第五章(第二节)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第 二 节,管道布置设计,在进行管路的布置和安装设计时，,首先,应保证安全、正常生产及便利操作、检修。其次应节约材料及投资，,同时,应保护工人安全，应尽可能的整齐、美观，以创造良好的生产环境。,由于化工厂的生产品种繁多，损伤条件不一（如高温、高压、真空及低温）和被输送介质的性质的复杂（如易燃、易爆、毒害性及腐蚀性），因此管路安装设计,应根据,具体的生产特点，结合设备布置、建筑物与构筑物情况等进行综合考虑。,一、管道安装设计注意事项,1,布置管路时，应对全车间所有管路（即生产系统管路、辅助系统管路、电缆、照明、仪表管路、采暖通风管路等）全盘规划，各安其位。,2,应了解建筑物、构筑物、设备的结构及其所用材料，以便固定管路。,3,为便于安装、检修和操作管理，管道尽量架空敷设，必要时可沿地、埋地或管沟敷设。,4,进行管道安装设计时应避免“气袋”，“口袋”和“盲肠”。,5,管路不应挡门、挡窗；应避免从电动机、配电盘、仪表盘的上方通过。,6,管道的布置不要妨碍设备和管件、阀门的检修，塔及容器的管道不可从人孔的正前方通过，以免妨碍人孔的打开。,7,管道应平行敷设，在管道应力许可范围内，尽量走直线，少拐弯交叉，尽量做到配管整齐美观。,8,在螺纹连接的管道上，应适当配置一些活接头，便于安装、拆卸检修。,9,敷设管道时，其焊缝不得设在支架范围内，焊缝距支架、吊架边缘距离一般应大于150mm。,10,穿墙或楼板处的管道不得有焊缝。,11,管道应尽量集中敷设。在穿墙或楼板时尤其应注意尽可能地利用设备预留孔，以免楼面开孔太多。,12,管道敷设应有坡度，坡向一般与介质流动方向一致，但也有例外。,管道坡度一般为：,蒸气2/10005/1000蒸气冷凝水3/1000,冷冻盐水5/1000压缩空气4/1000,真空3/1000清净下水5/1000,生产废水1/1000一般气体及易流动流体5/1000,粘度较大的流体可根据情况选择，最大为1/100。,13,保温（冷）的管道应安装在不易溅湿的地方，否则，在保温或保冷层外部应采取防湿措施。,14,管架上的保温或保冷管道应设管托，不保温管道可直接放在管架上。,15,输送有毒或有腐蚀性介质的管道，不得在人行道上设置管件、伸缩器、法兰等，以免管道泄漏时发生事故。,16,易燃易爆介质的管道，不得敷设在生活间、楼梯间和走廊等处，并应设置防火、防爆安全装置，如安全阀、爆破板、阻火器、水封等。,17,易燃易爆介质的放空管、废气排空管道应设置在经常操作区的下风向，并引至高出临近建筑物的上方，高出建筑物的高度应符合环保要求。,18,采用成型无缝管件（弯头、异径管）时，不得直接与平焊法兰焊接（可与对焊法兰直接焊接），其间要加一段直管段，直管段长度一般不小于其公称直径，最小不小于120mm。,19,管道上仪表用的根部元件，在管道安装时一起制作，这样既保证安装质量又可防止在管道安装后再焊接根部元件时，焊渣落入管道中而影响试车及生产。,20,管道与阀门一般不要支承在设备上，对铝制设备、非金属材料设备、硅铁泵更应注意。,21,在有吊车的情况下，管道的布置应不妨碍吊车工作。,22,管道安装完毕后，应按有关规定进行强度及严密试验，在试压未合格前，焊接头处不得涂漆及保温。而且在管道试压合格后、开工前必须用压缩空气或惰性气体进行吹扫，吹除管道中的灰渣及其残留物，确保正常运行。,二、管道敷设方式,管道敷设,可分为明装和暗设两种方式。,在布置管道时，可根据生产的性质，被输送介质的性质以及操作、安装、检修的情况来确定管道是明装还是暗设。,（一）明装,1沿墙敷设,室内墙壁一般有三个地区可供敷设管道用。一是窗台下，二是两窗之间的空隙处，三是窗的上部与梁的中间地带。但应注意，对于推力和震动大的管道不宜采用这种敷设方式。,2楼板下敷设,这种敷设方式一般要求管道沿主梁敷设，以避免管道吊在楼板上，使楼板承受集中荷载。