設備及管道布置專題 主講：李勁飛,壓力管道設計審批人員培訓班,一、管道與壓力管道的概念 1、管道是與鐵路、水路、公路、航空并列的五大運輸行業(yè) 之一； 2、管道的定義及其特點； 定義： “管道”可以解釋為“由管道組成件、管道支吊架、隔熱層 和防腐層組成，用以輸送、分配、混合、分離、排放、 計量或控制流體流動”的特種設備。 “壓力管道”顧名思義就是承壓的管道,由于它存在的安全 問題比較多，國家規(guī)定壓力管道要受監(jiān)督和檢查。 特點： a、管系相互聯(lián)系牽扯和影響，且長細比大，易于失穩(wěn)， 受力情況更復雜；,b、壓力管道設計除了要考慮常規(guī)因素外，還需考慮柔 性、振動、支撐等特殊因素； c.、管內(nèi)流體流動狀態(tài)復雜，緩沖余地小，工作條件變 化頻率大； d、管道的組成件種類繁多，各有各的特點和技術要求， 選材和總成困難； e、管道上的可能泄漏點多于壓力容器。 二、壓力管道的分類和管理 壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定 壓力容器壓力管道設計單位資格許可與管理規(guī)則 1、規(guī)定規(guī)定了監(jiān)察范圍 2、規(guī)則規(guī)定了具體的實施方法, 把監(jiān)察范圍內(nèi)的壓力管道劃分為三類、兩級、十六種 管道類別 類別代號 級別代號 品種代號 GA1(1) GA1 GA1(2) GA1(3) 長輸管道 GA GA2(1) GA2 GA2(2) GA2(3) GB1 公用管道 GB GB2,管道類別 類別代號 級別代號 品種代號 GC1(1) GC1 GC1(2) GC1(3) GC1(4) 工業(yè)管道 GC GC2(1) GC2 GC2(2) GC2(3) GC2(4) 注：GA2、GB1、GB2、GC2級的壓力管道設計資格許可證由省級行政主管部門負責辦理（省質(zhì)量技術監(jiān)督局）, 強調(diào)執(zhí)行三項標準： a、職業(yè)性接觸毒物危害程度分級GB5044規(guī)定符合下列 條件之一的介質(zhì)為極度危害介質(zhì)： 人體接觸或吸入后，易發(fā)生急性中毒且后果嚴重的； 發(fā)生慢性中毒后，即使脫離接觸，病情仍繼續(xù)發(fā)展或不能 治愈的； 已被證明是致癌性強的 最高允許濃度低于每立方米0.1毫克，即使有微量泄漏， 也會對人體造成極大危害的。 b、石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160 c、建筑設計防火規(guī)范GBJ16, 規(guī)定了各級設計人員的資格和職責 a、審批人員的技術職責 參加設計原則和方案的制定，并審查是否符合合同及有關批 文的要求； 指導設計工作，解決設計中的技術難題； 審查設計文件（包括中間產(chǎn)品），認真填寫“審查記錄”和質(zhì) 量評定卡”，并對所審查的文件的質(zhì)量負責； 參與壓力管道設計基礎工作和對設計人員的技術培訓工作。 b、審查的基本內(nèi)容 設計是否符合原訂的設計原則和方案，與總圖布置的關系 是 否正確（坐標、標高、北向、全年最小頻率風向等）； 是否符合項目的工程規(guī)定的要求（采用標準、預留空間、專 業(yè)間的關系、與界區(qū)外的聯(lián)系等）； 是否滿足合同或工藝系統(tǒng)的特殊要求（如果有的話）；, 設計文件是否完整無遺漏，表達是否清楚正確，且與最新 版的設計條件相吻合； 管道類、級、種的劃分，火災危險區(qū)域的劃分，安全間距和 消防通道的布置，是否符合規(guī)范要求。 三、國際通行設計體制概述和管道設計基本程序 1國際通行設計體制概述 國際通行設計體制是：一個觀念；一套管理方法；一種 運作程序。 2管道設計工作專業(yè)的分工 設備布置 （國內(nèi)大多合二為一） 管道設計工作 管道布置 管道材料 管道機械,3管道設計基本程序 工程設計階段的劃分 基礎工程設計階段 詳細工程設計階段 (2)主要設計文件分為七個版次，即： 初版 （簡稱 A 版） 內(nèi)部審核版（簡稱 B 版） 基礎工程設計階段 用戶審核版（簡稱 C 版） 確認版 （簡稱 D 版） 研究版 （簡稱 E 版） 詳細工程設計階段 設計版 （簡稱 F 版） 施工版 （簡稱 G 版）,(3)、管道設計的主要工作內(nèi)容 基礎設計階段主要內(nèi)容有： 1）接受來自各專業(yè)的條件，如工藝、土建、總圖、設備 等，其中主要的是PID圖、設備表、管道特性表、建議 的設備布置圖。 