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文档简介
管道布置设计 的基本要求及原则 管道布置设计必须具备的条件 n应遵守的国家和行业法律法规、设计标准以 及规程规范 n工程设计统一规定 n工艺流程(系统)图 n设备布置图 n设备表、设备图 n相关专业的设计条件(总平面地形图、厂房 建筑图、电气电缆、给排水专业管道布置图 等) 管道布置设计常用标准、规程和规范 n工业金属管道设计规范GB50316-2000) n工业设备及管道绝热工程设计规范(GB50264-97) n石油化工企业设计防火规范(GB50160-92) n建筑设计防火规范(GB50016-2006)(GBJ16-87作废 ) n职业性接触毒物危害程度分级(GB5044-85) n城镇燃气设计规范(GB50028-2006) n城市热力网设计规范(CJJ34-2002) n城镇直埋供热管道工程设计规范(CJJ/T81- 98) n小型火力发电厂设计规范(GB50049-94) n火力发电厂设计技术规程(DL5000-2000) n火力发电厂汽水管道设计技术规定(DL/T5054-96) n火力发电厂保温油漆设计规程(DL/T5072-97) n火力发电厂化学设计技术规程(DL/T5068-2006) n燃气蒸汽联合循环电厂设计规定(DL/T5174-2003 ) n锅炉房设计规范(GB50041-92) n发生炉煤气站设计规范(GB50195-94) n压缩空气站设计规范(GBJ29-2003) n氧气站设计规范(GBJ50030-91) n氢氧站设计规范(GB50177-93) n乙炔站设计规范(GB50031-91) n石油化工企业管道布置设计通则(SHJ12-89) n输气管道工程设计规范(GB50251-2003) n输油管道工程设计规范(GB50253-2003) n化工企业静电接地设计规程(HGJ28-90) 管道布置设计的基本要求及原则 基本要求: n应符合管道及系统流程设计的要求 n应符合有关的法规、标准及规程规范 n统筹规划,做到安全可靠、经济合理、整齐美观 n满足施工、操作和维修等方面要求 n与设备、装置、建构筑物相协调 室内管道布置原则: n尽量避免管道对室内采光的影响,不应妨碍窗户的启 闭 n不应影响设备的操作和维护(如抽管检修和设备起吊 ) n在水平管道交叉较多的地区,一般按管道的走向,划 定纵横走向的标高范围,将管道分层布置 n热力管道一般布置在油管道的上方,当需布置在油管 道下面时,在油管道的阀门、法兰或可能漏油部位下 方的热力管道,应采取可靠的隔离措施 n地沟内管道应尽量采用单层布置,当采用多层布置时 ,一般将小管或压力高的,阀门多的管道布置在上面 n腐蚀性介质管道不应布置在人行通道和转动设备上方 nB类流体介质的管道,不得安装在通风不良的厂房内 、室内的吊顶内或夹层内 nB类流体介质的管道,不应布置在高温管道旁或上方 室外管道管网布置原则: n厂区内管道的敷设,应与厂区内的道路、建筑物、构 筑物等协调,减少管道与铁路、道路的交叉 n大直径管道应靠近管架柱子布置 n需设置“”型补偿器的高温管道,应布置在靠近柱 子处 n热力管道,仪表和电气电缆槽架等宜布置在管架上层 ,工艺管道,腐蚀性介质管宜布置在下层 n管架上的管道设计,应预留1020余量 nB类流体介质管道与电缆和氧气管道并行或交叉敷设时 ,其净距应符合规范要求 nB类流体介质不得穿过与其无关的建筑物; n密度比环境空气大的B类气体管道,当有法兰、螺纹 连接或填料结构时,不应紧靠建筑物门窗敷设; n道路、铁路上方的管道上不应有阀门、法兰、螺纹 接头及带填料的补偿器等可能泄露的组件; n管廊层间距及管道净距应满足安装及运行要求; n蒸汽管道或可凝气体管道,支管宜从主管的上方接 出,蒸汽冷凝液管宜接至回收总管上方。 