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1、设备及管道布置专题 主讲：李劲飞,压力管道设计审批人员培训班,一、管道与压力管道的概念 1、管道是与铁路、水路、公路、航空并列的五大运输行业 之一； 2、管道的定义及其特点； 定义： “管道”可以解释为“由管道组成件、管道支吊架、隔热层 和防腐层组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、 计量或控制流体流动”的特种设备。 “压力管道”顾名思义就是承压的管道,由于它存在的安全 问题比较多，国家规定压力管道要受监督和检查。 特点： a、管系相互联系牵扯和影响，且长细比大，易于失稳， 受力情况更复杂；,b、压力管道设计除了要考虑常规因素外，还需考虑柔 性、振动、支撑等特殊因素； c.、管内流体流动状态
2、复杂，缓冲余地小，工作条件变 化频率大； d、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； e、管道上的可能泄漏点多于压力容器。 二、压力管道的分类和管理 压力管道安全管理与监察规定 压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则 1、规定规定了监察范围 2、规则规定了具体的实施方法, 把监察范围内的压力管道划分为三类、两级、十六种 管道类别 类别代号 级别代号 品种代号 GA1(1) GA1 GA1(2) GA1(3) 长输管道 GA GA2(1) GA2 GA2(2) GA2(3) GB1 公用管道 GB GB2,管道类别 类别代号 级别代号 品种代号 GC1(1) GC1
3、 GC1(2) GC1(3) GC1(4) 工业管道 GC GC2(1) GC2 GC2(2) GC2(3) GC2(4) 注：GA2、GB1、GB2、GC2级的压力管道设计资格许可证由省级行政主管部门负责办理（省质量技术监督局）, 强调执行三项标准： a、职业性接触毒物危害程度分级GB5044规定符合下列 条件之一的介质为极度危害介质： 人体接触或吸入后，易发生急性中毒且后果严重的； 发生慢性中毒后，即使脱离接触，病情仍继续发展或不能 治愈的； 已被证明是致癌性强的 最高允许浓度低于每立方米0.1毫克，即使有微量泄漏， 也会对人体造成极大危害的。 b、石油化工企业设计防火规范GB50160
4、c、建筑设计防火规范GBJ16, 规定了各级设计人员的资格和职责 a、审批人员的技术职责 参加设计原则和方案的制定，并审查是否符合合同及有关批 文的要求； 指导设计工作，解决设计中的技术难题； 审查设计文件（包括中间产品），认真填写“审查记录”和质 量评定卡”，并对所审查的文件的质量负责； 参与压力管道设计基础工作和对设计人员的技术培训工作。 b、审查的基本内容 设计是否符合原订的设计原则和方案，与总图布置的关系 是 否正确（坐标、标高、北向、全年最小频率风向等）； 是否符合项目的工程规定的要求（采用标准、预留空间、专 业间的关系、与界区外的联系等）； 是否满足合同或工艺系统的特殊要求（如果有
5、的话）；, 设计文件是否完整无遗漏，表达是否清楚正确，且与最新 版的设计条件相吻合； 管道类、级、种的划分，火灾危险区域的划分，安全间距和 消防通道的布置，是否符合规范要求。 三、国际通行设计体制概述和管道设计基本程序 1国际通行设计体制概述 国际通行设计体制是：一个观念；一套管理方法；一种 运作程序。 2管道设计工作专业的分工 设备布置 （国内大多合二为一） 管道设计工作 管道布置 管道材料 管道机械,3管道设计基本程序 工程设计阶段的划分 基础工程设计阶段 详细工程设计阶段 (2)主要设计文件分为七个版次，即： 初版 （简称 A 版） 内部审核版（简称 B 版） 基础工程设计阶段 用户审核
