石油化工埋地給排水管道設計問題的分析

劉輝(中石油華東設計院有限公司，山東 青島 266071)

1 石油化工埋地給排水管道設計必要性

相較于普通工業(yè)，石油化工因其加工工藝特殊性，不僅要具備完善的配套設施，也要將各個環(huán)節(jié)精準把控。針對石油化工給排水管道設計，必須根據(jù)自身使用性質來進行設計，一方面保證整個石油化工用水系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，減少不必要問題發(fā)生；另一方管道合理布置，可降低管道碰撞情況出現(xiàn)幾率。隨著時代不斷發(fā)展，科學技術水平提高，促使石油化工工藝技術愈加成熟和完善，為石油化工企業(yè)日常生產(chǎn)活動提供極大便利，其中給排水管道設計科學性、合理性，對日常生產(chǎn)有著直接影響[1]。若給排水管道布置存在缺陷，在一定程度上不僅會減少管道使用壽命，對后期維護工作開展也會帶來諸多不便，并埋下風險隱患。通過結合石油化工藝要求，做好前期給排水管道設計規(guī)劃，達到規(guī)范設計要求，從根源上預防給排水系統(tǒng)發(fā)生安全事故。

2 石油化工埋地給排水管道設計注意事項

為了確保石油化工埋地給排水管道設計質量，在實際設計過程中，需要注意以下4點：

(1)當安全閥位置低于泄壓總管出口位置高度時，應對閥門進行手動調節(jié)。因此，放液閥門盡可能設置在易接觸位置，便于及時調節(jié)閥門。為了能夠讓液體完全排進密閉系統(tǒng)中，需要做好相應防凍措施，減少低溫環(huán)境下袋形管道內部出現(xiàn)液體凝固問題，防止管道因其受到損害。

(2)無縫隙直型管道選用。通過對各個管道進行焊接，制成無縫隙直型管道，控制焊縫間距，待管道焊接完成，則需要進行相應測試，確認管道是否存在焊接不到位等情況，達到相應標準后，才可在管道中安置外管。因外界環(huán)境因素在一定程度上會對管道產(chǎn)生影響，為規(guī)避內外管道同時發(fā)生膨脹問題，內外管道材質應選擇同一類型。

(3)保持短距離且直行泵入口管道管程。在布置管道時，通過控制泵入口管道距離，并明確管道走向，減少因管道直徑變化促使氣體產(chǎn)生聚集等情況發(fā)生。

(4)跨越道路處的管道上方不能直接安裝法蘭，必須嚴格按照相關要求來操作閥門與波紋管安裝，可隔離消防氣體和事故的裝置應添設在顯眼位置，為石油化工給排水管道系統(tǒng)安全運行提供基礎保障[2]。

3 石油化工埋地給排水管道設計問題類型

3.1 管線設計缺失合理性

就石油化工企業(yè)而言，給排水管道投入運行，雖然成本較高，但后期回報效益也十分客觀?；诖?，部分企業(yè)為了追求更高的經(jīng)濟利潤，通常會選擇控制項目投資方式，減少成本支出，或者聘請非專業(yè)管道設計人員來負責給排水管道系統(tǒng)設計工作。這不僅難以保證所設計給排水管線合理性，對后期管道設計施工帶來較大影響，而且也會埋下安全隱患，不利于石油化工企業(yè)健康長遠發(fā)展。

3.2 管道接口處理不到位

在實際設計給排水管道過程中，由于不了解管道型號，加上在選擇管道材質時沒有綜合考慮石油化工加工特點，促使后期連接管道過程中發(fā)生各種問題，主要表現(xiàn)在對管道進行焊接時，出現(xiàn)管徑與壁厚二者參數(shù)不一致問題。若直接將管道連接，則會導致后期運行中的管道發(fā)生過渡不順暢、液體泄漏等情況，不僅增加后期管道維修成本，也降低給排水管道安全性。

3.3 成品保護措施不完善

從目前石油化工埋地給排水管道施工情況來看，在實際施工過程中，一些施工人員未重視現(xiàn)場成本保護問題，加上缺少相應警示標語，極易增加晚間巡查發(fā)生人員跌入井中情況發(fā)生概率?；蛘呤┕ね瓿傻木丛O添設井蓋，雨水口遮擋措施沒有落實，導致施工開挖過程中，土壤直接掉落至雨水口與成品井中，則需要面臨返工風險。

以重力流管道施工為例，若開挖溝槽時，其邊坡保護措施不到位，則會導致管道被抬高，排水效果受到影響，最終出現(xiàn)積水等問題。被抬高的管道，容易促使管道連接部位出現(xiàn)問題，致使后期管道運行過程中出現(xiàn)滲漏情況，對周邊環(huán)境帶來嚴重污染影響。因此，做好成品保護措施尤為關鍵，可保證管道排水效果。

