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1、设备与管道布置专题主讲：朝源 华陆工程科技有限责任公司 联系电话：029-87989715;13891808120 主办：中国石油和化工勘察设计协会,压力管道设计审批人员培训班,一、前言 二、压力管道输送介质的特性 三、设备布置 四、管道布置 五、管道的施工与检验 六、压力管道取证、换证常见问题,一、前言（第一章） 1、管道运输是与铁路、公路、水路、航空并列的五大运输行业之一； 2009年5月1日起施行的特种设备安全监察条例修订版，把涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内专用机动车辆共八类设备，定为特种设备并实行安全监察
2、。 2、管道的定义及其特点； 管道的定义：“由管道组成件、管道支吊架、隔热层和防腐层组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动”的设备。（见国标GB50316工业金属管道设计规范） 压力管道的定义和监察范围：,条例为压力管道下的定义和范围是： “利用一定的压力，用于输送气体或液体的管状设备。其范围规定为最高工作压力大于等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道” （见条例第99条） （3）管道的特点：1）管道相互联系、牵扯和影响，且长细比大，易于失稳，受力情况更复杂；2）压
3、力管道设计除了要考虑常规因素外，还需考虑柔性、振动、支撑等特殊因素；,3）管内流体流动状态复杂，缓冲余地小，工作条件变化频率大； 4）管道的组成件种类繁多，各有各的特点和技术要求，选材和组成困难； 5）管道上的可能泄漏点多于压力容器。 6）管道在布置、安装和检验方面与压力容器存在很大的差别。 另外，在多数情况下管道设计必须由多人合作，共同完成，且与几乎与所有专业都有条件关系，而压力容器则相反。,（4）工业管道的定义： 压力容器、压力管道设计许可规则（详见TSG R1001-2008附录B）明确规定。 工业管道（GC类）定义：工业管道系指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的管道、公用工程管道及
4、其他辅助管道。按照其输送的介质特性、工作压力和温度，划分为GC1级、GC2级、GC3级。,符合下列条件之一的工业管道为GC1级：(1) 输送国标GB5044 职业接触毒物危害程度分级中规定为极度危害介质、高度危害气体介质或工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道；(2) 输送国标GB50160 石油化工企业设计防火规范及GB50016 建筑设计防火规范中规定的,火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体(包括液化烃)，并且设计压力4.0MPa的管道； (3) 输送流体介质并且设计压力10.0MPa，或设计压力4.0MPa且设计温度400的管道；,符合下列条件的工业管道为GC2级：本规定中G
5、C3级管道以外的，且介质毒性危害程度、火灾危险性（可燃性）、设计压力和设计温度低于本规定中GC1级条件的管道。符合下列条件的工业管道为GC3级：输送无毒、非可燃流体介质，设计压力1.0MPa且设计温度大于-20但是不小于185的管道。,管规（TSG D1001-2008）第二条中强调了工 业管道的三要素本规程适用于同时具备下列条件的工艺装置、辅助装置以及界区内公用工程所属的工业管道（以下简称管道）：1）最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压，下同）的管道；,2） 公称直径（即公称通径、公称尺寸，代号一般用DN表示）大于25mm的管道； 3）输送介质为气体、蒸汽、液化气体、最高工作温度高于或
6、者等于其标准沸点的液体或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体的管道。,（5）国务院令第549号特种设备安全监察条例、TSG R1001-2008压力容器压力管道设计许可规则及TSG D0001-2009压力管道安全技术监察规程工业管道在压力管道设计中作用：特种设备安全监察条例：压力管道的定义、罚则。,压力容器压力管道设计许可规则：压力管道分级、质量管理。压力管道安全技术监察规程工业管道：压力管道安全性能的基本要求、规范压力管道监管工作。,二、压力管道输送介质的特性 （第二章） 1. 几个与安全相关的基本概念爆炸性气体混合物 爆炸极限 爆炸危险区域一次危险和次生危险 释放源 闪点 全年最小频率风向
7、：风向频率（某风向出现次数 / 总的观测次数） 100，其中值最小的风向即为全年最小频率风向。爆炸和易爆介质:爆炸介质受到高热、摩擦、撞击等外因作用，或由其它物质激发，发生剧烈化学变化，释放出大量热能（多数还同时产生大量气体），使得局部范围内气体急剧膨胀，压力瞬间增大，高速向四周传导，并伴有巨大响声的现象。爆炸以高热和冲击波（核爆还有射线）形式造成破坏和杀伤。,最小频率风向,易爆介质是指仅需用较低温度、较轻的摩擦、撞击或震荡就可引发其爆炸的介质。对于气体还有较宽的爆炸极限范围。2. 介质的火灾危险性和毒性 1）介质的可燃易爆性火灾危险性分类： P12可燃气体分为甲、乙两类 ：与空气的混合物的爆
8、炸极限下 限 10（体积比）的为甲类，10（体积比）的为乙类；可燃液体分为甲A/B、乙A/B 、丙A/B三类六段：甲A类为液化烃。所谓液化烃是指15时，蒸汽压0.1MPa 的烃类液体及其他类似的液体；甲B类为除甲A类以外的闪点28的可燃液体；,乙A类是闪点28而45的可燃液体；乙B类是闪点45而60的可燃液体。 丙A类是闪点60而120的可燃液体； 丙B类是闪点 120的可燃液体;2）介质的毒性 P14GB5044把毒物的危害程度分为四个级别：极度危害（） 高度危害（）中度危害（） 轻度危害（）注：新标准GBZ 230-2010（2010.4.12发布，11.1实施） 首次对GB 5044-8
