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壓力管道設計基本要求,,個人介紹,輕工行業(yè)壓力管道委員會委員 全國注冊化工工程師管理委員會專家組成員化工工程設計技術委員會委員,一、壓力管道的基本概念,1、管道含義及特征 2、壓力管道的概念 3、壓力管道的定義 4、壓力管道的分類和分級 5、工業(yè)管道的條件 6、動力管道的條件 7、壓力管道級別之間設計許可的涵蓋關系 8、壓力管道輸送介質(zhì)的說明,1、管道含義及特征,管道定義： 由管道組成件裝配而成，用于輸送、分配、混合、分離、排 放、計量或控制流體流動。 管道組成件： 管道標準件、管道特殊件、管道支撐件管道。 特點： 管道屬于長細比大的設備，易失穩(wěn)、受力情況復雜； 管內(nèi)介質(zhì)種類復雜； 管內(nèi)流體狀態(tài)復雜，運行條件變化多； 管道組成件種類繁雜、各有特點; 管道布置、安裝及檢驗要求復雜。,2、壓力管道的概念,壓力管道是指 “特種設備安全監(jiān)察條例”所定義的屬于監(jiān)察范圍內(nèi)的管道； 壓力管道屬于特種設備的范疇； 壓力管道設計屬于特種設備生產(chǎn)范疇和源頭； 壓力管道監(jiān)察管理體制；,3、壓力管道的定義,根據(jù)中華人民共和國國務院令（第373號）通過并公布的《特種設備安全監(jiān)察條例》，對壓力管道進行了定義：壓力管道，是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設備，其范圍規(guī)定為最高壓力大于或者等于0.1MPa（表壓）的氣體、液化氣體、蒸汽介質(zhì)或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體介質(zhì)，且公稱直徑大于25mm 管道。,4、壓力管道的分類和分級,GA類－－長輸管道： 定義：指產(chǎn)地、儲存庫、使用單位用于輸送商品介質(zhì)的管道； 分級：分為GA1級和GA2級。 基本特征：流程簡單；輸送距離長和輸送壓力高；管道有可能通過各種環(huán)境與地質(zhì)的地區(qū)；,4、壓力管道的分類和分級,GB類－－公用管道： 定義：指城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內(nèi)用于公用事業(yè)或民用的燃氣管道和熱力管道。 分級：分為GB1和GB2兩級，GB1級為燃氣管道。GB2級為熱力管道。 基本特征：敷設于城鎮(zhèn)地下；一般壓力較低；選線條件復雜、困難。,4、壓力管道的分類和分級,關于公用管道 （1）公用管道的范圍： 指敷設在城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)的管道，區(qū)別于長輸管道的敷設范圍。 （2）公用管道的服務對象： 指公用事業(yè)或民用這樣的兩類用戶，有別于工業(yè)用戶。 （3）公用管道輸送介質(zhì)種類： 城鎮(zhèn)燃氣：代表物：天然氣、液化石油氣、人工煤氣等 城鎮(zhèn)熱力：代表物：高溫熱水、蒸汽、蒸汽凝結水等 （4）管道的屬性 公共性：公用管道具備了市政工程管道的某些特征 。 商品性：是為公共事業(yè)或民用提供燃料或熱量的特殊商品。,4、壓力管道的分類和分級,GC類－－工業(yè)管道： 定義：指企業(yè)、事業(yè)單位所屬的用于輸送工藝介質(zhì)的工藝管道、公用工程管道及其他輔助管道。包括延伸出工廠邊界線，但歸屬企、事業(yè)單位管轄的工藝管線。 分級：GC類分為GC1、GC2和GC3三級。 基本特征：工藝流程種類最多；生產(chǎn)制作環(huán)境狀態(tài)最為復雜；輸送介質(zhì)品種較多和輸送條件較苛刻；輸送壓力和溫度高。,4、壓力管道的分類和分級,關于工業(yè)管道 （1）工業(yè)管道的范圍：工業(yè)管道的使用范圍僅限于企業(yè)、事業(yè)單位內(nèi)部，（包括延伸出工廠邊界線，但歸屬于企、事業(yè)單位管轄的工藝管道）主要有別于公用管道。