管道布置设计2015年

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1、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,2019/11/1,2,安庆石化总厂管道工程,2019/11/1,3,LG项目3期,2019/11/1,4,LG 项目3 期,2019/11/1,5,广州乙烯厂区主管廊,工业管道分级：,管道级/类别,注意：工作压力大于9MPa，且工作温度大于500的蒸汽管道可视为高压管道。,国内公称压力分级对照表,公称直径分级,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

2、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、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。,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

3、.管道布置设计应符合管道及仪表流程图的求。,还需考虑的问题 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

4、尽量短,尽量减少弯头和阀门,以降低阻力,达到更高的真空度。,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铺设，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。,管道应尽量集中布置在公用管架上，管道应

5、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。 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。,(8)各种弯管的最小弯曲半径 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

6、冷弯 4.0DN 10.0 冷、热弯 5.0DN,(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。,（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

7、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。,(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

8、间距。阀门、法兰应尽量错开排列,以减少间距。,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 (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。,(4)对

9、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。,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。,无缝钢管,冲压弯

10、头,三通或四通,异径管,45o、90o、180o弯头,手动球阀系列,自动球阀系列,蝶阀系列,截止阀系列,疏水阀系列,节能型阀门，主要用于汽水分离。,闸阀系列,确定管径: 由教材P209三种方法得到的管子内径，应调整到相应（稍偏大）的公称直径，由有关标准查出壁厚、外径等。,然后，验算流速和壁厚,焊接系数 无缝： =1 有缝: =0.8 螺旋焊缝 =0.6,管材许用应力 k Pa (可查手册),壁厚附加量 mm,管内压力 k Pa,管子外径 mm,流速-流量-管径算图,第二节 管架和管道的安装布置,管架是用来支承、固定和约束管道的。 管架可分为室外管架和室内管架两类。 管架已有标准设计,按“管架标

11、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)。,管架按其作用分四种 (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

12、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。 (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。,固定支架,滑 动 支 架,吊 架,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

13、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。,(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，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，

14、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。,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。

15、 （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/T20549-1998 一、容器的管道布置 1.立式容器(包括反应器) （1） 管口方位,（2）管道布置 立式容器(包括反应器)一般成排布置,2. 卧式容器 管口方位,管道布置图,管道布置图又称管道安装图或配管图，主要表达车间或装置内管道和管件、阀、仪表控制点的空间位置、尺寸和规格，以及与有关机器、设备的连接关系。,第四节 管道布置图,HG20519-9

16、3“化工工艺设计施工图内容与深度统一规定”,管道画法,DN大于和等于400 mm的管道,公称直径（DN）小于和等于350 mm的管道,管道及附件的图示方法,地下管道,管道布置图的视图,单、双线图,(一)直管,D,DL,管道交叉,把被遮住的管道的投影断开,也可将上面的管道的投影断开,管道布置图的视图,管道重叠,将上面管道的投影断开,多条管道投影重叠时，可将最上的一条用“双重断开”符号表示,也可在投影断开处注上小写字母,管道转折后投影重叠，将下面的管道画至重影处，稍留间隙断开,管道布置图的视图,示例1：两根直管的重叠,示例2：直管与弯管的重叠,(1)直管在前 (2)弯管在前,立面图,平面图,平面图,立面图,示例3：多根直管的重叠,平面图,示例3：多根直管的重叠,管道转折,(a) 向下