【正文】 xd x E I E I? ? ? ? ? ??3m a x 0 .0 0 8 /q l E I? ?3126()xl??當時?固支梁布荷下的彎矩和轉(zhuǎn)角 2m a x / 1 2M q l?2 /24ql2 /12ql124 21m a x 8M q L?2m a x / 1 2M q l?2m a x / 1 0M q l? 最大彎距 取中間值： 強度條件 : 2m a x / 1 0 [ ]p i p eM q l ???[ ] 2 0 M P ap ip e? 一般取1q 1 0 W [ ]pi pel ??125 3 3 3m a x m in { 0 .0 0 8 / , / 2 4 } / 1 2 5q l E I q l E I q l E I? ?? 最大轉(zhuǎn)角取最小值： 剛度條件 : 3m a x / 1 2 5q l I iE? ??? ? 1 / 35/l i EI q?坡度 跨距取強度和剛度條件確定的較小值 126 管道支吊架布臵 ?應盡量保持管系有足夠的柔性 ， 盡量不影響管系的自然補償 ?不宜在過于靠近彎頭和支管連接部位設臵導向支架 ?彈簧支吊架應設臵在熱脹等位移量小的地方 。 塔底線溫度較高 ， 和泵相連時管道應短而少彎 ， 要有足夠柔性 。 如果換熱器帶吊柱 ， 配管時管道要避開吊柱工作區(qū) 。 當一個聯(lián)箱的管嘴少于或等于六個時，從聯(lián)箱中間進料，每側(cè)只供三個管嘴。 輸送含有固體顆粒液體時，如果吸入速度低于其沉降速度，固體顆粒會沉降，要用偏心大小頭底平，用排氣閥排除大小頭處積聚的氣體。不能設直管段時，應在泵嘴附近裝整流管或加導流板以防止偏流和渦流。 出口壓力表應設在泵出口與切斷閥之間。 ?吸人和排出管道上靠近管口的放空、放凈閥的接管和壓力表的導壓管的壁厚要增加，并用筋板加固，以免受振后破裂。凝液分離罐要盡量靠近壓縮機人口。對回轉(zhuǎn)部件造成的高頻振動，要注意螺栓防松。 143 管道設計圖的繪制 144 管道設計文件的組成： —— 裝臵配管設計圖 、 設計說明書及表格 。 ? 在平面布臵圖的右上角要繪出方向標 ， 該方向標應與設備布臵圖上的方向標相一致 。 大型復雜的特殊閥門以畫出其大致輪廓外形 。 ? 管道拐彎時 ， 尺寸界線應定在管道軸線的交點上 ： 149 ? 在設備接管口處應注出墊片的厚度 。 但應在圖紙中說明 。 ? 平 、 立面圖的右上角應劃出方向針 ， 以確定管系的方位 。 ? 平 、 立面圖上均應繪出設備及管道的保溫符號 。 中間各層如果管道沒有改變其平面位臵 ， 尺寸和角度可以省略 。 閥門和過濾器的型號在平 、 立面圖上僅標注一次 。 ? 所有設備 （ 包括設備基礎(chǔ) 、 平臺 、 梯子 ） 、 機泵予以定位 ， 對于大型機泵畫出大致輪廓 。 ? 標高 、 坐標 —— 均以米為單位 ， 其他尺寸以毫米為單位 ，只注數(shù)字 ， 不標單位 。 汽輪機啟動時加熱太快會造成振動，所以蒸汽入口管要有一帶限流孔板的旁通，以保證任何時候都有少量的蒸汽進入汽輪機暖機，以便隨時可以啟動汽輪機。一般用幾組限位支架來控制管道位移方向并承受管系熱脹產(chǎn)生的推力和力矩。壓縮機出口氣體不是飽和狀態(tài)的，由于排出氣體中多帶有潤滑油，出口處要設置分離罐分離潤滑油。 ?其他管道不可與壓縮機管道合用一個支架，以免傳遞振動 ?為增加剛性，管道支架用鋼筋混凝土制作，并要降低高度，管道由螺栓固定在支架上。 ?其他形式的泵，只有在閥關(guān)閉時，系統(tǒng)壓力可能高到損壞管道或其他設備時才設安全閥。 當液體進入泵時，偏流、渦流會使揚程改變，出現(xiàn)氣阻、液體與葉片不接觸等現(xiàn)象，造成振動噪聲，性能劣化。 吸入管道必須確保經(jīng)常處于正常工作狀態(tài)，防止產(chǎn)生汽蝕象，應使有效汽蝕余量最少是泵所要求汽蝕余量的 。 當管嘴多于六個時 ， 每六個管口一個聯(lián)箱 ， 以保證流量分配均勻 。 131 換熱器的配管 換熱器管道布置，注意換熱設備操作、檢修和熱應力等機械因素。 與低于管廊的設備管嘴相接的管道，可在管廊下層管道的下部 接至泵嘴以及其他設備。 ?跨距須滿足一定強度和剛度條件： 強度條件：管道軸向彎曲應力 許用值 管道支架 ， 介于簡支和固支之間 。 ?專門的振動控制裝臵常不承受管系質(zhì)量。 ?適用于管道無垂直位移或垂直位移允許約束的地方。 ?適用于管道垂直位移量大的地方。 ?對于可通行管溝，在無可靠的通風條件及無安全措施時，不得布臵窒息性及易燃性流體的管道。 ?如果相同高度處有其它接口可以利用，可不另設排氣口或排液口。 106 管道布置設計的一般要求 ?應按照閥門結(jié)構(gòu)、工作原理、流向及制造廠的要求布臵 ?所有安全、減壓閥、控制閥，應便于調(diào)整及維修，并留有抽出閥芯的空間。 104 ?管道經(jīng)人行道和道路上方時，不得安裝法蘭、閥門、螺紋接頭及帶填料的補償器等可能泄露的組成件； ?從管廊總管上引出的支管閥門要成行排列，設平臺來啟閉閥門； ?小直徑管道敷設在柱距較大的管廊上時，可由大直徑鄰管支承； ?高溫保溫管道應設管托； ?關(guān)于熱補償 —— ? 盡量利用管道走向變化的自然補償。 ?公用工程管道 ?儀表管道和電纜 2．管廊上管道的布臵 應考慮 —— 管徑、設備位臵、被輸物料性質(zhì)及熱應力 等因素。 2）管溝敷設 ? 分地下式和半地下式兩種。 管 墩 敷 設 是一種位臵較低的管架敷設。 LT??ΔΔL管系總長度 ,m U管系相鄰支架間直線距離 ,m 管系膨脹量 ,mm ND 管公稱直徑 ,mm Δ92 熱力管線配管中，為提高管線熱補償能力，減小熱應力，降低管道對管端設備的推力和力矩，常采用： 先將管道切去一段預定長度，安裝時拉緊就位，冷緊值的大小根據(jù)管系的應力分析要求確定。 膨脹四氟盤根：由 100％的純膨脹四氟線編織成。 88 由低硫膨脹石墨線編織而成，內(nèi)襯棉紗線增強。 ?主要用于因受地形限制不宜采用 Π型補償器的管道上。 L型補償器 Z型補償器 ? 二：人工補償器 專門設臵用于吸收管道熱膨脹的彎曲管段或伸縮裝臵 。不超過： σA=f ([σ]c+[σ]h) [σ]c— 金屬材料在冷態(tài)（預計最低溫度）下的許用應力（ MPa) [σ]h— 金屬材料在熱態(tài)（預計最高溫度）下的許用應力（ MPa) f — 管道許用位移應力減小系數(shù)。 2 2 2E i i o O tM = ( i M ) + ( i M ) + M 50 3．計算點在直管上時 當量合成力矩中的應力增大系數(shù)應取 1，并按照式（ 524）計算。 45 應力集中系數(shù)和柔性系數(shù)Ｋ 計算時把柔性系數(shù)加到變形系數(shù)計算式上即可： ijij lMMdxEIK? ? ? 其余力法方程不變，求得支反力和彎扭矩后算出關(guān)系的應力值，然后再乘以應力集中系數(shù)ｍ，有焊縫的還要除以焊縫系數(shù)，然后進行判據(jù)即可。 化工管道布臵采用 多分支管系或環(huán)狀管系 等復雜結(jié)構(gòu)。 ? 溫度變化時管道系統(tǒng)的熱脹可能性稱為管系的柔性（或彈性） 。 ?若管道能自由伸縮，伸長量為： △ L=α（ t1t0） L=α〃 △ t〃L ?直管兩端固定。這是一個防止結(jié)構(gòu)過度變形的準則。 例如 ? 在管道支架處或管道接管連接處由于外載產(chǎn)生的薄膜應力 。 17 一次總體薄膜應力 ? 遍布于整個管道的基本應力 。立體管系有更大的柔性，比相似條件下的平面管系中的熱應力更小。 \\阻力系數(shù)法： gkP k21025 ????? k—— 阻力系數(shù) 10 管路熱膨脹與熱補償 11 實際的管系中，管道的轉(zhuǎn)彎處均采用煨制彎管或焊接彎頭，而不采用直角彎。 （ 4）以實際的管子內(nèi)徑 Di與平均流速 v核算管道壓力損失，確認選用管徑。 管徑的確定 4 ?同一介質(zhì)在不同管徑情況下，雖然流速和管長相同，但是管道的壓力降卻可能相差較大。 ? 對于大直徑、厚壁、合金鋼等管道，應進行建設費用和運行費用方面的經(jīng)濟比較，取最佳值。 ? 對工藝用管道，不推薦選用 DN32/DN125的管道。 固定費用等于管道的投資費用乘以折舊率 操作費用為運轉(zhuǎn)泵 (壓縮機 )的費用。 而彎管或焊接彎頭在彎矩的作用下，其 局部應力卻有所增加 。 塑性良好時 ， 初次施加自限性載荷不會直接導致破壞 。 ? 