压力管道布置的设计原则和基本要求
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管道布置设计要求
需要遵守的国家和行业法律法规、设计标准和程序
工程设计统一规定
工艺流程(系统)图
设备布置
设备表、设备图
相关专业设计条件(总平面地形图、厂房建筑图、电缆、给排水专业管道布置图等)
管道布置设计的通用标准、法规和规范
《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)
《工业设备及管道保温工程设计规范》(GB50264-2013)
《石油化工企业消防设计规范》(GB50160-2008)2018年修订
《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)
《毒物职业接触危险度分级》(GBZ230-2010)
《城市燃气设计规范》(GB50028-2006)
《城市供热管网设计规范》(CJJ34-2002)
《城市直埋供热管道工程设计规范》(CJJ/T81-98)
《小型火力发电厂设计规范》(GB50049-2011)
《火力发电厂设计技术规范》(DL5000-2000)
《火电厂汽水管道设计技术规程》(DL/T5054-96)
《火力发电厂保温涂料设计规程》(DL/T5072-2007)
《火力发电厂化学设计技术规程》(DL/T5068-2006)
《燃气-蒸汽联合循环发电厂设计规程》(DL/T5174-2003)
《锅炉房设计规范》(GB50041-2008)
《生产性加油站设计规范》(GB50195-2013)
《压缩空气站设计规范》(GBJ29-2014)
《氧气站设计规范》(GBJ50030-2013)
《氢氧站设计规范》(GB50177-2005)
《乙炔站设计规范》(GB50031-91)2007年版
《石油化工金属管道布置设计规范》(SH3012-2011)
《燃气管道工程设计规范》(GB50251-2003)
《输油管道工程设计规范》(GB50253-2014)
《化工企业静电接地设计规程》(HGJ28-90)
室内管道布置原则
1、尽量避免管道对室内采光的影响,不应妨碍窗户的开合;
2、不应影响设备的运行和维护(如管道检查、设备吊装);
3、在水平管道穿越较多的地区,一般根据管道走向,划定垂直和水平方向的标高范围,管道分层布置;
4、热力管道一般布置在输油管道之上。当需要布置在输油管道下方时,应对阀门下方的热力管道、输油管道法兰或可能漏油的地方采取可靠的隔离措施;
5、沟内管道应尽量单层布置。采用多层布置时,一般采用小管或高压管和许多阀门在上面布置;
6、人行通道和旋转设备上方不应布置腐蚀性介质管道;
7、B类流体介质的管道不得安装在通风不良的车间、室内吊顶内或夹层内;
8、B类流体介质的管道不应布置在高温管道的旁边或上方;
室外管网布置原则
1、厂区管道铺设应与厂区道路、建筑物、构筑物相协调,减少管道、铁路、公路的交叉;
2、大口径管道应靠近管架立柱布置;
3、需要设置“π”型补偿器的高温管道应靠近立柱布置;
4、管架上层应布置热管、仪表和电缆桥架,下层应布置工艺管和腐蚀性介质管;
5、管架上的管路设计应预留10-20%的余量;
6、B类流体介质管道与电缆、氧气管道平行或交叉敷设时,净距应符合规范要求;
7、B类流体介质不得通过与其无关的建筑物;
8、密度高于环境空气的B级燃气管道,当有法兰、螺纹连接或填料结构时,不应靠近建筑物的门窗敷设;
9、公路、铁路以上管道上不得有阀门、法兰、螺纹接头、带填料的补偿器等可能泄漏的部件;
10、管廊各层间距及管道净距应满足安装和运行要求;
11、蒸汽管道或可凝性气体管道,支管应从主管上方接,蒸汽冷凝管应接在回收主管上方。
管道的热补偿
一些压力管道输送的介质往往具有高温高压的特点或由于工作环境温度的变化,造成金属材料的热胀冷缩,管道布置的设计应充分考虑吸收热位移。一旦布置不当,会导致管道某些部位的热应力过大而损坏或对支架造成过大的推力而影响管道。支架的安全,进而影响管道系统的正常运行。
示例:图为工厂中连接两台换热器的管道。工作压力P=4.0MPa,工作温度t=316,管道外径φ219,换热器中心距2.1m,水平管中心连接在中间。2m外,A处有减速器DN200/DN150
工况:减速机与法兰连接处的焊缝有很多裂纹。
原因分析:由于设备布置太近,中间管短,管径大,柔韧性差,吸收热膨胀变形能力小。对管道系统进行柔性分析后,A受到较大的横向推力和推力力矩。
措施:由于场地的限制,无法改变管子的长度,只好改变管子的直径,将异径管接头从A移到B,管子的外径管材AB由219mm减小到159mm,提高了管材的柔韧性,同时异径管与管材连接处因形状突变而产生的应力集中位置也从高应力区移开到较低的应力区。这样,管道的最大应力值下降了,经过几年的生产试验,取得了满意的效果。
管道振动:
危害:管道振动是一种普遍现象,剧烈振动会加速裂纹扩展,威胁系统安全。与设备相连的管道,特别是与往复机械相连的管道,振动是不可避免的,但必须控制在一定范围内。
原因:设备的往复运动和振动导致与设备相连的管道(如压缩机、汽轮机、泵、风机等)发生振动;容易与介质脉动或压力波动产生共振(如活塞式压缩机、介质流向变化或工况变化等);不稳定的两相流(如蒸汽管道排水不畅)、液体撞击(快速启闭阀门)、地震、风等都会加剧管道的振动。
预防措施:
防止设备振动的传递,例如接头处的软接头
增加缓冲罐,保证介质的稳定性;例如:与压缩机连接的管路减少管路弯头,适当增加管路支架以增加稳定性;
保证安装坡度,增加排水,避免两相流,防止水震。
管道支架和组件安全布置
支架(座椅)安全
支架(座)主要起支撑重量、稳定管道系统、限制管道位移(自由度)、防止冲击等作用。因此,管道布置设计应根据输送介质的种类、特点和安全要求合理布置,正确选择结构合适的支吊架,以改善管道的应力分布,保证管道的安全运行。管道。支吊架的设计可根据管道设计计算、结构强度设计软件确定或根据相关设计手册进行选择。
管道组件的质量和布局安全
管道部件包括管道、三通、弯头、异径管、阀门、法兰、垫片、过滤器、补偿器等。选择和设计要求在管道材料部分进行了描述。这里只介绍管件布置时应考虑的事项。
管道构件布置原则:应尽量布置在变形小、应力低的部位。
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