《化工设计》第二版---第六章管道布置设计20120728[1]1

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1、化工设计 第六章 管道布置设计,第六章 管道布置设计,第一节 概 述 第二节 管架和管道的安装布置 第三节 典型设备的管道布置 第四节 管道布置图 第五节 管道轴测图(管段图、空视图)、 管口方位图及管件图 第六节 计算机在管道布置设计中的应用,第六章 管道布置设计,第一节 概 述 教学内容： 了解化工车间布置设计的任务和要求。 重点和难点： 重点了解化工车间布置设计的原则性要求。,第六章 管道布置设计,第一节 概 述 一、化工车间管道布置设计的任务 (1)确定车间中各个设备的管口方位和与之相连接的管段 的接口位置。 (2)确定管道的安装连接和铺设、支承方式。 (3)确定各管段（包括管道、管件

2、、阀门及控制仪表）在 空间的位置。 (4)画出管道布置图，表示出车间中所有管道在平面、立 面的空间位置，作为管道安装的依据。 (5)编制管道综合材料表，包括管道、管件、阀门、型钢 等的材质、规格和数量。,第六章 管道布置设计,第一节 概 述 二、化工车间管道布置设计的要求 应符合“化工装置管道布置设计规定”HG/T20549-1998 和“石油化工管道布置设计通则”SH3012-2000的规定， 1.符合生产工艺流程的要求,并能满足生产的要求 2.便于操作管理,并能保证安全生产； 3.便于管道的安装和维护； 4.要求整齐美观,并尽量节约材料和投资； 5.管道布置设计应符合管道及仪表流程图的要求

3、。,第六章 管道布置设计,第一节 概 述 1. 物料因素 (1)输送易燃易爆,有毒及有腐蚀性的物料管道不得铺设在生活间、楼梯、走廊和门等处,这些管道上还应设置安全阀、防爆膜、阻火器和水封等防火防爆装置,并应将放空管引至指定地点或高过屋面2米以上。 (2)布置腐蚀性介质、有毒介质和高压管道时，应避免由于法兰、螺纹和填料密封等泄漏而造成对人身和设备的危害。易泄漏部位应避免位于人行通道或机泵上方，否则应设安全防护,不得铺设在通道上空和并列管线的上方或内侧。 (3)全厂性管道敷设应有坡度，并宜与地面坡度一致。管道的最小坡度宜为2。管道变坡点宜设在转弯处或固定点附近。 (4)真空管线应尽量短,尽量减少弯

4、头和阀门,以降低阻力,达到更高的真空度。,第六章 管道布置设计,第一节 概 述 2. 考虑施工,操作及维修 (1)永久性的工艺、热力管道不得穿越工厂的发展用地。 (2)厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区内的装置(单元)、道路、建筑物、构筑物等协调，避免管道包围装置(单元)，减少管道与铁路、道路的交叉。 (3)全厂性管架或管墩上(包括穿越涵洞)应留有10%30%的空位，并考虑其荷重。装置主管廊管架宜留有10%20%的空位，并考虑其荷重。 (4)管道布置应使管道系统具有必要的柔性。在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的情况下，应使管道最短，组成件最少。,第六章 管道布置设

5、计,第一节 概 述 2. 考虑施工,操作及维修 (5) 管道应尽量集中布置在公用管架上,管道应平行走直线,少拐弯,少交叉,不妨碍门窗开启和设备、阀门及管件的安装和维修,并列管道的阀门应尽量错开排列。 (6) 支管多的管道应布置在并列管线的外侧,引出支管时气体管道应从上方引出,液体管道应从下方引出。管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。否则应根据操作、检修要求设置放空、放净管线。管道应尽量避免出现“气袋”、“口袋”和“盲肠”。 (7) 管道应尽量沿墙面铺设,或布置在固定在墙上的管架上,管道与墙面之间的距离以能容纳管件、阀门及方便安装维修为原则。,第六章 管道布置设计,第一节 概

6、述 2. 考虑施工,操作及维修 表6-1 弯管最小弯曲半径 管道设计压力MPa 弯管制作方式 最小弯曲半径 10.0 热弯 3.5DN 冷弯 4.0DN 10.0 冷、热弯 5.0DN,第六章 管道布置设计,第一节 概 述 2. 考虑施工,操作及维修 (9)管道布置时管道焊缝的设置，应符合下列要求： 管道对接焊缝的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径，且不小于100mm； 管道上两相邻对接焊缝的中心间距： a 、对于公称直径小于150mm的管道，不应小于外径，且不得小于50mm。 b 、对于公称直径等于或大于150mm的管道，不应小于150mm。,第六章 管道布置设计,第一节 概 述 2.

