【正文】 壓力管道設(shè)計(jì)審批人員考核培訓(xùn)教材第三部分 管道布置 中國(guó)有色金屬建設(shè)協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)分會(huì) 壓力管道研究會(huì)目 錄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 管道布置設(shè)計(jì)常用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和規(guī)范 管道布置設(shè)計(jì)的基本要求及原則 管道布置應(yīng)考慮的安全問題2 管道敷設(shè)方式及設(shè)計(jì)要點(diǎn) 地面以上敷設(shè) 地面以下敷設(shè) 熱力管道的直埋3 常見管道布置設(shè)計(jì) 熱力管道的布置及敷設(shè) 發(fā)生爐煤氣、水煤氣管道的布置及敷設(shè) 城市煤氣管道的布置及敷設(shè) 液化石油氣管道的布置及敷設(shè) 壓縮空氣管道的布置及敷設(shè) 氧氣管道的布置及敷設(shè) 乙炔管道的布置及敷設(shè) 氫氣管道的布置及敷設(shè)4 管道布置設(shè)計(jì)中常見的一些問題 可燃液體、可燃?xì)怏w的管道設(shè)計(jì)的原則是什么？ 調(diào)節(jié)閥組安裝的一般要求是什么？ 泵類的管道設(shè)計(jì)一般要求是什么？ 泵的保護(hù)線有哪幾種？其作用是什么？ 泵管道支架設(shè)置的要點(diǎn)是什么？ 泵冷卻水的作用是什么？其管道設(shè)計(jì)有哪些要求？ 離心式壓縮機(jī)管道布置的一般要求是什么？ 往復(fù)式壓縮機(jī)管道布置設(shè)計(jì)的一般要點(diǎn)是什么？ 壓縮機(jī)的管道氮?dú)獯祾吆椭脫Q的目的是什么？ 汽輪機(jī)入口管道設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是什么？ 凝汽式汽輪機(jī)出口管道設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是什么？ 背壓式汽輪機(jī)出口管道設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些因素？ 蒸汽管道布置的一般要求是什么？ 蒸汽凝結(jié)水管道布置的一般要求是什么？ 蒸汽管道和蒸汽加熱設(shè)備哪些部位需設(shè)置疏水閥？ 選用疏水閥的主要依據(jù)是什么？對(duì)疏水閥有哪些具體要求？ 蒸汽疏水閥有哪幾種類型？其常用的疏水閥的安裝有何要求？ 安全泄壓裝置主要作用是什么？ 安全閥的安裝及其管道布置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是什么？ 管道排氣、排液的目的是什么？在管道何處需設(shè)置排氣或排液？ 對(duì)管道上排氣、排液管的安裝有何具體要求？ 管道伴熱介質(zhì)有哪幾種？其適用范圍如何？ 管道的伴熱有哪些方式？ 蒸汽外伴熱管安裝的一般要求是什么？ 蒸汽夾套管安裝的一般要求是什么？ 機(jī)泵的地漏及排污溝的設(shè)置是如何考慮的？ 低溫管道布置設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意哪些問題？ 直管段上兩相鄰環(huán)焊縫的最小中心間距為多少？環(huán)焊縫及需要熱處理的焊縫距支、吊架邊緣的最小凈距離為多少？ 埋地敷設(shè)管道埋設(shè)深度有哪些要求？ 閥門安裝的一般要求是什么？最適宜的安裝高度是多少？水平管道上的閥門、閥桿方向如何考慮？ 呼吸閥的安裝有哪些要求？ 管道穿過建筑物的樓板、房頂或墻時(shí)，應(yīng)采取哪些措施？ 管道支吊架有哪些種類和型式？ 管道支吊架設(shè)計(jì)原則是什么？ 管道支吊架荷重應(yīng)考慮那些荷重和作用力。 何謂管道的自然補(bǔ)償？自然補(bǔ)償有何特點(diǎn)？ 一般熱力管道自補(bǔ)償能力如何判別？ 壓縮機(jī)進(jìn)出口管道支架設(shè)計(jì)要點(diǎn)是什么？ 鍋爐和余熱鍋爐的蒸汽、給水管道設(shè)計(jì)的要求是什么？ 鍋爐的燃料油管道設(shè)計(jì)的要求是什么？ 鍋爐的燃料氣管道設(shè)計(jì)的要求是什么？ 除氧器管道設(shè)計(jì)的要求是什么？ 蒸汽減溫減壓器管道設(shè)計(jì)的要求是什么？ 鍋爐給水泵進(jìn)出口管道設(shè)計(jì)的要求是什么？ 鍋爐水處理用耐酸管道設(shè)計(jì)的要求是什么？ 全廠性沿管墩或管架敷設(shè)的管道，管底距地面凈空高度是如何要求的？ 全廠性管道跨越鐵路、道路時(shí)應(yīng)符合哪些規(guī)定？ 儲(chǔ)罐的進(jìn)出料管道應(yīng)如何與罐體連接？ 連接油品裝卸設(shè)備的輸油管道應(yīng)在什么位置設(shè)置緊急切斷閥？ 設(shè)備和管道的隔熱目的是什么？ 不保溫設(shè)備和管道的表面防燙溫度為多少？在什么范圍內(nèi)需設(shè)防燙保溫？ 哪些管道應(yīng)考慮伴熱？ 請(qǐng)分別列出巖棉、微孔硅酸鈣(無(wú)石棉)、硅酸鹽纖維制品、聚氨脂泡沫塑料（自熄性）、聚苯乙烯泡沫塑料(自熄性)和泡沫玻璃等隔熱材料及其制品的適用溫度范圍？ 隔熱材料及其制品的性能應(yīng)符合哪些要求？ 設(shè)備和管道的隔熱結(jié)構(gòu)由哪幾部分組成？各部分作用是什么？ 防潮層材料應(yīng)符合哪些要求？ 保護(hù)層材料應(yīng)符合哪些要求？ “絕熱材料的允許使用溫度”的定義是什么？ 隔熱材料及其制品的選用原則是什么？ 設(shè)備和管道的外部防腐涂料應(yīng)如何選用？ 哪些設(shè)備和管道表面不應(yīng)涂漆？ 哪些介質(zhì)管道須靜電接地？