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1、埋地硫酸管道的设计徐斌华;操松林【摘 要】介绍了架空管线、管沟敷设管线、管中套管敷设管线和直埋敷设管线等硫酸输送管线设计方案的优缺点.分析直接埋地硫酸管线设计的可行性,提出较具体的直接埋地硫酸管线设计方案及施工留意事项.对直接埋地硫酸管线消灭的问题进展分析并提出整改意见.【期刊名称】硫酸工业【年(卷),期】2023(000)004【总页数】3 页(P38-40)【关键词】硫酸;埋地管道;设计【作 者】徐斌华;操松林【作者单位】东华工程科技股份,安徽合肥 230024;合肥通用机械争论院, 安徽合肥 230031【正文语种】中 文【中图分类】TQ110.5某化肥厂 2 套复合肥装置共需 wH2S
2、O493%硫酸 350 kta，磷肥装置需 wH2SO493%硫酸 286 kta，3 套装置合计需wH2SO493%硫酸 636 kta。因该化肥厂从日本进口硫酸，通过水路船运至自有码头，再从码头运进厂区储罐。 码头距化肥厂 NPK 复合肥装置硫酸储罐 4 640 m，距磷酸厂硫酸储罐约 6 714 m，假设用汽车运输，按 1 辆槽车 1 次运输 20 t 硫酸计算，化肥厂 3 套装置每天需浓硫酸 106 车。不仅运输量大，而且在硫酸装车、运输和卸车过程中，常常发生跑、冒、滴、漏等事故。此外运送硫酸的大路属旅游大路，制止硫酸槽罐车频繁来往。因此，管道输送硫酸成为必定选择。输送硫酸的管线通常仅
3、在硫酸生产或使用单位的厂区内短距离使用，一般都是架空敷设，还未有跨厂区通过管线长距离输送的先例。1.1 架空敷设设计架空敷设技术成熟，一旦觉察有泄漏现象，处理便利。但假设在旅游主干道的一侧架设浓硫酸管道既担忧全也不美观。尤其在寒冬季节输送浓硫酸时，架空管道还需加自限温电加热带伴热的保温，致使造价偏高。1.2 管沟敷设设计在地上开槽的管沟敷设也是一种可行的方案。它类似于电缆沟，其优点是简洁觉察和处理泄漏问题，缺点是需要永久征地，且占地面积大。此外管沟内需要做耐酸处理，致使造价高、投资大。1.3 管中套管设计管中套管直埋敷设的管线只需浅埋。其优点是安全、美观、牢靠，缺点是套管焊接施工难度大、内管泄
4、漏后不易修理，且投资较大。1.4 直埋设计硫酸管道直接深埋地下敷设也是一种设计方案。其优点是投资少。缺点是泄漏后很难准时觉察，而且维护、检修不便利；一旦管线泄漏，硫酸会渗入土壤，污染地下水，影响沿线环境，甚至影响管道漏点四周人的安全。目前，该设计方案在国内外均无应用先例。造成埋地硫酸管道泄漏的缘由有 3 种：内腐蚀、外腐蚀和意外损坏。2.1 内腐蚀引起的泄漏浓硫酸是一种强氧化性酸，常温下 wH2SO498%硫酸简洁使碳钢管线内壁形成一层致密的钝化膜，这种钝化膜不溶于浓硫酸，从而起到屏蔽作用；金属管的内在组织得以保护，不再被腐蚀。这点对实现硫酸管道输送相当重要。温度对硫酸的腐蚀性影响相当大，温度
5、上升能加速硫酸对金属材料的腐蚀。如 wH2SO498%硫酸，20时对碳钢的腐蚀速率仅为 0.1 mma，50时增加到 0.5 mma，100时腐蚀速率高达 5 mma1。硫酸管线深埋地下，冬暖夏凉，温度相对稳定当地最高气温 37.1，有利于管道钝化膜保持稳定。假设硫酸在管线中以高速紊流形式流淌，其冲刷作用会使管道内壁上形成的钝化膜快速消逝，陷入“形成消逝再形成再消逝”的恶性循环，不能形成有效的保护膜，导致管道被加速腐蚀。如材质为碳素钢的浓酸泵叶轮高速转动，硫酸流速较高，叶轮与壳体因冲刷而被快速腐蚀，使用寿命很短。但在实际中，通常将硫酸在输送管道中的流速掌握在 2 ms 以内，液流均匀，且多为层
6、流，以该流速输送的硫酸对管道的腐蚀影响较小2。硫酸对管道内壁的腐蚀稳定均匀，在保证管道质量的前提下，选择合理的管道壁厚能够确保使用寿命。因此在设计使用寿命时，一般不会考虑内腐蚀。2.2 外腐蚀引起的泄漏造成埋地管道外腐蚀的缘由很多，解决方法主要是防腐涂层、阴极保护。在防腐涂层方面，可选用美国 3M 公司生产的熔结环氧粉末涂层。该涂层在高水位、海洋、码头、山地、多石和城镇等地区埋地铺设和穿越工程中已有长达 40 年的实践应用，防腐性能优越。本次设计承受加强型防腐涂层，厚度 450 m，完全可以解决外在环境对管线的腐蚀问题。防腐涂层在专业工厂内完成，严格掌握喷砂除锈、钢管加热、熔结环氧粉末喷涂、固
7、化等工序，确保防腐质量。阴极保护的专业性很强，其设计、选购和施工托付给北京科技大学现代防腐争论所。管道运行后，每月测试一次阴极保护桩的电位，如有特别，马上实行相应对策；每3 个月请专业检漏技术人员用专业检漏仪器沿线检漏一次。2.3 意外损坏引起的泄漏有意识的人为破坏、载重汽车反复碾压、挖掘时野蛮施工是造成意外泄漏的主要缘由。实行的相应措施为：在铺设管线时，管线不应设在大路四周，穿越大路时做好管线防护，以避开汽车碾压。此外，管线尽量深埋，以提高管线的抗压力量。在治理上，沿管线设标志桩、警示牌，安排专人每天沿线至少巡检 2 次，防止有关单位和个人野蛮施工而损坏管道。这些措施能较好地避开管线的意外损
