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1、管道布置设计管道布置设计 的基本要求及原则的基本要求及原则 管道布置设计必须具备的条件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、设计标准以及应遵守的国家和行业法律法规、设计标准以及规程规范规程规范n工程设计统一规定工程设计统一规定n工艺流程（系统）图工艺流程（系统）图n设备布置图设备布置图n设备表、设备图设备表、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）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工业金属管道设
2、计规范GB50316-2000GB50316-2000）n工业设备及管道绝热工程设计规范工业设备及管道绝热工程设计规范(GB50264-97(GB50264-97）n石油化工企业设计防火规范石油化工企业设计防火规范（GB50160-92GB50160-92）n建筑设计防火规范建筑设计防火规范（GB50016-2006GB50016-2006）（GBJ16-87GBJ16-87作废）作废）n职业性接触毒物危害程度分级职业性接触毒物危害程度分级（GB5044-85GB5044-85）n城镇燃气设计规范城镇燃气设计规范（GB50028-2006GB50028-2006）n城市热力网设计规范城市热力网
3、设计规范（CJJ34-2002CJJ34-2002）n城镇直埋供热管道工程设计规范（城镇直埋供热管道工程设计规范（CJJ/T81- 98CJJ/T81- 98）n小型火力发电厂设计规范小型火力发电厂设计规范（GB50049-94GB50049-94）n火力发电厂设计技术规程火力发电厂设计技术规程（DL5000-2000DL5000-2000）n火力发电厂汽水管道设计技术规定（火力发电厂汽水管道设计技术规定（DL/T5054-96DL/T5054-96）n火力发电厂保温油漆设计规程火力发电厂保温油漆设计规程（DL/T5072-97DL/T5072-97）n火力发电厂化学设计技术规程火力发电厂化学
4、设计技术规程（DL/T5068-2006DL/T5068-2006）n燃气燃气蒸汽联合循环电厂设计规定蒸汽联合循环电厂设计规定（DL/T5174-2003DL/T5174-2003）n锅炉房设计规范锅炉房设计规范（GB50041-92GB50041-92）n发生炉煤气站设计规范发生炉煤气站设计规范（GB50195-94GB50195-94）n压缩空气站设计规范压缩空气站设计规范（GBJ29-2003GBJ29-2003）n氧气站设计规范氧气站设计规范（GBJ50030-91GBJ50030-91）n氢氧站设计规范氢氧站设计规范（GB50177-93GB50177-93）n乙炔站设计规范乙炔站设
5、计规范（GB50031-91GB50031-91）n石油化工企业管道布置设计通则石油化工企业管道布置设计通则（SHJ12-89SHJ12-89）n输气管道工程设计规范输气管道工程设计规范（GB50251-2003GB50251-2003）n输油管道工程设计规范输油管道工程设计规范（GB50253-2003GB50253-2003）n化工企业静电接地设计规程化工企业静电接地设计规程（HGJ28-90HGJ28-90） 管道布置设计的基本要求及原则管道布置设计的基本要求及原则 基本要求基本要求: :n应符合管道及系统流程设计的要求应符合管道及系统流程设计的要求n应符合有关的法规、标准及规程规范应符
6、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、建构筑物相协调与设备、装置、建构筑物相协调室内管道布置原则：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）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
7、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，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腐蚀性介质管道不应布置在人行通道和转动设备上方nB B类流体介质的管道，不得安
8、装在通风不良的厂房内、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室内的吊顶内或夹层内nB B类流体介质的管道，不应布置在高温管道旁或上方类流体介质的管道，不应布置在高温管道旁或上方室外管道管网布置原则：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大直径管道应靠近管架柱子布置n需设置需设置“”型补偿器的高温管道，应布置在靠近柱子型补偿器的高温管道，应布置在靠近柱子处处n热力管道，仪表和电气电缆槽架
9、等宜布置在管架上层，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，应预留管架上的管道设计，应预留10102020余量余量nB B类流体介质管道与电缆和氧气管道并行或交叉敷设时，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其净距应符合规范要求nB B类流体介质不得穿过与其无关的建筑物；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密度比环境空气大的B B类气体管道，当有法兰、螺纹连类气体管道，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；接或填料结构时，不应紧靠建
10、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；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；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。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布置应考虑的安全问题管道的热补偿：管道的热补偿：n某某些些压压力力管管道道输输送送的的介介质质常常常常具具有有高高温温高高压压特特征征或或由由于
