發表時間： 2024-01-26 14:09:13
作者： 石油化工設備維護與檢修網
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01管道設計條件的確定
設計壓力
化工管道及其組成件設計壓力應不低于操作過程中有由內壓與溫度組合的最苛刻條件下的壓力。
1、所有與設備或者壓力容器連接的管道，其設計壓力應不低于設備或容器的設計壓力，并滿足以下要求：
（1）設置安全泄壓裝置的管道，其設計壓力應不低于安全泄放壓力與液柱靜壓力之和。
（2）沒有設置安全泄壓裝置時，其設計壓力不應低于壓力源可能達到的最高壓力和靜液柱壓力之和。
2、無安全泄壓裝置的離心泵出口管道設計壓力，應取以下兩項較大值
（1）離心泵正常吸入壓力加泵的出具偶額定壓差的1.2倍。
（2）離心泵的最大吸入壓力加泵的出口壓差
3、真空管道壓力取0.098MPa。
設計溫度
化工管道及其組成件的設計溫度不應低于操作過程中，由壓力和溫度構成的最苛刻的條件要求。
不同管道的設計溫度由以下要求確定:
1、無隔熱層管道的設計溫度
（1）SHA級的管道組成件，應當取介質溫度為設計溫度，如取其他溫度作為設計溫度時必須通過計算并通過實驗核實。
（2）其余級別的管道及其組成件的設計溫度，當介質的溫度小于65度時取介質溫度，當介質溫度大于或等于65度時按下列原則選取：
A、管子、對焊管件、承插焊或對焊閥門及其他壁厚與管道相近的組成件設計溫度不一般高小于95%介質溫度。
B、法蘭、墊片及帶法蘭的閥門管件應不低于90%介質溫度。
C、螺栓、螺母等緊固件應不低于80%介質溫度。
2、帶外隔熱層的管道應根據溫度條件對管材的作用后果的嚴重性取介質的最高最低工作溫度作為設計溫度。
3、帶襯里或內隔熱層的管道，其基體材料設計溫度應經產熱計算或實測確定。
4、帶夾套會伴熱的管道當工藝溫度高于伴熱介質時，取工藝介質溫度為設計溫度；當工藝介質溫度低于伴熱介質溫度時，取伴熱介質溫度減10度和工藝介質溫度較高者
5、對于安全泄壓管道應取排放時可能出現的最高溫度或最低溫度作為設計溫度。
6、要求吹掃的管道應根據具體條件確定。
02管道布置應考慮的因素
物料因素
有腐蝕性物料的管道，應布置在平行管道的下方或外側。易燃、易爆、有毒和有腐蝕性物料的管道不應敷設在生活區、樓梯和走廊處，并配置安全閥、防暴膜、阻火器、水封等。防水、防暴裝置、放空管應引至室外指定地方或高出屋面2m以上。
冷熱管道盡量分開布置。不得已時，熱管在上，冷管在下。其保溫層外表面的間距，上下并行時一般不小于0.5m。交叉排列時，不應小于0.25m，保溫材料及保溫層的厚度根據規范規定。
管道敷設應有坡度，坡度方向一般均沿著物料流動方向，但也有與物料流動方向相反的。坡度一般為1/100～5/1000。輸送黏度大的物料管，坡度要求大些，可至1/100。含固體結晶的物料管道坡度可至5/100左右。埋地管道及敷設在地溝中的管道，在停止生產時，其積存物料不考慮放盡，可不考慮敷設坡度。
有關物料管道的坡度列于表中
管路布置，除滿足正常生產要求外，還應符合開、停工和處理事故的要求。開停工時，由于有關部分有開，有停，應當設置旁路管道，還應設置開工裝料，停工時排料及不合格產品的再加工管道，管路應能適應操作變化，避免繁瑣，防止浪費。
在蒸汽主管和長距離管線的適當地點應分別設置帶疏水器的放水口及膨脹器。為了安全起見，盡量不要把高壓蒸汽直接引入低壓蒸氣系統。如有必要，應裝減壓閥并在低壓系統上裝安全閥。
