公用工程配管布置

1、公用工程配管布置(这是从“配管”一书中摘录的，仅供参考)石油炼制装置、化工装置中的配管在不同装置中分别有原料的供给、泵、塔槽、换热器、等设备之间的流体输送，装置产生的主产品、副产品、废液、废气等的输送。但光有这些是不够的，还要有虽然不直接参与工艺反应，但对装置运转起很大作用的种种流体的输送。这些流体是工艺反应所必须的蒸汽，作为加热炉燃料的燃料油，燃料气，吸收热量用的冷却水，装置开车、停车检修时吹扫危险气体用的氮气、蒸汽、空气，清扫用的软管站用的水、空气等。这些不直接参与工艺反应，但对运转起着重大作用的各种流体称作公用工程。公用工程根据装置不同而有所不同。一般装置公用工程的例子如下：1） 各种压

2、力的蒸汽和蒸汽冷凝水。2） 冷却水、清洗水和其它用途的水。3） 空气。4） 氮气。5） 燃料油、燃料气。6） 其它。（1） 一般事项1） 同一工厂中有若干个不同装置时，如果没有特殊要求，应统一管理，从一处供给各装置。其配管使用统一的设计基准和统一规范。并考虑其检修性、经济性来决定。2） 装置特有的例如用于缸密封等用途的极低压（数百毫米水柱）氮气或必须减温减压的蒸汽配管，在每个装置中根据其特性决定。3） 为了避免一个装置事故影响其它装置，在各装置的出入口应设置切断阀。4） 为了计算各装置产品的成本，计算其装置使用的公用工程的数量，各装置应分别在各公用工程管线上设置压力、温度、流量等的测量仪表。（

3、参见图2.32）5） 各装置内的公用工程集合管的末端考虑将来的配管用盲板封住，并设置倒淋阀（一般3/4英寸），供试验时放水或其它用途。6） 由于装置内各集合管的支管上一般设置切断阀，为使其操作便利，在有两层配管的时候最好安排在上层。7） 容易积存空气和液体的部位，不仅从工艺要求的角度还是从建设时的试验需要的角度都应设置放空阀（一般为3/4英寸截止阀）和倒淋阀（一般为3/4英寸闸阀）。1-1/2英寸以下的配管省略放空阀。（2） 蒸汽配管发电厂使用135Kg/cm2、535的高温、高压蒸汽，一般的石油化工装置使用60KG/cm2以下的蒸汽。1） 使用蒸汽的压力有：60Kg/cm2、40Kg/cm2

4、、20Kg/cm2、10Kg/cm2、6Kg/cm2、3.5Kg/cm2 等多种。其材料的选择应根据上述条件。高压蒸汽（30Kg/cm2以上）的配管连接应取焊接的形式（包括阀门的连接）而不采用法兰连接。不得已使用法兰时，应使用对焊环槽式的法兰。2） 考虑到因温度变化而引起的热膨胀，必须检查其热应力。这是保护配管本身和设备所必须的。一般较长的直线管道应当用补偿弯或膨胀节缓和其热应力。配管补偿弯和膨胀节的选定是根据各配管的状态，即其伸长程度，支架形状、强度和经济性等来决定。另一方面也要看蒸汽的性状。一般在使用SUS27波纹膨胀节时有应力腐蚀的现象，因此在选定时要注意。3） 从主管上引出支管时，必须

5、从主管的上部进行。放空阀是建设时期水压试验用的。一般其它情况不需要。4） 主管的末端或容易积存液体的地方设置倒淋阀，避免因蒸汽冷凝液引起的水积现象。由于蒸汽凝液是连续产生的，所以除了只有积液产生的很少的地方以外，一般地都使用蒸汽疏水器排出。蒸汽疏水器的上游侧配管为防止散热施行保温，下游侧回收冷凝水的场合不需保温。但在回收的场合虽无保温的必要，但需有防烫措施，所以从操作地面到上面2.1m高处进行保温施工避免危险。使用蒸汽疏水器一般拒蒸汽压力、温度以及冷凝量（倒淋量）选定。一般大容量的使用吊桶式、浮球式、双金属式的疏水器并按正常凝液的34的安全系数来选定。小容量的选用圆盘式和锐孔式。蒸汽疏水器的上

