石油化工生产装置工艺外管架的设计

石油化工生产装置工艺外管架的设计

周瑶

黑龙江省纺织工业设计院黑龙江省哈尔滨市

摘要：在现在石油化工生产的高度进行中，不仅仅对石油化工的发展有很高的重视，还需要对石油化工生产过程中使用的工艺外管架也有高度的重视。这是因为在石油化工生产的写过程中，这些管道在各个环节都有非常广泛的应用。在石油化工生产中可以发现这些管道的使用通常都是架在半空中的，其根本的作用是用于支撑在石油化工生产中的各个管道，这也从侧面的说明了要想保证石油化工生产能够顺利的进行，就必须对这些管架进行合理的选取和设计。因此，本文主要针对于石油化工生产过程中生产装置工艺外管架的设计进行详细的论述。

关键词：石油化工生产装置；管架；管廊；水平推力；补偿节

在现在社会上石油化工生产在我国各行业都有非常广泛的应用，这就从根本的角度上决定了我国度石油化工生产的重视。而且在石油化工生产中生产装置的规模也比较大，这就在很大程度上增加了对石油化工装置中管架的要求。在对管架的选取和设计不仅仅要对管架自身的结构进行考虑，还需要对整个石油化工工程进行合理的考虑，只有这样才能保证石油化工管架的设计能够符合石油化工的发展。

一、外管道与外管架的布置

前文中也清楚的说明了，在石油化工生产过程中使用管架的目的是对进行生产的管道形成一个支撑。这就需要对管架的质量和承重力都进行全面的考虑。而且在进行管架布置的过程中还需要以管架结构稳定性为主要依据。另外在石油化工生产的过程中还需要使用加热等步骤，这种步骤在操作时就会对管架的温度产生一些影响，在温度的影响下会导致管架发生延长或者缩短的情况。因此这就需要在对管架进行设计的过程中充分的考虑这一点，进一步达到减少投资的目的。

（一）补偿节的布置方式

补偿节的作用能够在很大的程度上降低造价，进一步达到减少维修费用的作用。在研究过程中发现对补偿节进行布置的方法主要有两种，在这里笔者对这两种方式进行详细的论述。第一，在石油化工中最常见的补偿节布置方法是水平布置法，这种方法由于在装置空间中占得比例比较大而得到广泛的应用。但是在空间过于狭小或者需要进行装置的空间不能进行水平布置法的就可以采用垂直布置法进行补偿节的布置。

（二）外管道布置原则

在进行管道的布置工作中需要考虑的因素非常多，不仅仅要考虑管道的大小，还需要对管道的冷热进行全面的考虑。而且在对管道进行布置的过程中还需要按照相应的规定进行布置。规定对管道的布置要求热管道小直径的管道在上，相反的较冷较大的管道自然就放在下方。这种做法的根本目的是为了减少因为管道冷热不均匀出现管道寿命减短的现象。放在下方外侧，这是为了减少在对管道进行维修过程中的出现的一些困难。总之对管道进行布置需要考虑的因素比较多，这就从很大的角度上决定了进行管道布置的重要性。

二、外管架的设计

（一）外管架的类型

管架的种类分独立式管架、纵梁式管架和管廊三种。

1、独立式管架

外管架是支承管道的构筑物，管道的垂直和水平荷载通过管架传递给基础，这种管架形式一般用于管道较少（少于5根），管道呈单层布置，通常采用独立式T字型管架；当管道较多（5-10根），管道呈单层布置，通常采用双柱式FI字型管架；当管道高度超过4米时，可采用且字型管架。管架材料为钢筋混凝土或钢结构。这类型管架一般用于中、小型石油化工生产装置或大型石油化工生产装置外管线的分支线上。

