配管與管路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、配管與管路設(shè)計(jì)9.1概述本項(xiàng)目在進(jìn)行管道配管設(shè)計(jì)時(shí)，在符合工藝流程需要的基礎(chǔ)上，首先要滿足 安全，然后既要考慮節(jié)約管材管件經(jīng)濟(jì)合理、布置整齊美觀、便于維修，也要滿 足管道應(yīng)力計(jì)算的要求和管架設(shè)計(jì)的要求。只有這樣，才能使得配管設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)、 又安全，裝置也能長期運(yùn)行。合理的布置管道對化工生產(chǎn)有重要意義。它關(guān)系到建設(shè)指標(biāo)的是否先進(jìn)合理，關(guān)系到生產(chǎn)操作能否正常進(jìn)行：管道運(yùn)轉(zhuǎn)的順暢，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的順暢，整個(gè)車 間的生產(chǎn)操作的成效，關(guān)系到車間布置得整齊美觀和通風(fēng)采光聊好等問題。 工廠 管道布置需要避免各專業(yè)管網(wǎng)間的擁擠和沖突， 確定合理的間距和相對位置，使 之與工廠總體布置協(xié)調(diào)，并減少生產(chǎn)過程中的動(dòng)力消耗，節(jié)

2、約投資、節(jié)約用地、 保證安全、方便施工和檢修、便于擴(kuò)建。管道在化工廠中，廣泛應(yīng)用于許多物料原料、半成品和成品的輸送中。因而 合理的設(shè)置管道布置對化工廠生產(chǎn)效率的提高有重要意義。9.2設(shè)計(jì)原則與依據(jù)表9-1設(shè)計(jì)規(guī)范與編號規(guī)范編號化工裝置管道布置設(shè)計(jì)規(guī)定HG/T20549-1998化工管道設(shè)計(jì)規(guī)范HGJ8-87碳鋼、低合金鋼無縫對焊管件HG/T21635-1987工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50235-97設(shè)備及管道保溫設(shè)計(jì)導(dǎo)則GB8157-87設(shè)備及管道保冷設(shè)計(jì)導(dǎo)則GB15586-95現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50236-98管路跨距設(shè)計(jì)規(guī)定CD42A22-84921管道

3、布置原則1車間外管道布置原則(1) 大直徑管道應(yīng)靠近管廊柱子布置；(2) 小直徑、氣體管道、公用工程管道直布置在省廊中間；(3) 工藝管道宜布置在與省廊相連接的設(shè)備一側(cè)；工藝管道視其兩端所 連接的設(shè)備管口標(biāo)高可以布置在上層或下層；(4) 需設(shè)置“U”型補(bǔ)償器的高溫管道，應(yīng)布置在靠近柱子處，且U” 型補(bǔ)償器宜集中設(shè)置；(5) 低溫介質(zhì)管道和液化烴管道，不應(yīng)靠近熱管道布置；也不要布置在 熱管道的正上方；(6) 對于雙層管廊，氣體管道、熱管道、公用工程管道、泄壓總管、火 炬干管、儀表和電氣電纜糟架等宜布置在上層；一般工藝管道、腐蝕性介質(zhì)管 道、低溫管道等直布置在下層；(7) 管廊上管道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)留1

4、0% 20%裕量。2、車間內(nèi)管道布置原則(1) 布置腐蝕性介質(zhì)、有毒介質(zhì)和高壓管道時(shí)，應(yīng)避免由于法蘭、螺紋 和填料密封等泄露而造成對人身和設(shè)備的危害。易泄漏部位應(yīng)避免位于人行通 道或機(jī)泵上方，否則應(yīng)設(shè)置安全防護(hù)，不得鋪設(shè)在空道上空或并列管線的上方 或內(nèi)側(cè)；(2) 真空管線應(yīng)盡量短，盡量減少彎頭與閥門，以降低阻力，達(dá)到更高的真空度。(3) 全廠性管道敷設(shè)應(yīng)有坡度，并宜與地面坡度一致。管道的最小坡度宜為2%。.管道變坡點(diǎn)宜設(shè)在轉(zhuǎn)彎處或固定點(diǎn)附近；(4) 輸送易燃易爆、有毒及有腐蝕性的物料管道不得布設(shè)在生活間、樓 梯、走廊和門等處，這些管道上還應(yīng)設(shè)置安全閥、防爆膜、阻火器和水封等防 火防爆裝置，并應(yīng)

