压力管道输送介质的特性课件

一、前言一、前言1、管管道道运运输输是是与与铁铁路路、公公路路、水水路路、航航空空并并列列的的五五大大运运输输行行业之一；业之一；2009年年5月月1日日起起施施行行的的特特种种设设备备安安全全监监察察条条例例修修订订版版，把把涉涉及及生生命命安安全全、危危险险性性较较大大的的锅锅炉炉、压压力力容容器器（含含气气瓶瓶）、压压力力管管道道、电电梯梯、起起重重机机械械、客客运运索索道道、大大型型游游乐乐设设施施、场场（厂厂）内专用机动车辆内专用机动车辆共共八八类设备，定为特种设备并实行安全监察。类设备，定为特种设备并实行安全监察。2、管道的定义及其特点；、管道的定义及其特点；管道的定义：管道的定义：“由由管管道道组组成成件件、管管道道支支吊吊架架、隔隔热热层层和和防防腐腐层层组组成成，用用以以输输送送、分分配配、混混合合、分分离离、排排放放、计计量量或或控控制制流流体体流流动动”的的设设备备。（见国标（见国标GB50316工业金属管道设计规范工业金属管道设计规范）压力管道的定义压力管道的定义和监察范围和监察范围：一、前言条条例例为为压压力力管管道道下下的的定定义义和和范范围围是是：“利利用用一一定定的的压压力力，用用于于输输送送气气体体或或液液体体的的管管状状设设备备。其其范范围围规规定定为为最最高高工工作作压压力力大大于于等等于于0.1MPa（表表压压）的的气气体体、液液化化气气体体、蒸蒸汽汽介介质质或或可可燃燃、易易爆爆、有有毒毒、有有腐腐蚀蚀性性、最最高高工工作作温温度度高高于于等等于于标标准准沸沸点点的的液液体体介介质质，且且公公称称直直径径大大于于25mm的的管管道道”（见见条条例例第第99条条）（3）管道的特点：）管道的特点：1）管管道道相相互互联联系系、牵牵扯扯和和影影响响，且且长长细细比比大大，易易于于失失稳稳，受力情况更复杂；受力情况更复杂；2）压压力力管管道道设设计计除除了了要要考考虑虑常常规规因因素素外外，还还需需考考虑虑柔柔性性、振动、支撑等特殊因素；振动、支撑等特殊因素；条例为压力管道下的定义和范围是：“利用一定的压力，用于3）管内流体流动状态复杂，缓冲余地小，工作条件变化频率）管内流体流动状态复杂，缓冲余地小，工作条件变化频率大；大；4）管道的组成件种类繁多，各有各的特点和技术要求，选材）管道的组成件种类繁多，各有各的特点和技术要求，选材和总成困难；和总成困难；5）管道上的可能泄漏点多于压力容器。）管道上的可能泄漏点多于压力容器。6）管道在布置、安装和检验方面与压力容器存在很大的差别。）管道在布置、安装和检验方面与压力容器存在很大的差别。另外，在多数情况下管道设计必须由多人合作，共同完成，另外，在多数情况下管道设计必须由多人合作，共同完成，且与几乎与所有专业都有条件关系，而压力容器则相反。且与几乎与所有专业都有条件关系，而压力容器则相反。3）管内流体流动状态复杂，缓冲余地小，工作条件变化频率大；二、压力管道输送介质的特性二、压力管道输送介质的特性 （第二章）（第二章）1.几个与安全相关的基本概念几个与安全相关的基本概念 爆炸性气体混合物爆炸性气体混合物 爆炸极限爆炸极限 爆炸危险区域爆炸危险区域 一次危险和次生危险一次危险和次生危险 释放源释放源 闪点闪点 全年最小频率风向全年最小频率风向：风向频率（某风向出现次数风向频率（某风向出现次数/总的观测次数）总的观测次数）100，其中值最小的风向即为全年最小频率风向。其中值最小的风向即为全年最小频率风向。爆炸和易爆介质爆炸和易爆介质:爆炸爆炸介质受到高热、摩擦、撞击等外因作用，或由其它物质激发，介质受到高热、摩擦、撞击等外因作用，或由其它物质激发，发生剧烈化学变化，释放出大量热能（多数还同时产生大量气体），使得局部发生剧烈化学变化，释放出大量热能（多数还同时产生大量气体），使得局部范围内气体急剧膨胀，压力瞬间增大，高速向四周传导，并伴有巨大响声的现范围内气体急剧膨胀，压力瞬间增大，高速向四周传导，并伴有巨大响声的现象。爆炸以高热和冲击波（核爆还有射线）形式造成破坏和杀伤。象。爆炸以高热和冲击波（核爆还有射线）形式造成破坏和杀伤。易爆介质是指仅需用较低温度、较轻的摩擦、撞击或震易爆介质是指仅需用较低温度、较轻的摩擦、撞击或震荡就可引发其爆炸的介质。对于气体还有较宽的爆炸极限范围。