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管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。不管是石油行业还是化工厂,管道都是最常见的一种工业装置。走进石油化工厂,我们能看到各种管道鳞次栉比,整齐美观更让人惊叹。这些都离不开配管工程师的细致规划和专业知识。




今天,为大家介绍设计配管44问,为工程师提供详细而专业的参考资料。




01

管道布置设计的要求有哪些?




(1)管道布置设计应符合工艺管道及仪表流程图的要求;



(2)管道布置应统筹规划,做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求,并力求整齐美观;



(3)在确定进出装置(单元)的管道方位与敷设方式时,应做到内外协调;



(4)厂区内的全厂性管道的敷设,应与厂区内的装置(单元)、道路、建筑物等协调,避免管道包围装置(单元),减少管道与铁路、道路的交叉;



(5)管道应架空或地上缴设。如确有需要,可埋地或敷设在管沟内;



(6)管道宜集中成排布置,地上的管道应敷设在管架或管墩上;



(7)在管架、管墩上布置管道时,应使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡;



(8)全厂性管架或管墩上(包括穿越涵洞)应留有10 %-30%的裕量,并考虑其荷重。装置主管廊管架宜留有10%-20%的裕量,并考虑其荷重;



(9)输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置,应符合设备布置设计的要求;



(10)管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部构件的安装、检修和消防车辆的通行;



(11)管道布置应使管道系统具有必要的柔性。在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的情况下,应使管道最短,组成件最少;



(12)应在管道规划的同时考虑其支承点设置。宜利用管道的自然形状达到自行补偿;



(13)管道布置宜做到“步步高”或“步步低”,减少气袋或液袋。不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净,管道布置应减少“盲肠”;



(14)气液两相流的管道由一路分为两路或多路时,管道布置应考虑对称性或满足管道及仪表流程图的要求。



(15)管道除与阀门、仪表、设备等需要用法兰或螺纹连接者外,应采用焊接连接。



下列惰况应考虑法兰、螺纹或其他可拆卸连接:

•因检修、清洗、吹扫需拆卸的场合;


•衬里管道或夹套管道;


•管道由两段异种材料组成且不宜用焊接连接者;


•焊缝现场热处理有困难的管道连接点;


•公称直径小于或等于100mm的镀锌管道;


•设置盲板或“8”字盲板的位置。



(16)气体支管宜从主管的顶部接出。



(17)有毒介质管道应采用焊接连接,除有特殊需要外不得采用法兰或螺纹连接。有毒介质管道应有明显标志以区别于其他管道,有毒介质管道不应埋地撤设。



(18)布置固体物料或含固体物料的管道时,应使管道尽可能短。少拐弯和不出现死角:

•固体物料支管与主管的连接应顺介质流向斜接,夹角不宜大于45°;


•固体物料管道上弯管的弯曲半径不应小于管道公称直径的6倍;


•含有大量固体物料的浆液管道和高粘度液体管道应有坡度。



(19)需要热补偿的管道,应从管道的起点至终点则”整个管系进行分析以确定合理的热补偿方案。



(20)敷设在管廊上要求有坡度的管道,可采用调整管托高度。在管托上加型钢或钢板垫枕的办法来实现。对于放空气体总管(或去火炬总管)宜布置在管廊立柱的项部,以便于调整标高。



(21)布置与转动机械设备连接的管道时,应使管系具有足够的柔性,以满足设备管口的允许受力要求。必要时可采用以下措施:

•改变管道走向,增强自然补偿能力;


•选用弹簧支吊架;


•选用金属波纹管补偿器;


•在适当位置设置限位支架。



(22)布置与往复式压缩机相连的管道时,应使管系的机械振动固有频率和管道的气柱固有频率避开机器的激振频率.必要时可采用以下措施:

•增设防振支架;


•适当扩大管径;


•增设脉动衰减器或孔板;


•合理设置缓冲器,避开共振管长,尽可能减少弯头。




(23)不应在振动管道上弯矩大的部位设置分支管。



(24)在易产生振动的管道(如往复式压缩机、往复泵的出口管道等)的转弯处,应采用弯曲半径不小于1.5倍公称直径的弯头。分支管直顺介质流向外接。



(25)从有可能发生振动的管道上接出公称直径小于或等于40mm的支管时,不论支管上有无阀门,连接处均应采取加强措施。



(26)自流的水平管道应有不小于3‰的顺介质流向坡度。



(27)管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时,应加套管,套管与管道门的空隙应密封。套管的直径应大于管道隔热层的外径,并不得影响管道的热位移。



管道上的焊缝不应在套管内,并距离套管端部不应小于150mm。套管应高出楼板、屋顶面50mm。管道穿过屋顶时应设防雨罩,管道不应穿过防火墙或防爆墙。



(28)布置腐蚀性介质、有毒介质和高压管道时,应避免由于法兰、螺纹和填料密封等泄漏而造成对人身和设备的危害。易泄漏部位应避免位于人行通道或机泵上方,否则应设安全防护。



(29)有隔热层的管道,在管墩、管架处应设管托。无隔热层的管道,如无要求,可不设管托。

•当隔热层厚度小于或等于80mm时,选用高100mm的管托;隔热层厚度大于80mm时,选用高150mm的管托;


•隔热层厚度大于130mm时,选用高200mm的管托;


•保冷管道应选用保冷管托。



(30)厂区地形高差较大时,全厂性管道敷设应与地形高差保持一致。在适当位置调整管廊标高。管道的最小坡度宜为2‰。管道变坡点宜设在转弯处或固定点附近。



(31)对于跨越、穿越厂区内铁路和道路的管道,在其跨越段或穿越段上不得装设阀门、金属波纹管补偿器和法兰、螺纹接头等管道组成件。



(32)有热位移的埋地管道,在管道弧度允许的条件下可设挡墩,否则应采取热补偿措施。



(33)管道布置时管道焊缝的设置,应符合下列要求:

•管道对接焊口的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径:且不小于100mm;


•管道上两相邻对接焊口的中心间距:

a.对于公称直径小于 150mrn的管道,不应小于外径,且不得小于50mm;

b.对于公称直径等于或大于150m的管道,不应小于150mm;


•环焊缝距支、吊架边缘净距不应小于 50mm;需要热处理的焊缝距支、吊架边缘的最小净距,应大于焊缝宽度的5倍,且不得小于100mm。




02

装置中主管廊宽度、跨度和高度的确定应考虑哪些因素?