4 石油化工埋地給排水管道設計要點

4.1 管道布置

埋地鋪設是給排水管道設計施工重要一環(huán)，合理設計給排水管道平面布置距離，明確管道間距與埋地鋪設深度，可保證石油化工埋地給排水管道設計規(guī)范性，減少后期管道運行過程中不必要問題發(fā)生。為了保證各個數(shù)據(jù)參數(shù)準確性，并能夠達到管道設計要求，在實際設計給排水管道過程中，設計人員應根據(jù)現(xiàn)場情況，并結合管道結構特點，提出相應管道綜合布置方案，從根本上提升給排水管道設計科學性、安全性[3]。與此同時，為降低管道施工對周邊環(huán)境、建筑物等負面影響，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況，選擇合適的管道布局方案，既能減少占地面積，又能將土地資源充分利用。一般情況下，針對管道縱向敷設，需要進行適當加固，選用重型鑄鐵井蓋并添設在管線上的檢查井處，避免管道因外界因素受到損害。

4.2 給排水檢測表合理設置

石油化工生產(chǎn)過程中主要以石油、天然氣等為原料，因這些原料具有易燃易爆性特征，使整個生產(chǎn)流程存在較大安全隱患，加上生產(chǎn)過程連續(xù)性影響，每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)所選擇的加工工藝各不相同，對供水量、水壓等方面要求也存在較大差異性。基于此，合理設置給排水系統(tǒng)運行檢測表裝置，幫助工作人員提供供水量信息以及水壓變化，避免因供水不足而影響產(chǎn)品生產(chǎn)，進而導致產(chǎn)品質量不合格，造成一定經(jīng)濟損失。分析石油化工裝置給水特性，將檢測表在整個給排水系統(tǒng)中合理設置，實時監(jiān)督各個管道實際供水情況，一旦發(fā)生異常情況，可及時定位異常情況區(qū)域，短時間快速恢復管道運行。

4.3 控制地下管道埋土厚度

為了更好地更換給排水管道，需要控制地下管道埋土厚度。無特殊要求前提下，其埋土厚度不超過1 m。管道埋地過深，極易被地下水腐蝕，對給排水管道造成損害，在降低管道使用性能同時，也會對石油正常輸送帶來較大影響。若埋地厚度過淺，其過往重型貨車則會壓壞管道，埋地厚度不超過1 m,可完全避免上述問題，既能提升管道運行安全性，又能減少施工成本投入。同時也需要根據(jù)實現(xiàn)實際情況，明確地下管道埋土厚度，降低后期管道維修頻率。

4.4 優(yōu)化管道綜合布局

管道綜合布局是石油化工埋地給排水管道設計中重要一環(huán)，對后期給排水系統(tǒng)良好運行有著較大影響。為了更好地滿足生產(chǎn)與設備管理要求，在進行管道布局時應注重：(1)對管廊附加量進行控制。結合現(xiàn)場實際情況與基本施工要求，對其附加余量加以把控，保證各施工工序銜接到位。(2)安全設置必須達到規(guī)定標準?；诩扔薪o排水管道設計施工方案，綜合考慮給排水系統(tǒng)后期運行要求，將安全閥設置在合適的位置，盡可能設置在工作人員易接觸區(qū)域。(3)標準化布置夾套管?？刂乒艿缹雍缚p、管件彎頭的間距，必須嚴格按照相應標準來進行夾套管施工操作，并落實前期質量檢測工作，確認夾套管材料、工藝是否與施工要求相一致，從根本上保證夾套管布置標準化[4]。

此外，為確保管線綜合布局方案可行性，應以降低施工難度和減少返工為原則，可考慮將給排水管線的地下管線部分、工藝管線的地下管線部分、消防管線的地下管線部分等均需要做好防滲處理，提升管道綜合布局效果。管架設計合理性也直接影響著石油化工給排水管道設計質量，后期整條管道運行不順暢、管架施工作業(yè)不到位等均會促使后期整條管道運行效果?；诖?，針對管架設計，應以減少彈簧夾數(shù)量為原則，沿著管道走向進行鋪設，既能規(guī)避管道安裝故障，又能起到有效降低施工成本的作用，最大程度上保障給排水管道工程經(jīng)濟效益。