荡就可引发其爆炸的介质。对于气体还有较宽的爆炸极限范围。最小频率风向最小频率风向二、压力管道输送介质的特性（第二章）最小频率风向 2.介质的火灾危险性和毒性介质的火灾危险性和毒性 1）介质的可燃易爆性火灾危险性分类：）介质的可燃易爆性火灾危险性分类：P12 可燃气体分为甲、乙两类可燃气体分为甲、乙两类 ：与空气的混合物的爆炸极限下：与空气的混合物的爆炸极限下限限 10（体积比）的为甲类，（体积比）的为甲类，10（体积比）的为乙类；（体积比）的为乙类；可燃液体分为甲可燃液体分为甲A/B、乙、乙A/B、丙、丙A/B三类六段：三类六段：甲甲A类为液化烃。所谓液化烃是指类为液化烃。所谓液化烃是指15时，蒸汽压时，蒸汽压0.1Mpa的烃类液体及其它类似的液体；的烃类液体及其它类似的液体；甲甲B类为除甲类为除甲A类以外的闪点类以外的闪点28的可燃液体；的可燃液体；乙乙A类是闪点类是闪点28而而45的可燃液体；的可燃液体；乙乙B类是闪点类是闪点45而而60的可燃液体。的可燃液体。2.介质的火灾危险性和毒性 2）介质的毒性）介质的毒性 P14 GB5044把毒物的危害程度分为四个级别：把毒物的危害程度分为四个级别：极度危害（极度危害（）高度危害（高度危害（）中度危害（中度危害（）轻度危害（轻度危害（）分级的依据是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患分级的依据是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度（病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度（mg/m3）六项指）六项指标为基础。标为基础。分级的原则是按六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数分级的原则是按六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属和实际接触情况，定出危害程度的级别。指标的归属和实际接触情况，定出危害程度的级别。注意介质的多重性既是可燃的又是有毒的，还可能有腐注意介质的多重性既是可燃的又是有毒的，还可能有腐蚀性，划分时应按高等级确定。蚀性，划分时应按高等级确定。介质的危害程度受工况和环境影响，其毒性等级不是固定不变介质的危害程度受工况和环境影响，其毒性等级不是固定不变的，具体情况具体分析。的，具体情况具体分析。2）介质的毒性P14三、设备布置三、设备布置 （第五章第一节）（第五章第一节）设备布置是管道设计中最重要的一部分。设备布置是指在装设备布置是管道设计中最重要的一部分。设备布置是指在装置界区内，对生产设备按物流顺序、介质特性和同类设备适当集置界区内，对生产设备按物流顺序、介质特性和同类设备适当集中相结合的原则，进行有序排布和摆放，使之同时满足中相结合的原则，进行有序排布和摆放，使之同时满足PID要求；要求；安全、环保安全、环保 要求；生产、操作、安装、维修要求的过程。要求；生产、操作、安装、维修要求的过程。1、设备布置原则和应考虑的因素、设备布置原则和应考虑的因素 （参考（参考P122）（1）原则：）原则：全年最小频率风向全年最小频率风向;气候条件（气温、降雨量、风沙等）气候条件（气温、降雨量、风沙等）;地质条件；地质条件；防火规范（防火规范（GB50160、GB50016等）等）;总图布置和装置竖向总图布置和装置竖向;三、设备布置（第五章第一节）地形情况（宜布置在同一平面的地块上）地形情况（宜布置在同一平面的地块上）（2）应考虑的因素）应考虑的因素 关于三重安全措施：预防一次危险引发的次生危险；关于三重安全措施：预防一次危险引发的次生危险；限制次生危险的危害程度和范围；限制次生危险的危害程度和范围；为及时抢救和安全疏散提供条件。为及时抢救和安全疏散提供条件。2、装置内主管廊的布置对设备布置的影响、装置内主管廊的布置对设备布置的影响 主管廊的位置、走向、宽度、高度等都对设备布置有影响；主管廊的位置、走向、宽度、高度等都对设备布置有影响；主管廊和旁边的框架连成一体时，要使管廊的柱距与框架的柱主管廊和旁边的框架连成一体时，要使管廊的柱距与框架的柱距尽可能一致。距尽可能一致。