管道布置設計的基本要求及原則

1、管道布置設計,的基本要求及原則,管道布置設計必須具備的條件,應遵守的國家和行業(yè)法律法規(guī)、設計標準以及規(guī)程規(guī)范工程設計統(tǒng)一規(guī)定工藝流程（系統(tǒng)）圖設備布置圖設備表、設備圖相關專業(yè)的設計條件（總平面地形圖、廠房建筑圖、電氣電纜、給排水專業(yè)管道布置圖等）,管道布置設計常用標準、規(guī)程和規(guī)范,《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》GB50316-2000）《工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)范》(GB50264-97）《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》（GB5

2、0160-92）《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016-2006）（GBJ16-87作廢）《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》（GB5044-85）《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》（GB50028-2006）《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》（CJJ34-2002）《城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程設計規(guī)范（CJJ/T81- 98）,,《小型火力發(fā)電廠設計規(guī)范》（GB50049-94）《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》（DL5000-2000）《火力發(fā)電廠汽水管道設計技術規(guī)

3、定（DL/T5054-96）《火力發(fā)電廠保溫油漆設計規(guī)程》（DL/T5072-97）《火力發(fā)電廠化學設計技術規(guī)程》（DL/T5068-2006）《燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠設計規(guī)定》（DL/T5174-2003）《鍋爐房設計規(guī)范》（GB50041-92）《發(fā)生爐煤氣站設計規(guī)范》（GB50195-94）,,《壓縮空氣站設計規(guī)范》（GBJ29-2003）《氧氣站設計規(guī)范》（GBJ50030-91）《氫氧站設計規(guī)范》（GB50177

4、-93）《乙炔站設計規(guī)范》（GB50031-91）《石油化工企業(yè)管道布置設計通則》（SHJ12-89）《輸氣管道工程設計規(guī)范》（GB50251-2003）《輸油管道工程設計規(guī)范》（GB50253-2003）《化工企業(yè)靜電接地設計規(guī)程》（HGJ28-90）,管道布置設計的基本要求及原則,基本要求:應符合管道及系統(tǒng)流程設計的要求應符合有關的法規(guī)、標準及規(guī)程規(guī)范 統(tǒng)籌規(guī)劃，做到安全可靠、經(jīng)濟合理、整齊美觀滿足施工、操作和維修

5、等方面要求與設備、裝置、建構筑物相協(xié)調(diào),,室內(nèi)管道布置原則：盡量避免管道對室內(nèi)采光的影響，不應妨礙窗戶的啟閉不應影響設備的操作和維護（如抽管檢修和設備起吊）在水平管道交叉較多的地區(qū)，一般按管道的走向，劃定縱橫走向的標高范圍，將管道分層布置熱力管道一般布置在油管道的上方，當需布置在油管道下面時，在油管道的閥門、法蘭或可能漏油部位下方的熱力管道，應采取可靠的隔離措施,,地溝內(nèi)管道應盡量采用單層布置，當采用多層布置時，一般將小管或壓

6、力高的，閥門多的管道布置在上面腐蝕性介質(zhì)管道不應布置在人行通道和轉(zhuǎn)動設備上方B類流體介質(zhì)的管道，不得安裝在通風不良的廠房內(nèi)、室內(nèi)的吊頂內(nèi)或夾層內(nèi)B類流體介質(zhì)的管道，不應布置在高溫管道旁或上方,,室外管道管網(wǎng)布置原則：廠區(qū)內(nèi)管道的敷設，應與廠區(qū)內(nèi)的道路、建筑物、構筑物等協(xié)調(diào)，減少管道與鐵路、道路的交叉大直徑管道應靠近管架柱子布置需設置“π”型補償器的高溫管道，應布置在靠近柱子處熱力管道，儀表和電氣電纜槽架等宜布置在管架上層，

7、工藝管道，腐蝕性介質(zhì)管宜布置在下層管架上的管道設計，應預留10～20％余量B類流體介質(zhì)管道與電纜和氧氣管道并行或交叉敷設時，其凈距應符合規(guī)范要求,,B類流體介質(zhì)不得穿過與其無關的建筑物；密度比環(huán)境空氣大的B類氣體管道，當有法蘭、螺紋連接或填料結構時，不應緊靠建筑物門窗敷設；道路、鐵路上方的管道上不應有閥門、法蘭、螺紋接頭及帶填料的補償器等可能泄露的組件；管廊層間距及管道凈距應滿足安裝及運行要求；蒸汽管道或可凝氣體管道，支管宜