管網(wǎng)的接地連接點(diǎn)和接地電阻值有何要求36 / 411 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(1)應(yīng)遵守的國(guó)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；(2)工程設(shè)計(jì)統(tǒng)一規(guī)定；(3)工藝流程（系統(tǒng)）圖；(4)設(shè)備布置圖；(5)設(shè)備表、設(shè)備圖；(6)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(1)《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB503162000）(2)《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5026497）(3)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB5016092）(4)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GBJ1687 2001年版）(5)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》（GB504485）(6)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》GB5002893(2002年版)(7)《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ342002）（8）《城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ/T8198）(9)《小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5004994）(10)《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL50002000）(11)《火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL/T50541996）(12)《火力發(fā)電廠保溫油漆設(shè)計(jì)規(guī)程》（DL/T507297）(13)《火力發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL/T506896）（14）《燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)電廠設(shè)計(jì)規(guī)定》（DL/T51742003）(15)《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5004192）(16)《發(fā)生爐煤氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5019594）(17)《壓縮空氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ292003）(18)《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ5003091）（19）《氫氧站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5017793）(20)《乙炔站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5003191） (21)《石油化工企業(yè)管道布置設(shè)計(jì)通則》（SHJ1289）(22)《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB502512003）(23)《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB502532003）(24)《化工企業(yè)靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)程》（HGJ2890） 管道布置設(shè)計(jì)的基本要求及原則基本要求:(1)應(yīng)符合管道及系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)的要求；(2)應(yīng)符合有關(guān)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程規(guī)范； (3)統(tǒng)籌規(guī)劃，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、整齊美觀；(4)滿足施工、操作和維修等方面要求；(5)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：(1)盡量避免管道對(duì)室內(nèi)采光的影響，不應(yīng)妨礙窗戶的啟閉；(2)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）；(3)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；(4)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；(5)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)，一般將小管或壓力高的，閥門多的管道布置在上面；(6)腐蝕性介質(zhì)管道不應(yīng)布置在人行通道和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備上方；(7)B類流體介質(zhì)的管道，不得安裝在通風(fēng)不良的廠房?jī)?nèi)、室內(nèi)的吊頂內(nèi)或夾層內(nèi)；(8)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：(1)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；(2)大直徑管道應(yīng)靠近管架柱子布置；(3)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；(4)熱力