对于小直径的管道，如果每个吊架的负荷不超过0.9810,3,牛（100公斤力）时，也可以吊在楼板下。,3靠柱敷设,柱子能承受管道传来的震动与轴向推力，因此靠柱子敷设管道也是适宜的，特别是对蒸汽、水、压缩空气等辅助管道的总管更为适用。,4沿设备敷设,一般在较大的钢制设备上敷设，且多为垂直安装。当与设备连接的管道距附近建筑物的墙或柱较远，而离地面或楼板面又比较高，管道不易固定，而设备又能支承管道的负荷时，可以沿设备外壁敷设。管道支架可直接焊在设备外壳上。若设备有衬里时，则管架应在制作设备外壳时预留搭子，以便在管道安装时用螺栓来固定管架。上述两种情况都应向设备专业提出条件。,5沿操作平台敷设,与操作平台上的设备连接的管道，一般可沿操作平台旁工下边进行敷设，沿钢平台敷设的管道，其管架与钢平台可用焊接或螺栓连接，沿钢筋混泥土操作平台敷设的管道，其管架应在土建施工时预埋。,6沿地面或楼面敷设,根据设备布置的情况以及为了缩短管道的长度，管道也可沿地面或楼板面敷设，但应安装在隐蔽的地方，以免挡路或影响操作。管道最低点应比地面或楼面高100150mm。如管道必须横过通道敷设，则应在通道外设保护装置，并设人行通道。但在下述情况下，管道距地面高度应酌情考虑。,（1）,管道上有调节阀时，应按调节阀组安装规定。,（2）,管底有导淋时应适当地提高管道与地面（楼面）的距离。,（3）,管道保温时应考虑保温层的厚度。,（二）管道暗设,管道暗设一般分为埋地敷设和管沟敷设两种方式。,1埋地敷设,符合下述情况可允许管道直接埋地敷设。,（1）,输送的介质一般为清净液体，没有腐蚀性、毒性或爆炸危险，且粘度较小而不易凝结，并不含结晶。,（2）,输送的介质为常温、低压。,（3）,不须经常进行检修的管道。,（4）,停车时管道内积存的介质不会凝固。,（5）,管道本身能经受覆盖土层的压力。,（6）,地坪系普通地坪，而不是特殊材料地坪，如瓷砖等。,装置中常见的埋地管道有上水管、下水管及排污管，其它管道视具体情况而定。但应注意：埋地管检修不方便；管道的渗漏情况不易发现；管道容易被地下水浸蚀；管道的走向不易发现；增加或修改管道时较困难；同时更不便于安装阀件与仪表（若必须安装时需设窨井）。鉴于上述不利情况，在配管时应酌情考虑。,2管沟中敷设,如果管道不宜埋地或沿地面敷设，也不能架空敷设或架空敷设有特殊困难时，可考虑敷设在管沟中，管沟的型式一般有三种：,（1）可通行管沟,多用于室外、距离较长、数量较多，且经常检修的管道。这种管沟的特点是人可站在沟中进行安装、检修管道。,（2）不通行管沟,这种管沟人不能站在沟内进行安装和检修管道。一般用于距离较短、数量较少不经常检修的管道。不通行管沟容积小，最小深度为0.45m，管外表距沟底、顶及侧墙的净距及相邻的两根管边净距不小于0.15m；管道只布置成单层，不布置成双层或多层，以便于安装检修。,（3）半通行管沟,型式介于可通行管沟与不通行管沟二者之间。多用于管道较长、较多、须经常检修的管道中，且位于不经常通行的地点，当管道检修时沟盖打开不妨碍其交通或操作。半通行管沟的净高一般不小于1.6m，通道宽度一般采用0.6m左右。如果采用横贯管沟断面的支架时，其下面的净高不小于1m。,室内或装置内的管沟一般应考虑不通行或半通行的型式。,各种管沟底均应有不小于2/1000的纵向坡度，管沟截面底部应有5/1000的坡度，最低处应设下水篦子，以便将管道中偶然泄漏或渗入的水排至集水井中。但应注意，管沟底尽可能高于地下水位，若低于地下水位，应采用相应的排水措施。,三、管道安装要求,（一）一般要求,1管道排列,管道排列的正确与否，将直接影响到安装、操作、检修以及劳动保护、生产安全等问题。因此，将管道正确组合、排列，是管道安装设计中的一个重要环节。由于化工生产具有品种繁多、各有要求等特点，应根据具体情况进行综合考虑。,（1）垂直面排列,热介质的管道上，冷介质的管道在下；,无腐蚀性介质的管道在上，有腐蚀性介质的管道在下；,小管道应尽量支承在大管道的上方或吊在大管道下面；,气体管道在上，液体管道在下；,高压介质的管道在上，低压介质的管道在下；,不经常检修的管道在上，检修频繁的管道在下；,保温管道在上，不保温管道在下；,金属管道在上，非金属管道在下。