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，全廠工藝及天然氣計量表的型式也越來越向大型化、復(fù)雜化、多層化方向發(fā)展。全廠工藝及天然氣計量表的設(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天然氣計量表的設(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)計手冊和標準規(guī)范，結(jié)合多年工程設(shè)計經(jīng)驗，從全廠工藝及天然氣計量表（以下簡稱“全廠管網(wǎng)”）的工藝流程設(shè)計、天然氣計量表設(shè)計、天然氣計量表支架及管托設(shè)置、天然氣計量表應(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)計中確定天然氣計量表內(nèi)油品經(jīng)濟流速時，應(yīng)考慮：輸送介質(zhì)的性質(zhì)，允許的天然氣計量表阻力降（包括泵的吸入要求、自流天然氣計量表的允許壓力降等），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、儀表電纜以及埋地天然氣計量表等平面走向時，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。天然氣計量表布置應(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）分期施工的天然氣計量表，應(yīng)預(yù)留后期天然氣計量表的位置，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)考慮給排水天然氣計量表和電氣、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)部天然氣計量表作為一個整體統(tǒng)一考慮。在確定裝置或單元的進出口天然氣計量表方位和敷設(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)的工藝及熱力天然氣計量表，不應(yīng)穿過該裝置或單元 ；液化烴天然氣計量表不得穿過與其無關(guān)的建筑物。
6）布置管廊要兼顧到天然氣計量表的熱補償，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)周圍的天然氣計量表宜采用管架敷設(shè) ；儲罐區(qū)周圍及非發(fā)展區(qū)的天然氣計量表，宜采用管墩敷設(shè)。
8）當采用地下敷設(shè)時，天然氣計量表不應(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天然氣計量表不宜管溝敷設(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 天然氣計量表分層原則
4.1 多層管架的天然氣計量表分層布置原則
（1）至裝置的分支天然氣計量表較多的熱力天然氣計量表，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，大口徑的氣體天然氣計量表宜布置在上層，油品、液化烴及腐蝕性介質(zhì)的天然氣計量表應(yīng)布置在下層，自罐區(qū)至裝置或系統(tǒng)泵房的泵吸入天然氣計量表，宜布置在*下層，自一裝置至另一裝置的工藝天然氣計量表宜布置在上層或與裝置內(nèi)部一致 ；
（2）氧氣天然氣計量表應(yīng)布置在一側(cè)，不應(yīng)在可燃氣體、易燃或可燃液體天然氣計量表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 同一層管架上天然氣計量表布置原則
（1）天然氣計量表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，直徑較大的天然氣計量表宜布置在管廊的*外側(cè)，溫度較高的天然氣計量表不應(yīng)布置在對電纜有熱影響的下方位置 ；
（2）氧氣天然氣計量表與可燃氣體、易燃或可燃液體天然氣計量表之間宜有不燃物料天然氣計量表隔開且其凈距不小于500mm。
5 天然氣計量表安裝要求
1）天然氣計量表敷設(shè)要求
（1）地上敷設(shè)天然氣計量表的坡度不宜小于2‰，管溝敷設(shè)天然氣計量表的坡度不應(yīng)小于2‰，自流天然氣計量表的坡度不宜小于3‰，放空天然氣計量表的坡度不宜小于3‰；
（2）當放空油氣干管與管廊天然氣計量表共架敷設(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）天然氣計量表間距要求
（1）天然氣計量表外壁（含保溫層）之間的凈距不應(yīng)小于50mm，不宜大于120mm ；法蘭外緣與天然氣計量表、法蘭外緣之間的凈距不小于25mm，天然氣計量表*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）無隔熱層的天然氣計量表距管墩或管架橫梁端部的凈距不應(yīng)小于150mm ；有隔熱層的天然氣計量表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)天然氣計量表與儀表、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）天然氣計量表跨越道路或鐵路時，天然氣計量表與鐵路軌頂間的凈距不應(yīng)小于5.5m ；天然氣計量表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）天然氣計量表上兩相鄰對接焊口的中心間距，DN＜50mm天然氣計量表，不應(yīng)小于50mm ；DN ≥50mm 天然氣計量表，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 ；天然氣計量表的環(huán)焊縫與支吊架邊緣的間距不應(yīng)小于50mm。
（7）氣體天然氣計量表的支管應(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)的天然氣計量表，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）天然氣計量表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 ；天然氣計量表的法蘭連接處應(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 ；天然氣計量表凈距小于100mm 時，每隔不大于30m 的距離應(yīng)用金屬線跨接，天然氣計量表交叉點凈距小于100mm 時，其交叉點應(yīng)用金屬線跨接。
6 天然氣計量表的跨距
1）天然氣計量表的允許跨距小于支架間距時，宜利用大直徑天然氣計量表進行中間支吊。
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天然氣計量表的*小跨距要求，12m一跨的需做桁架，并在上部柱間加橫梁。
7 天然氣計量表支吊架及管托
1）架空敷設(shè)的保溫（或保冷）天然氣計量表以及直徑大于等于400mm 的天然氣計量表，應(yīng)設(shè)管托 ；管托一般采用焊接管托，節(jié)能型隔熱管托、堿液天然氣計量表及不銹鋼天然氣計量表管托應(yīng)采用卡箍式。
2）天然氣計量表（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 天然氣計量表熱補償及應(yīng)力分析
1）天然氣計量表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，液化烴天然氣計量表不宜采用波紋管補償器。
2）天然氣計量表固定點兩側(cè)的推力宜平衡，分支天然氣計量表的位移量盡可能小 ；應(yīng)控制任何方向的位移量不大于相鄰天然氣計量表的凈距 ；天然氣計量表中兩固定點的距離時，宜使大多數(shù)天然氣計量表符合表1的參考距離。
3）對小直徑天然氣計量表來說，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。