主管廊布置主管廊布置安装与检修空间安装与检修空间地形情况（宜布置在同一平面的地块上）3、关于通道、平台和梯子的布置、关于通道、平台和梯子的布置通道、平台和梯子具有操作、维修、安全疏散等多种功能，通道、平台和梯子具有操作、维修、安全疏散等多种功能，必须满足规定的宽度和净空高度，保持畅通无阻；应合理布置平必须满足规定的宽度和净空高度，保持畅通无阻；应合理布置平台的通道和梯子，一般应两个及以上；平台与服务对象的相对高台的通道和梯子，一般应两个及以上；平台与服务对象的相对高度以度以6001600mm为宜。为宜。梯子是一种特殊的通道。直爬梯宽度一般为梯子是一种特殊的通道。直爬梯宽度一般为400 600mm；当；当高度高度2m时应加安全护笼，顶部应高出平台时应加安全护笼，顶部应高出平台1 0501200mm；直；直爬梯每段长度不宜爬梯每段长度不宜8m或或5m；高塔的直爬梯不应布置在同一条垂；高塔的直爬梯不应布置在同一条垂线上，应自下而上错开布置；线上，应自下而上错开布置；斜梯宽度宜为斜梯宽度宜为8001200mm，每段高差不宜，每段高差不宜5.5m；两个安全通道（含梯子）之间的距离不得大于两个安全通道（含梯子）之间的距离不得大于50m。高塔爬梯高塔爬梯通道布置通道布置3、关于通道、平台和梯子的布置高塔爬梯通道布置4.几类设备的布置几类设备的布置 换热器的布置换热器的布置 P127 塔与立式设备的布置塔与立式设备的布置 P125反应器的布置反应器的布置 P126 泵的布置泵的布置 P130加热炉的布置加热炉的布置 P128 大型压缩机及厂房的布置大型压缩机及厂房的布置 P131罐区的布置罐区的布置 P139 主管廊的布置主管廊的布置 P123盛装和输送极度危害介质的设备布置盛装和输送极度危害介质的设备布置 P149 控制室布置控制室布置 P134 汽车装卸站的布置汽车装卸站的布置 P140/141 四、管道布置四、管道布置 （第五章（第五章 第二节）第二节）管道布置是指在装置界区的有限空间内，对联系各设备及进管道布置是指在装置界区的有限空间内，对联系各设备及进出装置的工艺管道、公用工程管道以及相关专业的设施，进行综出装置的工艺管道、公用工程管道以及相关专业的设施，进行综合规划和有序排布的过程，并使之同时满足合规划和有序排布的过程，并使之同时满足PID、安全、操作、安全、操作、插图插图插图插图插图插图插图插图4.几类设备的布置插图插图插图插图检修的规定和要求的过程。检修的规定和要求的过程。1、装置内管道布置必须综合规划、装置内管道布置必须综合规划 2、管道布置的原则和一般要求、管道布置的原则和一般要求 （参考（参考P171）（1）布置原则）布置原则 （2）一般要求）一般要求 3、管道布置与相关专业的关系、管道布置与相关专业的关系4、装置主管廊上的管道布置、装置主管廊上的管道布置 P175（1）布置原则）布置原则 （2）注意事项）注意事项5、塔器的配管、塔器的配管 P175（1）配管原则）配管原则 （2）塔的管口方位）塔的管口方位 引出管、弯头等引出管、弯头等管廊上管廊上补偿器补偿器检修的规定和要求的过程。引出管、弯头等管廊上补偿器6、敏感设备的配管、敏感设备的配管 P182183（1）泵的配管）泵的配管配管的一般要求配管的一般要求液化烃、可燃液体泵室内布置要求液化烃、可燃液体泵室内布置要求（2）离心式压缩机的配管）离心式压缩机的配管（3）往复式压缩机的配管）往复式压缩机的配管 7、输送液化烃、低温介质、极度危害介质管道的布置、输送液化烃、低温介质、极度危害介质管道的布置 P185（1）液化烃管道布置）液化烃管道布置（2）低温介质管道布置）低温介质管道布置（3）极度危害介质管道布置）极度危害介质管道布置 泵进口配管泵进口配管6、敏感设备的配管P182183泵进口配管 8、常用非金属管道的布置、常用非金属管道的布置 P187这这里里主主要要指指塑塑料料管管、玻玻璃璃钢钢管管和和玻玻璃璃钢钢复复合合管管。这这类类管管道道存存在在强强度度和和刚刚度度低低、线线胀胀系系数数大大、易易产产生生静静电电聚聚集集、易易老老化化等等缺缺点点，管道布置应针对这些缺点采取防范措施。管道布置应针对这些缺点采取防范措施。