8、坏。埋地硫酸管道的设计参数见表 1。为削减管道阻力，设计时多用 45弯头，尽量少用 90弯头；弯头半径 R5D，以便利清管器通过。管道外壁承受熔结环氧粉末涂层、阴极保护措施。运输钢管时，两端用专用塑料封头封住，避开脏物进入管道内。管顶埋深不小于 1.2 m。埋深达不到 1.2 m 时，应运土填埋，直至符合要求。管道与埋地给水管、排水管的水平净距离应超过 1.0 m。管道与埋地通讯电缆的水平净距离超过 2.0 m，与埋地电力电缆水平净距离超过 5.0 m。管道与埋地给水管、排水管、通讯电缆和电力电缆的垂直净距离不少于 0.3 m，且埋地硫酸管道应在其他管道的下方。管道与建构筑物根底的水平净距离大
9、于 3.0 m。管道与树木的水平净距离应超过 1.5 m。管道依据波浪形方式敷设，波峰间距约为 100 m，管道坡度大于 3。波峰的绝对标高尽可能保持全都。其目的是一旦觉察管道泄漏，马上关泵，这样只泄漏 2 个波峰之间的硫酸。每隔 10 m 设置一个标志桩，在通过路口处设危急标志牌。施工时，钢管焊缝系数为 1，并对焊缝进展 100%射线照相检验。在管道穿越道路、铁路专用线、排洪渠时，承受水平导向钻进非开挖铺管技术进展施工。管道的施工与验收应遵守 GB 501842023工业金属管道工程施工及质量验收标准与 GB 502362023现场设备、工业管道焊接工程施工及验收标准。2023 年 2 月，
10、埋地硫酸管道在该化肥厂开头施工，9 月 25 日，硫酸管道开头试送酸。同年 11 月 10 日，作为国内第一条以埋地方式敷设的浓硫酸管道通过验收3。硫酸埋地敷设管道投运后，始终平稳运行。2023 年 8 月 13 日至 12 月 30 日，该化肥厂请国家质量监视检验检疫总局中国特种设备检测争论中心对埋地硫酸管线进展检测及安全评价。埋地硫酸管线剩余寿命推测报告指出：高风险地段钢管推测寿命为 9.06 年，中风险地段钢管推测寿命为 13.43 年，低风险地段钢管推测寿命为 20.05 年。埋地硫酸管道敷设多年之后，周边环境发生巨大变化。2023 年，与硫酸管道平行的一段铁路由一般铁路改为电气化铁路
11、，铁路强大的杂散电流对埋地硫酸管道产生电化学腐蚀。2023 年 6 月，觉察的埋地硫酸管道一个泄漏点正是由该缘由造成。排洪渠水质变差，腐蚀性变强，对硫酸管道危害大。因管道四周增煤场，重载运煤车不断碾压硫酸管道，加速硫酸管道的疲乏破坏。电厂污水井施工时将厚重的混凝土浇筑在硫酸管道上，沉降不匀极易造成硫酸管道裂开。由于沿线环境恶劣，加之进口硫酸价格上涨，国产硫酸价格下降，2023 年 7 月停顿使用埋地硫酸管道。该条管线使用近 13 年，证明当时的硫酸管道埋地敷设设计是成功的。2023 年投入运行的甘肃金昌中铁物流 1 000 kta 硫酸管道工程设计就借鉴了该工程的阅历4。硫酸管道埋地敷设具有投
12、资少、运行本钱低、治理简洁和安全性高等优点。在做好事故泄漏应急预案的前提下，可以有条件地推广应用。【相关文献】1 天华化工机械及自动化争论设计院.腐蚀与防护手册M.北京：化学工业出版社，1997： 47.2 刘少武，赵树起.硫酸生产技术M.南京：东南大学出版社，1997：63.3 杨永，何仁洋.埋地钢质浓硫酸输送管线的风险评价J.石油化工腐蚀与防护，2023，253：3537.4 殷达林.阳极保护在浓硫酸长输管线施工中的应用J.中国高技术企业，202327： 6566.达州开征硫磺资源补偿费从 2023 年 7 月 10 日起，四川省达州市正式实施硫磺矿产资源补偿费征收治理方法，这是四川省第一
13、部关于硫磺矿产资源补偿费征收的治理方法。方法规定，缴纳硫磺矿产资源补偿费的对象为全市行政区域内开采利用自然气脱硫生产硫磺的采矿 权人，收购未缴纳矿产资源补偿费的硫磺进展加工、经营的单位和个人。缴纳标准为硫磺销售收入 的 2%，中心、省、市分成比例为 514。硫磺矿产资源补偿费按季度缴纳。达州自然气储量达 3.81012m3，探明储量为 6.61011m3，具有高产、高压、高硫的特点。近年来，随着中石油、中石化等油气巨头纷纷入驻达州，达州市着力建设中国西部自然气能源化工基 地，引进国内外企业及其先进技术，特别是在对自然气进展脱硫、硫磺回收及尾气处理过程中承受 世界先进的自动掌握技术，硫磺回收率可到达 99.8%以上，硫磺纯度可达 99.99%。亚洲最大的自然气净化厂及硫磺生产基地中石化普光气田就坐落于此。