浅谈化工企业室外给水排水工程设计.pdf

刘 玮等 浅谈 4 - x - 企业 室外给水排 水工程设计 2 7 浅谈 化工企业 室外 给水排水工程设 计 刘玮 关乐大连大化工程设计有限公司大连1 1 6 0 3 1 摘 要 介绍化工企业室外给水排水工程设计中管道布置、管材选择、排水管沟的计算和金属管道外 防腐等 。 关键词 化工企业给水排水管道设计 在化工工 程设计 中，室外给水排水管 ( 渠 ) 道工程设计 ( 以下 简称室外管道设 计 )有使 用 周期长、检修和改造难度大 、发生事故不易察觉 等特点 ，因此 ，在满足现有设计规范前提下 ，设 计 的安全性 、合理性和实用性显得尤为重要。 1 安全性 ( 1 )室外管道设 计应考虑结构基 础对其 的 影响。应尽量避免管道布置在建构筑物、管架和 铁道基础 的压力传递范围内。否则会危及建构筑 物、管架和铁路的安全 ，同时建构筑物的沉降也 会危害到给水排水管道的安全 ，尤其在湿陷性黄 土地 区，室外给水 排水管道应尽 量远离 建构 筑 物 ；室外管道如果先施工，结构基础后施工 ，将 很难避免破坏管道及管道基础 。 ( 2 )室外管道设计应考虑建筑塔 吊的影 响， 管道布置时应根据建筑物施工 的要求 ，避免塔 吊 基础 占用给水排水管道位置 ，否则 ，给排水管线 会 因塔 吊基 础 而 拐 角太 多 ，影 响 流 速 ，淤 积 管道 。 ( 3 )管 道 布置 时应 考 虑其 用途 、性 能等 ， 避免不 良影响。污水管道或化粪池等离生活用水 管较近 ，要避免污染生活用水 ；金属管与直流电 力 电缆靠得过近 ，会造成金属管道腐蚀等。 ( 4 )化工企 业 的排 水 沟 的水量 一 般较 大 ， 因此排水沟设计的安全 陛尤为重要 。 根据 室外 排 水 设 计 规 范 G B 5 0 0 1 4 2 0 0 6，确定排水管渠的计算公式 。 排水管渠 的流量为 ： Q =A v 式 中，Q 为设计 流量 ，m s ；A 为有 效断 面 面 积 ，m ；v为流速 ，m s 。 排水管渠的流速为 ： 。： - L话nI 、 n l l 式 中，R为水力半径 ，m；I 为水力坡降；n为粗 糙系数 。 水力半径为 ： R = A X 式 中，x为湿周 ，m。 通过上式可推出排水管渠的流量为 ： n A 3 ， 2 n 们 由上式可看出 ，对于相同类别 、相同水力半 径 ( 由排水 沟 的宽度 和深 度决定 ) 的排水 沟 ， 水力坡降决定排水能力 。但 由于施工误差 ，往往 难 以保证设计 的水力坡降。此外 ，排水沟壁 的粗 糙程度、 自然水体对排水沟的顶托作用以及沟底 的碎石和淤泥都影响排水 沟的排水 能力 。因此 ， 排水沟的设计坡度应大于理论计算值 ，设计坡度 最好取理论排水量的 1 52倍较为安全 。 2合理性 化工企业室外给水排水管道应尽量敷设在绿 化带和人行道下 ，避免将其敷设在物流或消防通 道以及大型机动车道下，这样不但便于管道 的检 修和改造 ，而且可减少管道检修和改造时对道路 交通的影响。 由于工艺要求 ，部分管道需架空敷设时 ，应 考虑物流运输 、更换大型设备 的交通运输、人行 交通、建筑物 自然采光及美观等要求。 化工企 业室外 给水排水 管道 较多 、管 径较 大 、管道种类较复杂 ，应采用水平单层布置 ，不 刘玮：助理工程师。2 0 0 5 年毕业于辽宁工程技术大学给水排水工程专业。一直从事给水排水工程设计。联系电话： ( 0 4 1 1 ) 6 2 6 1 2 2 8 88 3 0 6 E ma i l ： l i u we i o p 1 2 6 c o rn。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m C HEM I CAL ENGl NEERI NG DES I GN 要上下重叠。