管廊的宽度:


l)管廊的宽度主要由管道的数量和管径的大小确定。并考虑一定的预留的宽度,一般主管廊管架应留有10%-20%的余量,并考虑其荷重。同时要考虑管廊下设备和通道以及管廊上空冷设备等结构的影响。如果要求敷设仪表电缆槽架和电力电缆槽架,还应考虑其所需的宽度。管廊上管道可以布置成单层或双层,必要时也可布置三层。管廊的宽度一般不宜大于10m;



2)管廊上布置空冷器时,支柱跨距宜与空冷器的间距尺寸相同,以使管廊立柱与空冷器支柱中心线对齐;



3)管廊下布置泵时,应考虑泵的布置及其所需操作和检修通道的宽度。如果泵的驱动机用电缆为地下敷设时,还应考虑电缆沟所需宽度。此外,还要考虑泵用冷却水管道和排水管道的干管所需宽度;



4)由于整个管廊的管道布置密度并不相同,通常在首尾段管廊的管道数量较少。因此,在必要时可以减小首尾段管廊的宽度或将双层管廊变单层管廊。





管廊的跨度:


管廊的柱距和省廊的跨距是由敷设遮其上的管道因垂直荷载所产生的允许弯曲挠度决定的,通常为6-9m。如中小型装置中,小直径的管道较多时,可在两根支柱之间设置副梁使管道的跨距缩小。另外,管廊立柱的间距,宜与设备构架支柱的间距取得一致,以便管道通过。如果是混凝土管架,横梁顶宜埋放一根φ20圆钢或钢板,以减少管道与横梁间的摩擦力。





管廊的高度可根据下面条件确定:




1)横穿道路的空间。管廊在道路上空横穿时,其净空高度为:

•装置内的检修道不应小于4.5m;


•工厂道路不应小于5.0m;


•铁路不应小于5.5m;


•管廊下检修通道不应小于3m。


当管廊有桁架时要按桁架底高计算。



2)管廊下管道的最小高度。为有效地利用管廊空间,多在管底下布置泵。考虑到泵的操作和维护,至少需要3.5m;管廊上管道与分区设备相接时,一般应比管廊的底层管道标高低或高600~1000mm。所以管廊底层管底标局最小为3.5m。管廊下布置管壳式冷换设备时,由于设备高度增加,需要增加管廊下的净空。



3)垂直相交的管廊高差。若省廊改变方向或两管廊直角相交,其高差取决于管道相互连接的最小尺寸,一般以500~750mm为宜。对于大型装置也可采用1000mm高差。



管廊的结构尺寸。在确定省廊高度时,要考虑到管廊横梁和纵梁的结构断面和型式,务必使梁底和 架底的高度,满足上述确定管廊高度的要求。对于双层管廊,上下层间距一般为1.2~2.0m,主要决定于管廊上最大管道的直径。



至于装置之间的管廊的高度取决于管架经过地区的具体情况。如沿工厂边缘成罐区,不会影响厂区交通和扩建的地段,从经济性和检修方便考虑,可用管墩敷设,离地面高300~500mm即可满足要求。




03
可燃液体、可燃气体、液化烃的管道设计的原则是什么?




可燃液体,可燃气体、液化烃的管道设计的原则是:

(l)管道不得穿越与其无关的建筑物;



(2)管道应架空或沿地敷设;



(3)必须采用管沟敷设时,应采取防止气体或液体在管沟内积聚的措施,并在进、出装置及厂房处密封隔断;



(4)管沟内的污水,应经水封并排入生产污水管道;



(5)取样管道不应引入化验室;



(6)金属管道除特殊需用法兰连接外,应采用焊接连接。




04
哪些介质管道须静电接地?管网的接地连接点和接地电阻值有何要求?




可燃气体、液化烃、可燃液体、可燃固体的管道在下列部位应设静电接地设施:



(1)装置区中各个相对独立的建(构)筑物内的管道,可通过与工艺设备金属外壳的连接(法兰连接),进行静电接地;



(2)管网内的泵、过滤器、缓冲器等处应设置接地连接点;



(3)管网在进出装置区处、不同爆炸危险环境的边界、管道分岔处的管道应进行接地,对于长距离的无分支管道,应每隔80-100m与接地体可靠连接;



(4)对金属管道中间的非导体管段(如聚氯乙烯管),除需做屏蔽保护外,两端的金属管应分别与接地干线相接,或用6mrn多股铜芯绝缘电线跨接后接地;



(5)非导体管段上的金属件应接地。

每组专设的静电接地体的接地电阻值,宜小于100Ω在山区土壤电阻率较高的场所,接地电阻值应小于1000&#8486。




05
管道敷设的方式有哪几类?其优、缺点是什么?




管道敷设方式有地面以上和地面以下两大类:



(1)架空敷设

地面以上通称架空敷设是工业生产装置管道敷设的主要方式。具有便于施工、操作、检查、维修及经济等优点;



(2)地下敷设



1)埋地敷设:

优点:是利用地下的空间,使地面以上空间较为简洁,并不需支承措施;



缺点:管道腐蚀性较强,检查和维修困难,在车行道处有时需特别处理以承受大的载荷,低点排液不便及易凝油品凝固在管内时处理困难,带隔热层的管道很难保持其良好的隔热功能等,故只有不可能架空敷设时,才予以采用;



2)管沟敷设:

优点:可充分利用地下空间,并提供了较方便的检查维修条件;还可敷设有隔热层的高温、易凝介质或腐蚀性介质的管道;



缺点:费用高,占地面积大,需设排水点, 易积聚或单入油气增加不安全因素,易积聚污物清理困难等。因此在装置内只在必要时,才采用管沟敷设。




06
符合哪些条件的管道允许将管道直接埋地布置?




