管道布置設(shè)計(jì)的基本要求及原則

1、管道布置設(shè)計(jì),的基本要求及原則,管道布置設(shè)計(jì)必須具備的條件,應(yīng)遵守的國家和行業(yè)法律法規(guī)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)程規(guī)范工程設(shè)計(jì)統(tǒng)一規(guī)定工藝流程（系統(tǒng)）圖設(shè)備布置圖設(shè)備表、設(shè)備圖相關(guān)專業(yè)的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)常用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和規(guī)范,《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50316-2000）《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50264-97）《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB5

2、0160-92）《建筑設(shè)計(jì)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?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50028-2006）《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ34-2002）《城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范（CJJ/T81- 98）,,《小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50049-94）《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL5000-2000）《火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)

3、定（DL/T5054-96）《火力發(fā)電廠保溫油漆設(shè)計(jì)規(guī)程》（DL/T5072-97）《火力發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL/T5068-2006）《燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)電廠設(shè)計(jì)規(guī)定》（DL/T5174-2003）《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50041-92）《發(fā)生爐煤氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50195-94）,,《壓縮空氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ29-2003）《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ50030-91）《氫氧站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50177

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

5、等方面要求與設(shè)備、裝置、建構(gòu)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(yīng)妨礙窗戶的啟閉不應(yīng)影響設(shè)備的操作和維護(hù)（如抽管檢修和設(shè)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(biāo)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(dāng)需布置在油管道下面時(shí)，在油管道的閥門、法蘭或可能漏油部位下方的熱力管道，應(yīng)采取可靠的隔離措施,,地溝內(nèi)管道應(yīng)盡量采用單層布置，當(dāng)采用多層布置時(shí)，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(yīng)布置在人行通道和轉(zhuǎn)動設(shè)備上方B類流體介質(zhì)的管道，不得安裝在通風(fēng)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(yīng)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(shè)，應(yīng)與廠區(qū)內(nèi)的道路、建筑物、構(gòu)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(yīng)靠近管架柱子布置需設(shè)置“π”型補(bǔ)償器的高溫管道，應(yīng)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(shè)計(jì)，應(yīng)預(yù)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(shè)時(shí)，其凈距應(yīng)符合規(guī)范要求,,B類流體介質(zhì)不得穿過與其無關(guān)的建筑物；密度比環(huán)境空氣大的B類氣體管道，當(dāng)有法蘭、螺紋連接或填料結(jié)構(gòu)時(shí)，不應(yīng)緊靠建筑物門窗敷設(shè)；道路、鐵路上方的管道上不應(yīng)有閥門、法蘭、螺紋接頭及帶填料的補(bǔ)償器等可能泄露的組件；管廊層間距及管道凈距應(yīng)滿足安裝及運(yùn)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(yīng)考慮的安全問題,管道的熱補(bǔ)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(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮吸收熱位移。一旦布置不當(dāng)，將造成管道某些部位產(chǎn)生過大的熱應(yīng)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(yùn)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(shè)有一異徑管DN200/DN150，管道設(shè)計(jì)安裝尺寸見圖。,,,運(yùn)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(shè)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(jìn)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(shí)異徑管與管子連接處由于形狀突變引起的應(yīng)力集中的位置也由較高應(yīng)力區(qū)域移到了較低應(yīng)力區(qū)域。這樣，管道的最大應(yīng)力值下降了，經(jīng)幾年的生產(chǎn)考驗(yàn)，獲得了滿意的結(jié)果,,管道振動危害： 管道振動是一種常見現(xiàn)象，嚴(yán)重的振動會加速裂紋擴(kuò)展，威脅系統(tǒng)的安全。與設(shè)備連接的管道，尤其與往復(fù)機(jī)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(shè)備的往復(fù)運(yùn)動及振動，導(dǎo)致與設(shè)備連接的管道振動（如壓縮機(jī)、

11、汽輪機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)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(jī)、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(guān)）、地震、風(fēng)等都會加劇管道的振動,,防止措施：防止設(shè)備振動的傳遞，如聯(lián)接處設(shè)軟接頭增加緩沖罐，確保介質(zhì)穩(wěn)定；如：與壓縮機(jī)連接的管道減少管道彎頭，適當(dāng)增設(shè)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(shè)計(jì)應(yīng)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(jié)構(gòu)合適的支吊架，以改善管道的應(yīng)力分布，確保管道安全運(yùn)行。支吊架設(shè)計(jì)可按管道設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)軟件計(jì)算確定或按有關(guān)設(shè)計(jì)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(bǔ)償器等，其選擇和設(shè)計(jì)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(yīng)作哪些考慮。管道組件布

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

14、定，將影響設(shè)備的安全和造成聯(lián)接法蘭處的泄漏。措施：設(shè)備連接處設(shè)支吊架，以承擔(dān)管道重量及管端推力，如下圖。提高連接處管道的柔性，如設(shè)柔性接頭或柔性彎管。若設(shè)通用型波紋補(bǔ)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(shè)方式: 熱力、電力、易燃易爆流體介質(zhì)等各種管 道交叉關(guān)系及安全距離應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)范 的要求布置，實(shí)在無法滿足時(shí)，應(yīng)采取有 效措施。管道的