5、將放空管引至指定地點(diǎn)或高于屋頂 2m以上。3管線綜合布置的一般原則(1) 所有管線均應(yīng)力求短捷，少轉(zhuǎn)變、少交叉，盡量和道路平行或垂直敷設(shè)； 當(dāng)管線必須轉(zhuǎn)彎敷設(shè)時(shí)，其轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。(2) 當(dāng)幾條管線交叉布置發(fā)生矛盾時(shí)，一般應(yīng)以壓力流管道避讓重力流管道； 小管徑管道讓大管徑管道；技術(shù)要求低的管線讓技術(shù)要求高的管線；新建管線讓 已建的永久管線。(3) 所有管線提倡直埋，除明溝排(雨)水外，一般不做地下管溝如電纜溝、暖 氣溝等：地下管線的上部覆土深度應(yīng)符合地下管線最小覆土深度表的要求。(4) 各類管線之間及其與其他建筑、設(shè)施的最小水平、垂直間距應(yīng)符合地下 管線最小垂直掙距表和地下管線交叉最小

6、垂直凈距表的要求。(5) 為了方便旋工、檢修和不影響交通，地下管線盡可能不要布置在交通頻 繁的機(jī)動(dòng)車道下面，可優(yōu)先考慮敷設(shè)在綠地或人行道下面，尤其是小口徑給水管、 煤氣管、電力、電訊管纜。其次，才考慮布置在非機(jī)動(dòng)車道下面。大管徑的給水 管、雨水管、污水管等較少檢修的管道才可布置在機(jī)動(dòng)車道下面。(6) 為節(jié)省占地面積和減少土方量，某些性質(zhì)同類的管道可在留出安裝檢修距離后平行或上下共溝敷設(shè)，但性質(zhì)相悖的管道，如電力管線與煤氣，則嚴(yán)禁近 距離同溝敷設(shè)。922管道敷設(shè)原則及敷設(shè)方式布置管路時(shí)，應(yīng)對車間所有管路，包括生產(chǎn)系統(tǒng)管路、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)管路、 電纜和照明管路、儀表管路、采暖通風(fēng)管路等作出全盤規(guī)劃。

7、應(yīng)了解建筑物，構(gòu) 筑物、設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料，以便進(jìn)行管路固定的設(shè)計(jì)。（1）管道應(yīng)盡可能地上敷設(shè)。（2）管道應(yīng)避免通過電動(dòng)機(jī)、配電盤、儀表盤上空；在有吊車的情況下， 管道的布置應(yīng)不妨礙吊車工作。（3）管道的布置不應(yīng)妨礙設(shè)備、管件、閥門、儀表的檢修。塔和窗口的管 路不可從人孔正前方通過，以免影響打開人孔。（4）管道應(yīng)盡量集中布置在公用管架上，平行走直線敷設(shè)，力求整齊、美 觀，少拐彎，少交叉，不妨礙門窗開啟和設(shè)備。閥門及管件的安裝維修，并列管 道的閥門應(yīng)盡量錯(cuò)開排列。（5）全廠性管架或管墩上應(yīng)留有10%30%的空位，并考慮其荷重，裝置中 管廊管架應(yīng)留有10%的空位，并考慮其荷重。（6）管道敷設(shè)坡度不可小