2）完成管道設計的工程設計統(tǒng)一規(guī)定 3）完成管道等級表 4）完成壓力管道一覽表 5）主要管道的走向圖（國內(nèi)還沒有做） 6）重要管道的應力分析（一般也不做） 7）提出土建的一次條件 8）提出管道材料用量,詳細設計階段的主要工作內(nèi)容： 1）接受條件（同基礎設計） 2）完成設備布置圖 3）完成管道布置圖 4）提出各專業(yè)的一次、二次條件 5）完成本專業(yè)的其它圖紙 6）管道應力分析計算 7）管架設計 8)材料的詳細統(tǒng)計和匯總,四、管道設計在工程設計中的重要性及基本標準 1、管道設計專業(yè)是多學科綜合性專業(yè)。 2、設計周期長，牽涉的面廣，工作量大，是設計院大型專業(yè)， 在詳細設計時的主導專業(yè)，又是瓶頸專業(yè)。 3、大約有百分之十幾的管道事故原因是由設計不當造成的。 據(jù)原勞動部對200起管道事故的統(tǒng)計分析： 使用、管理問題 32.6 管件質(zhì)量問題 27.3% 安裝問題 18% 設計問題 11% 腐蝕問題 10.6% 其它問題 0.5% 在我國每年都有幾十起，甚至上百起管道事故的發(fā)生。,4管道設計用基本標準 工業(yè)金屬管道設計規(guī)范GB503162000 化工管道設計規(guī)范HG206951987 化工裝置設備布置設計規(guī)定HG/T2054692 化工裝置管道布置設計規(guī)定HG/T205491998 化工裝置管道機械設計規(guī)定HG/T206451998 化工裝置管道材料設計規(guī)定HG/T206461999 化工工藝設計施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定HG/T20519-92 鋼質(zhì)管法蘭、墊片、緊固件HG20592206351997 化工裝置工藝系統(tǒng)工程設計規(guī)定（13）HG20559-93 (10)職業(yè)性接觸毒物危害程度分級標準GB5044-85 (11)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160-92,（1999年版） (12)建筑設計防火規(guī)范GBJ16-87,（2001年版）,(13)城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范GB50028-93，1998版(2002年局部條文修改） (14)城鎮(zhèn)熱力網(wǎng)設計規(guī)范CJJ34 2001 (15)城鎮(zhèn)直埋供熱管道工程技術規(guī)程CJJ/T81-98 (16)輸氣管道工程設計規(guī)范GB50251-94 (17)輸油管道工程設計規(guī)范GB50253-94 (18)輸油、輸氣管道穿跨越工程設計規(guī)范SY/T0015.1-2-98,五、壓力管道設計文件 為了確保壓力管道設計質(zhì)量，非常有必要規(guī)范壓力管道設計文件，嚴格執(zhí)行壓力管道設計文件的校、審及簽署制度。需要進行校、審和簽署的壓力管道設計文件包括： （1）專業(yè)間相互提出的設計條件及圖紙。 （2）基礎設計/初步設計、詳細設計/施工圖設計的圖紙、表格、計算書以及工程設計統(tǒng)一規(guī)定都應進行校、審及簽署。 1.校審級別：根據(jù)工程性質(zhì)及文件的重要程度確定校審級別，一般情況下分為三級：一級：校核；二級：校核、審核；三級：校核、審核、審定。 2.簽署規(guī)定 2.1校審人應從有校審資格人員名單中選派(什么資格)。 2.2校審人員名單應在項目質(zhì)量計劃中列出。 2.3同一設計文件的設計人不能兼任校核人、審核人；校核人不能兼任審核人。 2.4在見習期間的大中專畢業(yè)生和其他無職稱人員不得單獨承擔設計，在他人指導下繪制的圖紙，可和指導人在設計(編制)欄內(nèi)共同簽署，但不得單獨簽署。,3 、壓力管道設計文件的組成及簽署要求 見表5.1和5.2，設計文件中表格的具體內(nèi)容及樣式（見演示） 4、壓力管道設計文件的校審要求 5、設計文件中常見的一些問題 （1）設計文件不完整 （2）配管圖中圖面表達不正確、內(nèi)容不完整 （3）材料表中的問題 （4）管架表、管架圖以及管架在配管圖上的表示 （5）管道應力分析計算中存在的問題,六、設備布置 設備布置是管道設計中最重要的一部分 設備布置是指在裝置區(qū)內(nèi)，對生產(chǎn)設備按物流順序進 行 有序排布和擺放，使之同時滿足PID要求；安全、環(huán)保 要 求；生產(chǎn)、操作、安裝、維修要求的過程。 