2、纵梁式管架

纵梁式管架是由纵梁或轻钢三角形析架、横梁和管架组合而成的构筑物，这种管架形式适用的情形为：管道直径小、管道数量在10根以内、管道呈单层布置、管道刚度较小、不足以保证管道间的联系和传递管道水平推力。采用独立式T字型管架和双柱式n字型管架或且字型管架，管架材料为钢筋混凝土或钢结构。这类型管架一般用于中、小型石油化工生产装置或大型石油化工生产装置外管线的分支线上。

3、管廊

管廊是由钢筋混凝土或钢结构的横梁、矩形析架、析架支撑、管架立柱及立柱支撑等组合而成的构筑物。是大型装置或工厂管道集中敷设的场所。管廊的宽度大、跨距长。可设置可通行或不可通行的检修通道。管廊内并可设置电气、仪表使用的电缆桥架。以敷设电气、自控电缆用。管廊材料为钢筋混凝土或钢结构，活动管架采用双柱式业字型，固定管架采用四柱式矩形构筑物，四边用角钢焊成的支撑组合成圈字型矩形管架。这类型管廊形式一般用于大型石油化工生产装置外管线的主干线上，布置在生产装置中央马路两侧，十分壮观，是石油化工生产装置的标志性构筑物。

（二）外管架的分类

1、从管架材料上来分：可分砖、混凝土、钢筋混凝土、钢、钢与钢筋混凝土组合式管架共五种。

2、从管架受力角度上来分：可分活动管架和固定管架两种。活动管架又分刚性、柔性和铰接三种。

3、从管道分布上来分：可分单层和多层布置两种。

4、从管架高度上来分：可分管墩、低管架和高管架三种。

5、从管架制作上来分：可分捣制管架和预制管架两种。

6、从管架结构形式上来分：可分T字型、n字型、业字型，A字型和圈字型共五种。

（三）外管架的结构形式

外管架结构形式的选择是与管道数量的多少和管道布置密切相关的。当管道数量在1-5根，管道为单排布置时，一般选用T字型预制钢筋混凝土结构管架；当管道数量在6根以上，无论管道布置为单排还是双排，一般可选用n字型或且字型预制钢筋混凝土结构管架，亦可采用钢结构管架。采用固定管架时，当管道数量不多于5根，而且水平推力不大时，可采用T字型预制钢筋混凝土结构管架；当管道数量多、管道直径粗、水平推力大时，可采用A字型现浇钢筋混凝土结构管架，亦可采用四根预制钢筋混凝土柱和四边用角钢焊成的钢支撑，组合成阅字型矩形管架。

三、管道专业向土建专业提供外管架设计的要求

（一）管道和管架的平、立面图、管道纵、横向断面图，图中要表示管架位号、标高、固定管架位号、检修通道、平台和直爬梯的位置和尺寸。

（二）管道荷载，含管道重力、输送介质重力、保温重力、试压水和事故水的重力、管道内沉积物的重力及平台、通道的活荷载、电气、仪表电缆桥架的重力等。

（三）固定管架的水平推力、作用点及方向。

（四）管道壁的最高及最低温度。

（五）考虑将来生产装置能力提高，管架设计时考虑的设计余量。

四、结束语

综上所述可以看出在现在社会上进行使用化工生产的过程中需要对石油化工生产中设计hi的装置进行全面的考虑，尤其在管架上面进行合理有效的布置能够有效的减少在石油化工生产过程中发生的一些事故。在对管架进行设计之前还需要对管架进行合理的选取，要求在管架在使用的过程中相应的安全能够得到有效的保证。另外在进行管道的布置工作中还需要充分的考虑管架在使用化工生产中的作用，选取合理的管架布置方法，只有这样才能真正的实现管架在石油化工生产中的作用，从而满足生产装置的需求和石油化工生产的安全进行。

参考文献：

[1]朱建忠.化工工艺管道的合理安装方法探讨[J].科技创新与应用.2013（35）

[2]高金明.分析化工工艺管道安装[J].科技与企业.2014（05）

[3]郑太强.化工工艺管道的合理安装方法探讨[J].化工管理.2014（06）