9、5进行了修订,新标准的分级依据从四个方面，采用权重系数法综合考虑：1 毒性效应指标（急性毒性、刺激与腐蚀性、致敏性、生殖毒性、致癌性）；2 影响毒物作用的指标（扩散性、储积性）；3 实际危害后果指标（根据中毒病死率和危害预后情况划分平分等级）；4 产业政策指标；,分级的依据是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度（mg/m3）六项指标为基础。分级的原则是按六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属和实际接触情况，定出危害程度的级别。注意介质的多重性既是可燃的又是有毒的，还可能有腐蚀性，划分时应按高等级确定。介质的危害程度受工况和环境影响，其毒性
10、等级不是固定不变的，具体情况具体分析。,三、设备布置 （第五章第一节） 设备布置是管道设计中最重要的一部分。设备布置是指在装置界区内，对生产设备按物流顺序、介质特性和同类设备适当集中相结合的原则，进行有序排布和摆放，使之同时满足PID要求；安全、环保 要求；生产、操作、安装、维修要求的过程。 08规则明确指出（第四十三条）：GC1级压力管道主要设计文件（设备布置图）进行设计、校核、审核、审定四级签署。,1、设备布置原则和应考虑的因素 （参考P122） （1）原则：全年最小频率风向;气候条件（气温、降雨量、风沙等）;地质条件（地震、地耐力等） ；企业卫生（GBZ 1-2010）；企业环保（排放、
11、污染等）；防火规范（GB50160、GB50016等）;总图布置和装置竖向;地形情况（宜布置在同一平面的地块上）；,（2）应考虑的因素关于三重安全措施：预防一次危险引发的次生危险；限制次生危险的危害程度和范围；为及时抢救和安全疏散提供条件。2、装置内主管廊的布置对设备布置的影响 主管廊的位置、走向、宽度、高度等都对设备布置有影响；主管廊和旁边的框架连成一体时，要使管廊的柱距与框架的柱距尽可能一致。,主管廊布置,安装与检修空间,3、关于通道、平台和梯子的布置 通道、平台和梯子具有操作、维修、安全疏散等多种功能，必须满足规定的宽度和净空高度，保持畅通无阻；应合理布置平台的通道和梯子，一般应两个及以
12、上；平台与服务对象的相对高度以6001600mm为宜。 梯子是一种特殊的通道。直爬梯宽度一般为400 600mm；当高度2m时应加安全护笼，顶部应高出平台1 0501200mm；直爬梯每段长度不宜8m或5m；高塔的直爬梯不应布置在同一条垂线上，应自下而上错开布置； 斜梯宽度宜为8001200mm，每段高差不宜5.5m； 两个安全通道（含梯子）之间的距离不得大于50m。,高塔爬梯,通道布置,4. 几类设备的布置 换热器的布置 P127 塔与立式设备的布置 P125 反应器的布置 P126 泵的布置 P130 加热炉的布置 P128 大型压缩机及厂房的布置 P131 罐区的布置 P139 主管廊的
13、布置 P123 盛装和输送极度危害介质的设备布置 P149 控制室布置 P134 汽车装卸站的布置 P140/141,插图,插图,插图,插图,插图,插图,插图,插图,插图,插图,四、管道布置 （第五章 第二节） 管道布置是指在装置界区的有限空间内，对联系各 设备及进出装置的工艺管道、公用工程管道以及相关专业的设施，进行综合规划和有序排布的过程，并使之同时满足PID 、安全、操作、检修的规定和要求的过程。 1、装置内管道布置必须综合规划 2、管道布置的原则和一般要求 （参考P171） （1）布置原则 （2）一般要求,3、管道布置与相关专业的关系 4、装置主管廊上的管道布置 （ P175 ） （1
14、）布置原则 （2）注意事项 5、塔器的配管 （ P175 ） （1）配管原则 （2）塔的管口方位,引出管、弯头等,单、双溢流管口,管廊上补偿器,6、敏感设备的配管 P182183 （1）泵的配管 配管的一般要求 液化烃、可燃液体泵室内布置要求 （2）离心式压缩机的配管 （3）往复式压缩机的配管 7、输送液化烃、低温介质、极度危害介质管道的布置 P185 （1）液化烃管道布置 （2）低温介质管道布置 （3）极度危害介质管道布置,泵进口配管,8、常用非金属管道的布置 P187 这里主要指塑料管、玻璃钢管和玻璃钢复合管。这类管道存在强度和刚度低、线胀系数大、易产生静电聚集、易老化等缺点，管道布置应针
15、对这些缺点采取防范措施。 9、安全阀的配管 P202203 （1）安装位置 （2）进出口管道的布置 10、阻火器 P204 11、罐区的管道布置 P214 12、关于加设双阀的要求 （参考P194） 13、关于静电接地的要求 P148/173/242/259,插图,五、管道的施工与检验 1、压力管道施工安装过程的三个阶段： （1）施工准备； （2）现场安装 ； （3）试车交工 。 2、压力管道安装施工的程序 3、压力管道施工验收规范 （1） GB50235-97工业金属管道工程施工及验收规范,插图,（2） GB50236-98现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 （3） SH3501-2002石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范； （4） DL5031-94 电力建设施工及验收规范（管道篇）；（5） TSG D0001压力管道安全技术监察规程工业管道（第四章）；（6） GB20801.5 压力管道规范 工业管道 第五部分：检验与试验。,
