摘要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)對能源的需求也越來越大，煉油廠的原油加工能力也在逐步提高，隨著裝置的不斷大型化，全廠工藝及蒸汽管道流量計的型式也越來越向大型化、復(fù)雜化、多層化方向發(fā)展。全廠工藝及蒸汽管道流量計的設(shè)計是否科學(xué)、經(jīng)濟，直接關(guān)系到日常生產(chǎn)、操作、維護以及整個煉油廠的經(jīng)濟效益。對煉油廠全廠工藝及蒸汽管道流量計的設(shè)計進行總結(jié)闡述，希望對有類似的設(shè)計具有一定的參考和指導(dǎo)意義。
1 主要內(nèi)容
本文參照相關(guān)文獻、設(shè)計手冊和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合多年工程設(shè)計經(jīng)驗，從全廠工藝及蒸汽管道流量計（以下簡稱“全廠管網(wǎng)”）的工藝流程設(shè)計、蒸汽管道流量計設(shè)計、蒸汽管道流量計支架及管托設(shè)置、蒸汽管道流量計應(yīng)力分析及熱補償幾個方面，對全廠管網(wǎng)的工程設(shè)計進行闡述。
2 工藝流程設(shè)計
1）工藝流程設(shè)計應(yīng)根據(jù)全廠總工藝流程和全廠總平面綜合考慮，工藝流程應(yīng)具有一定的靈活性，盡量簡化，減少工藝介質(zhì)的周轉(zhuǎn)。
2）在項目分期建設(shè)的情況下，應(yīng)根據(jù)項目建設(shè)要求統(tǒng)籌規(guī)劃，同時按項目分期建設(shè)的要求進行設(shè)計。要注意各期工程的銜接，在滿足生產(chǎn)需要的前提下盡量減少前期工程量。
3）工藝流程設(shè)計中確定蒸汽管道流量計內(nèi)油品經(jīng)濟流速時，應(yīng)考慮：輸送介質(zhì)的性質(zhì)，允許的蒸汽管道流量計阻力降（包括泵的吸入要求、自流蒸汽管道流量計的允許壓力降等），年操作時間和動力費用，因靜電、噪聲、震動等所限制的*大流速。
3 管架布置原則
1）全廠管網(wǎng)的設(shè)計應(yīng)具有全局思維。在滿足工藝流程的前提下，盡量集中布置，少占地，方便生產(chǎn)、施工、維修，整齊美觀和經(jīng)濟合理。
2）在確定裝置單元邊界條件和電氣電纜、儀表電纜以及埋地蒸汽管道流量計等平面走向時，應(yīng)與相關(guān)專業(yè)協(xié)商，達成一致意見，使其走向合理、排列有序，盡量減少整個系統(tǒng)的高低點數(shù)量。
3）應(yīng)避免管廊三面包圍裝置或單元，不應(yīng)四面包圍工藝裝置或單元。蒸汽管道流量計布置應(yīng)盡量做到“步步高”或“步步低”，減少氣袋或液袋，同時應(yīng)注意減少“盲腸”。
4）分期施工的蒸汽管道流量計，應(yīng)預(yù)留后期蒸汽管道流量計的位置，全部投產(chǎn)后，管架或管墩宜預(yù)留30% 左右的發(fā)展空間。還應(yīng)考慮給排水蒸汽管道流量計和電氣、儀表、電信等各類電纜槽架寬度及輔件安裝維護所需占用的位置及寬度。
5）管廊一般沿路平行敷設(shè)，并靠近裝置或單元接口多的一側(cè)，應(yīng)與裝置或單元內(nèi)部蒸汽管道流量計作為一個整體統(tǒng)一考慮。在確定裝置或單元的進出口蒸汽管道流量計方位和敷設(shè)型式時，應(yīng)由裝置內(nèi)外協(xié)商解決。與裝置或單元無關(guān)的工藝及熱力蒸汽管道流量計，不應(yīng)穿過該裝置或單元 ；液化烴蒸汽管道流量計不得穿過與其無關(guān)的建筑物。