污水應排放至專門系統，并考慮綜合利用。根據污水的具體情況，可分別用合流式（即工業污水、雨水和便溺水全部由一個管網排出）或分流式（即工業污水和便溺水由一個管網排出，雨水和工業清水則由另一個管網排出）。有毒的污水須經處理后，方可排放。
真空管線應盡量縮短，避免過多的曲折，使阻力小，達到更大的真空度。還應避免用截止閥，因其阻力大，影響系統的真空度。
施工、操作及維修
支管多的管道應布置在并行管的外側。引支管時，氣體管從上方引出，液體管從下方引出。管道應集中架空布置，盡量走直線，少拐彎，不要擋門窗和妨礙設備、閥門、管件等的維修；不應妨礙吊車作業；在行走過道地面2.2m的空間也不應安裝管道。
管道應避免出現“氣袋”、“口袋”和“盲腸”。集氣系統的布置應使得蒸汽能方便地向最高點排放。
如有可能管道應沿墻安裝，管與墻間距離以能容納管件、閥門及方便維修為原則。
安全生產
閥門要布置在便于操作的部位。操作頻繁的閥門應按操作順序排列。容易開錯且會引起重大事故的閥門，相互間距要拉開，并涂刷不同顏色。
地下管道通過道路或有負荷地區，應加保護措施。
管道與閥門的重量，不要考慮支撐在設備上（尤其是制設備、非金屬材料設備、硅鐵泵等）。
其他因素
距離較近的兩設備間，管道一般不應直連，因墊片不宜配準，故難以緊密連接。設備之一未與建筑物固定或有波形伸縮者例外，建議采用45°斜接或90°彎接。
管道通過樓板、屋頂或墻時，應安裝一個直徑大的管套，管套應高出樓板，平臺表面50mm。
管道布置中應顧及電纜、照明、儀表、暖風等其他管道，應全面考慮，各就各位。
03單元設備的管道布置
1.泵的管道布置搜索
泵的布置方式有三種：露天布置、半露天布置和室內布置：
露天布置：
露天布置的泵，通常集中布置在管廊的下方或側面，也可分散布置在被抽吸設備的附近。其優點是通風良好，操作和檢修方便；
半露天布置：
半露天布置的泵適用于多雨地區，一般在管廊下方布置泵，在上方管道上部設雨棚。或將泵布置在構架的下層地面上，以構架平臺作為雨棚。這些泵可根據與泵有關設計布置要求，將泵布置成單排、雙排或多排；
室內布置：
在寒冷或多風沙地區可將泵布置在室內。如果工藝過程要求設備布置在室內時，其所屬的泵也應在室內布置。
泵的管道設計
泵的布置具體要求如下：
1）成排布置的泵應按防火要求、操作條件和物料特性分組布置；泵露天、半露天布置時；操作溫度等于或高于自燃點的可燃液體泵宜集中布置；與操作溫度低于自燃點的可燃液體泵之間應有不小于4.5m的防火間距；與液體烴泵之間應有不小于7.5m的防火間距；
2）泵成排布置時，宜將泵端出。人口中心線對齊，或將泵端基礎邊線對齊；
3）泵雙排布置時，宜將兩排泵的動力端相對，在中間留出檢修通道；
4）泵布置在主管廊下方或外側時，泵區通道的最小凈寬為2m，最小凈高為3m，泵端前面操作通道的寬度，不應小于1m；
5）泵布置在管廊下方或外側時，不論是單排或雙排，泵和驅動機的中心線宜與管廊走向垂直；
6）泵布置在室內時，兩排泵凈距不應小于2m。泵端或泵側與墻之間的凈距應滿足操作、檢修要求且不宜小于lm；
7）除安裝在聯合基礎上的小型泵外，兩臺泵之間的凈距不宜小于0.7m；
8）泵的基礎面宜高出地面200mm。最小不得小于100mm；在泵吸入口前安裝過濾器時，泵基礎高度應考慮過濾器能方便清洗和拆裝；
9）立式泵布置在主管廊下方或構架下方時，其上方應留出泵體安裝和檢修所需的空間；