(1)输送介质无腐蚀性、无毒和无爆炸危险的液体、气体管道,由于某种原因无法在地上敷设的;



(2)与地下储槽或地下泵房有关的工艺介质管道;



(3)冷却水及消防水或泡沫消防管道;



(4)操作温度小于150℃的热力管道。




07
埋地敷设管道的埋设深度有哪些要求?




埋地敷设管道的埋设深度应以管道不受损坏为原则,并应考虑最大冻土深度和地下水位等影响。



管顶距地面不宜小于0.5m;在室内或室外有混凝土地面的区域,管项距地面不宜小于0.3m。通过机械车辆的通道下不宜小于0.7m或采用套管保护。




08
管廊上管道布置的原则是什么?




(1)大直径管道应靠近管廊柱子布置;



(2)小直径、气体管道、公用工程管道直布置在省廊中间;



(3)工艺管道宜布置在与省廊相连接的设备一侧;工艺管道视其两端所连接的设备管口标高可以布置在上层或下层;



(4)需设置“Ⅱ”型补偿器的高温管道,应布置在靠近柱子处,且‘Ⅱ”型补偿器宜集中设置;



(5)低温介质管道和液化烃管道,不应靠近热管道布置;也不要布置在热管道的正上方;



(6)对于双层管廊,气体管道、热管道、公用工程管道、泄压总管、火炬干管、仪表和电气电缆糟架等宜布置在上层;一般工艺管道、腐蚀性介质管道、低温管道等直布置在下层;



(7)管廊上管道设计时,应留10%-20%裕量。




09
低温管道的设计包括哪些范围?




(1)低温管道在各行各业中均有应用,尤其在石油化工企业中应用较为普遍。碳钢管在+5℃至-19℃范围内处于延性状态,可正常使用,如果使用温度低于或等于-20℃,碳钢管就逐渐变为以脆性状态为主,使用受到一定条件的限制。所以,低于或等于-20℃的管道属于低温管道。



(2)低温管道布置主要考虑两个问题。

第一是“低温脆性”,这就要求设计人员合理选择“冲击韧性”高的钢板,同时从配管设计和管系制作上防止脆断和脆裂。



第二是管道的保冷结构设计和满足保冷的设计要求,它直接关系到能耗和设备管道的操作、施工、检修等。




10
低温管道布置要求有哪些?




(l)低温管道的布置要考虑整个管道有足够的柔性,要充分利用管道的自然补偿。当设计温度很低而又无法自然补偿时,应设置补偿器。



(2)低温管道布置时,应避免管道振动,尤其泵、压缩机和排气管,必须防止整条管道的振动,若有机械的振源,应采取消振设施,在接近振源处的管道应设置弹性元件,如波纹补偿器等以隔断振源。



(3)在碳素钢、低合金钢的低温管道上,装有安全阀、排气管或排污阀的支管,需注意该低温液体介质排出后是否立即汽化,若气化就需要大量吸热,就要结露直至结冰,使管道温度降到很低,故此类支管在容易结冰范围内应采用奥氏体不锈钢材料,然后再使用法兰连接不同材质的支管。



(4)低温管道弯头处应力最大,所以弯头处最容易脆裂,不应焊接支吊架。



(5)低温管道上,靠近弯头或三通处,一般不允许直接焊接法兰。为了拆卸螺栓时不破坏主管道上的保冷层,需要延长一段长度(接一短管)后再焊接法兰。对接法兰中只需保证法兰一端留有装卸螺栓的间距。对于阀门组的配管应考虑能顺利卸下其中任何一个阀而不影响管道保冷结构。



(6)低温保冷管道支架,必须有防止产生“冷桥”的措施;

•低温管道水平敷设时,一般在管道底部垫有木块或硬质隔热材料块,以免管道中冷量损失。


•低温管道垂直敷设时,支架若生根在低温设备上时,在设备和管道上均应垫有木块或硬质隔热材料块。





11
管道取样管的布置原则是什么?




(1)取样接管不宜设在有振动的设备和管道上,如泵、压缩机等,也应避免设在与振动设备直接相连接的管道上。如果难以避免,应采取减振动措施;



(2)取样管设置应满足工艺的要求,并应避免死角或“袋形”。且取样阀应布置在便于操作的地方,否则应设平台,设备或管道与取样阀之间的管段应尽量短。



(3)气体取样管引出位置:

•从水平管上取样时,取样管应设在管道的顶部;


•从立管上取样时,当气体自下而上流动时,取样口应从立管向上45°倾斜引出;当气体中含有固体颗粒时,取样管应伸到管中心;当气体自上而下流动时取样管应水平开设。



(4)液体取样管引出位置

•垂直管道上液体自下而上流动时,取样管可设在垂直管道的任意侧;


•垂直管道上液体自上而下流动时,除非能保证液体充满取样管,取样管可设在垂直管道的任意侧,否则不宜在这样情况下设取样点;


•水平管道:在压力输送条件下,取样管可设在管道的任意部位;当液体中含有固体颗料时,取样管宜设在水平管道的两侧;在自流的水平管道上取样时,取样管应设在管道的底部。



(5)极度危害和高度危害的有毒介质的取样,不允许就地放空取样,应采取密闭循环取样。




12
装置内火炬总管布置有何特殊要求?