分三類：工藝管道、公用工程管道 、輔助管道； （2）工業(yè)管道的服務對象： 服務對象強調(diào)的是為企業(yè)、事業(yè)單位的生產(chǎn)服務 。 （3）工業(yè)管道的屬性：這類壓力管道為企、事業(yè)單位所有，屬于單位管轄。 （4）介質(zhì)特性：介質(zhì)種類多、壓力溫度范圍大。,4、壓力管道的分類和分級,GD類－－動力管道： 定義：火力發(fā)電廠用于輸送蒸汽、汽水兩相介質(zhì)的管道； 分級：分為GD1級和GD2級。 特征：介質(zhì)單一，性質(zhì)明確、壓力與溫度較高的輸送管道；,5、工業(yè)管道（GC類）的條件,1）GC1級的條件： 輸送GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》中規(guī)定的毒性程度為極度危害介質(zhì)、高度危害氣體介質(zhì)和工作溫度高于標準沸點的高度危害液體介質(zhì)的管道； 輸送GB50160《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》及GB50016《建筑設計防火規(guī)范》中規(guī)定的火災危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃液體介質(zhì)且設計壓力P≥ 4.0MPa的管道； 輸送流體介質(zhì)并且設計壓力P≥10.0MPa，或者P≥4.0MPa 并且設計溫度 T≥ 400℃的管道。,5、工業(yè)管道（GC類）的條件,2）GC2級的條件： 除規(guī)定的GC3級管道外，介質(zhì)毒性危害程度、火災危險性（可燃性）、設計壓力和設計溫度小于規(guī)定的GC1級的管道。 3）GC3級的條件： 輸送無毒、非可燃流體介質(zhì)，設計壓力P≤1.0MPa，設計溫度?20 ℃ < T < 185℃的管道。,6、動力管道（GD類）的條件,1）GD1級的條件： 輸送設計壓力P≥6.3MPa，或者設計溫度 T≥ 400℃的管道。 2）GD2級的條件： 輸送設計壓力P< 6.3MPa，并且設計溫度T< 400℃的管道。,7、壓力管道級別之間 設計許可的涵蓋關系,不同類別管道之間的涵蓋關系 《壓力容器壓力管道設計許可規(guī)則》TSGR1001－2008規(guī)定，具備高一級的壓力管道設計許可的單位及審批人員，同時也具有相應低等級的設計、審批資格。 （1）GA1級涵蓋GA2 （2）GC1級涵蓋GC2、GC3 （3）GD1級涵蓋GD2,8、 壓力管道輸送介質(zhì)的說明,甲類可燃氣體： 特 征：爆炸下限<10％的氣體 代表物：氫氣、甲烷、環(huán)氧乙烷、天然氣、水煤氣、液化 石油氣、硫 化氫、氯乙烯等 乙類可燃（助燃）氣體： 特 征：爆炸下限≥10％的氣體和助燃氣體 代表物： 氨氣、氧氣等 其它氣（汽）體： 特 征：不屬上述兩類的氣體 代表物：水蒸汽、壓縮空氣、氮氣、二氧化碳等,8、 壓力管道輸送介質(zhì)的說明,甲類可燃液體 特 征：閃點 50度至< 60度的 白 酒等;,8、 壓力管道輸送介質(zhì)的說明,有毒流體： 特 征：散發(fā) 在空間，可經(jīng)呼吸道、皮膚或經(jīng)口進入人體而對健康產(chǎn)生危害的流體物質(zhì)。毒性分級是按照國家標準GB5044具體指標劃分。 分級與代表物： Ⅰ級--極度危害：氯乙烯、鉻酸鹽、苯、氰化物等 Ⅱ級--高度危害：硫化氫、三硝基甲苯、氯、甲醛等 Ⅲ級--中度危害：苯乙烯、二甲苯、苯酚、甲醇、硝 酸、硫酸等 Ⅳ級--輕度危害：丙酮、氨、氫氧化鈉、溶劑汽油等,8、 壓力管道輸送介質(zhì)的說明,腐蝕性流體： 特 征：流體的化學或電化學作用引起對金屬破壞的介質(zhì)。 代表物：堿、酸、鹽溶液或蒸汽。 其它液體： 特 征：最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體。 代表物：蒸汽凝水、過熱水等。,9.玻璃工廠常用壓力管道輸送介質(zhì),管道特點：介質(zhì)種類少、溫度不高、壓力較低、管徑不大。 