化工工厂内管廊的设计思路构建.docx

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化工工厂内管廊的设计思路构建

摘要：

本文从管廊的布设思路、管廊形式的选择、管廊宽度以及高度的设计要点这四个方面对化工厂内管廊的设计进行了论述，并在此基础上提出管廊设计中的几点注意事项。

期望能够对提高管廊的设计质量有所帮助。

关键词：

化工厂管廊设计

一、化工厂内管廊的设计思路与要点

（一）管廊的布设思路

1.在对化工厂内管廊进行设计的过程中，应当大致确定出管道的具体走向以及总体数量，同时，还应当与厂内主要工艺设备的布置情况一并进行考虑，并尽可能将管廊布设在方便与各类主要工艺设备相联系的位置处。

此外，要考虑能够使绝大部分管线布置合理，既要保证绕的弯尽可能少，又要尽量减少管线的实际长度。

在对以往的工程实践进行研究分析后，管廊最佳的布设位置应当是在两排主要工艺设备的中间或是单排设备的旁侧。

2.在进行管廊设计时，应当遵循便于设备安装调试、操作和维护检修的原则，同时，要尽量避免中型或是大型设备的检修场地。

3.在布设管廊时应当综合考虑厂区内的道路以及消防的需要，同时，还要考虑厂区内的地下管线及电缆的具体布置情况，并本着不影响临近构筑物的原则进行布设。

4.在进行装置内管廊的布置时，应当遵循与相邻装置的布置相协调的原则，同时，还应当充分考虑与相邻装置管廊之间的衔接，这样可以使工厂内的管廊布置形成一个有机的整体，便于维护管理。

5.管廊的边缘距离各种设施的水平距离应当满足如下要求：

①与铁路轨道外侧的距离应当≥3.0m；②与道路边缘的距离应当≥1.0m；③与厂区围墙中心的距离应当≥3.0m；④与建筑物外墙的距离应当≥3.0m。

（二）管廊形式的选择

由于管廊的形式相对较多，为此，在设计过程中，必须进行合理选择。

较为常见的管廊形式有以下几种：

1.独立式管架。

该形式具体可分为单腿柱和双腿柱两种，多数都是在管径较大且管道数量相对较少的情况下使用。

此种形式的管架在化工厂内的应用较多，其特点是设计与施工都比较简单。

2.悬臂式管架。

这种形式的管架与独立式管架的区别主要体现在以下几个方面上：

它将横梁全部改为纵向悬臂，并以此作为管路的中间支座，从而进一步延长了管架的间距；它的造型比较美观，整体比较轻巧。

唯一的不足之处是管路的排列较少，管架宽度多数不超过1m。

3.梁式管架。

这种形式的管架又可分为单层和双层、单梁和双梁，其一般都是按照管路具体的敷设数量而定。

其中单层双梁这种结构的应用较多，它的跨度在6-9m左右，管路推力较小的情况下，可以考虑采用这种形式。

4.悬杆式管架。

这种形式的管架适用于管径较小且呈多根排列的情况，而且管路必须较直。

它的优点是柱间距大、造型轻巧、受力合理。

唯一的不足是需要使用数量较多的钢材，成本较高。

现阶段，化工工厂内最为常用的管架形式为独立式和梁式，管架的材质主要有钢结构和混凝土两种，其中混凝土的抗腐蚀性能较好，这符合化工厂内腐蚀性介质较多的要求，但建造周期较长，当采用时，横梁上应埋设一根?