(1)装置内火炬总管一般布置在主管廊上层的边缘,或沿管廊柱成T形管架支承火炬总管;



(2)火炬总管应坡向装置边界线处的分液罐或全厂火炬总管,并不宜有“袋形”,否则,应采取排液措施;



(3)确定火炬总管位置时,要考虑安全阀及其排放管高于火矩总管,并不宜有“袋形”,排放管应顺介质流向45°斜接到火炬总管顶部,尽可能地减少局部阻力;



(4)当火炬总管在装置边界线处设有“8”字盲板和切断阀时,应在切断阀前(装置内侧)设DN 20~40排凝管,并在根部设双道切断阀。凝液应回收,不得随意排放;



(5)火炬总管应在可能吹扫全部管道的端部设蒸汽或氮气吹扫管。当扫线介质为蒸汽时,火炬总管应设水平敷设的“п"型补偿器或波纹补偿器”。



(6)火炬总营应有防止滑落的管卡或挡铁;



(7)在火炬总管上,不得有死角,当改变管道走向时,应采用R≥1.5DN弯头。




13
装置内火炬的设置应满足哪些要求?




(1)严禁排入火炬的可燃气体携带可燃液体;



(2)火炬的高度应使火焰的辐射热不致影响人身及设备的安全;



(3)火炬的顶部应设引燃灯或其他可靠的点火设施;



(4)距火炬简30m范围内,严禁可燃气体排放。




14
管道排气、排液的目的是什么?在管道何处需设置排气或排液?






排气的目的:


1)当泵的人口管道有“气袋”形成时,应在泵的启动之前排气;

2)装置开车时,为避免管道系统产生气阻,需在其高点排气;

3)管道系统进行水压试验、吹扫清洗时,需在管道的高点设临时排气;

4)为尽快排除管道内流体,在高点设置放空,以便借大气压力排液。





排液的目的:


1)为排除管道内液体:

•水压试验后排液;


•停工检修前的排液;


•管道防冻时排液。


2)水压试验时用作流体的注入管;

3)作为管系的空气和蒸汽吹扫出口使用。





下列部位应设置然气


1)液体管道呈“气袋”的地方,例如泵的人口管道,在不可避免出现“气袋”的上部;

2)P&ID标注的地方;

3)设备或答道系统高处设排气管。





下列部位带设置排液:


1)呈“液袋”的地方;


2)P&ID标注的地方;

3)管廊上公用工程管道的末端;

4)其他,例如当最冷月平均温度为O℃或低于介质凝固点(冰点)时,应在阀后设排液管,其排液管应靠近切断阀,排液阀应靠近主管;

5)调节阀前与切断阀之间应加排液管;

6)大直径的管道(如原油管道等)不易吹扫干净,应加低点排液管。




15
对管道上排气、排液管的安装有何具体要求?




(1)管道上高点放空口设置的位置宜靠近平台、支架、构筑物以及易于操作之处;



(2)管道上低点放净口设置的位置附近宜设地漏、地沟或用软管接至地漏、地沟处;



(3)为保证阀门检修、丝堵、管帽及法兰拆卸、软管连接,管道上低点放净管管端距地面或楼板面的净距不得小于100mm;



(4)管道上的放空、放净口安装位置尽量设置在物料流向的下游端部靠近弯头处,但不应设在弯头上;管道上放空、放净口设置的阀门应靠近主管;



(5)对易自聚、易冻结、易凝固、含固体介质的管道上的放净管不应有拐弯;对于浆液管道不宜设置排气和排液管,如需设置排液管时,排液管应与水平浆液管底部成切线方向;



(6)管径小于DN40的管道可不设高点排气;对于全厂性的工艺、凝结水和水管道(非埋地),在历年一月份平均温度高于0℃的地区;应少设低点排液;



(7)振动管道上直径小于DN40密闭放空。放净管跟部接口处应采取加强措施;



(8)接地漏或开口罐的放净管管口应高出地漏或罐口大于或等于50mm;



(9)放气或排液管上的切断阀,宜用闸阀,阀后可接带管帽短管;对于高压、极度及高度危害介质的管道应设双阀。当设置单网时,应加盲板或法兰盖;



(10)连续操作的可燃气体管道低点的排液阀,应为双阀,排出的液体应排放至密闭系统;仅在开停工时使用的排液阀,可设一道阀门并加螺纹堵头、管帽、盲板或法兰盖。可燃液体管道以及大于2.5MPa蒸汽管道上排液管装一个切断阀时,应在端头加管帽(管堵)、盲板或法兰盖。




16
向大气排放的非可燃气体放空管高度应符合哪些要求?




(1)设备或管道上的放空管口、应高出邻近的操作平台面2m以上;



(2)紧靠建筑物、构筑物或其内部布置的设备或管道的放空口,应高出建筑物、构筑物2m以上。




17
可燃气体排气筒、放空管的高度,应符合哪些规定?




可燃气体排气筒、放空管的高度,应符合下列规定:



(1)连续排放的可燃气体排气筒顶或放空管口,应高出20m范围内的平台或建筑物顶3.5m以上;



(2)间歇排放的可燃气体排气筒项或放空管口,应高出10m范围内的平台或建筑物顶3.5m以上。位于10m以外的平台或建筑物,应符合图5.2.73的要求;



(3)甲、乙、丙类设备上开停工用放空管可就地向大气排放,放空管口的高度应高出平台2.2m以上,放空管口一般垂直向上,并加防雨罩;



(4)可燃气体排放管和火炬总管应有防静电接地设施。




18
安全泄压装置的出口介质允许向大气排放时,应符合哪些要求?




(1)放空管口不得朝向邻近设备或有人通过的地区;



(2)放空管口的高度应高出以安全泄压装置为中心,半径为8m的范围内的最高操作平台3m。




19
阀门的主要功能是什么?其选用原则是什么?