1）常用介質(zhì)： 氣體：甲類：天然氣、液化石油氣、乙炔、氫氣等 乙類：氧氣等 有毒、腐蝕性：二氧化硫等 其它：壓縮空氣、氮氣、飽和蒸汽等 液體：甲類：液化石油氣（液化烴）等 乙類：煤油等 丙類：柴油、重油、渣油、煤焦油、變壓器油、潤滑油 其它：高溫熱水、蒸汽凝結水等 2）工作壓力：最大2.5MPa 3）工作溫度：－20～183℃（<1.0MPa蒸汽溫度） 4）壓力管道類別：一般為GC2、GC3,二、壓力管道設計要求與程序,1、壓力管道設計應熟悉的規(guī)范 2、壓力管道設計常備的手冊 3、壓力管道設計的總體要求 4、壓力管道設計基本程序,1、壓力管道設計應熟悉的規(guī)范,GBJ50016-2006 建筑設計防火規(guī)范 GB50160-92 石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范 GB5044-85 職業(yè)性接觸毒物危害程度分級 GB50316-2000 工業(yè)金屬管道設計規(guī)范 GB50235-97 工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范 GB50236-98 現(xiàn)場設備工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范 GB50264-97 工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)范 SDGJ6-90 火力發(fā)電廠汽水管道應力計算技術規(guī)定 DL/T5054－1996 火力發(fā)電廠汽水管道設計技術規(guī)定,2、壓力管道設計常備的手冊,公司壓力管道設計管理規(guī)定和技術規(guī)定 化工工藝設計手冊 管道安裝技術實用手冊 化工管路手冊 動力管道手冊 鋼制管法蘭、墊片、緊固件 (HG20593~20635) 全國壓力管道設計審批人員培訓教材,3、壓力管道設計要求,嚴格執(zhí)行現(xiàn)行的設計、施工及驗收規(guī)范及標準； 設計文件內(nèi)容深度應符合國家及行業(yè)有關規(guī)定； 計算依據(jù)可靠、計算結果準確； 設計成果安全、適用、技術先進、經(jīng)濟合理。,4、壓力管道設計基本程序,⑴ 根據(jù)介質(zhì)種類、壓力、溫度選擇管道材料； ⑵ 進行管徑、管壁厚度計算，編制或確定管道等級表； ⑶ 進行管道布置方案、確定管道走向、敷設方式； ⑷ 繪制管道布置圖、軸側圖； ⑸ 編制管道特性表； ⑹ 進行應力、熱補償、支架推力計算； ⑺ 向有關專業(yè)提供土建資料； ⑻ 完成設計圖紙、圖紙會簽；,三、壓力管道的材料與管部件,管道等級表的內(nèi)涵 管道特性表的內(nèi)涵 設計壓力和設計溫度的確定 材料的選擇 管道等級的確定 管道標準和壁厚的確定 法蘭、墊片和緊固件的選擇 閥門與管件,1、管道等級表的內(nèi)涵,根據(jù)生產(chǎn)流程和管道輸送介質(zhì)的物性、壓力、溫度等編制的管道等級表是壓力管道設計的基本依據(jù)； 管道等級表的內(nèi)容包含針對輸送介質(zhì)的管道、管件、閥門、法蘭、墊片、緊固件、安全設施等在內(nèi)的標準、型號、規(guī)格和技術參數(shù)；,1、管道等級表的內(nèi)涵,主要內(nèi)容： 1．管道等級：流體介質(zhì)/溫度－壓力額定值 2．管子：材料/公稱直徑/外徑/管道壁厚/管表號Sch 3．法蘭：材料/法蘭類型/密封面/法蘭蓋 4．閥門：球閥/閘閥/截止閥/止回閥/立式止回閥/蝶閥 5．管件：材料/彎頭/三通/同心大小頭/偏心大小頭/ 管帽/管接頭/堵頭/短節(jié)/螺紋活接頭/墊片 6．緊固件：螺栓、螺母/螺栓長度/螺柱數(shù)量 7、特殊附件：過濾器/蒸汽疏水器/爆破片/安全閥,2、管道特性表的內(nèi)涵,管道特性表是生產(chǎn)裝置全部管道的索引，它標明了每根管道的主要技術參數(shù)： 管道編號：按車間、工段、以及工藝和公用管道編排； 介質(zhì)：物料名稱和代號 管道起點和止點：設備至設備、管道至管道、管道至設備 管道規(guī)格：公稱直徑 管道等級： 工作和設計參數(shù)：工作壓力、工作溫度、設計壓力、設計溫度 試驗要求：包括試壓和無損檢測 其他要求：包括保溫和油漆要求,3、設計壓力的確定,,3、設計溫度的確定,4、材料的選擇,a) 