管道布置应考虑的安全问题 管道的热补偿: n某些压力管道输送的介质常常具有高温高压特征或由于 工作环境温度的变化,造成金属材料的热胀冷缩,管道 布置设计应充分考虑吸收热位移。一旦布置不当,将造 成管道某些部位产生过大的热应力而破坏或对支架产生 过大的推力而影响管道支架的安全,从而影响管道系统 的正常运行。 例题:图示为某厂一条联接两台换热器间的管道,工作 压力P=4.0MPa、工作温度t=316,管道外径219,换热 器中心距2.1m,中间联接管道水平管中心距2m,A处设 有一异径管DN200/DN150,管道设计安装尺寸见图。 n运行状况:异径管与法兰连接处焊缝多次出现裂纹 n原因分析:由于设备布置太近,中间接管短、管径大 ,柔性差,吸收热膨胀变形的能力较小,经对管系进行 柔性分析,A处受到很大的横向推力和推力矩 n措施:由于场地所限,不可能改变管子长度,只好改变 管子直径,并将异径管接头由A处移到B处,管子AB的外径 由219mm降到159mm,使管道柔性得到改善,同时异径管与 管子连接处由于形状突变引起的应力集中的位置也由较 高应力区域移到了较低应力区域。这样,管道的最大应 力值下降了,经几年的生产考验,获得了满意的结果 管道振动 n危害: 管道振动是一种常见现象,严重的振动会加速裂纹扩 展,威胁系统的安全。与设备连接的管道,尤其与往 复机械相联的管道,振动是不可避免的,但必须控制 在一定的范围内 n产生原因: 设备的往复运动及振动,导致与设备连接的管道振动 (如压缩机、汽轮机、泵、风机等);伴随介质脉动 或压力波动易产生共振(如活塞式压缩机、介质流向 改变或工况发生变化情况等);不稳定的两相流(如 蒸汽管疏水不畅)、液击(阀门急开急关)、地震、 风等都会加剧管道的振动 n防止措施: 防止设备振动的传递,如联接处设软接头 增加缓冲罐,确保介质稳定;如:与压缩机连接的管 道 减少管道弯头,适当增设管道支架,增加稳定性 确保安装坡度,增加疏水,避免两相流,防止水冲击 支架(座)安全: n支架(座)主要是起支撑重量、稳定管系、限制管道 位移(自由度)和防震减震作用。因此,管道布置设 计应根据所输送介质的种类、特性及安全要求合理布 置和正确选择结构合适的支吊架,以改善管道的应力 分布,确保管道安全运行。支吊架设计可按管道设计 、结构强度设计软件计算确定或按有关设计手册选取 。 管道组件质量及布置安全: n管道组件包括管子、三通、弯头、异径管、阀门、 法兰、垫片、过滤器、补偿器等,其选择和设计要 求由管道材料章节介绍。这里只介绍从管件的布置 方面应作哪些考虑。 n管道组件布置原则:应尽可能布置在变形位移小, 应力较低的部位。 阀门布置:左图布置较右图布置好。 补偿器布置: 对 型补偿器,一般要求布置在两固定点之间管 段的中央,并在适当位置设导向支架,以利于热 位移的吸收;对通用型波纹补偿器,要求布置在 固定支架旁,并按生产厂家要求设置一定的导向 支架,确保补偿器的稳定性。支架设置要求见下图: 对连接设备的影响: n管道对所联设备的作用力和力矩应符合设备厂家允 许的规定,如超过规定,将影响设备的安全和造成 联接法兰处的泄漏。 n措施: 设备连接处设支吊架,以承担管道重量及管端推力 ,如下图。 提高连接处管道的柔性,如设柔性接头或柔性弯管 。若设通用型波纹补偿器(或软接头
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