4.5 選擇合適的控制閥

遵循“清污分流，污污分流”基本原則，在切換閥門在污染區(qū)、罐區(qū)內進行裝置，前后期雨水分流可通過切換閥門來實現(xiàn)。小規(guī)格、質量輕以及操作簡單是蝶閥明顯特征，從目前石油化工給排水管道設計情況來看，主要選擇閘閥作為控制閥門來使用，蝶閥較為少見。其主要原因大量雜質在流體中存在，蝶閥質量穩(wěn)定性不足，出現(xiàn)關閉不嚴問題頻率較高。當泄漏問題發(fā)生，清凈外排雨水溝流進污染排水，可將控制閥門裝置在雨水總排出口處，及時將閘門關閉，以此來達到把污染水在廠區(qū)內部全部截流目的，防止污染排水流向外部而造成更大的污染影響。通常情況下，由于大部分石油化工廠區(qū)內部消防水管網(wǎng)呈環(huán)形，水流方向為雙向，可選擇閘閥作為消防水管道控制閥。若循環(huán)水主管直徑偏大，可選擇蝶閥作為控制閥，利用蝶閥規(guī)格小特性，便于及時開啟與關閉閘門。

4.6 做好管道及附屬物部件防腐與防滲措施

因石油化工工藝特殊性，使得各種不同有機元素在石油化工裝置區(qū)域周圍土壤聚集，在某種條件影響下，則會與金屬管道產(chǎn)生一定反應，進而導致金屬管道使用期限被縮短。基于此，在實際設計石油化工埋地給排水管道過程中，設計人員需要全面掌握石油化工裝置區(qū)域附近各種元素構成情況，對各種元素腐蝕性程度詳細了解，以此來選擇合適的材料將其用于給排水管道防腐設計中。

瀝青是目前石油化工埋地給排水管道設計中較為常見的防腐方法，瀝青防腐設計具有成本投入小等優(yōu)點，但瀝青對周邊環(huán)境污染程度較高，在一定程度上也會對給排水管道使用期限帶來影響。隨著科研水平不斷提高，環(huán)氧煤瀝青防腐涂層工藝出現(xiàn)與運用，其防腐效果十分可觀，此工藝相關配套技術水平較高，且施工操作便捷，但相對成本投入較高。玻璃布纏繞法在管道防腐、防滲設計中也比較常見，雖然成本低，但由于與管道貼合度不高，整個防腐結構實際效果難以保障。因此，針對石油化工給排水管道及附屬物部件防腐與防滲設計，應結合具體情況，嚴格把控影響管道腐蝕程度的各方面因素，在此基礎上制定與做好相對應防腐與防滲措施，并將所涉及到的技術工藝進行交底，使其有效預防安全事故。

此外，管材選擇也是石油化工埋地給排水管道設計中需要考慮的重點問題。特別是重力流排水管道設計，若使用混凝土管道，則會因混凝土強度不高，在內部重力沖擊下，導致管道發(fā)生損壞問題，增加管道被腐蝕幾率，進而對周邊環(huán)境造成嚴重污染影響，同時運行中的給排水管道安全性與穩(wěn)定性也無法得到良好保障。針對管材選擇，也需要根據(jù)實際情況，若輸送介質腐蝕性較強，則應對管道施工成本、使用期限等因素綜合考慮，確保管道材料選擇合理性[5]。

4.7 嚴格管控埋地給排水管道設計質量

在正式給排水管道施工之前，為了確保石油化工埋地給排水管道設計質量，必須制定一套完善的質量管理及檢測機制，對給排水管道設計全過程進行監(jiān)管，進行質量檢測時，檢測人員應根據(jù)現(xiàn)場實際情況。并根據(jù)整個管道設計方案內容，確認是否存在影響管道設計質量的問題，并設立專項質量檢測部門，全權負責給排水管道設計質量檢測工作，既能提升工作效率，又能及時發(fā)現(xiàn)潛在的管道設計缺陷與安全隱患，避免后期管道施工發(fā)生不必要問題而延緩施工進度。此外，在開展給排水管道施工作業(yè)期間，要求主要負責人必須全程跟進管道施工，嚴格把控各個管道施工環(huán)節(jié)，全面落實管道設計質量檢查工作，切實解決石油化工給排水管道設計中各種問題，進一步提高給排水管道設計水平，為后期管道順利施工提供基礎保障。同時做好突發(fā)事件應急預案，避免管道施工過程中因突發(fā)事件而造成嚴重損失，及時進行補救，將損失降到最小。

5 結語

綜上所述，由于石油化工生產(chǎn)活動特殊性，所以對給排水管道設計有著極為嚴格的要求。為了確保給排水管道設計質量，應綜合考慮石油化工工藝特點，并按照國家相關規(guī)定，在此基礎上制定合適的管道設計方案，提升管道設計合理性，從根本上保障給排水系統(tǒng)后期運行安全性與穩(wěn)定性。同時，重視與落實針對管道防腐、防滲措施，也是減少安全事故的重要一環(huán)。