,（2）水平面排列,大管道靠墙，小管道在外；,常温管道靠墙，热的管道在外；,支管少的靠墙，支管多的在外；,不需经常检修的管道靠墙，经常检修的在外；,高压管道靠墙，低压管道在外。,2管道的间距,管道间距以便于安装检修管子、保温层、阀门为原则，但也不宜过大，一般的情况是：管道的最突出部分（如管外壁、法兰、阀门外边、保护层外壁等）距墙壁或柱边的净距不小于100mm，距管架横梁端部不小于100mm，距管架支柱不小于100mm。具体尺寸见本节附注（管道的间距）。,两管道的最突出部分之间的净空：中压、低压管道约为4060mm，高压管道约7090mm为宜。管道上并排安装手轮操作的阀门时，手轮间净距约100mm。,3管架上敷设管道的管底标高,低管架,：采用低管架不通行的地方时，不小于0.3m；,中管架,：采用中管架时，不小于2m；,高管架,：采用高管架，下面不布置机泵时，其最下层管道一般不低于3.2m；布置机泵时一般不低于4m。上下两层排管的标高差可取1m、1.2m、1.4m。当管道通过公路是应不小于4m；通过铁路时不小于6m。,4低压、中压管道穿楼面和墙的结构,在多层厂房和框架中管道的布置不可避免地要穿过各层楼面和墙，应根据不同的情况进行设计。楼面或墙的开孔由土建专业负责设计，但管道设计专业要向土建专业提出开孔的位置及具体尺寸。各种开孔尺寸按有关规定执行。,5弯管,为便于管道的施工和组装，在管道平面设计中，尽可能采用预制定型管件，如无缝弯头和冲压弯头等。对于小直径的管道，若无预制的弯头时，可采用现场加工弯管，其弯曲半径一般为3.54D。,对于非金属管一般都是定型弯管。,（二）生产系统管道安装要求,1生产系统的一般配管要求,在化工生产中，常见的设备主要有塔、容器、换热器、贮槽及泵等。这些设备的配管要求可查找参考文献1书中的有关内容。,2生产系统的放空和排放,，在管道的最高点设放气阀，最低点应设排放阀，在停车后有可能积聚液体的部位也应设排放阀，如下图。,排放管的直径一般应按下述范围考虑：,主管直径排放管直径,DN150mmDN20mm,DN150200mmDN25mm,DN200mmDN40mm,对于排放管和放空管的管径一般在系统的PID图中都标出，应按PID图进行设计，上述管径只供参考。,所有排放管道上的阀门应尽量靠近主管道。对于不同介质的排放应按下述原则进行配管设计：,（1）,常温的空气和惰性气体可就地排放。,（2）,蒸汽和其它易燃、易爆、有毒的气体，应根据气量大小等情况确定向火炬排放，或向高空排放以及采取其它方式。,（3）,水的排放可引入就近地漏或排水沟，其它液体介质排放必须引至规定的排放系统。,排放易燃、易爆气体的管道上应设置阻火器。露天容器的排气管上的阻火器宜设在距排气管接口（与设备相连接的管口）500mm处，排气管可根据需要加高到2m以上。室内容器的排气，必须接至室外屋顶，阻火器放在屋面上或靠近屋面，便于固定及检修。,事故时的排放管道和阀门的设置，应根据生产操作和安全要求来确定。事故时的排放系统上的阀门必须安装在操作方便处，并铅封或加显著颜色区别。其排放方式有以下三种：,自动排放,：当设备、管道内压力（或温度升高后引起压力升高）超过规定值时，自动泄放设备、管道内的液体或气体，泄出液、气体应排至规定区域内。,手动排放,：发生事故时，迅速打开放空管上的切断阀，利用系统压力泄放到规定地点或备用设备内。,机械抽空,：事故时用泵将有关设备或管道内的液体输送到备用贮槽。,3分析取样的要求,设置在设备及管道上的取样点，应慎重选择位置，应设在操作方便并使取出的样品能真正代表当时、当地物料的地方。,设置在设备上的取样点由化工工艺专业向设备专业提出，管道设计专业只进行配管设计。而管道上的取样应按下列原则进行设计。,（1）气体取样,在水平管道上取样时，取样管应从管顶引出。在垂直管道上取样时，取样管应与管道成45倾斜向上引出。