8、于0.002,管道的高位點(diǎn)、低位點(diǎn)應(yīng)設(shè)置放氣、放 水裝置。（7）管道應(yīng)盡量沿墻面鋪設(shè)，或布置在固定在墻上的管架上。（8）地下管線、管溝，不得布置在建筑物、構(gòu)筑物的基礎(chǔ)壓力影響范圍內(nèi)和平行敷設(shè)在道路下面，并不宜平行敷設(shè)在道路下面。管架高度根據(jù)規(guī)范要求進(jìn) 行，管架跨路之處凈高需大于5米，自來水管、排水管采用埋地敷設(shè)，地下管線 的管頂覆土厚度，應(yīng)根據(jù)外部荷載、管材強(qiáng)度及土壤凍結(jié)深度等條件確定。直埋式的地下管線，不應(yīng)平行重疊敷設(shè)。（9）輸送易燃、易爆介質(zhì)的管路，一般應(yīng)設(shè)有防火安全裝置和防爆安全裝 置如安全閥、防爆膜、阻火器、水封等。此類管路不得敷設(shè)在生活間、樓梯間和 廊等處。易燃易爆和有毒介質(zhì)的放空管

9、應(yīng)引至高出鄰近建筑物處。9.3管道設(shè)計(jì)9.3.1管道直徑（1）同一介質(zhì)在不同管徑的情況下，雖然流速和管長相同，但管道的壓力 降可能相差較大，因此在設(shè)計(jì)管道時(shí)，如允許壓力降相同，小流率介質(zhì)應(yīng)選用較 小流率，大流率介質(zhì)應(yīng)選用較高流速。確定管徑后，應(yīng)選用符合管材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。（2）不同流體按其性質(zhì)、狀態(tài)和操作要求的不同，應(yīng)選用不同的流速。粘 度較高的液體，摩擦阻力較大，應(yīng)選較低流速，允許壓力降較小的管道。為了防止因介質(zhì)流速過高而引起管道沖蝕、 磨損、振動(dòng)和噪聲等現(xiàn)象，液體流速一般不 宜超過4m/s；氣體流速一般不超過其臨界速度的85%,真空下最大不超過100m/s； 含有固體的流體，其流速不應(yīng)過低，以

10、免固體沉積在管內(nèi)而堵塞管道， 但也不宜 太高，以免加速管道的腐蝕或磨損。（3）管道直徑的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足工藝對管道的要求，其流通能力應(yīng)按正常生產(chǎn)條件下介質(zhì)的最大流量考慮，其最大壓力降應(yīng)不超過工藝允許值， 其流速應(yīng)位于 根據(jù)介質(zhì)的特性所確定的安全流速范圍內(nèi)。 綜合權(quán)衡建設(shè)投資和操作費(fèi)用。一套 化工裝置的管道投資一般占裝置投資的 20%左右，因此在確定管徑時(shí)，應(yīng)綜合權(quán) 衡投資和操作費(fèi)用兩種因素，取其最佳值，即成本最低點(diǎn)。二 u由選定的管內(nèi)流體流速按下式計(jì)算管子內(nèi)徑，并修正到符合公稱直徑要求：整理得:式中：VS :通過管道的流體流量（m3s）d:管子直徑（m）u:流體常用速度（m/s），般液體為0.53m

11、/s,氣體為1530m/s。（4）常用液體流速與條件表9-2常用液體流速與條件每100m管長的壓力降控制值（ Pfioo）介質(zhì)管道種類壓力降kPa輸送液體的管道自流的液體管道5泵的吸入管道飽和液體10 11不飽和液體20 22泵的排除管道流量小于150m /h45 50流量大于150m3/h45循環(huán)冷卻水管道30輸送氣體的管道負(fù)壓管道Pv 49kPa1.1349kPav P101v kPa1.96通風(fēng)機(jī)管道P=101kPa1.96壓縮機(jī)吸入管道101kPav P 111kPa1.96111kPa P 0.45MPa0.01壓縮機(jī)排出管和其他壓力管道P 0.45MPa0.01P工藝用的加熱蒸汽管