管道材料的分類： 鑄鐵 碳鋼 Cr-Mo合金鋼 奧氏體不銹鋼 有色金屬及合金鋼 (銅、鋁、鈦以及鎳、鋁、鈦合金） 非金屬材料（各類塑料管和玻璃鋼） 復合材料（非金屬與非金屬、金屬與非金屬）,b、常用管道材料及標準,材料的選擇,C） 壓力管道設計中常用鋼材牌號的適用溫度范圍：,5、管道等級確定,根據(jù)設計壓力和管道材料，確定等級號； 標注適宜該等級輸送的流體介質(zhì)代號； 列出溫度－壓力額定值：各種溫度范圍該等級法蘭的最高使用壓力值.,6、管道標準和壁厚的確定,確定管道的標準和外徑： 確定管道的壁厚： 　　　a. 采用管表號SCH (Schedule number): 管表號=（P/[σ]） *1000 b. 采用外管徑×壁厚,金屬管道外徑系列,,選擇壁厚所要考慮的因素,材料的許用應力 焊縫系數(shù) 腐蝕余量 管道的制造壁厚偏差 鑄造質(zhì)量系數(shù) 設計壽命,7、法蘭、墊片、緊固件的選擇,法蘭： 法蘭分類：歐洲體系、美洲體系、日本體系 法蘭類型：板式平焊（PL）、帶頸平焊（SO）、帶頸對焊（WN）、 　　　　　整體法蘭（IF）、承插焊（SW）、螺紋法蘭（Th）、對焊 　　　　　環(huán)松套（PJ/SE）、平焊環(huán)松套（PJ/PR）、法蘭蓋（BL） 法蘭連接形式的可靠度： 　　　　　　　整體法蘭＞帶徑對焊、平焊法蘭＞板式平焊法蘭 法蘭密封面：全平面（FF )、突面（RF )、 凹凸面（ MF/M )、 榫槽面（ TG）、環(huán)連接面（ＲＪ） 法蘭密封面的基本選用原則:,,,,,法蘭密封面的基本選用原則,7、法蘭、墊片、緊固件的選擇,墊片： 常用的墊片類型: 非金屬墊片（橡膠、石棉橡膠、合成纖維橡膠、聚四氟乙烯墊片）、聚四氟乙烯包覆墊片、柔性石墨復合墊片、金屬包覆墊片、纏繞式墊片、齒形組合墊、金屬環(huán)墊； 墊片的選擇： 溫度和壓力是墊片選擇的主要因素，但也要考慮與之相適應的法蘭密封面形式和物料的特性。 墊片的使用壓力和溫度以及與法蘭適配一覽表：,墊片的使用壓力和溫度以及與法蘭適配一覽表,7、法蘭、墊片、緊固件的選擇,緊固件使用條件： 商品級六角螺栓：PN≤1.6MPa；非劇烈循環(huán)場合；配用非金屬軟墊片； 商品級雙頭螺柱：PN≤4.0MPa；非劇烈循環(huán)場合；配用非金屬軟墊片； 其它應選用專用級的螺柱（雙頭或全螺紋螺柱）和螺母； 半金屬或金屬墊片應使用高強度螺柱（雙頭或全螺紋螺柱）； 高溫、劇烈循環(huán)場合或PN≥16.0MPa的高壓條件下應選用全螺紋螺柱。,8、閥門與管件—常用閥門,1、閘閥：適于制成大口徑的閥門,除適用于蒸汽、油品等介質(zhì)外，還適用于含有粒狀固體及黏度較大的介質(zhì)；并適用于作放空閥和低真空系統(tǒng)閥門。 2、截止閥 ：適用于蒸汽等介質(zhì)，不宜用于黏度大含有顆粒易沉淀的介質(zhì)、也不宜作放空閥及低真空系統(tǒng)的閥門。 3、節(jié)流閥：適用于溫度較低、壓力較高的介質(zhì)，以及需要 調(diào)節(jié)流量和壓力的部位，不適用于黏度大和含有顆粒的介質(zhì)。不宜作隔斷閥。 4、止回閥 ：一般適用于清凈介質(zhì)，不宜用于含固體顆粒和黏度較大的介質(zhì)。,8、閥門與管件—常用閥門,5、球閥：適用于低溫、高壓及黏度大的介質(zhì)，不能作調(diào)節(jié)流量用。 6、柱塞閥：柱塞閥是國際上近代發(fā)展的新穎結構閥門，具有結構緊湊閉靈活、壽命長、維修方便等特點。 7、旋塞閥：適用于溫度較低、黏度較大的介質(zhì)和要求開關迅速的部位，一般不適用于蒸汽和溫度較高的介質(zhì)。 8、蝶閥：適合制成較大口徑閥門用于溫度小于80℃、壓力小于1.0MPa的原油、油品及水等介質(zhì)。 9、隔膜閥：適用于200℃、壓力小于1.0MPa的油品、水、酸性介質(zhì)和含懸浮物的介質(zhì)，不適用于有機溶劑和強氧化劑的介質(zhì)。,8、閥門與管件—管件,管件：彎頭、三通、異徑管 分類： 按結構形式或功能：直通、轉向、封閉、分支/斜接,、變徑、同心/偏心 等； 按連接形式分：對接焊、承插焊(承口/插口)、螺紋, 卡套等； 按材料類別和制造形式分：無縫、焊接、鍛制、鑄造。 