6、版（简称 C 版） 确认版 （简称 D 版） 研究版 （简称 E 版） 详细工程设计阶段 设计版 （简称 F 版） 施工版 （简称 G 版）,(3)、管道设计的主要工作内容 基础设计阶段主要内容有： 1）接受来自各专业的条件，如工艺、土建、总图、设备 等，其中主要的是PID图、设备表、管道特性表、建议 的设备布置图。 2）完成管道设计的工程设计统一规定 3）完成管道等级表 4）完成压力管道一览表 5）主要管道的走向图（国内还没有做） 6）重要管道的应力分析（一般也不做） 7）提出土建的一次条件 8）提出管道材料用量,详细设计阶段的主要工作内容： 1）接受条件（同基础设计） 2）完成设备布置图
7、3）完成管道布置图 4）提出各专业的一次、二次条件 5）完成本专业的其它图纸 6）管道应力分析计算 7）管架设计 8)材料的详细统计和汇总,四、管道设计在工程设计中的重要性及基本标准 1、管道设计专业是多学科综合性专业。 2、设计周期长，牵涉的面广，工作量大，是设计院大型专业， 在详细设计时的主导专业，又是瓶颈专业。 3、大约有百分之十几的管道事故原因是由设计不当造成的。 据原劳动部对200起管道事故的统计分析： 使用、管理问题 32.6 管件质量问题 27.3% 安装问题 18% 设计问题 11% 腐蚀问题 10.6% 其它问题 0.5% 在我国每年都有几十起，甚至上百起管道事故的发生。,4
8、管道设计用基本标准 工业金属管道设计规范GB503162000 化工管道设计规范HG206951987 化工装置设备布置设计规定HG/T2054692 化工装置管道布置设计规定HG/T205491998 化工装置管道机械设计规定HG/T206451998 化工装置管道材料设计规定HG/T206461999 化工工艺设计施工图内容和深度统一规定HG/T20519-92 钢质管法兰、垫片、紧固件HG20592206351997 化工装置工艺系统工程设计规定（13）HG20559-93 (10)职业性接触毒物危害程度分级标准GB5044-85 (11)石油化工企业设计防火规范GB50160-92,（
9、1999年版） (12)建筑设计防火规范GBJ16-87,（2001年版）,(13)城镇燃气设计规范GB50028-93，1998版(2002年局部条文修改） (14)城镇热力网设计规范CJJ34 2001 (15)城镇直埋供热管道工程技术规程CJJ/T81-98 (16)输气管道工程设计规范GB50251-94 (17)输油管道工程设计规范GB50253-94 (18)输油、输气管道穿跨越工程设计规范SY/T0015.1-2-98,五、压力管道设计文件 为了确保压力管道设计质量，非常有必要规范压力管道设计文件，严格执行压力管道设计文件的校、审及签署制度。需要进行校、审和签署的压力管道设计文件
10、包括： （1）专业间相互提出的设计条件及图纸。 （2）基础设计/初步设计、详细设计/施工图设计的图纸、表格、计算书以及工程设计统一规定都应进行校、审及签署。 1.校审级别：根据工程性质及文件的重要程度确定校审级别，一般情况下分为三级：一级：校核；二级：校核、审核；三级：校核、审核、审定。 2.签署规定 2.1校审人应从有校审资格人员名单中选派(什么资格)。 2.2校审人员名单应在项目质量计划中列出。 2.3同一设计文件的设计人不能兼任校核人、审核人；校核人不能兼任审核人。 2.4在见习期间的大中专毕业生和其他无职称人员不得单独承担设计，在他人指导下绘制的图纸，可和指导人在设计(编制)栏内共同签
11、署，但不得单独签署。,3 、压力管道设计文件的组成及签署要求 见表5.1和5.2，设计文件中表格的具体内容及样式（见演示） 4、压力管道设计文件的校审要求 5、设计文件中常见的一些问题 （1）设计文件不完整 （2）配管图中图面表达不正确、内容不完整 （3）材料表中的问题 （4）管架表、管架图以及管架在配管图上的表示 （5）管道应力分析计算中存在的问题,六、设备布置 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区内，对生产设备按物流顺序进 行 有序排布和摆放，使之同时满足PID要求；安全、环保 要 求；生产、操作、安装、维修要求的过程。 1、设备布置的基本任务 基础设计阶段： 编制设备