6）布置管廊要兼顧到蒸汽管道流量計的熱補償，盡量用自然補償器，管廊分支處宜在附近管架做固定架。
7）裝置區(qū)周圍的蒸汽管道流量計宜采用管架敷設(shè) ；儲罐區(qū)周圍及非發(fā)展區(qū)的蒸汽管道流量計，宜采用管墩敷設(shè)。
8）當(dāng)采用地下敷設(shè)時，蒸汽管道流量計不應(yīng)布置在建筑物、構(gòu)筑物的基礎(chǔ)壓力影響范圍內(nèi)以及鐵路、道路路面下。
9）可燃氣體和可燃液體蒸汽管道流量計不宜管溝敷設(shè) ；確因條件所限采用管溝敷設(shè)時，管溝內(nèi)必須充砂，有車行通過時應(yīng)使用車行蓋板，并在進出裝置及廠房處密封隔斷。
4 蒸汽管道流量計分層原則
4.1 多層管架的蒸汽管道流量計分層布置原則
（1）至裝置的分支蒸汽管道流量計較多的熱力蒸汽管道流量計，全廠燃料油、燃料氣、可燃氣體放空、氮氣等系統(tǒng)干管，宜敷設(shè)在上層，大口徑的氣體蒸汽管道流量計宜布置在上層，油品、液化烴及腐蝕性介質(zhì)的蒸汽管道流量計應(yīng)布置在下層，自罐區(qū)至裝置或系統(tǒng)泵房的泵吸入蒸汽管道流量計，宜布置在*下層，自一裝置至另一裝置的工藝蒸汽管道流量計宜布置在上層或與裝置內(nèi)部一致 ；
（2）氧氣蒸汽管道流量計應(yīng)布置在一側(cè)，不應(yīng)在可燃氣體、易燃或可燃液體蒸汽管道流量計正上方或正下方敷設(shè) ；
（3）多層管架的層間距，不宜小于1.2m，有走人要求時，層間距可取2.5m ；
（4）電氣、儀表、電信的電纜槽板應(yīng)分別布置在上層管架的兩側(cè)，電氣與儀表、電信的電纜槽板在無屏蔽時的凈距*小為1m。
4.2 同一層管架上蒸汽管道流量計布置原則
（1）蒸汽管道流量計宜布置在靠近所連接的裝置（或單元）或支管較多的一側(cè)，溫度較高，直徑較大的蒸汽管道流量計宜布置在管廊的*外側(cè)，溫度較高的蒸汽管道流量計不應(yīng)布置在對電纜有熱影響的下方位置 ；
（2）氧氣蒸汽管道流量計與可燃氣體、易燃或可燃液體蒸汽管道流量計之間宜有不燃物料蒸汽管道流量計隔開且其凈距不小于500mm。
5 蒸汽管道流量計安裝要求
1）蒸汽管道流量計敷設(shè)要求
（1）地上敷設(shè)蒸汽管道流量計的坡度不宜小于2‰，管溝敷設(shè)蒸汽管道流量計的坡度不應(yīng)小于2‰，自流蒸汽管道流量計的坡度不宜小于3‰，放空蒸汽管道流量計的坡度不宜小于3‰；
（2）當(dāng)放空油氣干管與管廊蒸汽管道流量計共架敷設(shè)時，可在管廊上層設(shè) T 形或 π 形支架，以滿足放空油氣干管坡度要求，進入油氣放空干管的支管應(yīng)從干管頂部順介質(zhì)流向45°斜接。
2）蒸汽管道流量計間距要求
（1）蒸汽管道流量計外壁（含保溫層）之間的凈距不應(yīng)小于50mm，不宜大于120mm ；法蘭外緣與蒸汽管道流量計、法蘭外緣之間的凈距不小于25mm，蒸汽管道流量計*突出部分與管架立柱、建筑物墻壁、管溝內(nèi)壁及其他構(gòu)筑物間的凈距不應(yīng)小于100mm ；
（2）無隔熱層的蒸汽管道流量計距管墩或管架橫梁端部的凈距不應(yīng)小于150mm ；有隔熱層的蒸汽管道流量計距管墩或管架橫梁端部的凈距不應(yīng)小于120mm ；
（3）可燃介質(zhì)蒸汽管道流量計與儀表、電氣的電纜相鄰敷設(shè)時，平行凈距不宜小于1m，電纜在下方敷設(shè)時，交叉凈距不應(yīng)小于0.5m。