這種應力達到屈服極限時 ， 只局部屈服 ， 如果繼續(xù)增加載荷 ， 應力在管道截面的分布將重新調(diào)整 。 特點 :自限性，當局部范圍材料屈服或小變形時，相鄰部分的約束便得到緩和，變形趨向協(xié)調(diào) ,不再繼續(xù)發(fā)展，應力自動地限制在一定的范圍內(nèi)。 對管道二次應力的限定，是控制 冷、熱態(tài) 的應變在一定的應力范圍和控制一定交變次數(shù)，以保證管道安全運行而不產(chǎn)生疲勞破壞。 在平面管系中表現(xiàn)為彎曲應力 在立體管系中表現(xiàn)為彎曲應力和扭曲切應力。 二、管道的柔性 40 1) GB 503162022《 工業(yè)金屬管道設計規(guī)范 》 2) SH/T 30412022《 石油化工管道柔性設計規(guī)范 》 3) SH 30392022《 石油化工非埋地管道抗震設計通則 》 4) SH 30592022《 石油化工管道設計器材選用通則 》 5) SH 307395《 石油化工企業(yè)管道支吊架設計規(guī)范 》 6) JB/T 《 恒力彈簧支吊架 》 7) JB/T 《 可變彈簧支吊架 》 8) GB/T 127771999《 金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術(shù)條件 》 9) HG/T 206451998《 化工裝臵管道機械設計規(guī)定 》 10) GB 1501998《 鋼制壓力容器 》 壓力管道柔性設計常用標準和規(guī)范 41 壓力管道柔性計算的范圍和方法 ?如果管道設計溫度 ≤ 50℃ ，及 ≥ 100℃ ，應進行柔性計算。從而使管系柔性相對增大，剛度降低。工程上采用試驗研究得出的經(jīng)驗公式來計算。 注： Ttn和 ttn 應取相配主管和支管的名義厚度。 ? 在管道設計中，應盡量利用管道自身彎曲或扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的變位來實現(xiàn)熱脹冷縮時的自補償。 ?為防止補償器本身產(chǎn)生縱向彎曲，補償器不能做得太長，波紋總數(shù)一般不超過 6個 ,故補償能力受到限制 ?僅用在 P。 芳綸角線黑四氟盤根具有更優(yōu)的潤滑及熱傳導。 應用：廣泛應用于高溫、高壓惡劣工況下的加氫裝臵、造紙行業(yè)、電站、煉油廠及其它需要有效密封的閥門、泵類、膨脹節(jié)、混合機、攪拌器等。適用于較高線速度的場合。 ?化工管道的正確安裝，不單是車間布臵得整齊、美觀的問題。 支吊架通常生根于建筑物、構(gòu)筑物、設備外璧或設備平臺上。 99 管廊和管廊上管道的布置 （ 1）管廊形狀及位臵 ? 設備數(shù)量較少的小型裝臵， 常用 一端式或直通式 管廊。 ?公用工程管道布臵在管架的中間或雙層管架的上層，易于向兩側(cè)引出。 彎管引向兩側(cè)。 ?閥門宜布臵在熱位移小的位臵。當主管直徑為15mm時，可采用等徑的排液口。 ?對于不可通行的管溝，當溝內(nèi)布臵經(jīng)常操作的閥門時，閥門應布臵在不影響通行的地方。當管道或設備產(chǎn)生位移時，只要在預定位移內(nèi)，不管位移有多大，可始終獲得恒定支撐力。 如采用拉桿 限制管道軸向位移； 采用夾持方式 限制管道橫向位移。 但在一定程度上限制了管道正常熱脹位移。 ?對管系的管架位臵 ， 往往可以提出多種方案 ,評定各種方案的優(yōu)劣 ， 必須分析管系應力分布情況作 ， 從而確定最佳方案 。 塔底抽出管的管嘴法蘭要引到裙座外 ， 以便檢修 。 若閥門手輪中心線高度超出操作面 2． 1m， 要用鏈輪操作閥門啟動 。出口管也同樣設計。當泵吸入管系統(tǒng)中有 U型部分時，應在其高點設排氣口，一般情況不得有袋形。 137 PG泄液環(huán) 泵出口管道設計 泵出口管對性能影響較小，主要考慮管系壓降和熱應力。 138 壓縮機的配管 1 a．往復式壓縮機的管道設計 往復式壓縮機的間歇吸入和排出將產(chǎn)生氣體的壓力脈動 ， 引起振動 ， 可能造成管道破裂或影響儀表工作 。 ?要避免產(chǎn)生共振，壓縮機的工作頻率要避開管道的固有頻率。 140 TIPSVPA接往泄壓系統(tǒng)PIPSAPSPSIAHLXSAXACWRPRV就地儀表盤