压力管道设计技术规定GN204-2001

压力管道设计技术统一规定（试行）GN204-2001目录1总则2一般规定2.1工艺计算2.2站、场、库及石油化工装置设备和管道布置2.3输油、输气管道线路工程2.4材料选用2.5管道应力设计2.6管道和设备隔热2.7管道和设备涂漆3压力管道设计遵循的标准和规范附加说明11总则1.1目的:为了统一压力管道设计技术要求，提高压力管道设计水平，确保压力管道设计质量，特制定本规定。1.2遵守的原则：优化设计方案，确定经济合理的工艺及最佳工艺参数；做到技术先进，经济合理，安全适用。1.3适用范围：本规定适用于输油、输气管道工程、给排水及消防工程、热力工程、城市燃气工程及石油化工工程。2一般规定2.1工艺计算2.1.1输油、输气管道需要进行管道的水力计算、温降计算。其计算公式按《输油管道工程设计规范》（GB50251-1994）和《输气管道工程设计规范》（GB50253-1994）执行。2.1.2石油及天然气站、场、库及石油化工装置的工艺计算，可选用本专业适用的计算软件进行计算，如ASPEN、PROII、HYSIS等工艺计算软件。2.1.3对于特殊的管道穿跨越工程按《原油和天然气输送管道穿（跨）越工程设计规范》（SY/T0015.1(2)-1998）执行。2.2站、场、库及石油化工装置设备及管道的布置2.2.1设备布置2.2.1.1装置的总体布置应根据装置在工厂总平面上的位置以及与有关装置、罐区、主管廊、道路等相对位置确定，并与相邻装置的布置相协调。2.2.1.2装置的竖向布置应根据装置生产特点，充分考虑操作、检修要求，满足交通运输要求；考虑装置内外地坪标高的协调及其内外道路、排水的合理衔接，尽量减少土方工程量；装置场地应采用平坡式布置，并采用有组织排水，所有的雨水经过暗管排入地下排水管网。2.2.1.3设备布置应满足工艺流程、安全生产、环境保护的要求，并应便于操作、维护、检修、防爆及消防，并注意节约用。2.2.1.4设备布置应按工艺流程顺序和同类设备适当集中相结合的方式，并结合风向条件确定设备、建筑物与其它设施的相对位置。2.2.1.5设备布置应根据气温、降水量等气候条件和工艺与设备特殊要求，决定是否采用室内布置。2.2.1.6装置的控制室、变配电室、化验室布置在装置的一侧，位于爆炸危险区范围以外，并位于甲类设备全年最小频率风向的下风侧。22.2.1.7设备、建筑物和构筑物应根据生产过程的特点和火灾危险性类别分区布置，其间距符合现行的有关防火规范的要求。2.2.1.8设备之间的距离除要满足防火、防爆的要求外，还要满足下列要求：1)设备操作、维修、吊装场地及通道；2)构筑物（包括梯子和平台）的布置；3)设备基础、地下管道、管沟及排水井的布置；4)管道及仪表的安装。2.2.1.9泵布置在室内时，应成排布置并满足如下要求：1)所有的泵端出口中心线应对齐或泵端基础面对齐，两台泵之间的净距≮0.8m，泵端前操作通道的宽度≮1m；2)室内布置时，两排泵之间的净距≮2.0m;3)泵端/泵侧与墙之间的净距≮1.0m。2.2.1.10通道和防火设备的布置要考虑对空间的安全要求，在紧急情况下迅速采取行动，减少对临近的设备的危害。2.2.1.11装置内最小通道宽度为：1)消防通道6m（弯道半径12m）；2)公共主干道6m（弯道半径12m）；3)主要车行通道4m（弯道半径9m）；4)检修通道4m（弯道半径9m）；5)次要车行通道3m（弯道半径6m）；6)泵区检修通道2m；7)操作通道0.8m。2.2.1.12装置内最小通道高度为：1)公共主干道5.0m；2)消防道路5.0m；3)主要车行通道4.5m；4)检修通道4.5m；5)次要车行通道3.0m；6)管带下泵区检修通道3.0m；7)人行通道2.5m；8)操作通道2.2m；2.2.1.13标高的确定为：1)建筑物室内地面应高出室外地面≮200mm；2)控制室、配电室室内地面应高出室外地面600mm；33)设备的基础面一般应高出地面≮200m，泵的基础面视泵的形式而定。