等級表填寫要求：填寫所采用管件的標準號,四、壓力管道的設計要求,1、壓力管道設計基本原則 2、管道布置要求 3、閥門布置要求 4、管件布置要求 5、管道的熱補償 6、管道支吊架 7、管道的應力計算,1、壓力管道設計基本原則,1、管道布置必須符合工藝管道及儀表流程圖（PID）的設計要求，應做到安全可靠、經(jīng)濟合理； 2、管道布置必須遵守安全與環(huán)境保護的法規(guī)，以便使管道布置滿足安全生產(chǎn)的要求； 3、管道布置應滿足熱脹冷縮所需的柔性；,1、壓力管道設計基本原則,4、對于動設備的管道，應注意控制管道的固有頻率，避免產(chǎn)生共振； 5、管道布置應按照管道等級表和特殊管件表選用管道組成件； 6、全廠性管道的布置整體布局協(xié)調(diào)； 7、管道布置應符合現(xiàn)行的國家、地方或行業(yè)標準、規(guī)范和規(guī)程的規(guī)定。,2、管道的布置要求,1、管道布置設計應根據(jù)具體的生產(chǎn)特點，接合設備 布置、建筑物與構筑物情況等進行綜合考慮，對裝置 所有管道全盤規(guī)劃，各按其位。 2、為了便于施工安裝、生產(chǎn)操作、檢查維修，管道 應盡可能架空敷設，必要時也可埋地或管溝敷設。 3、管道布置應考慮支吊架的設計，使管道盡量靠近 已有建筑物或構筑物，但應避免使柔性大的構件承受 較大的荷載。 4、在建筑物吊裝孔范圍內(nèi)不應布置管道。在設備內(nèi) 件抽出區(qū)域及設備法蘭拆卸區(qū)內(nèi)不應布置管道。,2、管道的布置要求,5、架空管道穿越道路、鐵路、及人行道等的凈空高度是指管道隔熱層或支撐構件最低點的高度： ?電力機車鐵路，軌頂以上 ≥ 6.6m ?道路 推薦值≥ 5.0m；最小值≥ 4.5m ?裝置內(nèi)管廊橫梁底面 ≥ 4.0m ?裝置內(nèi)管廊下、通道上方 ≥ 3.2m ?人行道，在道路旁 ≥ 2.2m ?人行道，在裝置小區(qū)內(nèi) ≥ 2.0m ?管道與高壓線路間交叉距離應符合架空電力線路現(xiàn)行國家標準的規(guī)定。,2、管道的布置要求,6、管道布置應成列平行敷設，盡量走直線少拐彎，少交 叉以減少管架數(shù)量，節(jié)省管架材料，達到整齊美觀便于 施工安裝。 7、只要條件允許，管道應集中成排布置。裸管的管底與 管托底面取齊，以便設計支架。 8、當管道改變標高或走向時，應避免管道形成積聚氣體 的“氣袋”或液體的“口袋”U和“盲腸”，如不可避免 時應于高點設排氣閥，低點設排液閥。 9、管道平面敷設應有坡度，坡度方向一般均沿著物料流 動方向，但也有與物料流動方向相反的（根據(jù)工藝要求 確定）。,2、管道的布置要求,10、道路、鐵路上方的管道不應安裝裝閥、法蘭、螺紋 接頭及帶有填料的補償器等可能泄漏的組成件。腐蝕性 液體的管道不宜布置在轉動設備的上方。 11、當管道穿越屋面、樓板、平臺及墻壁時，一般應加 套管保護。 12、埋地管道應考慮車輛荷載的影響，穿越道路時應加 套管，管頂與路面的距離不應小于0.6m，并應在凍土深 度以下。 13、從水平的氣體主管上引接支管時，應從主管的頂部 接出。,2、管道的布置要求,14、多層共架管道的布置：氣體管道、熱管道、公 用工程管道以及電氣儀表槽架宜在上層；一般工藝 管道、腐蝕性介質(zhì)管道、低溫管道宜在下層。 15、易燃、易爆、有毒和有腐蝕性物料的管道不應 敷設在生活間、樓梯和走廊處；放空管應引至室外 指定地點或高出屋面2m以上。 16、無絕熱層的管道不用管托或支座。大口徑薄壁 裸管及有絕熱層的管道應采用管托或支座支承。,2、管道的布置要求,17）管道直接埋地布置的條件： 輸送介質(zhì)無腐蝕性，無毒和無爆炸危險的液體、氣體管道，由于某種原因無法在地上敷設的； 與地下儲槽或地下泵房有關的工藝介質(zhì)管道； 冷卻水及消防水或泡沫消防管道； 操作溫度小于150℃的熱力管道。,3、閥門的布置要求,閥門應設在容易操作、便于安裝、維修的地方。成排管道上的閥門應集中布置，有利于設置操作平臺及梯子。 閥門應設在熱位移小的地方。閥門上有旁路線或偏置的傳動部件時，應為旁路或偏布置部件留有足夠的安裝和操作空間。 