,（2）流体取样,垂直敷设的液体物料管道，其流向是由下向上，取样点可设置在管道的任意侧；但流向由上向下，除非能保证液体充满管道的条件时，否则管道上不宜设置取样点。水平敷设的液体物料管道在压力输送时，取样点可设在管道的任意侧；但如物料是自流时，取样点应设在管道的下侧。,因取样阀形状较频繁，容易损坏，因此取样管上一般装有两个阀门。其中靠近和管道的阀为截切断阀，经常处于开启状态，另一阀为取样阀，只在取样时开启，平时关闭。不经常取样的点，如只供求取设计数据用的取样点，则只需安装一个阀即可。,取样阀宜选用针形阀。对于粘稠物料，可根据性质选用适当大小的阀门。一般是靠近设备、管道的一个选用DN15，第二个则根据取样要求而定，可采用DN15，也可采用DN6，气体取样一般选用DN6。,就地取样点尽可能设在离地面较低的操作面上，但不允许采取延伸取样管段的办法将高处的取样点引到低处来。设备、管道与取样阀间的管段应尽量缩短，以减少取样时置换该管段内物料损失和环境污染。,高温物料取样应装设取样冷却器，此冷却器在PID图上表示。取样冷却器的规格由分析化验专业提供设计标准。若无标准时，由分析化验专业提出条件，特殊设备专业负责设计。,4吹洗管道的设置,当生产管道中输送易凝、易堵的介质时，应设置吹洗阀。吹洗阀应尽量靠近被吹洗管。,放空,通往设备,5双阀的设置,在化工厂生产中，如果因管道泄漏可能引起爆炸、着火或严重质量事故时，则在该介质的管道上设置双阀，并在两阀间的管道上设放空阀。,（三）辅助管道安装要求,辅助系统的管道主要包括蒸气、上下水、压缩空气等。,1蒸气系统,蒸气管道一般都是从装置外部经外管架空引进，经减压或不减压并计量后分送至各使用设备。,蒸气管道应根据热伸长量和具体位置选择好补偿形式和固定点，首先考虑自然补偿，然后才考虑各种类型的伸缩器。,在管道上安装水平位置的方形伸缩器时，伸缩器的两边管应保持水平，两边管的连接管段与管道的倾斜和坡度应一致。,从总管接支管时，应选择在总管上热伸长的位移量小的地方（如固定点附近），且支管应从总管的上面或侧面引出，靠近总管的支管直管段不要太长，或者在此直管段靠近总管处设置固定点，以防止支管膨胀而使主管受到很大的推力。,为便于管路疏水，宜将流量测量装置（如测量孔板）装于垂直管路上。,蒸气管道要适当设置疏水点。中途疏水点采用三通接头，可防止冷凝水直窜过去而没有分离下来。死端也要设疏水点。疏水管一般应设置疏水器，疏水器型式由工艺系统专业提供。,2上下水系统,一般生产上水管进入装置后，为防止停止供水或压力不足时设备内的水倒流至全厂管网中，应在入口处先安装止回阀，然后再装水表。对于不允许断水的供水管，至少应设两个系统，从室外环形管网的不同侧引入。,上下水管道不得布置在遇水燃烧、分解、爆炸等物体堆放的地方。,上下水管道同沟敷设时，上水管应敷设在下水管上方或平行敷设。上水管不得与输送易燃的或有害的液体、气体管道同沟敷设。,（四）非金属管道的安装要求,1,不应敷设在走道或容易受到撞击的地面上，应采用管沟、埋地或架空敷设。与其它管道敷设在一起时，应敷设在最下层，以防止泄漏腐蚀其它管道。,2,沿建筑物或构筑物敷设时，管外壁与建、构筑物间净距应不小于150mm；与其它管道平行敷设时，管外壁之间净距应不小于200mm；与其它管道交叉时，管外壁间净距应不小于150mm。,3,架空应牢固可靠，除直接埋地敷设者外，都必须用管夹将管道夹住。管夹与管之间应垫以35mm厚的弹性衬垫。不要将管道夹得过紧，允许其能轴向移动。如果管道上装有伸缩器，在伸缩器两端的固定支架处才允许将管道夹紧。,4,架空水平敷设时，长度为1.01.5m的管子可用一个管夹，长度为2m及2m以上的管子须用二个管夹，装在离管端200300mm处。垂直敷设时，每根管子都应有固定的管夹支撑；承插式管的管夹支撑在承插口下面，法兰式管的管夹支撑在法兰下面。橡胶、软聚氯乙烯、聚乙烯等软性管在水平或垂直敷设时，都应每隔11.5m设置固定的管夹。