阀门是工业管道系统的重要组成部件,在生产过程中起着重要作用。





阀门的主要功能有:


1)接通和截断介质——可选用闸阀、蝶阀、球阀;

2)防止介质倒流——可选用止回阀;

3)调节介质压力、流量——可选用截止阀、调节阀;

4)分离、混合或分配介质——可选用旋塞阀、闸阀、调节阀;

5)防止介质压力超过规定数值,以保证管道或设备安全运行——可选用安全阀。 选用阀门主要从装置无故障操作和经济两方面考虑。。





阀门的选用原则如下:


•输送流体的性质;


•阀门的功能;


•阀门的尺寸;


•阀门的阻力损失;


•阀门的工作温度和工作压力;(对可为两条)


•阀门的材质。




20
阀门安装的一般要求是什么?




阀门安装的一般要求、最适宜的安装高度、水平管道上阀门、阀杆方向如下:



(1)阀门应设在容易接近、便于操作、维修的地方。成排管道(如进出装置的管道)上的阀门应集中布置,并考虑设置操作平台及梯子。平行布置管道上的阀门,其中心线应尽量取齐。手轮间的净距不应小于10Qmm,为了减少管道间距,可把阀门错开布置;



(2)经常操作的阀门的安装位置应便于操作,最适宜的安装高度为距离操作面1.2m上下。当阀门手轮中心的高度超过操作面2m时,对于集中布置的阀组或操作频繁的单独阀门以及安全阀应设置平台,对不经常操作的单独阀门也应采取适当的措施(如链轮、延伸杆、活动平台和活动梯子等)。链轮的链条不应妨碍通行。危险介质的管道和设备上的阀门,不得在人的头部高度范围内安装,以免碰伤人头部,或由于阀门泄漏时直接伤害人的面部;



(3)隔断设备用的阀门宜与设备管口直接相接或靠近设备。与极度危害、高度危害的有毒介质的设备相连接管道上的阀门,应与设备谷口直接连接,该阀门不得使用链轮操纵;



(4)事故处理阀如消防水用阀、消防蒸汽两阀等应分散布置,且要考虑到事故时的安全操作。这类阀门要布置在控制室后。安全墙后、厂房门外、或与事故发生处有一定安全距离的地带;以便发生火灾事故时,操作人员可以安全操作;



(5)除工艺有特殊要求外,塔、反应器、立式容器等设备底部管道上的阀门,不得布置在裙座内;



(6)从干管上引出的水平支管的切断阀,宜设在靠近根部的水平管段上;



(7)升降式止回阀应安装在水平管道上,立式升降式止回阀应安装在管内介质自下而上流动的垂直管道上。旋启式止回阀应优先安装在水平管道上,也可安装在管内介质自下而上流动的垂直管道上;底阀应安装在离心泵吸人管的立管端;为降低泵出口切断阔的安装高度,可选用蝶形止回阀;泵出口与所连接管道直径不一致时,可选用异径止回阀;



(8)布置在操作平台周围的阀门的手轮中心距操作平台边缘不宜大于450mm,当阀杆和手轮伸入平台上方且高度小于 2m时,应使其不影响操作人员的操作和通行;



(9)地下管道的阀门应设在管沟内或阀井内,必要时,应设阀门延伸杆。消防水阀井应有明显的标志;



(10)水平管道上的阀门,阀杆方向可按下列顺序确定:垂直向上;水平;向上倾斜45°;向下倾斜45°;不得垂直向下;



(11)阀杆水平安装的明杆式阀门,当阀门开启时,阀杆不得影响通行。




21
呼吸阀的安装有哪些要求?




(1)呼吸阔应安装在储罐气相空间的最高点,以降低物料蒸发损耗和以便顺利地提供通向呼吸阀最直接和最大的通道。通常对于立式罐,呼吸阀应尽量安装在罐顶中央顶板范围内,对于罐顶需设隔热层的储罐、可安装在梯子平台附近;



(2)当需要安装两个呼吸阀时,它们与罐顶中心应对称布置;



(3)若呼吸阀用在氮封罐上,则氮气供气管的接管位置应远离呼吸阀接口,并由罐顶部插入储罐内约200mm,这样氮气进罐后不直接排出,达到氮封的目的。




22
调节阀组安装的一般要求是什么?




(1)调节阀的安装位置应满足工艺流程设计的要求,并应靠近与其有关的一次指示仪表,便于在用旁路阀手动操作时能观察一次仪表;



(2)调节阀应布置在地面或平台上且便于操作和维修处;



(3)调节阀应正立垂直安装于水平管道上,特殊情况下方可水平或倾斜安装,但须加支撑;



(4)调节阀组(包括调节阀、旁路阀、切断阀和排液阀)立面安装时,调节阀应安装在旁路的下方。公称直径小于25mm的调节阀,也可安装在旁路的上方;



(5)调节阀底距地面或平台面的净空不应小于4oomm。对于反装阀芯的单双座调节阀,宜在阀体下方留出抽阀芯的空间;



(6)调节阀膜头顶部上方应有不小于2mm的净空。调节阀与旁路阀上下布置时应措开位置;



(7)切断阀应选用闸阀,旁路阀应选用截止阀,但旁路阀公称直径大于150mm时,可选用闸阀,两个切断阀与调节阀不直布置成直线;



(8)在调节阀入口侧与调节阀上游的切断阀之间管道的低点应设排液阀,排液阀可选闸阀;



(9)介质中含有固体颗粒的管道上的调节阀应与旁路阀布置在同一个平面上或将旁路阀布置在调节阀的下方;



(10)低温、高温管道上的调节阀组的两个支架中应有一个是固定支架,另一个是滑动支架;



(11)调节阀应安装在环境温度不高于60 ℃,不低于-40℃的地方,并远离振动源;



(12)在一个区域内有较多的调节阀组时,应考虑形式一致,整齐、美观及操作方便;



(13)调节阀与隔断阀的直径不同时,异径管应靠近调节间安装;



(14)要注意工艺过程对调节阀位置有无特殊要求。




23
为保证压力管道的安全,哪些压力管道上应设安全阀?