管道，儀表和電氣電纜槽架等宜布置在管架上層，工藝管道，腐蝕性介質(zhì)管宜布置在下層；(5)管架上的管道設(shè)計(jì)，應(yīng)預(yù)留10～20％余量；(6)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；(7)B類流體介質(zhì)不得穿過與其無(wú)關(guān)的建筑物；(8)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)；(9)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；(10)管廊層間距及管道凈距應(yīng)滿足安裝及運(yùn)行要求；(11)蒸汽管道或可凝氣體管道，支管宜從主管的上方接出，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：圖市為某廠一條聯(lián)接兩臺(tái)換熱器間的管道 工作壓力P= 工作溫度t=316176。, 管道外徑φ219 , 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(duì)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(chǎng)地所限，不可能改變管子長(zhǎng)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(dòng)危害：管道振動(dòng)是一種常見現(xiàn)象，嚴(yán)重的振動(dòng)會(huì)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(dòng)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(dòng)及振動(dòng)，導(dǎo)致與設(shè)備連接的管道振動(dòng)（如壓縮機(jī)、汽輪機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)等）；伴隨介質(zhì)脈動(dòng)或壓力波動(dòng)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(huì)加劇管道的振動(dòng)。防止措施：(1)防止設(shè)備振動(dòng)的傳遞，如聯(lián)接處設(shè)軟接頭；(2)增加緩沖罐，確保介質(zhì)穩(wěn)定；如：與壓縮機(jī)連接的管道；(3)減少管道彎頭，適當(dāng)增設(shè)管道支架，增加穩(wěn)定性；(4)確保管道安裝坡度，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)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(cè)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、法門、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。管道組件布置原則：應(yīng)盡可能布置在變形位移小，應(yīng)力較低的部位。如下圖閥門布置，左圖布置較右圖布置好。 補(bǔ)償器：對(duì)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(duì)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(duì)連接設(shè)備的影響：管道對(duì)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)定，將影響設(shè)備的安全和造成聯(lián)接法蘭處的泄漏。措施：(1)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。(2)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(wú)法滿足時(shí)，應(yīng)采取有效措施。管道的敷設(shè)方式得當(dāng)與否也將影響管道的安全，如B類流體介質(zhì)管道在無(wú)安全措施時(shí)不應(yīng)布置在地溝內(nèi)（尤其象比空氣重的液化氣管道）。2 管道敷設(shè)方式及設(shè)計(jì)要點(diǎn)管道敷設(shè)方式：有地面以上和地面以下兩大類。 地面以上敷設(shè)地面以上敷設(shè)通稱架空敷，是管道敷設(shè)的主要方式,具有便于施工、操作、檢查、維修及經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。下列條件下應(yīng)優(yōu)先考慮架空敷設(shè)：(1)車間內(nèi)管道；(2)廠區(qū)地形復(fù)雜（遇河流、丘陵、高山、峽谷等）；(3)地下水位高或年降雨量較大的地區(qū)；(4)廠區(qū)地下管道縱橫交錯(cuò)、無(wú)地下管位；(5)對(duì)一些小口徑管道，當(dāng)有管架可利用時(shí)（經(jīng)濟(jì)）。架空敷設(shè)按支架高度可分為：低支架敷設(shè)：在山區(qū)建廠時(shí)，管道可沿山腳、圍墻等不妨礙交通或不影響工廠擴(kuò)建的地段進(jìn)行敷設(shè)，是一種最經(jīng)濟(jì)的敷設(shè)形式。中支架敷設(shè)：在人行交通頻繁地段宜采用中支架敷設(shè)，是一種常用的敷設(shè)方式， 。 高支架敷設(shè)：經(jīng)過交通要道和跨鐵路、公路時(shí)，應(yīng)采用高支架敷設(shè)，()以上架空管道穿過道路、鐵路及人行道等的凈空高度應(yīng)符合工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范和有關(guān)規(guī)定的要求。 地面以下敷設(shè)在不宜采用架空敷設(shè)情況下可采用地下敷設(shè)，地下敷設(shè)可分為：地溝敷設(shè)和埋地敷設(shè)。管(地)溝敷設(shè)：可充分利用地下空間，并提供了較方便的檢查維修條件；還可敷