6、游必须设过滤器（也有与疏水器一体型的）以保护疏水器，使周围的配管分回收冷凝液和不回收冷凝液两种，见图2.33。若干个冷凝水管线当它的压力差不大时可接入总管，为了避免压力波动时对疏水器的影响，各疏水器出口线靠近主管处设置切断阀。5） 当配管中装有调节阀时，为避免蒸汽冷凝水进入调节阀造成故障，其调节阀的两侧分别向主管和设备处倾斜，或设置倒淋将冷凝液排净，见图2.34。6） 在利用调节阀等进行减压时，应在调节阀的下游侧设安全阀，用以防止调节阀不正确的动作造成的危险。安全阀设置在，当其起跳时，喷出物不影响操作人员的位置。安全阀的下游侧若易积液，必须在适当部位钻孔或用其它方法将其中的积液导出，见图2.3

7、5。7） 蒸汽配管和工艺配管相连接并经常使用的场合，在靠近连接点设置止回阀，防止工艺侧流体流入蒸汽侧。在不常使用的场合（检修时吹扫用），要用盲板隔断或加泄放阀防止工艺流体进入蒸汽侧，见图2.36。8） 作为清扫工具或其它用途的软管站，由工业用水、氮气、工厂风、蒸汽构成。考虑到蒸汽是有效的灭火手段，其布置要考虑软管长度以15米左右为宜，并能达到装置的任何部分。软管用补强橡胶软管，端部装一钢制管嘴，蒸汽10Kg/cm2以下一般规格为3/4英寸。9） 一些工艺流体具有高粘度，高凝固性，为防止凝固，保持温度，就有必要对工艺流体加热。一个方法是沿配管敷设通蒸汽的加热管，即蒸汽伴热管。再一个方法是内管适用

8、于重油等保持温度不高的介质，夹套管适用于沥青质介质等易凝固物质。a) 蒸汽伴热配管，蒸汽伴热的方式有在工艺管线内部通过和在工艺管线外部通过两种方式，这里所记的是沿外侧通过的蒸汽伴热管。外侧伴管配置形式有直接式和螺旋式。一般多用直线式，螺旋式多用于液面计、调节阀等仪表，以及法兰、阀门等形状复杂的部位。蒸汽伴热用蒸汽，一般使用压力在10Kg/cm2以下的。一般根据需要伴热的工艺配管的内部介质、状态等不同所使用的伴热管的粗细、长度、根数也有所不同，见表2.8。表2.8管线尺寸和伴热管的尺寸以及根数管 线伴 热加 热 管铜 管钢 管10121/2英寸3/4英寸1英寸1-1/2英寸1-1/2英寸以下11

9、26英寸118英寸，10英寸2112英寸2114英寸22116英寸32118英寸321加 热 管蒸 汽7Kg/cm22.5Kg/cm210铜 管301510铜 管60301/2英寸钢 管60303/4英寸钢 管75381英寸钢 管75381-1/2英寸钢 管9045可是铜管仅用于200以下的蒸汽，特别用在仪表的伴热上。不使用钢管弯头等接头，而按紧密接触工艺管的程度煨弯，并且用铁丝将其绑紧。为使伴热管和工艺管的传热良好，使用传热水泥，见图2.38。由于伴热管的直线部分与工艺管的热伸长量不一样，要在伴热管上设膨胀弯吸收热应力。膨胀弯每2030米设一处，或者每伸长50mm设一处。伴热管的末端分别设蒸