（4）墩頂與地面的距離不宜小于0.4m ；管架下方過人時，管架底距地面的距離不得小于2.1m ；不過人時，下層架底至地面不宜大于1.6m。
（5）蒸汽管道流量計跨越道路或鐵路時，蒸汽管道流量計與鐵路軌頂間的凈距不應(yīng)小于5.5m ；蒸汽管道流量計與主要道路及消防道路路面間的凈距不應(yīng)小于5.5m ；與一般道路面間的凈距不應(yīng)小于4.5m。
（6）蒸汽管道流量計上兩相鄰對接焊口的中心間距，DN＜50mm蒸汽管道流量計，不應(yīng)小于50mm ；DN ≥50mm 蒸汽管道流量計，不應(yīng)小于管子外徑，且不應(yīng)小于100mm ；現(xiàn)場冷彎管焊接時，焊縫與彎管起彎點的距離不宜小于100mm，且不應(yīng)小于管子外徑 ；蒸汽管道流量計的環(huán)焊縫與支吊架邊緣的間距不應(yīng)小于50mm。
（7）氣體蒸汽管道流量計的支管應(yīng)從主管頂部引出，支管宜自主管的固定點附近引出 ；分期施工、投產(chǎn)的蒸汽管道流量計，宜在預(yù)留處加切斷閥，并在閥門的開放端加盲板和法蘭蓋。
（8）蒸汽管道流量計在進出裝置或單元處、始端、末端、分支處以及直線段，每隔80~100m 應(yīng)設(shè)置防靜電和防感應(yīng)雷的接地裝置 ；蒸汽管道流量計的法蘭連接處應(yīng)跨接，連接螺栓不少于5根時，在非腐蝕環(huán)境下可不跨接 ；蒸汽管道流量計凈距小于100mm 時，每隔不大于30m 的距離應(yīng)用金屬線跨接，蒸汽管道流量計交叉點凈距小于100mm 時，其交叉點應(yīng)用金屬線跨接。
6 蒸汽管道流量計的跨距
1）蒸汽管道流量計的允許跨距小于支架間距時，宜利用大直徑蒸汽管道流量計進行中間支吊。
2）管架柱距6m 一跨的中間可不加橫梁，9m 一跨的無需做桁架，上部柱間加橫梁以滿足蒸汽管道流量計的*小跨距要求，12m一跨的需做桁架，并在上部柱間加橫梁。
7 蒸汽管道流量計支吊架及管托
1）架空敷設(shè)的保溫（或保冷）蒸汽管道流量計以及直徑大于等于400mm 的蒸汽管道流量計，應(yīng)設(shè)管托 ；管托一般采用焊接管托，節(jié)能型隔熱管托、堿液蒸汽管道流量計及不銹鋼蒸汽管道流量計管托應(yīng)采用卡箍式。
2）蒸汽管道流量計（帶管托）其位移量不應(yīng)超過管托的長度 ；各管系的自然補償量或補償器的補償量應(yīng)使該管系*大位移量不得超過管托的長度，管托邊緣距支撐點（支撐梁中心）的距離不宜小于75mm，若水平位移較大時，應(yīng)選用加長管托或采用管托偏置。
8 蒸汽管道流量計熱補償及應(yīng)力分析
1）蒸汽管道流量計的熱補償宜采用自然補償，如 L 型補償、Z 型補償、π 型補償。π 型補償器，其結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、投資少，應(yīng)優(yōu)先選用。當(dāng)π型補償器的安裝受到限制可采用波紋管補償器，在跨越段不宜采用波紋管補償器，液化烴蒸汽管道流量計不宜采用波紋管補償器。
2）蒸汽管道流量計固定點兩側(cè)的推力宜平衡，分支蒸汽管道流量計的位移量盡可能小 ；應(yīng)控制任何方向的位移量不大于相鄰蒸汽管道流量計的凈距 ；蒸汽管道流量計中兩固定點的距離時，宜使大多數(shù)蒸汽管道流量計符合表1的參考距離。
3）對小直徑蒸汽管道流量計來說，如補償器中心至固定點的距離大于表1中值的2/3時，應(yīng)在補償器橫向較大的一側(cè)自由臂的外端至固定點之間設(shè)導(dǎo)向支座。