7、考虑施工,操作及维修 （10）管道除与阀门、仪表、设备等需要用法兰或螺纹连接者外，应采用焊接连接。 下列情况应考虑法兰、螺纹或其他可拆卸连接： 因检修、清洗、吹扫需拆卸的场合； 衬里管道或夹套管道； 管道由两段异种材料组成且不宜用焊接连接者； 焊缝现场热处理有困难的管道连接点； 公称直径小于或等于l00mm的镀锌管道； 设置盲板或“8”字盲板的位置。,第六章 管道布置设计,第一节 概 述 2. 考虑施工,操作及维修 (11) 管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时，应加套管，套管与管道间的空隙应密封。套管的直径应大于管道隔热层的外径，并不得影响管道的热位移。管道上的焊缝不应在套管内，并距离套管端部

8、不应小于150mm。套管应高出楼板、屋顶面50mm。管道穿过屋顶时应设防雨罩。管道不应穿过防火墙或防爆墙。 (12) 管道上的阀门和仪表的布置高度可参考以下数据 阀门（包括球阀,截止阀,闸阀） 1.2 1.6m 安全阀 2.2m 温度计、压力计 1.4 1.6m (13) 为了方便管道的安装,检修及防止变形后碰撞,管道间应保持一定的间距。阀门、法兰应尽量错开排列,以减少间距。,第六章 管道布置设计,第一节 概 述 3. 安全生产 (1)直接埋地或管沟中铺设的管道通过公路时应加套管等加以保护。 (2)为了防止介质在管内流动产生静电聚集而发生危险,易燃易爆介质的管道应采取接地措施,保证安全生产 (

9、3)长距离输送蒸汽或其他热物料的管道,应考虑热补偿问题,如在两个固定支架之间设置补偿器和滑动支架。有隔热层的管道，在管墩、管架处应设管托。无隔热层的管道，如无要求，可不设管托。当隔热层厚度小于或等于80mm时，选用高100mm 的管托；隔热层厚度大于80mm时，选用高150mm的管托；隔热层厚度大于130mm时，选用高200mm的管托。保冷管道应选用保冷管托。,第六章 管道布置设计,第一节 概 述 3. 安全生产 (4)对于跨越、穿越厂区内铁路和道路的管道，在其跨越段或穿越段上不得装设阀门、金属波纹管补偿器和法兰、螺纹接头等管道组成件。 (5)有热位移的埋地管道，在管道强度允许的条件下可设置挡

10、墩，否则应采取热补偿措施。 (6)玻璃管等脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹,避免管道破裂时溅出液体,发生意外。 (7)为了避免发生电化学腐蚀,不锈钢管道不宜与碳钢管道直接接触,要采用胶垫隔离等措施。,第六章 管道布置设计,第一节 概 述 4. 其他因素 (1)管道和阀门一般不宜直接支撑在设备 上。 (2)距离较近的两设备间的连接管道,不应直连,应用45或90弯接。 (3)管道布置时应兼顾电缆、照明、仪 表、及采暖通风等其他非工艺管道的布置。,第六章 管道布置设计,第二节 管架和管道的安装布置 教学内容： 了解管架的类型和应用场合，管道在管架上的平面布置和立面布置的原则。 重点和难点： 重点

11、理解管道在管架上的平面布置和立面布置的原则。,第六章 管道布置设计,第二节 管架和管道的安装布置 管架已有标准设计,按“管架标准图”HG/T21623-1990、“H型钢结构管架通用图”HG/T21640-2000选用。管道支吊架已有标准系列图供选用(见张德姜 王怀义 刘绍叶主编.石油化工装置工艺管道安装设计施工图册.北京：中国石化出版社，2005年)。,第六章 管道布置设计,第二节 管架和管道的安装布置 (1) 固定支架 用在管道上不允许有任何位移的地方。它除支撑管道的重量外,还承受管道的水平作用力。如在热力管线的各个补偿器之间设置固定支架,可以分配各补偿器分担的补偿量,并且两个固定支架之间

