石油化工埋地給排水管道設計問題探討

許田田

中國市政工程中南設計研究總院 湖北 武漢 43000

石油化工埋地給排水管道設計中，應當結合生產實際需求，在確保用水體系穩定性的同時控制各種安全質量問題，還要保證管道系統布設的科學性，盡可能避免管道碰撞等問題，從源頭上規避安全事故的發生。

1 設計中的常見問題

1.1 設計成本的過度壓縮

初期立項時，很多企業會優先考慮經濟效益及時間需求，進而控制項目投資，壓縮成本。也有部分企業會聘請非專業的設計人員負責埋地給排水管道系統設計，這一做法不僅無法保障給排水管線的設計質量，而且會給后續的施工、維護保養等工作帶來種種隱患，甚至發生事故，不利于企業的長遠發展。

1.2 管材及型號的選擇不合理

在埋地給排水設計期間，應根據具體實際情況進行管材及管道型號的選擇。若對管道的型號不夠了解，在管道材料的選擇方面沒能考慮到石油化工的加工標準，可能造成后續管道連接密封性不足等質量問題。在管道焊接期間，若管徑和壁厚兩種參數不相符，可能造成后續運行中管道過渡存在阻塞、液體泄露等問題。

1.3 施工現場保護措施不到位

結合石油化工埋地給排水管道的施工過程來看，部分施工人員存在現場安全意識薄弱的問題，有的施工現場沒有設立有效的警示標語。部分已初步完成的施工段，管道的附屬構筑物也經常出現檢查井缺失井蓋、雨水口未設置遮擋等問題。在實際施工中，有的施工單位忽視設計要求，擅自對管道基礎偷工減料，以次充好；放坡開挖時未采用設計坡度，以及無周邊保護措施等問題，可能導致管道標高與設計相差較大，排水水力條件差等問題。在后期運維中，更是極易出現管道堵塞、滲漏等問題[1]。

2 應對策略

2.1 管道布設

埋地管道布設是給排水管道設計中的關鍵內容之一，科學合理的管道平面布設能夠保證整體的有序性，規避管道間的碰撞問題。在設計期間需要把控好平面布設距離、管道間距、埋地鋪設深度等，確保埋地給排水管道設計的規范性。在管道設計期間，設計人員需要結合現場情況以及管道結構特征設計好管道綜合布設方案。還要盡量降低施工過程對環境及地表建筑帶來的不利影響，結合現場地理條件調整管道布局，盡量降低占地面積，提高土地資源利用率。一般來說，管道的縱向敷設需要采取一定的加固措施，通常在管線檢查井中增設重型鑄鐵井蓋，避免管道結構受外部因素的影響。

2.2 給排水檢測表設計

在石油化工生產期間，石油和天然氣等都是主要原料，但這些原料本身都具有一定的危險性，所以生產過程必須要控制好各項安全隱患。同時，石油化工生產具有明顯的連續性特征，不同環節采取的工藝與裝置又存在明顯差別，對供水量和水壓等都有不同要求。所以給排水系統需要設計檢測表等裝置，為工作人員提供水量和水壓信息，減少供水不足對生產環節帶來的影響。期間需要根據石油化工裝置的給排水特性，利用檢測表對管道的供水運行過程實施監控，以及時定位異常管段，快速、準確地排除問題，以最快速度恢復管道的正常運作。

2.3 管道覆土高度設計

埋地給排水管道的覆土高度也是影響管道設計效果的一大因素，在沒有其他要求的情況下，一般覆土高度不應大于1m。若管道埋地過深，管道表面可能被地下水腐蝕，降低使用壽命。而如果管道埋深過淺，路面行駛重型車輛時管道可能會被破壞。但也要根據埋地給排水管道工程的現場情況來選擇具體的埋地深度，結合特殊要求進行調整，減少后續管道維護的頻率[2]。

2.4 管道綜合布局控制

為保證管道設計能夠達到石油化工生產需求，管道綜合布局應當把控好以下幾點：

（1）管廊附加量的控制：根據施工現場和施工基本要求確定附加余量，確保前后施工工序的有效連接；

（2）做好安全設置：根據已經確定好的給排水管道設計方案，全方位考量系統后續運行的要求，例如安全閥設計安裝位置的規范性等。

（3）夾套管設計：夾套管設計與施工決定了管道對接焊縫、管件彎頭間距等參數，所以做好夾套管設計至關重要。需要將質量控制工作延伸到前期，包括夾套管的材料控制、工藝控制等，從根源上提高夾套管設計的規范性。

（4）消防管線設計：為保證管線綜合布局方案的可操作性，需要盡可能降低施工難度與返工次數，設計期間需要關注給排水管線中的消防管線。這些特殊的管線結構需要做好防滲漏處理，提高管道綜合布局的穩定性。