立管上的閥門的閥桿中心線的安裝高度宜在地面或平面以上0.7－1.6的范圍，DN40及以下閥門可布置在2m高度以下。 埋地管道的閥門要設在閥門井內(nèi)，并留有維修得空間。,4、管件的布置要求,彎頭宜選用曲率半徑等于1.5倍公稱直徑的長半徑彎頭；輸送氣固、液固兩相流物料的管道應選用大曲率半徑彎管； 管廊上水平管道變徑連接，如無特殊要求，應選用底平偏心異徑管；垂直管上宜選用同心異徑管； 對于水平吸入的離心泵，當入口管變徑時，應在靠近泵的入口處設置偏心異徑管。當管道從下向上進泵時，應采用頂平安裝，當管道從上向下進泵時，宜采用底平安裝；,4、管件的布置要求,平焊法蘭不應與無直接管段的彎頭直接連接； 閥門和其他靜密封接頭宜安裝在管道支撐點的附近； 除工藝有特殊要求外，塔、反應器，立式容器等設備裙座內(nèi)的管道上不得布置法蘭和螺紋接頭； 輸送有固體沉積及結焦介質(zhì)的管道等應分段設置法蘭。 調(diào)節(jié)閥兩側管道上的異徑管應緊靠調(diào)節(jié)閥；,5、管道的熱補償,1）熱補償?shù)姆绞剑鹤匀谎a償和采用補償器； 2）管道熱補償設計原則： 首先考慮自然補償； 采用管道冷緊； 采用和選擇合適的補償器； 位置應使管道布置美觀、協(xié)調(diào)。,5、管道的熱補償,3）增加管道的自然補償能力的方式： 改變管道的走向，以增加整個管道的柔性； 利用彈簧支吊架放松約束； 改變設備布置。,5、管道的熱補償,4）自然補償?shù)挠嬎悖?Ｌ形直角自然補償： 　　　　　　　　 或　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 其中：　△L　--長臂Ｌ的熱伸長量mm； 　 　　　　l　-- 短臂長度 m； 　　　?。?--管道的外徑　mm；,5、管道的熱補償,Ｚ形折角彎自然補償 其中：△t　--計算溫差℃ 　　?。拧?-管道材料的彈性模量MPa 　　　Ｄ　--管道的外徑　mm 　　　σ　 --彎曲需用應力MPa 　　?。恕?-Ｌ1/Ｌ2,5、管道的熱補償,空間自然補償管段的近似驗算： 其中：Dn?。艿拦Q直徑 mm 　　　△L?。艿廊齻€方向熱伸長量的向量和　cm 　　　　L　－管道的展開長度　m 　　　?。铡。艿纼啥斯潭c之間的直線距離 m,5、管道的熱補償,5）壓力管道設計中常用的補償器：Π型補償器、波型補償器何套管式補償器或球形補償器。 Ⅱ形補償器：結構簡單、運行可靠、投資少，在壓力管道設計廣泛采用。 波型補償器：補償能力大、占地小，但制造較為復雜，價格高，適用于低壓大直徑管道。 套管式或球形補償器：因填料容易松弛，發(fā)生泄漏，因此很少采用。在有毒及可燃介質(zhì)管道中嚴禁采用。,6、管道支吊架,1）管道支吊架作用： 承重：承受管道的重量荷載； 限位作用：阻止管道發(fā)生非預期方向的位移； 控制振動：用來控制擺動、振動或沖擊。 2）管道支吊架分類： 承重支吊架 限制性支架 防振支架,6、管道支吊架,3）常用支吊架型式： ●管托： ?焊接型滑動、固定、導向管托 ?高壓管托 ?固定擋板及導向板 ?低溫管路用滑動、固定管托 ●管卡： ?圓鋼管卡 ?導向管卡 ?扁鋼管卡 ●管吊： ?焊接型（平管、彎管、立管）管吊 ?卡箍型（平管、立管）管吊 ?吊于管子上的管道,6、管道支吊架,●型鋼吊架：?雙桿Ц型吊架 ?雙柱U型吊架 ?雙柱型Ц型吊架 ●柱架： ?懸臂支架 ?三角支架 ?單肢懸臂墻架 ?雙肢懸臂墻架 ●墻架： ?簡型三角墻架 ?單肢三角墻架 ●支架： 平管支架、彎管支架、立管支架 ●彈簧架： ?彈簧托架 ?彈簧吊架 ●組裝型吊支架,3）支吊架型式：,6、管道支吊架,4）吊支架的應用范圍 a. 固定支架: 在管路上不允許有任何位移的地方，應裝設固定支架。 b．活動支架: 在水平管路上沒有或只有很小垂直位移并允許在軸向和橫向有位移的地方，可裝設活動支架。 c．導向支架: 在水平管路上只允許有軸向位移而不允許有橫向位移的地方，應裝設導向支架。 d. 彈簧支架: 在管道支撐點處存在垂直位移時，應裝設有彈簧吊架。,6、管道支吊架,5）支吊架位置的確定基本原則 管道支吊架的位置、數(shù)量、型式等應滿足管系靜應力分析的要求； 管道支吊架應具備相應的生根條件； 支吊架應盡可能利用已有的建構筑物和地面等作為生根點； 支吊架位置應不妨礙操作人員的通行、設備的檢修和管道的拆卸； 支吊架的位置尚應考慮經(jīng)濟型原則； 支吊架的位置應盡可能整齊有序。