为保证压力管道的安全,下列压力管道应设安全阀:



(1)在电动往复泵、齿轮泵或螺杆泵等容积泵的出口管道上,应设安全阀。安全阀的放空管应接至泵人口管道上,并宜设事故停车联锁装置(如设备本身已有安全阀者除外);



(2)在可燃气体往复式压缩机的各段出口应设安全阀,安全阀的放空管应接至压缩机各段入口管道上或压缩机一段人口管道上;



(3)可燃气体和可燃液体受热膨胀可能超过设计压力的管道应设安全阀;



(4)在两端有可能关闭,而导致升压的液化烃管道上,应设安全阀或采取其他安全措施;



(5)凡与鼓风机、离心式压缩机、离心泵或蒸汽往复泵出口连接的设备不能承受其最高压力时,上述机泵的出口管道需设安全阀。以上管道有可能由于火灾、操作故障或停水、停电等造成管道内压力超过设计压力而发生爆炸事故,故应设置安全阀或其他安全措施。




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安全阀的安装及其管道布置设计的要点是什么?




(1)安全阀应直立安装并靠近被保护的设备或管道。如不能靠近布置,则从被保护的设备或管道到安全阀入口的管道总压降,不应超过安全阀定压值的3%。



(2)安全阀宜设置检修平台。布置重量大的安全阀时要考虑安全阀拆卸后吊装的可能,必要时应设吊杆。



(3)安全阀入口管道应采用长半径弯头。



(4)安全阀出口管道的设计应考虑背压不超过安全阀定压的一定值。对于普通型弹簧式安全阀,其背压不超过安全阀定压值的10%。



(5)当排入放空总管或去火炬总管的介质带有凝液或可冷凝气体时,安全阀的出口应高于总管;否则,应采取排液措施。



(6)排入密闭系统的安全阀出口管道应顺介质流向45°斜接在排放总管的顶部,以免总管内的凝液倒流入支管,并可减少安全阀背压,



(7)当安全阀进出口管道上设有切断阀时,应选用单闸板闸阀,并铅封开,阀杆应水平安装,以免阀杆和阀板连接的销钉腐蚀或松动时,阀板下滑。当安全阀设有旁路阀时,该阀应铅封关。




25
管件的布置一般要求是什么?




(1)弯头宜选用曲率半径等于1.5倍公称直径的长半径弯头;输送气固、液固两相流物料的管道应选用大曲率半径弯管;



(2)省廊上水平管道变径连接,如无特殊要求,应选用底平偏心异径管;垂直管上宜选用同心异径管;



(3)对于水平吸入的离心泵,当入口管变径时,应在靠近泵的入口处设置偏心异径管。当管道从下向上进泵时,应采用顶平安装,当管道从上向下进泵时,宜采用底平安装;



(4)平焊法兰不应与无直管段的弯头直接连接;



(5)阀门和其他静密封接头宜安装在管道支撑点的附近;



(6)除工艺有特殊要求外,塔、反应器、立式容器等设备裙座内的管道上不得布置法兰和螺纹接头;



(7)机泵润滑油系统的碳素钢管道、输送有固体沉积及结焦介质的管道等应分段设置法兰。机泵润滑油系统的碳素钢管道每段管道上的弯头不宜超过2个;



(8)机泵润滑油系统的润滑油主管的末端,应用法兰盖封闭;



(9)调节阀两侧管道上的异径管应紧靠调节阀;



(10)采用异径法兰连接时,输送介质的流向宜自小口径流向大口径。




26
阻火器的布置有什么要求?




(1)加热炉燃料气主管上的管道阻火器,应靠近加热炉,并便于检修,管道阻火器与燃烧器距离不宜大干12m;



(2)罐用阻火器应直接安装在储罐顶的管口上,通常与呼吸阀配套使用,也可单独使用。




27
过滤器的布置有什么要求?




(1)机泵入口均应安装过滤器。过滤器的安装位置应靠近被保护的设备;



(2)过滤器的布置应符合下列要求:

•角式T型过滤器必须安装在管道90°拐弯的场合;


•直通式T型过滤器必须安装在管道的直管上,安装在立管上时,应考虑方便滤网的抽出;安装在水平管时,滤网抽出方向应向下;


•Y型过滤器安装在水平管道上时,滤网抽出方向应向下。



(3)安装在立管上的泵人口过滤器,为降低泵入口阀门的高度,可采用异径过滤器;



(4)Y型过滤器安装在介质自下向上的垂直管道上时,应选用反流式;



(5)压缩机入口管道上应装过滤器或可拆卸短节,以便开车前安装临时过滤器和清扫管道。




28
过滤设备管道布置设计的一般要求是什么?




(1)输送滤浆的管道水力计算和泵的NPSN计算时,必须按液固两相流进行滤浆物性数据及阻力计算,浆料管内管道流速可按滤浆中固体颗粒沉降速度l.5~2倍取值,如无沉降速度测值,管内流速一般取值 2.5~ 3m/s ;



(2)管道尽可能走直线,安装坡度要大(最小坡度 I≥10%),少用弯头,弯管的曲率半径适当大(R≥4DN),要避免管径的突然放大;



(3)管道连接少用焊接,多用法兰或螺纹连接,以便于拆卸、清洗。异径管直采用法兰连接的偏心异径管,真空管道则采用焊接,少用法兰连接;



(4)每根液固两相流管道上,在适当的位置设冲洗(或吹扫)接管和放料排净管,冲洗水管的接管点设在物料管道上方或侧方,冲洗管上的阀门尽可能垂直安装;



(5)流浆管路上阀门要选用阀体内流体通道不曲折且无死角的直通式阀门,推荐用隔膜阀、管夹阀。软密封式蝶阀、球阀或旋塞。阀门水平安装时,阀门前后物料管道上装设带阀的排净管及冲洗接管,垂直安装时,在阀门的上方侧物料管上装排放和冲洗接头;



(6)滤浆管道为了防堵,不设旁路,选用带导轮的控制;



(7)滤浆为含结晶的晶浆时,管路系统需设夹套或伴热保温,阀门选用带保温加热结构的球阀或软密封式蝶阀;



(8)过滤系统的滤液泵及洗涤液泵的管道设计要求按 HG/T 20549. 2规定;



(9)滤浆槽、滤液槽的排气不设阀门,当物料系易燃、易挥发、有毒时,排气管需设呼吸阀和阻火器。




29
补偿器的布置对管道有什么要求?