9、安全阀的配管、安全阀的配管 P202203（1）安装位置）安装位置 （2）进出口管道的布置）进出口管道的布置10、关于阻火器、关于阻火器 P20411、罐区的管道布置、罐区的管道布置 P21412、关于加设双阀的要求、关于加设双阀的要求 （参考（参考P194）13、关于静电接地的要求、关于静电接地的要求 P148/173/242/2598、常用非金属管道的布置P187 五、管道的施工与检验五、管道的施工与检验1、对阀门的检验、对阀门的检验 P2562、对管道组成件的检验、对管道组成件的检验 P2573、对管道焊接接头的无损检验、对管道焊接接头的无损检验 P2664、管道的试压、管道的试压 P270（1）试验压力液压、气压、气密试验压力液压、气压、气密（2）试验介质要求洁净水（氯离子含量）；温度（液体）试验介质要求洁净水（氯离子含量）；温度（液体和环境）；和环境）；（3）压力试验的替代：压力试验的替代：1）液压或气压液体渗透法或磁粉法）液压或气压液体渗透法或磁粉法100射线照相射线照相 2）由气压代替液压设计压力小于或等于）由气压代替液压设计压力小于或等于0.6MPa加有效加有效安全措施。大于安全措施。大于0.6MPa时，需经设计方同意。时，需经设计方同意。3）脆性材料管道不得进行气压试验。）脆性材料管道不得进行气压试验。五、管道的施工与检验工艺管道设计专业委员会网址工艺管道设计专业委员会网址WWW.PPDTC.COMWWW.PPDTC.COME-mail:E-mail:谢谢各位！谢谢各位！压力管道类别定义及级别划分-摘自压力容器、压力管道设计许可规则长输管道（GA类）定义：长输管道系产地、储存库、使用单位间的用于输送商品介质的管道。按照其输送的介质特性、工作压力和输送距离划分为GA1级和GA2级。压力管道类别定义及级别划分GA1级：符合下列条件之一的长输管道(1)输送有毒、可燃、易爆气体介质，最高工作压力大于4.0MPa的长输管道；(2)输送有毒、可燃、易爆液体介质，最高工作压力6.4MPa且输送距离（指产地、储存地、用户间的直接距离）200km的长输管道。GA2级:属于GA1级以外的长输管道。B1.2GA1级以外的长输管道为GA2级。B2公用管道公用管道系指城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道，代号为GB类，划分为GB1级和GB2级。B2.1GB1级，城镇燃气管道（不含城镇压缩天然气充气站内大于4MPa的压力管道）；B2.2GB2级，城镇热力管道（含供城镇生产企业用的热力管网）。（以上删除了油气括号）B3工业管道工业管道系指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道，代号为GC，划分为GC1级、GC2级、GC3级。B3.1符合下列条件之一的工业管道为GC1级：(1)输送现行国家标准职业接触毒物危害程度分级GB5044中规定的毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道；(2)输送现行国家标准石油化工企业设计防火规范GB50160及建筑防火规范GBJ16中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体（包括液化烃），并且设计压力4.0MPa的管道；（删除了包含苯和不含苯两个括号）(3)输 送 流 体 介 质 并 且 设 计 压 力10.0MPa或设计压力4.0MPa，并且设计温度400的管道；B3.2符合下列条件之一的工业管道为GC2级：除本规定（三）GC3级管道外，介质毒性危害程度、火灾危险性（可燃性）、设计压力和设计温度低于(一)条规定GC1级的管道。（过于笼统，可操作性差）B3.3符合下列条件的工业管道为GC3级：输送无毒、非可燃流体介质，设计压力1.6MPa且设计温度高于-20但不高于186的管道。GA1级：符合下列条件之一的长输管道公用管道（GB类）定义：公用管道系指城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道。划分为GB1级和GB2级。GB1级:城镇燃气管道（不含城镇压缩天然气充气站内大于4MPa的压力管道）。GB2级:城镇热力管道（含供城镇生产企业用的热力管网）。