,7、管道的應力計算,1） 必須通過計算機計算的管系 — 與汽輪機進出口連接的管道。 — 與離心式壓縮機進出口連接的管道。 — 與往復式壓縮機進出口連接的管道。 2） 一般應進行計算的管系 a) 與泵的進出口連接的管道，且公稱直徑等于或大于100mm，且溫度等于或高于230℃，或者等于或低于-20℃的管道。 b) 有關規(guī)范要求的管道 — 鍋爐或其它規(guī)范中規(guī)定要進行柔性分析的管道 — 規(guī)范中規(guī)定要進行柔性分析的管道。,7、管道的應力計算,c) 其他管道 — 溫度等于或高于340℃的所有管道。 — 所有管道與冷箱連接的低溫管道。 — 公稱直徑等于或大于150mm，且溫度等于或高于230℃， 或者等于或低于-20℃的管道。 — 連接到壓力容器的重要管道。 — 所有由工藝專業(yè)提出的重要管道的內(nèi)部絕熱管道。 — 公稱直徑等于或大于150mm的管廊上的管道。 — 所有鋁及鋁合金的管道。 — 所有襯里的管道。,7、管道的應力計算,3）應力計算基本內(nèi)容： 管道個各節(jié)點的一次、二次應力值； 管道對設備管口的推力； 管道的最大位移對法蘭和管架的作用力。 4）應力計算的目的：進行管道柔性設計，保證 管道上各點的二次應力小于許用應力范圍； 管道對設備管口的推力和力矩在允許范圍內(nèi)； 管道的最大位移量滿足管道布置要求。,7、管道的應力計算,5）計算軟件： AutoPipe 管道應力計算軟件 適用于應用AutoPlant三維管道設計軟件的各種管道的應力計算分析； 等值剛度法管道靜力計算微機版軟件 適用于GB、GC類管道的應力計算分析； Glif管道應力分析程序 適用于GD類管道的應力計算分析。,五、關于設計、施工安裝說明,1、按相應的規(guī)范編制相關的管道施工安裝說明 2、GC類工藝管道的設計與施工安裝說明 3、GB1燃氣管道的設計與施工安裝說明 4、GB2熱力管道的設計與施工安裝說明,1、按相應的規(guī)范要求編制施工安裝說明,GB1類管道按《城鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工及驗收規(guī)范》CJJ33－2005編制 GB2類管道按《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范》CJJ28－2005編制 GC類的工業(yè)管道按《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50235－97編制 GD類管道可按《電力建設施工及驗收技術規(guī)范 鍋爐機組篇》DL/T5047-1995和《電力建設施工及驗收技術規(guī)范 汽輪機機組篇》DL5011-1992編制 相關規(guī)范：《工業(yè)設備及管道絕熱工程施工及驗收規(guī)范》GBJ126、《工業(yè)設備、管道防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》HGJ229,2、GC類工藝管道的設計與施工安裝說明,工藝管道設計與施工安裝說明的基本內(nèi)容 關于管道安裝的內(nèi)容和要求 射線照相檢驗的基本條件 管道的吹掃說明 管道的壓力試驗說明,工藝管道 設計與施工安裝說明的基本內(nèi)容,1、原則要求、設計范圍和主要內(nèi)容 2、設計與施工安裝所引用的規(guī)范 3、圖紙的組成和說明 4、管道的安裝要求 5、管道的檢驗和試壓要求 6、管道的吹掃和清洗 7、管道的絕熱施工要求 8、管道的涂色要求,關于管道安裝的內(nèi)容和要求,圖紙中管道的標注說明 關注土建工程的相關內(nèi)容 管道連接的原則 管道安裝坡度要求 管道的防靜電接地要求 管道的防腐說明 管道支吊架的安裝要求 其它特殊情況的說明,射線照相檢驗的基本條件,應進行100%射線照相檢驗，其質(zhì)量不低于Ⅱ級的管道包括： 1、輸送劇毒流體的管道； 2、輸送設計壓力大于等于10MPa或，設計壓力大于等于4.0MPa且設計溫度大于等于400℃的可燃流體、有毒流體管道； 3、輸送設計壓力大于等于10MPa且設計溫度大于等于400℃的非可燃流體、無毒流體管道；,射線照相檢驗的基本條件,4、設計溫度小于－29℃的低溫管道； 5、設計文件要求進行100%射線照相檢驗的其他管道。 