10）輸送極度危害物質（如丙烯氫氰酸等）的泵房與其他泵房應分隔設置；
11）消防水泵房應設雙動力源；
12）公用備用泵宜布置在相應泵的中間位置；
13）泵的布置應考慮管道柔性設計要求。
①、泵體不宜承受進出口管道和閥門的重量，故進泵前和出泵后的管道必須設置支持裝置，盡可能做到泵移走時不設臨時支架。
②、吸入管道應盡可能短，少拐彎，并避免突然縮小管徑。
③、吸入管道的直徑不應小于泵的吸入口。當泵的吸入口為水平方向時，應配置偏心異徑管，采用的泵的吸入口為垂直方向，可配置同心異徑管。
④、為防止泵停時物料倒沖，泵的排出管上應設止回閥。止回閥應設在切斷閥之前，停車后將切斷閥關閉，以免止回閥的閥板長期受壓損壞。
2.換熱器的管道布置搜索
（1）管殼式換熱器工藝管道布置應注意冷熱物流的流向，一般被加熱介質（冷流）應由下而上，被冷凝或被冷卻介質（熱流）應由上而下。管道距地面或平臺的凈空大于等于100mm。
（2）配管應不妨礙設備的檢修；不影響設備的抽芯（管束或內管）；不妨礙設備的法蘭和閥門自身法蘭的拆卸或安裝。
（3）并聯換熱器的管道應對稱布置，使流量分配均勻。
（4）再沸器的降液管和升汽管在熱脹許用應力范圍內，應盡可能短而直，減少彎頭數量，以減少壓降。
平面布置時換熱器的管箱正對道路，便于抽出管箱，頂蓋對著管廊。配管前先確定換熱器兩端和法蘭周圍的安裝和維修空間（如圖中的扳手空間、搖開封頭空間等），在這個空間內不能有任何障礙物。
配管時管道要盡量短，操作、維修要方便。在管廊上有轉彎的管道布置在換熱器的右側，從換熱器底部引出的管道也從右側轉彎向上。從管廊的總管引來的公用工程管道，可以布置在換熱器的任何一側。將管箱上的冷卻水進口排齊，并將其布置在冷卻水地下總管的上方，回水管布置在冷卻水總管的管邊。換熱器與鄰近設備間可用管道直接架空連接。管箱上下的連接管道要及早轉彎，并設置一短彎管，便于管箱的拆卸。
閥門、自動調節閥及儀表應沿操作通道并靠近換熱器布置，使人站在通道上可以進行操作。
與管廊連接的管道、管廊下泵的出口管、高度比管廊低的設備和換熱器的接管的標高，均應比管廊低0.5-0.8m。若一層排不下時，可置于再下一層上，兩層之間相隔0.5 - 0.8m。蒸汽支管應從總管上方引出，以防止凝液進入。
換熱器應有合適的支架，不能讓管道重量都壓在換熱器的接口上。儀表應布置在便于觀測和維修的地方。
3.塔的管道布置搜索
塔器管道一般可分為塔頂管道、塔體側面管道和塔底管道。塔頂管道包括塔頂油氣、安全閥進出口、油氣放空等管道；塔體側面管道包括回流、進料、側線抽出、汽提蒸汽、重沸器入口和返回等管道；塔底管道包括塔底抽出和排液等管道。上述管道都與塔體上的開口相連接，且一般都是沿塔體敷設的。
通常將塔的四周大致劃分為操作和檢修所需的操作側（檢修側）和配管所需的管道側。管道應布置在管道側，不得四周均布，管道側一般不設平臺，平臺和人孔均應設在操作側。
管道布置應從塔頂部到塔底部自上而下進行規劃，并且應首先考慮塔頂和大直徑管道的位置和自流管道的走向，再布置壓力管道和一般管道，最后考慮塔底和小直徑管道。且塔上部較大直徑管道應布置在管道側的中間、中下部連接的管道宜順序的布置在其兩側。
管道側布置的“管束”盡量布置在距設備中心同一曲率半徑上。也可將管道布置在平行于設備切線的位置上。一般管外壁距塔外壁凈距至少為300mm（當管道或塔設有隔熱層時以隔熱層外壁計算）。
布置方式:
原則---同類設備集中布置。塔與塔之間的距離：地面以下的基礎不能撞，不小于2.5m。
1）單排布置：管廊的一側有多個塔時,如果它們的直徑相差不大時，中心線對齊；如果直徑相差較大時，靠近管廊側的切線對齊。一般距管廊3m，如果有塔底泵，距離要考慮泵的操作與維修。
2）非單排布置：對于直徑較小本體較高的塔可以雙排布置或成三角形布置，這樣可以做聯合平臺將塔聯系在一起，從而增加相對穩定性。但做聯合平臺必須考慮設備不同操作溫度的熱脹問題，一般在兩塔的平臺間采用鉸接或留縫隙，以適應不同的熱膨脹量，避免平臺損壞。
3）構架式布置：對直徑小于等于1000mm的塔還可以布置在框架內,利用構架提高其穩定性和設置平臺、梯子。但是沿塔向下走的管子要避免與框架上開口處的梁碰撞。
布置要求：
A、平面布置距離要求：
1)沿管廊布置的塔與管廊的間距: 如果塔與管廊間布置泵時,應按照泵的操作、維修和配管要求確定；如果塔和管廊之間不布置泵時，塔外壁與管架立柱中心線的距離，不宜小于3m。
2) 多塔間距離要滿足操作、維修通道和基礎布置的需要，兩塔間的凈距不宜小于2.5m。
B、安裝高度要求：（原則上由工藝定）
1）當利用內壓或流體重力將物料送往其它設備或管道時，應由其內壓和被送往設備或管道的壓力和高度確定。
2）當用泵抽吸時，應由泵的汽蝕余量和吸入管道的壓力降確定設備安裝高度。
3）當有非明火加熱重沸器的塔，其安裝高度應按工藝要求的塔和重沸器之間的相互關系和操作要求確定。
4）應滿足塔底管道安裝和操作所需的最小凈空，保證人的通行，且塔的基礎面高出地面不應小于200mm。
4.壓縮機的管道布置搜索
（1）壓縮機的進出口管道布置，在滿足熱補償和壓縮機管嘴容許壓力的條件下，應盡量減少彎頭數量，以減少壓降。
（2）進出口均應設置切斷閥，出口管道上設置止回閥，以防止壓縮機切換或事故停機時物流倒回機體內。
（3）壓縮機應盡量靠近上游設備，使壓縮機入口管道短而直；入口管道應從總管頂部接出，并設置人孔或可拆卸短節；當吸入介質為飽和氣體時，入口管道應保溫或伴熱。
5.立式容器的管道布置搜索
立式容器（包括反應器）一般成排布置，因此把操作相同的管道一起布置在容器的相應位置，可避免錯誤操作，比較安全。
例如，兩個容器成排布置時，可將管口對稱布置。三個以上容器成排布置時，可將各管口布置在設備的相同位置。有攪拌裝置的容器，管道不得妨礙攪拌器的拆卸和維修。
立式容器的管道布置簡圖說明
（a）表示距離較近的兩設備間的管道不能直連，而應采用45°或90°彎接。
（b）進料管置于設備之前，便于站在地（樓）面上進行操作。
（c）出料管沿墻鋪設時，設備間的距離大一些，人可進入設備間操作，離墻的距離就可小一些。
（d）出料從前部引出，經過閥門后立即引入地下（走地溝或埋地鋪設），設備之間的距離及設備與墻之間的距離均可小一些。
（e）容器直徑不大和底部離地（樓）面較高時，出料管從底部中心引出。這樣布置，其管道短，占地面積小。
（f）兩個設備的進料管對稱布置，便于人站在操作臺上進行操作。
6.臥式容器的管道布置搜索
臥式容器的管口一般布置在一條直線上，各種閥門也直接安裝在管口上。若容器底部離操作臺面較高，則可將出料管閥門布置在臺面上，在臺面上操作；否則應將出料管閥門布置在臺面下，并將閥桿接長，伸到臺面上進行操作。
7.離心壓縮機的管道布置搜索