(1)由于设备布置或其他因素使管道系统的几何形状受到限制,补偿能力不能满足要求时,应在管道系统的适当位置安装补偿器。



(2)“Π”形补偿器与固定点的距离不宜小于两固定点间距的三分之一。



(3)布置无约束金属波纹管补偿器应符合下列要求:

•两个固定支座间仅能布置一个补偿器;


•对管道必须进行严格地保护,尤其是靠近补偿器的部位应设置导向架,第一个导向支架与补偿器的距离应小于或等于4倍公称直径,第二个导向支架与第一个导向支架的距离应小于或等于14倍公称直径,以防止管道有弯曲和径向偏移造成补偿器的破坏。




(4)储罐前的管道当地震烈度等于或大于7度、有不均匀沉陷,且公称直径等于或大于150mm时应设置储罐抗震用金属软管。金属软管的直径不应小于储罐进出管口的直径。金属软管应布置在靠近储罐壁的第一道阀门和第二道阀之间。




30
管道上的仪表或测量元件的布置一般要求是什么?




(1)管道上的仪表或测量元件的布置应符合现行的有关工业企业仪表配管、配线设计规范的规定;



(2)管道上的仪表或测量元件的布置应便于安装、观察和维修。必要时应设置专用的操作平台或梯子;



(3)仪表管嘴的长度应根据管道的隔热层厚度确定。




31
流量测量仪表的布置有什么要求?




(1)为了保证孔板流量计测量准确,孔板前宜有15~20倍管子内径的直管段,孔板后有不小于5倍管子内径的直管段;



(2)流量计安装应符合下列规定:



1)转子流量计必须安装在介质流向自下向上的、无振动的垂直管道上。安装时要保证流量计前应有不小于5倍管子内径的直管段,且不小于 300mm ;



2)当被量介质中含有固体悬浮物时,靶式流量计需要水平安装。靶式流量计安装在垂直管道上时,液体流向宜由下而上。靶式流量计人口端前直管段长度不应小于5倍管子内径,出口端后的直管段长度不应小于3倍管子内径;



3)腰轮流量计宜安装在调节阀前。当流量计需进行现场校验时,应在腰轮流量计前切断阀的前后设二个带快速接头的校验用闸阀。




32
压力测量仪表的布置有什么要求?




(1)为了准确地测得静压,压力表取压点应在直管段上,并没切断阀。



(2)泵出口的压力表应装在出口阀前并朝向操作侧。



(3)现场指示压力表的安装高度宜为1.2~1.8m,当超过2.0m时,应有平台或直梯。




33
温度测量仪表的布置有什么要求?




(1)温度计、热电偶宜安装在直管段上,其安装要求最小管径规定如下:


•工业水银温度计,DN50;


•热电偶、热电阻、双金属温度计,DN80;


•压力式温度计,DN150 ;


•扩径管长度不应小于 250mm。



(2)温度计、热电偶在管道拐弯处安装时,管径不应小于DN40,且与管内流体流向成逆流接触。



(3)温度计可垂直安装或倾斜 45°安装,倾斜 45°安装时,应与管内流体流向成逆流接触。



(4)现场指示温度计的安装高度宜为1.2~1.5m。高于2.0m时宜设直梯成活动平台。为了便于检修,距离平台最低不宜小于300mm。



(5)对于有分支的工艺管道,安装温度计或热电偶时,要特别注意安装位置与工艺流程相符,且不能安装在工艺管道的死角、盲肠位置。




34
液位测量仪表的布置有什么要求?




(1)玻璃管液面计和玻璃板液面计应直接安装在设备上,液面计的位置不应妨碍人员的通行。



(2)外浮筒液位计的安装位置不应妨碍人员通行,液位计表头上端距地面或平台不宜高于1.8m,超过2.0m应增设平台。



(3)内浮球液位计距平台或地面的高度直为1.0~1.5m,安装的位置不应妨碍人员通行,并留有足够的空间,便于检修和调整。




35
安全防护设置的一般要求是什么?




设计应评估下列(1)~(4)各种因素,结合规范各部分规定的安全防护的目标和要求,采取相应的安全防护措施:



(l)由流体性质以及操作压力-温度确定的流体危险性;



(2)由管道材料、结构、连接形式及其安全运行经验确定的管道安全性;



(3)管道一旦发生损坏或泄漏,导致流体的泄漏量及其对周围环境、设备造成的危害程度;



(4)管道事故对操作、维修以及一切可能接触人员的危害程度。




36
在管道设计中如何设置安全防护和措施?