可不進行射線照相檢驗的管道：輸送設計壓力小于等于1.0MPa且設計溫度小于400℃的非可燃流體、無毒流體的管道。 其他管道應進行抽樣射線照相檢驗，抽檢比例不得低于5％，其質(zhì)量不得低于Ⅲ級。,管道系統(tǒng)吹掃要求說明,1）管道系統(tǒng)吹掃前的要求： 不應安裝孔板、調(diào)節(jié)閥、安全閥、儀表件等； 應與隔離不參與系統(tǒng)吹掃的設備及管道系統(tǒng)； 管道支架、吊架要牢固，必要時應予以加固。,管道系統(tǒng)吹掃要求說明,2）管道吹掃壓力和介質(zhì) 吹掃壓力不得超過容器和管道系統(tǒng)的設計壓力 水沖洗的要求 空氣吹掃的要求 蒸汽吹掃的要求 有特殊清洗要求的管道系統(tǒng)，應按專門的技術規(guī)定進行 其他要求,管道的壓力試驗說明,液壓試驗壓力不僅僅為管道設計壓力的1.5倍，當管道的設計溫度高于試驗溫度時，試驗壓力應為1.5P*[?1]/[?2] ； 輸送可燃、有毒介質(zhì)的管道必須進行氣密泄漏性試驗。泄漏性試驗壓力為管道的設計壓力、試驗介質(zhì)宜采用空氣。,3、GB1燃氣管道設計與施工說明,1．設計依據(jù)： 設計及施工采用的主要法規(guī)和標準（含國家、行業(yè)及地方法律和標準）。 與燃氣專業(yè)有關的批準文件、建設單位的要求及相關設計資料。 施工圖設計與初設或方案設計有較大時的調(diào)整內(nèi)容及原因的說明。 其它專業(yè)提供的工程設計資料。 2．設計范圍： 與當?shù)厝細獠块T的分工。 本專業(yè)的設計內(nèi)容及范圍。,3、GB1燃氣管道設計與施工說明,3．設計參數(shù)： 燃氣來源、引入管位置、供氣壓力等級、壓力波動狀態(tài)。 本工程燃氣用量、使用壓力、用戶的特殊要求及擴建規(guī)模的考慮。 設計運行參數(shù)（燃氣低位熱值、溫度、壓力、密度）。 4．管道敷設方式簡述（架空、直埋、地溝等）。 5．管材及附件的選用、管道連接方式、管道安裝坡度及坡向的一般要求。 6．管道穿墻、樓板、屋頂及閥門井壁的作法（如設套管規(guī)格、填充材料的種類等）。 7．管道支吊架的間距及制作要求。,3、GB1燃氣管道設計與施工說明,8．安裝與土建施工的配合及設備基礎與到貨設備尺寸的核對要求。 9．設備、管道及附件到貨的質(zhì)量檢驗要求。 10．設備和管道防腐、防靜電、保溫及涂色要求。 11．施工安裝質(zhì)量、檢驗標準（如焊縫無損檢測方法及檢驗數(shù)量等）。 12．管道系統(tǒng)的吹掃、強度試驗、嚴密性試驗要求（如試驗介質(zhì)的種類及壓力等）。 13．整個管道系統(tǒng)試車前空氣置換要求。 14．凡不能用圖示表達的施工圖要求及特殊施工要求。 15．施工現(xiàn)場出現(xiàn)問題解決方式（如與其它管道發(fā)生碰撞時的處理原則等）。,4、GB2熱力管道設計與施工說明,設計說明基本內(nèi)容： 設計及驗收依據(jù) 工程概括 設計內(nèi)容 熱媒負荷表：用戶名稱、蒸汽壓力與溫度、最大與平均用汽量 管道特性表：包括壓力管道類別、公稱直徑、外徑、管道壓力等級、物料名稱和代號、管道材料、操作壓力和設計壓力、操作溫度和設計溫度、試驗介質(zhì)和壓力、嚴密性試驗介質(zhì)和壓力、無損探傷形式和比例及質(zhì)量等級、隔熱類型等。,,,,,,,4、GB2熱力管道設計與施工說明,施工安裝說明基本內(nèi)容： 管道材料：選擇說明、標準、公稱壓力和公稱直徑； 管道的標注說明：管道中心標高、壓力管道代號、管道支吊架布置等內(nèi)容 管道連接的說明：焊接及法蘭連接的說明和要求； 管道的安裝坡度說明 管道的附件說明：閥門、補償器等；,4、GB2熱力管道設計與施工說明,,管道支吊架說明 管道涂色、防腐和絕熱說明 管道的試驗要求、方法以及管道施工、制造、安裝、試驗、評定和驗收所依據(jù)的標準。 管道的焊縫無損檢驗的說明： 管道吹掃及沖洗要求。,歡迎提出寶貴意見 謝 謝,