離心壓縮機管道布置必須符合下列要求：管道布置應符合有關的設計標準、規范、規定；符合工藝流程圖及儀表流程圖的要求；管道布置應使管系有一定的柔性，保證管道對壓縮機管口作用力及力矩不超過壓縮機廠家的許用數值的范圍；管道布置應考慮設置合理的支撐點及相匹配的管道支架的類型；管道布置應統籌設計規劃，保證壓縮機安全可靠運行，同時要滿足施工、檢修操作等各方面的要求 。
離心壓縮機進口管道布置的要求：
離心壓縮機采用封閉式廠房安裝時，一般進口管道設置在廠房外面，能夠節約場地及方便施工和檢修；壓縮機進口一般不能直接與彎頭連接，保證最短的直管段應大于2倍的管徑，通常取3～5倍的管徑。根據流程圖的要求，一般情況下進口管道應設置氣液分離器，分離設備盡量靠近進口處，同時考慮管道有一定的坡度坡向氣液分離器。為了防止開車前雜物進入壓縮機，在管道進口設置一段可拆卸的短管，便于安裝臨時過濾器。
離心壓縮機出口管道布置的要求：
經過管道應力分析后，出口管道在滿足壓縮機管口力及力矩的情況下，通常在管道出口附近設置變力彈簧支吊架，根據管道支架需要生根的地方確定合適的形式及類型，載荷及貼板大小根據應力分析的結果統一考慮；壓縮機出口的管道不能有袋形；出口管道一般必須有防止氣體、液體倒流的止回閥，管道管徑偏大時，止回閥應盡量靠近機組，防止逆流破壞壓縮機；出口管道的相關的操作閥門應布置在壓縮機二層平臺上，方便操作人員操作和觀察現場儀表；管道布置滿足壓縮機管口受力的同時，走向應盡量短，減少彎頭的數量，降低管道的阻力。
8.往復式壓縮機的管道布置搜索
往復式壓縮機是煉油化工裝置中的重要設備，在其管道設計中，工藝管道布置是十分重要的，除滿足管道布置的工藝要求外，還應滿足管道布置的抗振要求。在抗振設計中，除了應滿足管系柔性需要外，還要盡量將管道振動控制在合理范圍內。
往復式壓縮機入口分液罐的設置：
往復式壓縮機入口一般都設有入口分液罐，主要是為壓縮機提供穩定氣流，使入口管道中的氣體凝液在入口分液罐中分離出來，避免液體帶進壓縮機汽缸內。為了減少壓縮機入口管道的壓力降，要求分液罐布置在壓縮機附近易操作維護的場地。另外，兩臺以上的壓縮機共用一個入口分液罐時，壓縮機的位置宜對稱布置。管道布置要求入口分液罐到入口嘴子這段管道為最短，使其壓力損失最小，而且管內不存液。
往復式壓縮機進出口管道的布置：
管道走向有兩種布置方式：一種為管道架空布置，此種布置方法可避免管道出現袋形，防止積液，但是必須設較高的支架，費用高而且閥門和儀表的操作不方便。一般只要管內不積存大量的氣體和凝液，就不必采用這種布置方式。
另一種方式是地面布置，目前煉油裝置中采用較多，為防止振動，多采用地面設置矮管墩，管道沿地面敷設，如圖1和圖2所示管道敷設在管墩上，支架容易設置，有利于防振；而且閥門和儀表的安裝高度不高，易于進行操作和檢查。但這種布置的缺點是彎頭較多，入口壓力損失較大，且管道上會出現液袋。當輸送易凝介質的入口管道不可避免地出現液袋時，除管道采取保溫和伴熱措施，以保持氣體溫度高于霧點外，還應設置完全排液設施
9.管廊管道布置搜索
鋪設在管廊上的管道種類有：公用管道、公用工程管道、儀表管道及電纜。
（1）一般設備的平面布置都是在管廊的兩側按工藝流程順序布置的，因而與管廊左側設備聯系的管道布置在管廊的左側而與右側設備聯系的管道布置在管廊的右側。管廊的中部宜布置公用工程管道。
（2）大直徑輸送液體的重管道應布置在靠近管架柱子的位置或布置在管架柱子的上方，以使管架的梁承受較小的彎矩。小直徑的輕管道，宜布置在管架的中央部位。
