消毒彻底;消毒后,由消毒箱罐体内的基质卸料口卸料,完成消毒过程。

空冷器进出口附近上的仪表一般为就地仪表,即使是远传仪表,其电缆数量相对较少,一般穿管敷设,占据空间较小,因此仪表电缆可不予考虑。

为空冷器电机供电的电力电缆一般沿空冷器平台梁底部在槽盒内敷设,槽盒顶与梁底净空高度b一般为500 mm,槽盒厚度c一般为200 mm,支吊架厚度d一般为150 mm,故距离2 =b + c + d = 500+200+150 =850 mm。

距离2:

即管道空间,包括进出空冷器平台下侧梁最大管道与槽盒的净距e和进出空冷器平台下侧梁最大管道占据的高度f + g

对于e值:

SH 3012—2011《石油化工金属管道设计规范》3.3.3 管道距管廊或构架的立柱、建筑物墙壁或管沟壁的净距不应小于100 mm。

GB 50093—2013《自动化仪表工程施工及质量验收规范》7.1.8 线路与绝热的设备和管道绝热层之间的距离应大于200 mm,与其他设备和管道表面之间的距离应大于150 mm[12]

最后,本研究存在一些不足和需要进一步探讨的内容。如以“意见表达”为情境编制的中庸思维问卷不能反应中庸思维和实践的全部内涵,以大学生为对象描述中庸者形象尚需要在成人群体中印证,社会认知基本维度只是一种描述框架,“大五”“大七”等框架可为中庸者提供更为丰富的描述。

D701-1~3《封闭式母线及桥架安装》电缆桥架与管道之间最小距离应满足:与一般工艺管道平行时净距为400 mm,交叉时净距为300 mm;与腐蚀、易燃易爆气体管道平行及交叉时净距为500 mm;与有保温层的蒸汽管道平行时净距为500 mm,与有保温层的蒸汽管道交叉且位于下方时净距为300 mm,与有保温层的蒸汽管道交叉且位于上方时净距为500 mm[13]

根据石化装置的特点,并按照从严的原则,净空d + e取500 mm,此时e必然满足SH 3012净距不应小于100 mm的要求。

对于f + g值:

距离1:

距离2:

个案研究的对象虽是个案本身,但它的研究结论有一个外推的问题。如果能将外推范围“同质化”,那么个案研究结论的使用范围就可以推广到“同质化”范围[5]。体育舞蹈属于国家体育总局开展的第74个体育项目,同时也是国际奥组委认可的体育项目之一。因此,研究通过对“体育舞蹈圈”微信公众号的运营进行个案分析,是在互联网+体育的大环境下,为体育项目借助微信公众平台促进自身发展提供有效借鉴。

2 工程应用实例

某中型常减压蒸馏装置平面布置,如图4所示,其管廊立面结构型式同图1。

该装置中间有一条消防通道,管廊跨越消防通道时未设置副梁;管廊下布置的泵单机驱动功率均<300 kW;管廊上的走道采用图2a的结构型式;空冷器平台下侧梁进出最大管道为DN 250、保温厚度80 mm;空冷器与其他设备的高差要求已经满足,无需单独考虑。

由于主管廊层高确定后,副管廊的层高一般比主管廊整体高一层,因此,本文仅研究贯通装置的主管廊层高的确定方法。

踏着新时代改革奋进的节拍砥砺前行——财政部驻江苏专员办探索构建新时代财政监管工作体系纪实何毅君23-34

2.1 A 值的确定

由图4可以看出,该装置管廊两侧布置有泵,则A可取3.2 m。

课前预习对于学生和课堂都是非常必要的。因此,学校应该对课前预习引起重视,使预习发挥一定的作用,提高小学语文课堂的效率,并且让学生拥有一定的独立自主学习的能力。

2.2 BCDEF 值的确定

一般情况下,BCDEF值是由进出管廊侧梁的管道决定的。管道从管廊侧梁进出,可采用“两个90°弯头连接”和“一个90°弯头和一个45°弯头连接”两种方式。由于“一个90°弯头和一个45°弯头连接”时有一段斜管,它会加大与其90°弯头同向管道的净距,因此,在管道由侧梁进出管廊时优先采用“两个90°弯头连接”的方式。

  

图4 某中型常减压蒸馏装置平面布置Fig.4 The layout drawing of the middle Crude Distillation Unit

由进出侧梁管道决定的管廊主梁与侧梁基本高差只需确保最大管道的正常进出即可保证所有进出侧梁管道的需要,但仅考虑最大管道往往会造成高差过大或次大、管道焊缝间距不满足要求的问题,因此需要考察进出管廊侧梁的最大、次大等多根大口径管道才能确定。