12、道pw 0.3MPa100.3kpav P 0.6kPa150.6kpav P 20030 40冷凝水自流0.2 0.5DN=200 10035 25排出廢 水自流0.4 0.8DN 20040 60Pv 1MPa108DN=200 10050 30P=1 10MPa10 20DN 10MPa812自來水主管 P=0.3MPa1.5 3.5往復(fù)式真空泵吸 入管13 16支管 P=0.3MPa1.0 1.5往復(fù)式真空泵排 出管25 30鍋爐給水P 0.8MPa1.2 3.5油封式真空泵吸 入管10 139.3.2管壁厚度一般低壓管道的壁厚，可憑經(jīng)驗(yàn)選用；較高壓力管路，可按下表選擇常用的壁厚，另外

13、還要考慮材質(zhì)的因素，常用公稱壓力下的管壁厚度如表9-3所示：表9-4常用公稱壓力下的管壁厚度公稱直徑/mm管子外徑/mm管壁厚度/mmPN=1.6PN=2.5PM=4PN=6.4PN=1015182.52.52.52.5320252.52.52.52.5325322.52.52.533.532382.52.5333.540452.5333.53.450572.535.53.54.5707633.53.54.5680893.5445610010844467125133444.5691501594.54.557102002196671013250273888111630032588912-3503

14、77991010-4004269101215-933管材管材應(yīng)按輸送介質(zhì)的溫度和壓力選用。 一般在選擇管材時(shí)，首先考慮管材的 機(jī)械性能（主要是強(qiáng)度）能否達(dá)到輸送介質(zhì)工作壓力的要求。管材的材質(zhì)，壁厚 則應(yīng)按設(shè)計(jì)要求決定，不能隨意更換或用管壁過厚（或過?。┑墓茏执?。其次 考慮介質(zhì)的溫度，通常管材隨著被輸送介質(zhì)溫度的升高而強(qiáng)度變低。 所以管材的 材質(zhì)，壁厚與輸送介質(zhì)的壓力和溫度有密切的關(guān)系。 管道材料應(yīng)根據(jù)所輸送的流 體的設(shè)計(jì)溫度和壓力進(jìn)行選擇，并應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定的要求。選擇材料時(shí)應(yīng) 考慮由于設(shè)備（如熱交換器、疏水器）、閥門（調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥）等而出現(xiàn)的壓 力、溫度的變化，上游切斷閥、旁通閥應(yīng)符

15、合上游條件；下游切斷閥應(yīng)根據(jù)下游 條件和短時(shí)期的上游條件來確定。（1）鑄鐵管常用于埋在地下的給水總管及污水管等，亦可輸送堿液和濃硫 酸，不可用于鑄鐵管輸送蒸汽及在壓力下輸送爆炸性與有毒性的氣體。（2）無縫鋼管被廣泛應(yīng)用于很多化工裝置中，特點(diǎn)為品質(zhì)均勻和強(qiáng)度高， 可用于輸送有壓力的物料、蒸汽、高壓水、過熱水及輸送燃燒性、爆炸性和有毒 物料，極限工作溫度435C。(3) 常用的管道有鑄鐵管、硅鐵管、水煤氣管、無縫鋼管、有色金屬管、有襯里的鋼管，非金屬管等。934檢修平臺(tái)及檢修通道的設(shè)置管道上設(shè)有經(jīng)常開啟的閥門時(shí)，應(yīng)在閥門處設(shè)置 800 mm 800 mm左右的 操作平臺(tái)，同時(shí)設(shè)置梯子(可設(shè)置直爬梯

16、)，方便操作人員進(jìn)行閥門操作。如管廊 上閥門比較多，可在管廊上設(shè)置可通行的操作通道，供操作閥門和維修使用。9.3.5安全措施(1) 輸送火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲、乙類介質(zhì)或有毒、腐蝕性介質(zhì)的管道，不應(yīng)穿 過與其無關(guān)的建筑物、構(gòu)筑物。(2) 集中敷設(shè)于同一管架上的各種介質(zhì)必須留有規(guī)定間距。從主干線上分 出的支管上，一般情況下都應(yīng)設(shè)置截?cái)嚅y門，以便當(dāng)建筑物內(nèi)部管道系統(tǒng)發(fā)生故 障時(shí)，可以進(jìn)行截?cái)鄼z修，不影響全廠供熱、供氣。(3) 易燃、可燃?xì)怏w管道應(yīng)有消除由于管道內(nèi)氣體流動(dòng)與管壁摩擦而產(chǎn)生 靜電，管道應(yīng)全部可靠接地，電阻不應(yīng)大于10Q,所有法蘭及螺紋連接處應(yīng)焊有 導(dǎo)電的跨線，管道應(yīng)每隔80m接地一次。(4)