12、必须安装补偿器,否则这段管子将会因热胀冷缩而损坏。在设备管口附近设置固定支架,可减少设备管口的受力。 (2)滑动支架 滑动支架只起支撑作用,允许管道在平面上有一定的位移。 (3)导向支架 用于允许轴向位移而不允许横向位移的地方,如型补偿器的两端和铸铁阀的两侧。 (4)弹簧吊架 当管道有垂直位移时,例如热力管线的水平管段或垂直管到顶部弯管处,以及沿楼板下面铺设的管道,均可采用弹簧吊架。弹簧有弹性,当管道垂直位移时仍然可以提供必要的支吊力。,第六章 管道布置设计,第二节 管架和管道的安装布置 一、管道在管架上的平面布置原则 (1) 较重的管道(大直径,液体管道等)应布置在靠近支柱处,这样梁和柱所受

13、弯矩小,节约管架材料。公用工程管道布置在管架当中,支管引向上，左侧的布置在左侧,反之置于右侧。型补偿器应组合布置,将补偿器升高一定高度后水平地置于管道的上方,并将最热和直径大的管道放在最外边。 (2) 连接管廊同侧设备的管道布置在设备同侧的外边,连接管架两侧的设备的管道布置在公用工程管线的左、右两边。进出车间的原料和产品管道可根据其转向布置在右侧或左侧,。,第六章 管道布置设计,第二节 管架和管道的安装布置 一、管道在管架上的平面布置原则 (3) 当采取双层管架时,一般将公用工程管道置于上层,工艺管道置于下层。有腐蚀性介质的管道应布置在下层和外侧,防止泄漏到下面管道上,也便于发现问题和方便检修

14、,小直径管道可支撑在大直径管道上,节约管架宽度,节省材料。 （4） 管架上支管上的切断阀应布置成一排,其位置应能从操作台或者管廊上的人行道上进行操作和维修。 （5） 高温或者低温的管道要用管托,将管道从管架上升高0.1m,以便于保温。 （6） 支架间的距离要适当(见表6-2),固定支架距离太大时,可能引起因热膨胀而产生弯曲变形,活动支架距离大时,两支架之间的管道因管道自重而产生下垂。,。,第六章 管道布置设计,第二节 管架和管道的安装布置 二、管道和管架的立面布置原则 （1） 当管架下方为通道时,管底距车行道路路面的距离要大于4.5m;道路为主要干道时,要大于6m;是人行道时要大于2.2m;管

15、廊下有泵时要大于4m。 （2） 通常使同方向的两层管道的标高相差1.0 1.6m,从总管上引出的支管比总管高或低0.5 0.8m。在管道改变方向时要同时改变标高。大口径管道需要在水平面上转向时,要将它布置在管架最外侧。 （3） 管架下布置机泵时,其标高应符合机泵布置时的净空要求。若操作平台下面的管道进入管道上层,则上层管道标高可根据操作平台标高来确定。 （4） 装有孔板的管道宜布置在管架外侧,并尽量靠近柱子。自动调节阀可靠近柱子布置,并固定在柱子上。若管廊上层设有局部平台或人行道时,需经常操作或维修的阀门和仪表宜布置在管架上层。,。,第六章 管道布置设计,第三节 典型设备的管道布置 教学内容：

16、 理解立式和卧式容器、换热器和塔的管道布置方案和布置要求。 重点和难点： 重点掌握立式和卧式容器、换热器和塔的管道平面和立面布置方案及布置要求，确定管口方位的原则。 难点是正确确定立式和卧式容器、换热器和塔的管口方位。,第六章 管道布置设计,第三节 典型设备的管道布置 “化工装置管道布置设计规定”HG/T20549-199一、容器的管道布置 1. 立式容器(包括反应器) （1） 管口方位,第六章 管道布置设计,第三节 典型设备的管道布置 1. 立式容器(包括反应器) （2） 管道布置,第六章 管道布置设计,第三节 典型设备的管道布置,2. 卧式容器 (1)管口方位,第六章 管道布置设计,第三节 典型设备的管道布置,2. 卧式容器 (2)管道布置,第六章 管道布置设计,第三节 典型设备的管道布置 二、换热器的管道布置 1. 管口布置与 流体流动方向,第六章 管