10、汽疏水器。管阻力不同的伴热管不能连接在一个疏水器上，伴热管从主管引出尽可能集中设置集合管，尽可能不分别引出。在集合管上最好预留12预留管嘴。从主管引出的支管的最小口径以3/4英寸为度，参照图2.39。b) 夹套配管表2.9 夹套管的尺寸表 单位（英寸）内管的公称直径1/23/411-1/222-1/2345681012外管的公称直径1-1/21-1/222-1/2345688101214表2.9 夹套管的尺寸表 单位（英寸）内管的公称直径1/23/411-1/222-1/2345681012内管长径弯头3.813.8150*57.276.295.3114.3152.4190.520025030

11、0350外管的公称直径3.813.8150.863.576.2101.6127152.4203.2203.2254304.8355.6*即表示特殊尺寸从管外引出的支管不用三通而用焊接管嘴。法兰的等级按管内侧的设计条件，它的孔为内管公称直径，其它为外管公称直径的异径法兰。把插焊或是对焊作为基本形式作特殊形状的设计。垫片的形状，当内部流体是高粘性的场合，按外管公称直径法兰的规定尺寸，当为结晶性或聚合性的场合，按内径为内管，外径为外管法兰的规定尺寸，夹套管除了正常产生热应力之外，由于内外管材质不同和温度不同还产生热应力。这一点不能忽略。蒸汽的供给系统配管不能成为气袋，倒淋至蒸汽疏水器排出。夹套管系统

12、非常复杂的场合为了操作方便，法兰或夹套管分开设置，使系统单纯化。另外在内管上设置支撑板防止内管和外管偏心。10) 蒸汽配管一般至地面配管（重的管廊上配管）供给各个装置。为了防止管子散热，要在管外和阀门上进行保温施工。管廊上或管子支架部分安装管托。该管托是在配管上有保温材料时设置。目的是为了使配管因自重或热作用等使管子伸长时，不致损坏保温材料。管托高度根据保温材料的厚度来决定。一般有75mm，90mm，100mm，125mm，150mm等。管托的长度是根据在支架位置上配管的移动量来决定的。一般为300mm左右。蒸汽配管的支架由于不仅有垂直荷重，而且有水平方向的力这一点要预先算好，参照图2.40。

13、蒸汽冷凝水配管。凝水自蒸汽疏水器排出并且回收时，要设总管，各疏水器排出的冷凝水汇集于总管，在输送到指定的冷凝水罐（气液分离器中）。蒸汽疏水器的出口配管和总管相连接时需从总管上部接入。蒸汽疏水器排出的冷凝水一般冷凝水配管的温度、压力要高。这就容易引起再蒸发，容易产生气液混流，而产生水击现象。针对这一点，要考虑到气液相混，取充分安全的安全系数来确定总管的管径。同时总管要向流动方向倾斜，一面管内积液，还要考虑到它的热伸长量。压力不同的疏水器排出的冷凝液要分别设置冷凝液总管。由于冷凝液罐中液温较高，要考虑其凝液的排出泵的气蚀余量决定其安装高度。（3） 工业用水工业用水是工业不可缺少的。使用目的为冷却、

14、锅炉、饮用、消防等1） 工业用水的种类：a） 海水：若靠近海岸，由于海水取之不尽，需要大量的冷却水的设备如蒸汽疏水器等换热器可予以利用。但是输送设备，抗腐蚀的设备，配管壁厚的增加，特别的防腐设备检修麻烦等，占建设费用和运转费用的相当大的比重。b） 工业用水：河水由于建设时费用少，所以占用是的很大比例。但是伴随工业地区的发展，水不足的问题渐渐大起来。为此开始大幅度采用空冷器和工业用水冷却塔。一般的工业用水，在装置中使用过一次的水送往冷却塔，大约冷却到30（季节不同有点差异），然后再循环使用。为此要投放诸如防腐剂、防虫剂、防冻剂等添加剂。冷却塔的冷却原理是将其表面积增大与空气充分接触放出蒸发热以降