根据规划统计,该装置进出管廊侧梁的管道由大到小前5种公称直径及数量分别为:DN 450(1根),DN 400(2根),DN 350(11)根,DN 300(19根),DN 250(47根)。这5种规格的两种连接方式所需高差,并由此确定的管廊主侧梁初步高差见表2。

1980年后,台州市百日咳监测进一步细化。1980—2017年报告的23 096例病例中,以10岁以下儿童为主,占87.41%。1990—2017年,1岁以下百日咳报告病例所占比例逐渐上升,2011年—2017年构成比占84.78%。1~19岁病例所占比例逐渐下降,20岁以上病例报告只在1995年前有报告,占1.32%。

 

表2 两种连接方式下管道及主、侧梁高差Tab.2 The two type of pipe joints and headroom between top yard bank and bottom yard bank

  

注:甲为两个90°弯头连接,乙为一个90°弯头与一个45°弯头连接。

 

初步的主、侧梁高差/mm DN 450甲 1 3721 400乙687.31 700 DN 400甲 1 2201 300乙610.94 700 DN 350甲 1 0661 100乙533.86 600 DN 300甲 9141 000乙457.5 500 DN 250甲 762 800乙381.84 400公称直径连接方式(管件之间无直管段)管道高差/mm

装置外两侧的消防道路如同装置内管廊一样,一般沿装置的长边布置。当两侧消防道路间距大于120 m时,装置内需要设贯通式道路,该道路一般与管廊正交,并应按消防道路考虑。

由表3可以看出:

若DN 450或DN 400管道采用两个90°弯头连接,则其他小口径管道所需直管段过长,并且,这两种规格管道数量很少,势必造成管道和钢结构材料的浪费,因此,这两种管道应采用一个90°弯头和一个45°弯头的连接方式。

当DN 400管道采用一个90°弯头和一个45°弯头的连接方式时,管廊主、侧梁高差≤700 mm时,不能满足要求。

由于进出管廊侧梁的DN 350管道有11根,为减少斜管部分对邻近管道的影响,应采用两个90°弯头连接的方式。

综上所述,该装置管廊主侧梁理想的高度差为1 300 mm。

但此时,DN 350两个90°弯头之间需要234 mm的直管段,较表1规定的最小值150 mm尚有进一步优化的空间,见表4。

依据电镜分析和能谱分析,弯管段不同部位的损伤特征有所不同:窄片内拱璧的蚀坑数量较多,但大都直径较小、深度较浅,以点坑、串坑为主;外拱璧的蚀坑数量较少,但大都直径较大、深度较深,以铲削、划痕为主;出口处和入口处的窄片的冲蚀形貌比中间部位明显。

由于进出管廊侧梁的DN 300管道有19根,与DN 350管道连接方式同理,应采用两个90°弯头连接的方式,由表4可以看出,当采用1 100 mm高差时,两个90°弯头间直管段最短,且管托无需加高。

由表4可以看出,DN 350管道采用两个90°弯头连接时,若主、侧梁高差为900 mm,则侧梁管托需加高166 mm,管托需要特殊设计,给设计工作带来不便,故高差900 mm不宜采用;若主、侧梁高差为1 000 mm、1 100 mm、1 200 mm,则侧梁管托高度需分别加高66 mm、34 mm、16 mm,管托不需要特殊设计,故高差1 000 mm、1 100 mm、1 200 mm可以采用。因此,该管廊可采用的主、侧梁高差为1 000 mm、1 100 mm、1 200 mm、1 300 mm。

 

表3 两种连接方式在初步的主、侧梁基本高差下的连接状况Tab.3 The two connection conditions in the preliminary difference between top yard bank and bottom yard bank

  

注:① 甲、乙同表2;② 表中数字为两管件间所需直管段长度,单位为mm,!表示管件重合;* 表示不满足“1.2”节的间距要求。

 

公称直径 DN 450 DN 400 DN 350 DN 300 DN 250连接方式 甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙初步的主、侧梁高差/mm 两种连接方式在初步的主、侧梁基本高差下的连接状况/mm 1 400 28* 1 008 180 1 116 334 1 225 486 1 333 638 1 440 700 !18*!126*!235!343!450 1 300 ! 866 80* 974 234 1 083 386 1 191 538 1 298 700 !18*!126*!235!343!450 1 100 !584!69234*8001869093381 016 600 !!!!!94*!202!309 1 000 !442!550!65986*767238874 500 !!!!!!!60*!167 800 !159!267!367!48438*591 400 !!!!!!!!!26*

 

表4 管廊主、侧梁高差的优化Tab.4 The optimization of major and side beam in pipe rack

  

注:同表3。

 