12、布置工程规定和有关说明文件； 绘制设备布置图； 提出相关设计条件； 详细设计阶段： 修改并发布研究版、设计版设备布置图 完成施工版设备布置图,2、设备布置原则和应考虑的因素 最小频率风向和管廊的布置对设备布置的影响 考虑最小频率风向的影响，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。 3、几类设备及建构筑物的布置 (1)主管廊的布置 (2)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。 平台与服务对象的相对高度（6001600）， 加设踢脚板。 直爬梯：宽（400 600）；高度4m加安全护栏；顶部高 出平台1 1.2m；直爬梯每段不宜9m
13、。 斜梯每段高差不宜5.5m；高塔的直爬梯不能是一条直线； 两个安全通道之间的距离不得大于50m。 (3)换热器的布置 (4)罐区的布置 (5)泵类的布置,几种换热器插 图,风玫瑰插 图,管廊引管插 图,主管廊插 图,塔梯子平台插 图,主管廊插 图,七、公用管道布置（燃气和热力管道） 1、特点 用于民用或公共事业的管道，也用于工业企业的气源输送，用气的企业也相当于一个用户。 燃气、热力管道大部分采用埋地敷设，有穿跨越工程。 2、燃气加臭处理安全措施的要求 应具有可以察觉的臭味，无臭味或臭味不足的燃气要加臭。 有毒燃气泄漏到空气中，达到对人体允许浓度之前应能察觉；无毒燃气在达到爆炸下限的20浓度
14、时应能察觉。 3、公用管道布置的一般原则 符合城市规划； 充分考虑负荷分布和城市的发展； 进行布线方案的技术经济比较； 布置在车行道以外且平行于道路； 注意避开不良地质地段； 一般埋地敷设，不能从建构筑下穿越，且在冰冻线以下； 燃气具有保障供应的特殊性，布置成环路，多个方向供气。,4、城市热力网管道介质设计参数的适应范围 热水热力网压力小于或等于2.5MPa，温度小于或等于200； 蒸汽热力网压力小于或等于1.6MPa，温度小于或等于350 。 5、城镇燃气工程的施工验收规范 城镇燃气输配工程施工验收规范CJJ33-89 强度试验要求：试验压力为设计压力的1.5倍，且钢管不得低0.3MPa，铸
15、铁管不得低于0.05MPa。稳压1小时。 气密性试验要求： 设计压力小于等于5kPa时，试验压力应为20kPa 设计压力大于5kPa时，试验压力应为设计压力的 1.15倍，但不小于100kPa。保压24小时，压力降应合格。 热力管网工程的施工验收应执行城市供热管网工程施工及验收规范CJJ28-89,八、工业管道布置 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，进行综合规划和有序排布的过程，并使之同时满足P&ID 、安全、操作、检修的规定和要求。 1、管道布置的综合规划 2、管道布置设计必须具备的条件 3、管道布置的一般要求 （1）符合P&
16、ID 的要求（燃气、热力的系统图）； （2）做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、检修； （3）管道系统具有必要的柔性，推力、力矩在允许范围； （4）按步步高或步步低布置，避免形成气袋或液袋； （5）振动管道采用1.5倍DN的弯头或煨弯； （6）易燃易爆、有毒介质管道避免布置在人行通道上方；,支管顺序插 图,推力插 图,九、几种管道布置的具体要求 1、管廊或总管管架上的管道布置 （1）布置的原则（教材）； （2）布置的注意事项； 2、泵的管道布置； 3、离心式压缩机的管道布置 ； 4、往复式压缩机的管道布置 ； 5、蒸汽轮机的管道布置 ； 6、安全阀的管道布置 ； 7、罐区的管道布置； 8、蒸汽管道布置。,管廊插 图,支管插 图,支架腿插 图,泵进出口插 图,壳体带膨胀节的立式设备安装时，应考虑膨胀节直径D与支耳螺栓孔中心园直径d的关系。 如果Dd应按上图进行安装。,安装孔,从干管上引出支管的区域。,返 回,管廊上“”形补偿器的布置。,返 回,低点排净,高点放空区域,返 回,风玫瑰图 最小频率风向为东风,返 回,换热器立式安装，应注意折流板的单双数和管程数，以确定管口位置；,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).,返 回,返 回,纵向梁,返 回,泵进口的配管 上图 不合理 下图 合理,返 回,返 回,界区线,返 回,返 回,