某改造项目管架设置及配管概述

某改造项目管架设置及配管概述

郭航

中石化宁波工程有限公司  浙江省宁波市  315100

摘要：结合某改造项目中管架的布置及配管，介绍改造项目中管架设置及配管要点，及需注意的问题。

关键词：石油化工 管架 配管

1概述

管架是化工区常见的一种工业构筑物，是连接各个化工生产装置的纽带，起着至关重要的作用，合理的管架设置既能使流程更顺畅，也能节省投资，创造经济效益。

本文结合国内某制氢项目中的配套外管廊中的一段管架的改造情况，通过对管架布置及配管的分析，阐述在改造项目中管架设置的要点和需注意的问题。

2管架设置

2.1固定架及伸缩缝的设置

由于石化产品的介质温度不同或大气温度的变化，而管道又很长，所以常常产生热胀冷缩的管道位移，为了适应这种热胀冷缩的变形要求，通常每隔一定距离设置固定点，这类管架称为固定管架[1]受区段间产生的全部纵向水平推力。由于水平推力较大，对固定架的结构要求较高，所以当管架上管道较多时，在同一区段内，应尽量将各管道的固定点集中设置同一个固定架上，从而减少固定架的设置，减少投资。在固定架处为便于设置竖向支撑，采用6m柱距。

同时为了消除两相邻固定架之间，管架由于自身结构热胀冷缩而产生的挤压和拉伸，在两固定架之间合适位置设置伸缩缝，综合考虑管道及电仪桥架的支撑跨距，伸缩缝处柱距设为3m，且两相邻伸缩缝之间间距保持在80m以内[1]。

除固定架和伸缩缝外，管架跨距普遍考虑9m一跨，对于跨马路处或为了躲避地下设施时，考虑适当加大或减小跨距，为方便结构专业设计，管架跨距在条件允许的情况下，采用3的倍数值来确定。

图1固定架、伸缩缝的设置

2.2补偿管架的设置

管道补偿器有多种形式，π 形补偿器结构简单、运行可靠、投资少，使用最为普遍，本项目中补偿器均使用π型补偿。管道的补偿器通常设置在两个管道固定点之间。

在进行管架布置时，应充分考虑配管的需要，布置与配管同时进行，在管道需要进行自然补偿的位置设置合理的结构形式来支撑π形补偿器的悬臂，此结构称为补偿管架。

火炬管线管径较大，在进行自然补偿时，π弯的悬臂伸出较长，需要在管架外增设管架以支撑悬臂。其他管线可考虑在管架内部进行自然补偿。本项目在补偿管架的设置时最初考虑做法同原管架，即在某一活动架上原横梁的上方或下方增加横梁（见图2），管道可在此处做π弯或来满足补偿的要求。此种方式优点是：管道补偿统一设置，外管整齐美观。

图2增加横梁补偿

但在另一段利旧管架配管过程中遇到一个问题：原管架补偿管架横梁间距1.25m，净距只有0.675m。D250的中压蒸汽，保温厚度150mm，管托高250mm，受管位限制，无法再此处设置补偿，需穿过此补偿管架时，无法满足管道与结构基本净距要求。同理，当管道管径较大或保温较厚时可能无法通过此补偿管架，所以放弃了这种方式，采用另一种横纵梁错层补偿的方式。

横纵梁错层补偿：将管架的横梁和纵梁错层布置（见图3）。顶层布置火炬管线，下层布置其他工艺管线及公用工程管线，当热应力管道需要自然补偿时，可将π型补偿的悬臂布置在上层管架的纵梁处。此方法优点：无需另外增加结构以支撑π型补偿的悬臂，更加节省投资；管道无需集中设置π形补偿器，灵活性更强，更能适应不同介质管道补偿的距离要求。但需要注意，当管架某一跨跨距过大需要设置桁架时，π型补偿器的悬臂不能支撑于桁架之上。

图3横纵梁错层补偿

3管架配管

此管架上管道主要包含以下几类：火炬管道，氢气管道，氧气管道，油管道及公用物料管道等。

在进行管道布置时按以下原则布置：

（1）火炬管线布置在管架上层，但避免占住柱头，以便将来管架加层改造。

（2）大直径管道靠近柱子布置，小直径管道，气体管道及公用物料管道布置在管架中间，这样荷载分布比较合理，有利于管架的结构设计，经济美观。

（3）气体及公共物料管道靠上布置，含油介质管道靠下布置。

（4）氧气管道与氢气管道同层布置，中间以公用物料管道隔开，且净距保持在500mm以上。

（5）通过现场勘察发现，厂区原有管线中除保温保冷管道、火炬管道及特殊材质的管道外，其他管道均直接布置在管架结构梁上，由于管道震动，管道直接与结构梁摩擦，出现不同程度的磨损，同时据业主反映，部分壁厚较薄管道由于长时间摩擦已经泄露，所以本项目管架上所有管道均采用管托支撑。

（6）由于部分管道需布置在原有管架上，已有管道的管径及介质特性影响新增管道的布置，因此，对于无法查到资料的管道，通过现场与业主对接，且邮件确认的方式来确定管道信息。

按以上原则将管道布置在新建管架及原有管架上。（见图4）

图4管道布置示意图

4 结论

改造项目情况较复杂，在进行管架布置和配管时，除要优先符合工艺流程和相关标准规范要求外，还要充分考虑现场实际情况，灵活调整布置方案，同时也要为后续可能存在的改造预留发展空间。

[1]刘彦来. 石化行业管架设计要点分析[J].山西建筑，2015（41）：20

[2] GB 51019-2014. 化工工程管架、管墩设计规范[S]. 中华人民共和国住房和城乡建设部，2014.07.13