（3）對于雙層管廊，氣體管道、熱的管道宜布置在上層，液體、冷物流、及其他有腐蝕介質的管道宜布置在下層。因此公用工程管道中的蒸汽、壓縮空氣、瓦斯及其他工藝氣體管道布置在上層，其余的公用工程管道的布置可視情況而定。
（4）在支管根部設有切斷閥的蒸汽、熱載體油等公用工程管道，其位置應便于設置閥門操作平臺。
（5）低溫冷凍管道，液化石油氣管道和其他應避免受熱的管道不宜布置在熱管道上方或緊靠不保溫的熱管道。
（6）個別大直徑管道進入管廊改變標高有困難時可以平拐進入，此時該管道應布置在管廊的邊緣。
（7）管廊在進出裝置處通常集中有較多的閥門，應設置操作平臺，平臺宜位于管道的上方。必要時沿管廊走向也應設操作檢修通道。
（8）沿管廊兩側柱子的外側，通常布置調節閥組、伴熱蒸汽分配站、凝結水收集站及取樣冷卻器、過濾器等小型設備。
（9）在布置管廊的管道時，要同儀表專業協商為儀表槽架留好位置。當裝置內的電纜槽架架空敷設時，也要同電氣專業協商并為電纜槽架留好位置。
管廊上管道的布置應根據下面幾個因素確定管道的位置：
一、管徑大小的因素：大直徑輸送液體的重管道（不論其為工藝管道還是公用工程管道）應布置在靠近管架柱子的位置或布置在管架柱子的上方，以使管架的梁承受較小的彎矩，特是個別大直徑管道進入管廊改變標高有困難時可以平拐進入，此時該管道應布置在管廊的邊緣。小直徑的輕管道，宜布置在管架的中央部位。由于小直徑管道的跨距常小于管架的間距，因此這些小管的位置還應考慮能利用大管來設置中間支架。對于單柱的管架，應盡量使管架柱子兩側的負荷勻稱。
二、設備位置的因素：比較經濟合理的設備平面布置都是在管廊的兩側按工藝流程順序布置設備，因此順理成章與管廊左側設備聯系的管道布置在管廊的左側而與右側設備聯系的管道布置在管廊的右側。管廊的中間宜布置公用工程管道，易于向兩側引出。
三、輸送物料性質的因素：低溫管道和不宜受熱的物料管道，如液化烴、冷凍管道等，不應靠近蒸汽管道或不保溫的熱管道布置；氧氣管道不宜與可燃氣體、可燃液體管道相鄰布置；腐蝕性介質的管道，應布置在下層但不應布置在驅動設備的正上方。對于雙層管廊，總原則是上層布置公用工程管道，下層布置工藝管道。通常是氣體管道、熱的管道、鋪設距離較長的工藝管道宜布置在上層；液體的、冷的、液化石油氣、化學藥劑及其他有腐蝕性介質的管道宜布置在下層。因此，公用工程管道中的蒸汽、壓縮空氣、氮氣、氧氣、燃料氣、火炬線，與管橋頂層設備有關的管道及其他工藝氣體管道布置在上層；新鮮水、循環水等液體公用工程管道布置在下層或上層；工藝管道應視其兩側所連接的設備管嘴標高布置在上層或下層，以便使管道“步步高”或“步步低”，當沒有調節閥在較低位置時，管道不得出現袋形。
四、熱應力的因素：需要用Π型補償器吸收熱脹的多根管道宜集中成組水平布置。管徑較大溫度較高需要較大的Π型補償器的管道宜放在外側，反之放在內側以便于成組地設置Π型補償器。當管廊寬度較大時，這些需補償的管道的位置應適中，以免彎管伸出的臂長過大。因為彎管的臂通常是支承在管廊的側梁上的。
10.其他管道布置搜索
（1）管道最高點設置放氣閥，最低點設置放凈閥，排放管道閥門靠近主管設備放空排氣閥門最好應與設備本體直接連接。
（2）排放易燃易爆的氣體管道上應設置阻火器，室外容器的排氣管道上的阻火器應放置在排氣管接口（與設備相接的口）500mm處，室內容器的排氣必須接出屋頂，阻火器放在屋面上或靠近屋面，阻火器至排放口之間的距離不宜超過1m。
（3）管路上設置取樣點時，應選擇便于操作、取出樣品有代表性、真實性的位置。