11、于工工作作环环境境温温度度的的变变化化，造造成成金金属属材材料料的的热热胀胀冷冷缩缩，管管道道布布置置设设计计应应充充分分考考虑虑吸吸收收热热位位移移。一一旦旦布布置置不不当当，将将造造成成管管道道某某些些部部位位产产生生过过大大的的热热应应力力而而破破坏坏或或对对支支架架产产生生过过大大的的推推力力而而影影响响管管道道支支架架的的安安全全，从从而而影影响响管管道道系系统统的正常运行。的正常运行。 例例题题：图图示示为为某某厂厂一一条条联联接接两两台台换换热热器器间间的的管管道道，工工作作压压力力P=4.0MPaP=4.0MPa、工工作作温温度度t=316t=316，管管道道外外径径21921
12、9，换换热热器器中中心心距距2.1m2.1m，中中间间联联接接管管道道水水平平管管中中心心距距2m2m，A A处处设设有有一一异径管异径管DN200/DN150DN200/DN150，管道设计安装尺寸见图。管道设计安装尺寸见图。n运行状况运行状况：异径管与法兰连接处焊缝多次出现裂纹异径管与法兰连接处焊缝多次出现裂纹n原原因因分分析析：由由于于设设备备布布置置太太近近，中中间间接接管管短短、管管径径大大，柔柔性性差差，吸吸收收热热膨膨胀胀变变形形的的能能力力较较小小，经经对对管管系系进进行行柔柔性性分析，分析，A A处受到很大的横向推力和推力矩处受到很大的横向推力和推力矩n措措施施：由由于于场场
13、地地所所限限，不不可可能能改改变变管管子子长长度度，只只好好改改变变管管子子直直径径，并并将将异异径径管管接接头头由由A A处处移移到到B B处处, ,管管子子ABAB的的外外径径由由219mm219mm降降到到159mm,159mm,使使管管道道柔柔性性得得到到改改善善，同同时时异异径径管管与与管管子子连连接接处处由由于于形形状状突突变变引引起起的的应应力力集集中中的的位位置置也也由由较较高高应应力力区区域域移移到到了了较较低低应应力力区区域域。这这样样，管管道道的的最最大大应应力力值值下下降了，经几年的生产考验，获得了满意的结果降了，经几年的生产考验，获得了满意的结果管道振动管道振动n危害
14、：危害： 管管道道振振动动是是一一种种常常见见现现象象，严严重重的的振振动动会会加加速速裂裂纹纹扩扩展展，威威胁胁系系统统的的安安全全。与与设设备备连连接接的的管管道道，尤尤其其与与往往复复机机械械相相联联的的管管道道，振振动动是是不不可可避避免免的的，但但必必须须控控制制在在一一定定的的范围内范围内n产生原因产生原因： 设设备备的的往往复复运运动动及及振振动动，导导致致与与设设备备连连接接的的管管道道振振动动（如如压压缩缩机机、汽汽轮轮机机、泵泵、风风机机等等）；伴伴随随介介质质脉脉动动或或压压力力波波动动易易产产生生共共振振（如如活活塞塞式式压压缩缩机机、介介质质流流向向改改变变或或工工况
15、况发发生生变变化化情情况况等等）；不不稳稳定定的的两两相相流流（如如蒸蒸汽汽管管疏疏水水不不畅畅）、液液击击（阀阀门门急急开开急急关关）、地地震震、风风等等都都会会加剧管道的振动加剧管道的振动n防止措施：防止措施：防止设备振动的传递，如联接处设软接头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）安全支架（座）安全: :n支架（
16、座）主要是起支撑重量、稳定管系、限制管道位支架（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。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：管道组件质量及布置安全：n
17、管管道道组组件件包包括括管管子子、三三通通、弯弯头头、异异径径管管、阀阀门门、法法兰兰、垫垫片片、过过滤滤器器、补补偿偿器器等等，其其选选择择和和设设计计要要求求由由管管道道材材料料章章节节介介绍绍。这这里里只只介介绍绍从从管管件件的的布布置置方方面面应应作哪些考虑。作哪些考虑。n管管道道组组件件布布置置原原则则：应应尽尽可可能能布布置置在在变变形形位位移移小小，应应力较低的部位。力较低的部位。阀门布置阀门布置: :左图布置较右图布置好。左图布置较右图布置好。补偿器布置：补偿器布置： 对对 型补偿器，一般要求布置在两固定点之间管型补偿器，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
18、向支架，以利于热段的中央，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：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：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。法兰处的泄漏。n措施：措施：设备连接处
19、设支吊架，以承担管道重量及管端推力，设备连接处设支吊架，以承担管道重量及管端推力，如下图。如下图。提高连接处管道的柔性，如设柔性接头或柔性弯管。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），一定要注意盲若设通用型波纹补偿器（或软接头），一定要注意盲板力的影响。如图：板力的影响。如图： 管道安全距离与敷设方式管道安全距离与敷设方式: : 热力、电力、易燃易爆流体介质等各种管热力、电力、易燃易爆流体介质等各种管 道交叉关系及安全距离应严格按规程规范道交叉关系及安全距离应严格按规程规范 的要求布置，实在无法满足时，应采取有的要求布置，实在无法满足时，应采取有 效措施。管道的敷设方式得当与否也将影效措施。管道的敷设方式得当与否也将影 响管道的安全，如响管道的安全，如B B类流体介质管道在无安类流体介质管道在无安 全措施时不应布置在地沟内（尤其象比空全措施时不应布置在地沟内（尤其象比空 气重的液化气管道）。气重的液化气管道）。