(1)根据生产操作特点设置必要的安全防护和措施:

•灭火消防系统和喷淋设施;


•建构筑物的防火结构(防火墙、防爆墙等);


•通风去除有毒、腐蚀性或可燃性蒸汽;


•遥测和遥控装置;


•紧急处理有害物质设施(储存或回收装置。火炬或焚烧炉等)。




(2)在脆性材料管道系统或法兰。接头、阀盖、仪表或视镜处设保护罩,以限制和少泄漏的危害程度。



(3)采用自动或遥控的紧急切断、过流量阀、附加的切断阀、限流孔板或自动关闭压力源等方法,以限制流体泄漏的数量和速度。



(4)处理事故用的阀门(如紧急放空、事故隔离、消防蒸汽、消火栓等),应布置在安全、明显、方便操作的地方。



(5)进出装置的可燃、有毒物料应在界区边界处设置切断阀,并在装置侧设“8”字盲板,防止装置火灾时相互影响。



(6)设置必要的防护面罩、防毒面具、应急呼吸系统、专用药剂。便携式可燃和有毒气体检测报警系统等卫生安全设备。在可能造成人体意外伤害的排放点或泄漏点附近应设置紧急淋浴和洗眼器。



(7)对于有辐射性的流体需设置屏蔽保护、自动报警系统,并配备专用的面具、手套和防护服等。



(8) 对爆炸、火灾危险场所内可能产生静电危险的管道系统均应采取静电接地措施。可通过设备、管道及土建结构的接地网接地。其他防静电要求应符合《防止静电事故通用导则》GB12158的规定。



(9)盲板设置应符合下列要求:

•当装置内停运维修时,装置外有可能或要求继续运行的管道,在装置边界处除设置切断阀外,还应在阀门的靠装置一侧的法兰处设置盲板;


•运行中,当有的设备需切断检修时,在阀门与设备之间法兰接头处应设置盲板对于有毒、可燃流体管道、阀门与盲板之间装有放空阀时,放空阀后的管道,应引至安全地点。



(10)公用工程(蒸汽、空气、氮气等)管道与GC1级、GC2级管道连接时,应符合下列要求:

•在连续使用的公用工程管道上应设止回阀,并在其根部设切断阀;


•在间歇使用的公用工程管道上应设两道切断阀,并在两阀间设检查阀。





37
管道穿过建筑物的楼板、房顶或墙时,应采取哪些措施?




管道穿过建筑物的楼板、房顶或墙时,在穿孔处应加套管,套管与管道之间的空隙应以软质材料封堵。



套管直径应大于管道或限热管道的隔热层外径,并且不影响管道的热位移。套管应高出楼板或房顶50mm。处于顶层者必要时应设防雨罩。



管道的焊缝不应位于套管内,并阻套管端部不小于150mm。管道不应穿过防火墙和防爆墙。




38
装置中的工艺管道常用的伴热介质有哪几种?其适用范围如何?




工艺管道常用的伴热介质有四种:



(1)热水:适用干在操作温度不高或不能采用高温伴热的介质的条件下,作为伴热的热源;



(2)蒸汽:一般用于管内介质的操作温度小于150℃的伴热;



(3)热载体:一般用于管内介质的操作温度大于150 ℃的夹套的伴热系统。常用的热载体有重柴油或馏程大于300℃馏分油,联苯-联苯醚或加氢联三苯等;



(4)电热:电伴热不但适用于蒸汽伴热的各种情况而且适用于热敏性介质管道,能有效地进行温度控制,防止管道温度过热;适用于分散或远离供汽点的管道或设备以及无规则外型的设备(如泵)的伴热。




39
异径管的布置有何要求?




(1)在三通附近装设异径管时,对于汇流三通,异径管应布置在汇流前的管道上;对于分流三通,异径管应布置在分流后的管道上;



(2)水泵进口水平管道上的偏心异径管,应采用偏心向下布置。




40
阀门的布置有何要求?




(1)阀门应布置在便于操作、维护和检修的地方;



(2)重型阀门和较大的焊接式阀门,宜布置在水平管道上,且阀杆垂直向上;重型阀门还应考虑必要的起吊措施;



(3)对于法兰连接的阀门或铸铁阀门,应布置在弯矩较小处;



(4)水平布置的阀门,无特殊要求阀杆不得朝下;



(5)地沟内的阀门,当不妨碍地面通行时,阀杆可露出地面,操作手轮一般高出地面150mm以上;否则,应考虑简便的操作措施。




41
存在汽液两相流动的管道布置时应注意哪些问题?




(1)管道宜按介质流向先垂直走向,后水平走向,且管道应短而直;



(2)管道上的调节阀应尽量靠近接收介质的容器布置,如条件许可,调节阔应直接与接收介质的容器相连;



(3)调节阀后出现的第一个转向弯头应改用三通连接,三通直通的一端应加设堵头;



(4)管系的适当位置应设限位或固定支吊架。




42
管道类别的选择原则是什么?




(1)管道类别应根据管内介质的性质、参数及在各种工况下运行的安全性和经济性进行选择;



(2)无缝钢管适用于各类参数的管道;



(3)低温再热蒸汽管道可采用高质量焊接钢管;



(4)PN2.5MPa及以下参数的管道,可选用焊接钢管;



(5)低压流体输送用焊接钢管,仅适且于PN1.6MPa及以下,设计温度不大于200℃的介质。




43
选择法兰的主要原则是什么?




对于设计温度300℃及以下且公称压力小于或等于2.5 MPa的管道,应选用平焊法兰;对于设计温度大于300℃或公称压力大于或等于4.0MPa的管道,应选用对焊法兰。




44
哪些管道应考虑保温或保冷?





(1)具有下列情况之一的设备和管道应予保温:



1)外表面温度大于50℃以及外表面温度小于或等于50℃但工艺需要保温的设备和管道。例如,可能经常在阳光照射下的泵入口的液化烃管道:精馏塔顶馏出线(塔至冷凝器的管道)塔顶回流管道以及经分液后的燃料气管道等宜保温;



2)介质凝固点或冰点高于环境温度(系指年平均温度)的设备和管道。例如凝固点约30℃的原油,于年平均温度低于30℃的地区的设备和管道;在寒冷或严寒地区,介质凝固点虽然不高,但介质内含水的设备和管道在寒冷地区,可能不经常流动的水管道等。



(2)具有下列情况之一的设备和管道必须保冷:



l)需减少冷介质在生产或输送过程中的温升或气化(包括突然减压而气化产生结冰);



2)需减少冷介质在生产或输送过程中的冷量损失,或规定允许冷损失量;



3)需防止在环境温度下,设备或管道外表面凝露。




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