15、温。一般石油化学工业的冷却塔蒸发损失为2%。c） 锅炉用水：一般是将工业用水经沉淀、过滤等过程后，再经离子交换树脂等作用，最后投入化学药剂而得到的水。另外蒸汽冷凝水也可作为锅炉用水。d） 饮用水：也有工厂里纯水设备制造的，但一般是用自来水。e） 消防用水：消防用水必须常备，它是决定工厂储水槽大小的一个很重要的因素。消防用水虽由消防法决定的，但各地方也有所不同。消防用水也有使用海水的，但一般使用工业用水，使用专用的消防水泵。消防水利用方法有多种，装危险物的罐要接泡沫防火剂。2） 配管材料 被用来输送工业用水的管子有石棉水泥管、混凝土管、铸铁管、各种衬里管（水泥，沥青，树脂等）、合成树脂管、钢管等

16、。石棉水泥管、混凝土管、铸铁管、水泥衬里管、合成树脂管等用于地下敷设，地上敷设的管一般有钢管，树脂衬里管等。a） 用于海水配管由于需要耐腐蚀性而采用铸铁管，水泥衬里管，合成树脂衬里管等。用钢管时需考虑其腐蚀性而决定管壁厚。不能使用铜管。使用13Cr要对海水的状态做详细调查后再行决定。b） 其它的工业用水管道使用SGP（一般配管用钢管）和在大口径是使用SS41焊接管（STPY）。锅炉用的水管，根据其温度和压力使用STPG38（压力配管用钢管）。c） 饮用水一般用镀锌钢管，也可用氯乙烯管子。3） 配管的注意点： 工业用水配管一般都较粗，在地下敷设较多。架台上设备的配管或较细的管子，在地面上敷设有利

17、。a） 埋设配管地下埋设配管盖土厚度根据位置和管子种类而异，过重物的场所（如边路）最小1.2m，在装置内，没有重物通过的场所最小0.3m。埋设配管下部在补强的同时要根据地基的状态进行夯实以防下沉。特别是和地上连接的部分要作不能下沉的步枪，特别注意不要使被接设备或者架台上受过度的荷重。如果埋管为钢管，为了不使其产生散流电流引起电化腐蚀，一般在管外缠绕绝缘位置作为防腐对策。埋设配管有流量计等仪表的场合，该部分设一混凝土井，使之容易检修。阀门在直埋的时候，将手轮延长操作。b） 海水泵的吸入侧利用排出侧的压力送入氯，防止配管内贝类和海草的附着。并用海水配管的装置入口处用过滤器除去杂物。c） 海水泵和再

18、冷却水泵等大容量的泵的排出侧接真空泵，开动时容易。d） 热交换器等上用阀将其中液体封闭时，从工艺侧传的热会使液体热膨胀，为防止设备因热膨胀而破损的事故应该设安全阀。e） 在换热器中工艺侧比水侧压力高时，为了随时检查是否泄露，在水的出口侧设置取样管嘴。f） 在地上配管时，积液部分必须设置倒淋阀，并采取防冻措施。防止其破损。g） 1-1/1英寸以下的小口径支管必须从总管上部引出，并且在积存气体处设置放空阀。h） 不经常流动的部分例如孔板的导压管 ，配置蒸汽伴热管，防止其冻结。i） 罐的消防配管的切断阀，要设置在离开罐区的安全场所，并且在与空气泡沫室相连接罐的消防配管的切断阀，要设置在离开罐区的安全场所，并且在与空气泡沫室相连接的配管上接饶性金属软管。4） 空气a） 工业风用于吹扫，一般设置软管站。压力10Kg/cm2以下，材质用SGP，以螺纹配管居多。支管的引出自总管的上部。b） 试压用空气配管建设临时配管较多。为了检修在管廊上的配管，此时若干个阀门以适当的间隔靠近主管配置。c） 仪表风配管原则上使用镀锌的SGP螺纹钢管。压力一般为7Kg/cm2，由于压缩机排出的空气经设置的干燥、过滤设备，再通过空气储罐送往各个装置。空气储罐的大小确定应能满足各个装置在紧急状态时保持一段时