20mm圆钢，以减少管道与横梁间的摩擦力。

而钢结构虽然施工方便、建造周期短，但必须进行防腐处理，前期投资较大。

在实际选择中，应当结合化工厂的实际情况，并通过技术经济性比选之后，选出最适合的管架形式和材质。

（三）管廊宽度的设计要点

在对化工工厂内管廊进行基础设计时，应当根据P&ID作出管廊管道走向图，对管廊上管道数量和管径大小进行确定。

在计算管间间距总和时，应当将管廊上管道最大密度处作为计算依据，得出管廊宽度，并+预留出20%―30%的增添管道余量。

同时，在计算过程中还应当考虑保温和伴热管线的保温层厚度，以及应力管线在管廊上的径向位移量。

通常情况下，管廊宽度应小于10m，若通过计算获取的宽度超过10m，那么可通过增加管廊层数的方式以达到减小宽度的目的。

影响管廊宽度的因素具体包括管道数量、管径以及管廊设备布置情况等。

若将空冷器布置在管廊上，那么在设计时还应当考虑空冷器的安装要求，支柱跨距宜与空冷器的间距尺寸相同，以使管廊立柱与空冷器支柱中心线对齐。

如果将泵布置在管廊下，那么在设计时要加上泵的长度和检修通道的宽度；如果将换热器布置在管廊下，那么要根据换热器的长度预留出拆卸法兰的检修空间，或预留出3.5m的检修车辆通行道。

此外，在设计管廊宽度时，还应当考虑仪表及电气电缆槽板的宽度。

（四）管廊的高度设计要点

化工工厂内的管廊在道路上横穿时，其净空高度必须大于4.5m；在大型消防车通行的情况下，其净空高度必须大于5m；若设有人行通道，则管廊净空高度必须大于2.2m；若管廊采用桁架时，还必须根据桁架底高进行计算。

为了提高管廊空间的利用效率，应在管廊下布置泵，在布置泵时要充分考虑泵的维护操作问题，所以要预留超过3.5m的空间。

若需要布置换热器，还必须考虑换热器的安装高度及其上方配管所需的空间。

在设计双层或多层管廊时，应当根据装置规模和管廊上最大管道直径确定上下层间距，通常情况下间距在1.2―2m之间，并且保证管线能够在管廊上引入、引出。

如果管廊改变方向或两管廊垂直相交，其高差应在0.75―1.0m范围内。

此外，在设计管廊高度时，要将管廊横梁和纵梁结构断面和型式考虑在内，确保桁架底和梁底的标高符合管廊高度需求。

二、化工厂内管廊设计中的注意事项

（一）管廊配管防碰撞设计

在设计管廊配管时，要避免管线与管廊斜撑发生碰撞。

如果工程项目设计采取PDS等三维软件进行建模设计，那么可以利用软件碰撞检查功能来验证管线与管廊斜撑是否存在硬碰撞现象。

但是，这种检查方式属于静态检查，在实际操作中，有可能产生不同的结果。

特别是在管廊斜撑周边应力管线穿过时，若预留较小的间距，那么在管道运行中就会因管线发生位移而导致碰撞问题。

为了解决这一问题，在管线必须穿过斜撑周边时，应当充分考虑管线位移、管道隔热层厚度等因素，如果管廊上有空冷器，还应当考虑斜撑及梁柱所覆盖耐火层的厚度，以便预留出充足的间距，避免因管线位移发生碰撞。

（二）应力管线防碰撞设计

在管廊的应力管线下部接引支管接近于支撑梁的情况下，要充分考虑管道的位移方向和位移量。

若应力管线位于顺位移方向，且与支撑梁一侧相接近时，必须保证管线与支撑梁之间的距离大于管道位移量（至少200mm以上），从而才能有效防止管道运行出现位移后碰撞支撑梁。

若应力管线位于顺位移方向，且远离支撑梁一侧时，必须保证应力管线与支撑梁的净距大于100mm。

（三）走桥连通设计

在设计管廊检修操作平台时，必须遵循工程设计HSE的相关要求，强调人性化设计理念，用走桥连通管廊检修操作平台与相邻构架或设备平台，确保其具备良好的贯通性，为检修和维护提供便利条件，与此同时，还有利于在紧急状况下安全疏散人员。

三、结论

总而言之，化工工厂内管廊的设计是一项较为复杂且系统的工作，在实际设计过程中，除了要全面、综合考虑之外，还应当选择好管廊的形式。

同时，管廊的宽度与和高度也均应当符合要求，并且要对设计中可能出现问题的环节加以注意。

只有这样，这样才能使管廊的设计更加合理，从而有助于其作用的充分发挥。

参考文献

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