石油化工埋地 給排水管道設計淺析

張媚

(茂名瑞派石化工程有限公司，廣東 茂名 525000)

0 引言

石油企業(yè)給排水管道通常埋地敷設，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。

1 全廠給排水系統(tǒng)的劃分

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、生產給水、循環(huán)水、消防水及回用水系統(tǒng)。根據“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)及各生產裝置、輔助設施排出的含油污水，含油污水通過排污井或漏斗收集，重力流進入隔油池，預處理后由泵提升至廠區(qū)內污水處理場處理達標后排放。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污水系統(tǒng)，經泵加壓提升至污水處理場處理達標后排放。

(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峰池，經監(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污水、含油污水系統(tǒng)時，在接入前需設水封設施，以防止生產污水系統(tǒng)的有害氣體竄入生活設施。

2 管道的布置

石油化工企業(yè)給排水管道設計中，要加強與總圖、結構等專業(yè)的溝通與配合，避免與防火堤、管架(廊)基礎的承臺相碰撞，且需將管道布置在建構筑物、管架(廊)基礎的壓力傳遞范圍外。給排水管道與其他埋地管道的敷設，需項目負責統(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。

給排水管道不應順道路敷設在路面或路肩下。給排水管道、檢查井敷設在車行道下時，排水管道應考慮管頂覆土700mm以上，檢查井井體結構應采用鋼筋混凝土結構。

結合茂石化近幾年“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，以便及時發(fā)現管道泄漏、方便維護、防止污染地下水及土壤。

3 管材的選用

除生活給水管室內部分采用塑料管外，其余給水管道一般鋼管，焊接連接。

根據“茂名油品質量升級改造工程地下水防滲方案”，含油污水、生產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、對管道基礎的要求較低、施工費用低。

生活污水管道室內部分一般采用建筑排水用PVC-U 管道，粘結連接；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，其應用前景十分開闊。

4 控制閥的選擇

根據“清污分流，污污分流”的原則，裝置污染區(qū)及罐區(qū)設置切換閥門，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，蝶閥質量上也存在一定的問題，經常出現關閉不嚴的問題。

如廠區(qū)內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，關閉其控制閥，打開圍堰上設置的插板閘門，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，可緊急關閉閘門，保證污染水全部截流在廠區(qū)內，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)內的消防水管網均為環(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。

5 管道、井溝類防腐

給排水管道外防腐的好壞直接影響管道壽命，因此根據實際情況選擇合適防腐方案及等級是非常重要的。根據《石油化工設備和管道涂料防腐蝕設計規(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構成本低、但需在施工現場加熱石油瀝青、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、施工工藝較復雜、焊縫處易形成空鼓、補口操作復雜，石化企業(yè)還未廣泛采用。環(huán)氧煤瀝青防腐涂層結構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)內設置的井、溝類應采用鋼筋混凝土結構，且進行抗?jié)B處理，混凝土抗?jié)B等級不小于P8，即井、溝內表面刷水泥及滲透結晶型防水涂料、涂料厚度不小于1.0mm。

管道穿井壁處需設置防水套管，防止管道泄漏。

6 管道基礎

埋地管道均應鋪設在未經擾動的原土層上，若鋪設在回填土上，回填土必須分層夯實，壓實系數不小于95%。

壓力流管道敷設在淤泥、流砂和軟土質時，采用碎石250mm，砂墊層250mm；重力流管道采用碎石250mm，砂墊層250mm。

在地質條件較差、土質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，應充分考慮地基及管道基礎的相關設計。

7 污水提升池的設置

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)內多處設污水提升池，污水經泵加壓提升后，壓力流管道沿管架敷設至污水處理廠進行處理。

8 排水管道相關的安全設計

為避免發(fā)生火災時災情的擴大，確保安全生產，需合理考慮水封設施的設置，水封高度不得小于250mm。結合工程實際經驗，下面列舉一些設置水封的常見位置：(1)裝置區(qū)內的塔、泵、冷換設備等區(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設水封。(2)罐組內的重力流排水管在排出防火堤外應設隔斷閥和水封設施。(3)隔油池的進出水管應設水封。(4)生活污水如需進入生產污水系統(tǒng)，接入前需設水封。(5)全廠性的含油污水系統(tǒng)主管管段長度超過300m 時，應設水封井隔開。

9 計算機應用

CAD 是工程設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，通過打開或關閉某些圖層。一張圖紙可以呈現不同的內容，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問題，可完整地體現在竣工圖上，方便以后的查閱。

10 結語

加強與相關專業(yè)的溝通，統(tǒng)一規(guī)劃廠區(qū)內埋地管道，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、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。