可以考虑将部分耐压或检修维护周 期长的管线敷设在道路中心 ，并尽量避免管道间 的互相交叉 ；同时管道间距还要保证施工方便 以 及 日常维护管理时 ，不会损坏相邻的地下管道和 建构筑物基础。 在选择管材时 ，除湿陷性黄土地区或远距离 直线输水外，压力管线不要选择承插管，可以减 少管道支墩对 其它管线和给水排水构筑 物的影 响，以便于今后的改扩建。 涂层作化工企业给水排水金属管道埋地敷设 的外 防腐。石油沥青 防腐涂层结构 是传统 的防腐措 施 ，其优点是成本较低 ，缺点是在施工现场加热 石油沥青既不方便又污染环境 ，而且使用寿命较 短 ，已逐渐被环氧煤沥青防腐涂层结构所取代。 环氧煤沥青 防腐涂层结构是一种施工简便 ， 但费用稍高的防腐措施 ， 且对施工时的环境温度 有要求 ，北方地区冬季施工时不宜采用环氧煤沥 青防腐涂层结构作为金属管道外防腐。 3 实用性4 结语 如果化工企业的生活用水 比较分散 ，生活、 生产和消防各为独立系统 ，生活给水管网最好布 置成环状 ，并尽量与消防管线同沟敷设 ，这样材 料和施工费用不会增加很多，却能保证供水系统 的安全性，以及今后扩建时，可提高新装置的用 水可靠性。 由于多年生产 ，化工装置区土壤中往往含有 各类酸、碱、盐会严重腐 蚀埋地敷设 的金属 管 道，因此应提高埋地敷设的金属管道外防腐等 级，保证其使用年限。 目前 ，普遍采用石油沥青或环氧煤沥青防腐 在化工企业室外管道工程设计时 ，应及时与 业主沟通 ，了解企业未来发展 的构想，同时要与 工艺、总图和结构等专业协调配合 ，做到在不影 响工艺流程的情况下 ，优化管道设计 。 参考文献 G B 5 0 0 1 3 2 0 0 6，室外 给水设计规范 s G B 5 0 0 1 4 2 0 0 6 ，室外排水设计规范 s G B 5 0 0 1 5- 2 0 0 3 ，建筑给水排水设计规范 s G B 5 0 2 6 8 2 0 0 8 ，给水排水管道工程施工及验收规范 S ( 收稿 日期 2 0 1 0 0 3- 0 1 ) ( 上 接 第 2 2页 ) 降低。但 由于摩擦系数按平均粘度 、平均速度查 取， 摩擦阻力降计算存在一定的偏差。 3 3系统压力降分配 冷剂丙烯在用户处一般均设有调节阀 ，其压 力降一般为管道系统 压力降的 3 0 6 0 ，而 在复杂系统中冷剂往往需供给多个用户 ，而其布 置各不相 同，冷剂管道中调节阀的压力降设计起 到关键 的管道阻力降调节作用 ，如在本文计算 的 压力降系统中调节阀压力降减小约为 2 0 ，就 不会出现冷剂不能输送到用户 的现象 ，同时也可 保证调节阀的可调节性。 4建议 气液两相流阻力降的计算与单相流相 比存在 许多复杂因素 ，为了方便工程设计 ，简化计算过 程，建议丙烯冷剂两相流阻力 降计算可采用 石油化工设计手册第 4卷 5 4 8 介绍的计算 方法 2 ，设计条件按最不利情况考虑 的同时 ，应 考虑 1 5 一2 0 的设计安全系数。 5结语 ( 1 )管道系统阻力降 的计算是系统优化设 计 、降低能耗的关键设计程序之一 。气液两相流 阻力降的设计需要计算 ，更需要实践的验证。 ( 2 )当重量气化率约为 5 时 ，丙烯冷剂输 送阻力降的计算，可采用 石油化工设计手册 第4卷 5 4 8介绍的计算方法 2，但存在负偏差。 ( 3 )应注意系统 阻力 降和调节 阀阻力 降的 分配 ，确保系统设计的最优化 ，以达到经济、合 理的设计理念 。 参考文献 1 王松汉 石 油化工 设计手册 ，第 4卷 工 艺和 系统设计 M北京 ：化学工业 出版社 ，2 0 0 2 2 张德姜，王怀义，刘绍叶 石油化工装置工艺管道安装 设计手册 ( 第一篇)设计与计算 ( 第三版) M 北 京 ：中国石化出版 社 ，2 0 0 7 ( 修改 回稿2 0 0 9 0 7 2 5 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m