17、多層管架中的熱料管道應(yīng)布置在最上層，腐蝕性介質(zhì)管道應(yīng)布置在最下層;易燃液體及液化石油氣體管道嚴(yán)禁與蒸汽、熱料管道相鄰布置；助燃和可燃 介質(zhì)管道之間，宜用不燃物料管道隔開或保持不低于250mm的間距。9.3.6架空要求(1) 架空管道管底至人行道路面垂直距離一般為 2.5m;管底至廠區(qū)道路路 面垂直距離一般不小于5m；(2) 考慮到頂層中壓蒸汽垂直方向的方形補(bǔ)償，根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)中 壓蒸汽管徑DN200，壓力3.5MPa,溫度300E時(shí)，頂層標(biāo)高就不宜小于 4.5m, 否則補(bǔ)償器的彎曲應(yīng)力將很難控制在許用應(yīng)力范圍內(nèi)。(3) 管架的高度必須符合國家和行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在此前提下，底層凈高 一般取

18、+3.5m，層與層之間的凈距，考慮到實(shí)際情況的不同，可相應(yīng)取小一些， 但必須保證該層最大管道的管徑加上保溫層厚度以及管托的高度之和小于層與 層間凈高200mm。（4）架空管道跨越道路時(shí)，由于跨度較大，高度較高，對于管徑較小的管 道，往往會(huì)超過允許跨距，傳統(tǒng)的做法是在道路上設(shè)置鋼桁架， 管道在桁架上通 過，或者采用“大管背小管”等做法。（5）當(dāng)管架上的絕大多數(shù)管道，尤其是距離較長，粘度較大的介質(zhì)管道介質(zhì)流向?yàn)橥环较驎r(shí)，可采用調(diào)節(jié)管架基礎(chǔ)底部標(biāo)高，選取同一高度的管托，來 實(shí)現(xiàn)管道的坡度，綜合坡度一般可取 35/1000之間。（6）架空管道應(yīng)盡可能沿建筑物和建筑物及沿山坡布置，并盡可能采用低 管架

19、敷設(shè)，亦可穿越用氣（汽）車間，并結(jié)合車間內(nèi)部管道敷設(shè)。937外管架的布置設(shè)計(jì)外管架應(yīng)根據(jù)全廠工藝及供熱外管道系統(tǒng)圖、全廠總平面布置圖和分期建設(shè) 規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)；避免管廊包圍裝置（單元），減少管廊與鐵路、道路的交叉，做 到統(tǒng)籌規(guī)劃、整齊有序；設(shè)計(jì)管廊時(shí)，應(yīng)與廠區(qū)內(nèi)的裝置（單元）、道路、建構(gòu) 筑物等協(xié)調(diào)，力求經(jīng)濟(jì)合理，管線長度最短，并盡量減少管架改變走向；考慮到 擴(kuò)建區(qū)的運(yùn)輸，管架應(yīng)預(yù)留出足夠的空間和通道， 在抗震設(shè)防地區(qū)，管架的設(shè)計(jì) 應(yīng)滿足抗震的要求。9.371外管架的形式外管架的形式一般分為單柱（T型）和雙柱（n型）式。按連接結(jié)構(gòu)形式分為獨(dú) 立式、縱梁式、輕型桁架式、桁架式、吊索式、懸索式及軸向