1、設備布置的基本任務 基礎設計階段： 編制設備布置工程規(guī)定和有關說明文件； 繪制設備布置圖； 提出相關設計條件； 詳細設計階段： 修改并發(fā)布研究版、設計版設備布置圖 完成施工版設備布置圖,2、設備布置原則和應考慮的因素 最小頻率風向和管廊的布置對設備布置的影響 考慮最小頻率風向的影響，管廊和旁邊的框架連成一體時， 要使管廊的柱距與框架的柱距盡可能一致。 3、幾類設備及建構(gòu)筑物的布置 (1)主管廊的布置 (2)通道、平臺和梯子的布置 通道、平臺和梯子具有操作、維修、安全疏散等多種功能。 平臺與服務對象的相對高度（6001600）， 加設踢腳板。 直爬梯：寬（400 600）；高度4m加安全護欄；頂部高 出平臺1 1.2m；直爬梯每段不宜9m。 斜梯每段高差不宜5.5m；高塔的直爬梯不能是一條直線； 兩個安全通道之間的距離不得大于50m。 (3)換熱器的布置 (4)罐區(qū)的布置 (5)泵類的布置,幾種換熱器插 圖,風玫瑰插 圖,管廊引管插 圖,主管廊插 圖,塔梯子平臺插 圖,主管廊插 圖,七、公用管道布置（燃氣和熱力管道） 1、特點 用于民用或公共事業(yè)的管道，也用于工業(yè)企業(yè)的氣源輸送，用氣的企業(yè)也相當于一個用戶。 燃氣、熱力管道大部分采用埋地敷設，有穿跨越工程。 2、燃氣加臭處理安全措施的要求 應具有可以察覺的臭味，無臭味或臭味不足的燃氣要加臭。 有毒燃氣泄漏到空氣中，達到對人體允許濃度之前應能察覺；無毒燃氣在達到爆炸下限的20濃度時應能察覺。 3、公用管道布置的一般原則 符合城市規(guī)劃； 充分考慮負荷分布和城市的發(fā)展； 進行布線方案的技術經(jīng)濟比較； 布置在車行道以外且平行于道路； 注意避開不良地質(zhì)地段； 一般埋地敷設，不能從建構(gòu)筑下穿越，且在冰凍線以下； 燃氣具有保障供應的特殊性，布置成環(huán)路，多個方向供氣。,4、城市熱力網(wǎng)管道介質(zhì)設計參數(shù)的適應范圍 熱水熱力網(wǎng)壓力小于或等于2.5MPa，溫度小于或等于200； 蒸汽熱力網(wǎng)壓力小于或等于1.6MPa，溫度小于或等于350 。 5、城鎮(zhèn)燃氣工程的施工驗收規(guī)范 城鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工驗收規(guī)范CJJ33-89 強度試驗要求：試驗壓力為設計壓力的1.5倍，且鋼管不得低0.3MPa，鑄鐵管不得低于0.05MPa。穩(wěn)壓1小時。 氣密性試驗要求： 設計壓力小于等于5kPa時，試驗壓力應為20kPa 設計壓力大于5kPa時，試驗壓力應為設計壓力的 1.15倍，但不小于100kPa。保壓24小時，壓力降應合格。 熱力管網(wǎng)工程的施工驗收應執(zhí)行城市供熱管網(wǎng)工程施工及驗收規(guī)范CJJ28-89,八、工業(yè)管道布置 管道布置是指在裝置界區(qū)的有限空間內(nèi)對聯(lián)系各設備及進出裝置的工藝管道、公用工程管道以及相關專業(yè)的設施，進行綜合規(guī)劃和有序排布的過程，并使之同時滿足P&ID 、安全、操作、檢修的規(guī)定和要求。 1、管道布置的綜合規(guī)劃 2、管道布置設計必須具備的條件 3、管道布置的一般要求 （1）符合P&ID 的要求（燃氣、熱力的系統(tǒng)圖）； （2）做到安全可靠、經(jīng)濟合理、滿足施工、操作、檢修； （3）管道系統(tǒng)具有必要的柔性，推力、力矩在允許范圍； （4）按步步高或步步低布置，避免形成氣袋或液袋； （5）振動管道采用1.5倍DN的彎頭或煨彎； （6）易燃易爆、有毒介質(zhì)管道避免布置在人行通道上方；,支管順序插 圖,推力插 圖,九、幾種管道布置的具體要求 1、管廊或總管管架上的管道布置 （1）布置的原則（教材）； （2）布置的注意事項； 2、泵的管道布置； 3、離心式壓縮機的管道布置 ； 4、往復式壓縮機的管道布置 ； 5、蒸汽輪機的管道布置 ； 6、安全閥的管道布置 ； 7、罐區(qū)的管道布置； 8、蒸汽管道布置。,管廊插 圖,支管插 圖,支架腿插 圖,泵進出口插 圖