公用管道（GB类）定义：工业管道（GC类）定义：工业管道系指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的管道、公用工程管道及其他辅助管道。按照其输送的介质特性、工作压力和温度，划分为GC1级、GC2级、GC3级。工业管道（GC类）定义：符合下列条件之一的工业管道为GC1级：(1)输送国标GB5044职业接触毒物危害程度分级中规定为极度危害介质、高度危害气体介质或工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道；(2)输送国标GB50160石油化工企业设计防火规范及GB50016建筑设计防火规范中规定的火灾危险性为甲、乙类符合下列条件之一的工业管道为GC1级：可燃气体或甲类可燃液体(包括液化烃)，并且设计压力4.0MPa的管道；(3)输 送 流 体 介 质，设 计 压 力10.0MPa，或设计压力4.0MPa且设计温度400的管道；可燃气体或甲类可燃液体(包括液化烃)，并且设计压力4符合下列条件的工业管道为GC2级：本规定中GC3级管道以外的，且介质毒性危害程度、火灾危险性（可燃性）、设计压力和设计温度低于本规定中GC1级条件的管道。符合下列条件的工业管道为GC3级：输送无毒、非可燃流体介质，设计压力1.6MPa且设计温度高于-20但不高于186的管道。符合下列条件的工业管道为GC2级：动力管道(GD类)是指火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道。划分为GD1级和GD2级：GD1级：设计压力大于等6.3MPa或者设计温度大于等于400的道。GD2级：设计压力小于6.3MPa,且设计温度小于400的管道。动力管道(GD类)是指火力发电厂用于输送蒸汽、返回返回风玫瑰图风玫瑰图返回风玫瑰图返回返回设备布置时，应注意设备设备布置时，应注意设备的安装与检修空间是否满的安装与检修空间是否满足要求。足要求。返回设备布置时，应注意设备的安装与检修空间是否满足要求。返回返回返回返回返回返回卧式容器要注意底部管口与基础碰撞，卧式容器要注意底部管口与基础碰撞，接管如有低点应设排净点（蓝线所示接管如有低点应设排净点（蓝线所示).卧式容器要注意底部管口与基础碰撞，接管如有低点应设排净点（蓝压力管道输送介质的特性课件壳体带膨胀节的立式设备安装壳体带膨胀节的立式设备安装时，应考虑膨胀节直径时，应考虑膨胀节直径D与支耳螺与支耳螺栓孔中心园直径栓孔中心园直径d的关系。的关系。如果如果Dd应按上图进行安装。应按上图进行安装。壳体带膨胀节的立式设备安装时，应考虑膨胀节直径换热器立式安装，应换热器立式安装，应注意折流板的单双数和管注意折流板的单双数和管程数，以确定管口位置；程数，以确定管口位置；换热器立式安装，应注意折流板的单双数和管程数返回返回对于壳程可能产对于壳程可能产生凝液的换热器的布生凝液的换热器的布置和配管应有利于凝置和配管应有利于凝液的及时排出。液的及时排出。返回对于壳程可能产生凝液的换热器的布置和配管应有利于凝液的及返回返回尽量避免在粱尽量避免在粱的高度范围内设置的高度范围内设置管口和液位计穿越管口和液位计穿越楼板。楼板。返回尽量避免在粱的高度范围内设置管口和液位计穿越楼板。返回返回返回返回返回返回从干管上引出从干管上引出支管的区域支管的区域。从干管上引出支管的区域。支管的位置应与支承粱保持必要的距离。支管的位置应与支承粱保持必要的距离。支管的位置应与支承粱保持必要的距离。水平转弯处水平转弯处是易于发生碰撞是易于发生碰撞的地方。的地方。水平转弯处是易于发生碰撞的地方。大口径弯头或大半径弯管易于支承粱发生碰撞。大口径弯头或大半径弯管易于支承粱发生碰撞。大口径弯头或大半径弯管易于支承粱发生碰撞。常见高点放空和低点排净的结构形式。常见高点放空和低点排净的结构形式。常见高点放空和低点排净的结构形式。返回返回易堵介质管道的排净点结构形式。易堵介质管道的排净点结构形式。返回易堵介质管道的排净点结构形式。管廊上管廊上“”形补偿器的布置。形补偿器的布置。返回返回管廊上“”形补偿器的布置。返回返回返回泵的入口泵的入口管的布置管的布置返回泵的入口管的布置通道必须保持畅通，不应有突出物。通道必须保持畅通，不应有突出物。通道必须保持畅通，不应有突出物。返回返回