20、懸臂式等。按管道 限位要求分為固定管架和非固定管架。按管架凈空高度分為高管架（凈空高度4.5m）、中管架（凈空高度2.53.5m）、低管架（凈空高度11.5m）和管墩或管枕。 按管架斷面寬度分為小型管架（管架寬度3m）和大型管架（管架寬度3m）。9.372外管架的跨度和寬度獨(dú)立式管架跨度以4m為宜，當(dāng)管架橫梁長度不大于1.8m時(shí)，一般采用單 柱管架，管架橫梁長度不小于2.0m時(shí)，一般采用雙柱管架?？v梁式管架跨度一 般為6.012m，梁間寬度一般為1.52.5m；桁架式管架跨度一般為 1624m, 最大為32m，寬度為2.03.0m；吊索式管架跨度一般為1215m;懸索式管架 跨度一般為2025

21、m。9.373外管架的高度及距設(shè)施的最小間距外管架距鐵路軌頂?shù)膬艨崭叨炔恍∮?5.5m，距工廠主干道的凈空高度不小 于4.5m，推薦值為不小于5.0m，裝置內(nèi)管廊橫梁的底面距地面的凈空高度不小 于4.0m，管廊下檢修通道的高度不小于 3m。管架邊沿與鐵路軌外側(cè)水平距離不小于 3.0m，與道路邊緣的水平距離不小 于1.0 m，與人行道邊緣的水平距離不小于 0.5m，與廠區(qū)圍墻中心的水平距離不 小于1.0m，與有門窗的建筑物外墻水平距離不小于 3.0m，與無門窗的建筑物外 墻水平距離不小于1.5m。9.374外管架的選材外管架的材質(zhì)分為鋼筋混凝土（或混凝土）、鋼結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土（或 混凝土

22、）的組合體，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，合理選用管架結(jié)構(gòu)。外管架的選用：對于裝置規(guī)模較大、管架數(shù)量較多、管架品種較少的，通常 選用預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，能節(jié)約建設(shè)資金，加快工程建設(shè)進(jìn)度；對于裝置規(guī)模 不太大、管架數(shù)量不多且管架品種較多設(shè)計(jì)、施工時(shí)間較緊的，可選用鋼結(jié)構(gòu)或 鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土（或混凝土）的組合體，鋼結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行防腐蝕處理及避雷接 地、靜電接地的設(shè)計(jì)；工藝有防火需要的，還需要設(shè)計(jì)防火涂料。9.3.8管道編號9.3.8.1管道編號組成根據(jù)管道儀表流程圖設(shè)計(jì)規(guī)定（HG 20559-93）的相關(guān)規(guī)定，管道號由五部分組成，在每個(gè)部分之間用一短橫線隔開 圖9-1即為典型的編號示意圖。PL 1 A 0

23、01 100AIAH物料代號工程的工序編號 序列號管道順序號公稱通徑管道等級隔熱*保溫、防火和隔聲代號第二部分 第一部分第三部分第五部分 第四部分管道材質(zhì)類別 順序號笛道的公稱壓力圖9-1管道編號示意圖9.3.8.2管道號各部分說明1、第一部分物料代號：用規(guī)定的大寫英文縮寫字母表示管內(nèi)流動(dòng)的物料介質(zhì)，物料字母代號見管道儀表流程圖上的物料代號和縮寫詞（HG20559 93）。工程中需 要但在規(guī)定中沒有列入的物料代號應(yīng)根據(jù)工程要求，由工藝系統(tǒng)專業(yè)負(fù)責(zé)人編 制，經(jīng)設(shè)計(jì)經(jīng)理批準(zhǔn)后在工程中應(yīng)用。2、第二部分工程的工序（主項(xiàng)）編號和管道順序號：由二個(gè)或三個(gè)單元組成，一般用數(shù)字 或帶字母（字母要占一位數(shù)，大小與數(shù)字相同）的數(shù)字組成。（1）工程的工序編號單元工程的工序（主項(xiàng)）編號是工程項(xiàng)目給定的，由裝置內(nèi)分配給每一個(gè)工序（主項(xiàng)） 的識(shí)別號，用兩位數(shù)字表示，如 0