,5,石墨酚醛塑料、陶瓷、石墨、玻璃、玻璃钢增强的玻璃管等脆性管，不要架在有强烈振动的建筑物或设备上。当这种管垂直敷设时，在离地面、楼面、操作台面2m的范围内应设保护装置。,6,架空敷设时，在人行道上空不应设置法兰、阀门等连接点，以免泄漏发生事故。如必须设置法兰等连接点时，要将法兰包在特制的盒内，以盛装泄漏出的物料。盒应定期打开检查。,7,在穿墙或楼板时，墙壁或楼板穿管处应预埋一段钢管，钢管内径比非金属管外径大100130mm；钢管两端露出墙壁或楼板约100mm；两管间充填弹性填料；如穿过防火墙时，两管间应充填石棉或其它非燃烧性填料。,8,与阀门连接时，阀应固定牢靠。在阀的两端装柔性接头，避免在启闭阀门时损坏管道。与震动设备如机泵等连接时，在设备与管道间加装一段柔性接管。,9,埋地敷设时，其埋设深度应根据管材强度、土壤性质、地下水位和土壤冰冻情况以及外部荷载等条件决定，在人行道下应大于400mm，车行道下应大于700mm。管外壁与沟壁间净距不大于200mm。,10,管道安装的水平偏差0.20.3，垂直偏差0.20.5，坡度可取0.3。,11,根据管子材质、操作条件与安装地点，应考虑热伸长的补偿措施和保温防冻措施。,（五）衬里管道的安装要求,衬里管都是带法兰的定型管段，都采用法兰连接。在配管设计时要周密考虑安装在管道上的仪表、取样等接口的位置，还要仔细算准管道长度，弯头、三通等管件均选用标准件。衬里管道的其它布置和安装要求与非金属管道同。,（六）阀门的安装,1阀门安装的一般要求,（1）,阀门安装位置不应妨碍设备、管道及阀门本身的拆卸和检修。阀门安装高度应方便操作、检修，一般以离操作面1.21.5m为宜。操作较多的阀门，当必须安装在距操作面1.8m以上时，应设置操作平台。,（2）,安装在操作面以下时，应设置伸长杆。水平管道上的阀门、阀杆最好垂直向上或左右偏45水平安装，但不宜向下。垂直管道上的阀门、阀杆手轮必须顺着操作巡回线方向安装。有条件时阀门尽可能集中。,（3）,直通升降式止回阀只能装在水平管道上。立式升降式止回阀及旋启式止回阀可以装在水平管道上，也可装在介质由下向上流动的垂直管道上。,（4）,管道上装螺纹连接的阀门时，在阀门邻近一定要装活接头，以便拆卸。,（5）,辅助系统管道进入车间应设置切断阀，当车间停车检修时，可与总管切断。这些阀门安装高度较高，应尽可能布置在一起，以便设置操作平台。,（6）,高压阀门为角阀，且常为两只串联，开启时动力大，必须设置阀架以支承阀门和减少启动应力，其安装高度以0.61.2mm为宜。,（7）,衬里、喷涂及非金属材质阀门本身质量大，强度低，除考虑工艺要求外，应尽可能做到集中布置，便于阀架设计，即使是单独一个阀门也应固定在阀架上。水平管路上安装重型阀门时，要考虑在阀门两侧装设支架。,2疏水器的一般安装,（1）,疏水器应设置在低于设备、管道冷凝水排出口的地方，这样冷凝水不会在设备、管道内积聚，并能及时排出。,（2）,螺纹连接的疏水器应设置活接头（疏水阀前后均装），以便于拆装。疏水器前的管道水平敷设时，管道要朝疏水器方向坡设，并注明这段管道的坡度。其目的是防止系统超负荷时产生流动不畅或发生水击现象。,（3）,疏水器一般设置在水平管道上。脉冲式疏水器阀盖向上。钟形浮子式疏水器尽可能设置在室内；设置在室外时，应保温防止冻坏（应根据环境温度而定）。热动力疏水器可设置在水平管道上或垂直管道上（必须由上向下的垂直管道），也可设在室外。,附注：管道的间距,本规定系配管设计时决定管道间距用。,考虑到全国有6个大行政区，各地的室外气温和风速不同，载热介质温度范围很广，由50850，且保温和保冷材料品种很多，性能各不相同。因此，要列许多,管道间距表,才能把它表明，引起查阅不便。为了简化起见，对于不保温管道与保温管道、保温管道与保温管道的间距规定是：根据管道命名表中的管道绝热厚度，加上从相应的不保温管道间距表查得的间距，就是绝热管道的间距。,带法兰管道的间距，法兰尺寸是按HG501558，PN40对焊法兰计算的，超过上述条件时，应进行核算后决定。,