（5）管架設計：管架設計是否科學也會影響埋地給排水管道的運行質量。管架設計中應當盡量降低彈簧夾的設計數量，沿管道的走向進行管線敷設，這樣不僅能有效控制管道安裝故障問題，而且可以控制成本投入。

2.5 控制閥的選擇

在選擇控制閥時，應當貫徹清污分流、污污分流的基本原則，裝置污染區和罐區都需要設計切換閥門，利用閥門切換實現前后期的雨水分流。一般來說，蝶閥的特征是尺寸小、重量輕、操作便利等。但在石油化工給排水管道設計中一般都選擇閘閥，原因在于流體中可能伴隨一些雜質，若采用蝶閥可能會導致閥門關閉不嚴等問題。若廠中沒有獨立的后期雨水系統，裝置污染區的后期雨水可以作為清潔雨水。前15min 的初期雨水在進入含油污水系統之后會關閉控制閥，打開圍堰中設計的插板閥門，后期雨水沿地表漫流到道路雨水邊溝。廠內雨水總排出口要設計控制閥門，倘若發生石油泄漏問題，污染排水進入廠內清潔外排雨水溝后，可以及時關閉閥門，避免污染的進一步擴散[3]。

2.6 管道與井溝的防腐設計

結合《石油化工設備和管道涂料防腐蝕設計規范》（SHT 3022- 2019）中的要求，埋地管道外防腐可以選擇環氧煤瀝青漆、聚乙烯膠粘帶、石油瀝青漆等涂料。其中石油瀝青漆的成本較低，但需要在施工現場進行加熱，可能會對現場環境帶來污染，所以在很多場景下不再適用。聚乙烯膠粘帶防腐層的整體效果較好，但施工過程較為復雜、成本投入較大、補口操作難度高，因此沒有得到廣泛運用。環氧煤瀝青防腐涂層的結構成本相對較低，而且可以實現一次成膜，抗酸堿腐蝕效果好，施工過程也較為便利，所以石油化工企業在埋地給排水管道的防腐設計中一般會選擇環氧煤瀝青漆材料。另外，裝置和罐區污染區中設計的井、溝都要選擇鋼筋混凝土結構施工，并且做好抗滲處理；混凝土的抗滲等級應當大于等于P8，井溝表面刷水泥或滲透結晶型防水涂料，厚度需要達到1mm 以上。

2.7 管道接口設計

2.7.1 重力自流管道設計

首先，利用灰口鑄鐵材料，接口方法選擇承插接口，填料需要選擇不耐油橡膠圈，管道本身需要具備較強的耐腐蝕性；其次，盡可能避免應用混凝土管道，因為混凝土管道強度較差，埋地敷設后更容易被腐蝕；最后，在設計大口徑重力自流管道時，可以采用重型鋼筋混凝土作為排水管道材料，接口位置選擇鋼制套環[4]。

2.7.2 初后期雨水分流排放系統設計

在石油化工生產中，對于水資源的需求量較大，污水排放或送到污水處理廠時，排水管道會承載較大的污水量，其中還會存在各種有毒有害的高污染物質，所以需要特別關注運輸安全問題。運輸期間需要規避易燃易爆混合氣體進入下水道，生產裝置區的污水管道需要在排水管網間增設水封井。因為生產裝置區若在降雨環境下，地面沖洗的沖洗排水、初期雨水系統可能會遭受污染，這些污水若直接留到雨水管網中可能造成大規模環境污染問題。因此，初期污染雨水和后期清潔雨水需要進行分流，被污染的雨水需要立即分流到污水處理系統中。分流排放初期污染雨水和后期清潔雨水可以按照生產裝置區的布設情況劃分為兩種模式：其一，若生產裝置污染區的分布較為零散，而且污染區域面積不大，可以通過手動閥門切換來進行分流；其二，若初期污染雨水量較大，那么設計期間可以加入雨水調節池，對初期和后期雨水進行分流處理。為保證調節池可以正確分流，還需對調節池的容積進行調整，計算好初期降水量、污染雨水濃度、廢水排放水質等參數。很多城市5min 的降水量可能達到15～30mm，因此在埋地給排水管道設計期間需要計算好調節池容積，包括溢流堰和調節池布設等[5]。

2.8 設計與施工的監督檢測

在埋地給排水管道施工前，為提高設計效果，需要制定完善的質量控制和監測機制，針對給排水管道設計全過程實施監督管理。在質量監督中，檢測人員需要結合施工現場情況及管道設計方案檢測是否存在質量或安全隱患。在正式施工作業期間，需要全方位落實質量檢查工作，預估埋地給排水管道設計中可能存在的問題并制定對應的預防方案，確保給排水管道設計質量達標。

3 結語

埋地給排水管道是石油化工產品運輸的必要媒介，化工產業的發展也需要管道鋪設的支持，因此埋地給排水管道設計應當全方位考量各項因素，不能漏掉任何細節，各方面設計都需嚴格按照標準執行，在保證給排水管道設計質量的同時避免安全隱患，減少不必要的損失。