公称直径 DN 450 DN 400 DN 350 DN 300 DN 250连接方式 甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙主、侧梁高差/mm 两种连接方式在初步的主、侧梁基本高差下的连接状况/mm 1 300 !86680*9742341 0833861 1915381 298 1 200 !725!83316*9422861 0504381 157 1 100 !584!69234*8001869093381 016 1 000 !442!55066*65986*767238874 900 ! 301 ! 409 !(166)518 !(14)626 !(138)733

综上所述,该装置管廊设计中最合适的主、侧梁高差应为1 300 mm,最优的主、侧梁高差应为1 100 mm,即B = C = D = E = F = 1 100 mm。

2.3 A+B 值的确定

通过上述两步的分析,AB值已经得出,故第三步是进行验证,以确保消防道路通行净高满足要求。

由于A + B = 3.2+1.1= 4.3 m<4.5 m不满足要求,因此需要进行调整。显然,若改变B值,会导致CDEF偏大,造成型钢和管材的浪费,所以只需将A值调整为3.4 m即可。

2.4 G 值的确定

本装置中,G = 2.2 m。

2.5 H 值的确定

查管道支吊架图集可知,DN 250、保温厚度80 mm的管道管托高度为100 mm,故,H=1 700 +273+ 80 + 100 = 2 153 mm,经圆整,可取H = 2 200 mm。

通过上述步骤,便可得出该装置管廊各层的层高(假设地坪标高为EL±0.00),见表5。

1.1 细胞、质粒与试剂 人肝癌细胞系 Huh7 细胞的衍生细胞系 Huh7.5.1 细胞由中国科学院上海巴斯德研究所钟劲研究员馈赠,用于制备细胞培养产生的 HCV(HCVcc);人肝癌细胞系 Huh7 细胞由本实验室保存,用于研究 HCVcc 感染与 AchE表达二者之间的相关性。J6/JFH-1 嵌合全长 HCV基因组转录质粒由洛克菲勒大学 Charles Rice 教授馈赠。

上述方法确定的主、侧梁高差为理论高差,最终高差的确定尚应综合考虑管廊两侧设备、框架、全厂管网等的影响。

3 结束语

(1)装置内的管廊是装置各部分的桥梁与纽带,其管道设计的好坏直接关系到整个装置管道设计的优劣,而管廊上管道的设计又与管廊的层高密不可分,因此,在装置的设备平面布置时,不应照抄照搬同类或类似装置来确定管廊的层高,而应该在借鉴的基础上结合理论计算确定。

 

表5 某中型常减压蒸馏装置主管廊理论层高Tab. 5 The theoretical floor height in the middle Crude Distillation Unit

  

位置 标高/mm 位置 标高/mm地面 EL±0.00 第三层侧梁 EL+7800(TOP)第一层侧梁 EL+3400(TOP)第三层主梁 EL+8900(TOP)第一层主梁 EL+4500(TOP)第四层侧梁 EL+11100(TOP)第二层侧梁 EL+5600(TOP)空冷器平台 EL+13300(TOP)第二层主梁 EL+6700(TOP)

(2)对于采用模块化建造方式的装置内管廊,其层高必须经过周密的理论计算,以使方案最优,从而达到降低投资的目的。

(3)管廊层高的理论计算必须严格依据相关标准规范的规定。对同一问题,当标准规范表述不一致时,应遵循“从严”的原则。

(4)当多个高差均可满足要求时,应从经济的角度进行比较、优化。

(5)由计算得出的管廊高差为理论高差,尚应结合管廊两侧设备、框架、管廊上有特殊要求的大管道以及全厂管网等确定最终高差。

参考文献

[1]李薇. 石化装置管廊及其管道的布置设计[J]. 石油化工安全技术,2003,19(1):23.

[2]GB 50316—2000,工业金属管道设计规范(2008版)[S].

[3]SH 3011—2011,石油化工工艺装置布置设计规范[S].

[4]SH 3012—2011,石油化工金属管道设计规范[S].

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[6]GB 50184—2011,工业金属管道工程施工质量验收规范[S].

[7]GB 50235—2010,工业金属管道工程施工规范[S].

[8]GB 50236—2011,现场设备、工业管道焊接工程施工规范[S].

[9]GB 50517—2010,石油化工金属管道工程施工质量验收规范[S].

[10]SH 3501—2011,石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范[S].

[11]GB 50160—2008,石油化工企业设计防火规范[S].

[12]GB 50093—2013,自动化仪表工程施工及质量验收规范[S].

[13]D701—1~3, 封闭式母线及桥架安装[S].

 
王辉,尹君东,王佩红
《化工设备与管道》 2018年第01期
《化工设备与管道》2018年第01期文献

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