8、從主管的上方接出，蒸汽冷凝液管宜接至回收總管上方。,管道布置應考慮的安全問題,管道的熱補償：某些壓力管道輸送的介質(zhì)常常具有高溫高壓特征或由于工作環(huán)境溫度的變化，造成金屬材料的熱脹冷縮，管道布置設計應充分考慮吸收熱位移。一旦布置不當，將造成管道某些部位產(chǎn)生過大的熱應力而破壞或?qū)χЪ墚a(chǎn)生過大的推力而影響管道支架的安全，從而影響管道系統(tǒng)的正常運行。 例題：圖示為某廠一條聯(lián)接兩臺換熱器間的管道，工作壓力P=4.0MPa、工作溫度t=316

9、，管道外徑φ219，換熱器中心距2.1m，中間聯(lián)接管道水平管中心距2m，A處設有一異徑管DN200/DN150，管道設計安裝尺寸見圖。,,,運行狀況：異徑管與法蘭連接處焊縫多次出現(xiàn)裂紋原因分析：由于設備布置太近，中間接管短、管徑大，柔性差，吸收熱膨脹變形的能力較小，經(jīng)對管系進行柔性分析，A處受到很大的橫向推力和推力矩措施：由于場地所限，不可能改變管子長度，只好改變管子直徑，并將異徑管接頭由A處移到B處,管子AB的外徑由219mm降到

10、159mm,使管道柔性得到改善，同時異徑管與管子連接處由于形狀突變引起的應力集中的位置也由較高應力區(qū)域移到了較低應力區(qū)域。這樣，管道的最大應力值下降了，經(jīng)幾年的生產(chǎn)考驗，獲得了滿意的結果,,管道振動危害： 管道振動是一種常見現(xiàn)象，嚴重的振動會加速裂紋擴展，威脅系統(tǒng)的安全。與設備連接的管道，尤其與往復機械相聯(lián)的管道，振動是不可避免的，但必須控制在一定的范圍內(nèi)產(chǎn)生原因： 設備的往復運動及振動，導致與設備連接的管道振動（如壓縮機、

11、汽輪機、泵、風機等）；伴隨介質(zhì)脈動或壓力波動易產(chǎn)生共振（如活塞式壓縮機、介質(zhì)流向改變或工況發(fā)生變化情況等）；不穩(wěn)定的兩相流（如蒸汽管疏水不暢）、液擊（閥門急開急關）、地震、風等都會加劇管道的振動,,防止措施：防止設備振動的傳遞，如聯(lián)接處設軟接頭增加緩沖罐，確保介質(zhì)穩(wěn)定；如：與壓縮機連接的管道減少管道彎頭，適當增設管道支架，增加穩(wěn)定性確保安裝坡度，增加疏水，避免兩相流，防止水沖擊,,支架（座）安全:支架（座）主要是起支撐重量、穩(wěn)

12、定管系、限制管道位移（自由度）和防震減震作用。因此，管道布置設計應根據(jù)所輸送介質(zhì)的種類、特性及安全要求合理布置和正確選擇結構合適的支吊架，以改善管道的應力分布，確保管道安全運行。支吊架設計可按管道設計、結構強度設計軟件計算確定或按有關設計手冊選取。,,管道組件質(zhì)量及布置安全：管道組件包括管子、三通、彎頭、異徑管、閥門、法蘭、墊片、過濾器、補償器等，其選擇和設計要求由管道材料章節(jié)介紹。這里只介紹從管件的布置方面應作哪些考慮。管道組件布

13、置原則：應盡可能布置在變形位移小，應力較低的部位。閥門布置:左圖布置較右圖布置好。,,,補償器布置： 對Π 型補償器，一般要求布置在兩固定點之間管 段的中央，并在適當位置設導向支架，以利于熱 位移的吸收；對通用型波紋補償器，要求布置在 固定支架旁，并按生產(chǎn)廠家要求設置一定的導向 支架，確保補償器的穩(wěn)定性。支架設置要求見下圖：,,,,,對連接設備的影響：管道對所聯(lián)設備的作用力和力矩應符合設備廠家允許的規(guī)定，如超過規(guī)

14、定，將影響設備的安全和造成聯(lián)接法蘭處的泄漏。措施：設備連接處設支吊架，以承擔管道重量及管端推力，如下圖。提高連接處管道的柔性，如設柔性接頭或柔性彎管。若設通用型波紋補償器（或軟接頭），一定要注意盲板力的影響。如圖：,,,管道安全距離與敷設方式: 熱力、電力、易燃易爆流體介質(zhì)等各種管 道交叉關系及安全距離應嚴格按規(guī)程規(guī)范 的要求布置，實在無法滿足時，應采取有 效措施。管道的