2.2.2管道布置2.2.2.1管道布置设计应严格遵守管道仪表流程图的设计要求。2.2.2.2管道布置设计应做到安全可靠、经济合理、在满足施工、操作、维修、消防等方面的要求下，同时尽量做到整齐美观。2.2.2.3管道应尽可能地上敷设，并集中成排布置。地上管道设在管廊或管墩上，给排水、污水和消防水管道要埋地敷设。2.2.2.4装置主管廊应留有10~20%的预留空间，并考虑其荷载。2.2.2.5管道布置应满足抗震要求。2.2.2.6对有特殊工艺要求的管道、高温、高压、大口径及与重要设备连接的管道和需要柔性计算管道的布置，应优先考虑并做好规划，尽量利用管道的自然形状吸收热胀，自行补偿、减少投资。2.2.2.7与动设备连接的管道，在设计中应充分考虑其弹性、支撑、震动、压力脉动、气蚀等方面的要求，作用于设备接口上的推力和力矩不得大于允许值。2.2.2.8管道布置应尽量避免出现气袋、液袋和“盲肠”。2.2.2.9管道除与阀门、仪表和设备之间的连接需要必要的法兰和螺纹连接外，其余均采用焊接连接，避免泄漏。2.2.2.10管道穿过墙壁和楼板，均应配有套管，套管的直径大于管道隔热层的外径，管道焊缝到套管的端部距离不小于150mm。2.2.2.11由于管道布置形成的高点或低点，应根据操作、维修等需要，设置放空阀、排液阀。2.2.2.12阀门的设置应考虑操作的需要，设置在便于操作和维护的地方，同时对较大差压、较大口径、较大压力操作的阀门设置旁通或齿轮操作等。2.2.2.13阀门设在容易接近、便于操作、维修的地方，成排管道的阀门集中布置，阀门手轮最小间距为100mm；立管上阀门手轮的安装高度宜为1.2m，不宜超过1.8m，如超过2.0m（且经常操作的），应设置梯子及平台。2.2.2.14为了便于操作、维护和安装，装置区内应设置必要的软管站，服务半径为15m。2.2.2.15管架上敷设的管道无论有无隔热层，其净距应不小于50mm，法兰外缘与相邻管道的净距应不小于25mm；管道外壁或管道隔热层的外壁的最突出部分，距管架或框架的支柱、建筑物墙壁的净距应不小于100mm；有侧向位移的管道应加大其管道间的净距。2.2.2.16取样系统管道的布置应避免死角或袋形管，取样口的布置应使采集的样品具有代表性；取样阀安装在便于操作的地方，并使设备或管道与取样阀之间的管段4尽量短。2.2.2.17安全阀应直立安装并靠近被保护设备。如不能靠近布置，则从被保护设备到安全阀入口的管道压头总损失，不应超过该阀定压值的3%；其背压不应超过该阀定压值的10%。2.2.2.18安全泄压装置出口管的布置，应考虑由于泄压排放引起的反作用力，合理设置支架。2.2.2.19管道上的仪表或测量元件应布置在便于安装、观察和维修的位置；必要时可设置专用的平台或梯子。2.2.2.20控制阀和相邻管道的布置和支撑要便于控制阀的移开。2.2.2.21在靠近设备、集中载荷、弯管、大直径三通分支管的附近设置必要的支架。2.2.2.22管道及其组成件的最小壁厚度应按有关规范来计算，并根据介质特性和设计寿命，考虑一定的腐蚀裕度。2.2.2.23城市热网管道设计可按《城市热力网设计规范》CJJ34-90进行。2.3输油、输气管道线路工程2.3.1线路走向选择2.3.1.1线路走向选择原则线路选择应遵循安全、经济、方便，同时达到最佳化的原则，既满足建设单位对工程提出的要求，又使工程费用和运行期间管线的操作维修费用最低。线路走向选择原则如下：1)管线敷设地区的选择应符合我国现行的有关规定，线路走向应避开城市规划区、文物古迹、风景名胜、自然保护区等。2)线路应尽可能取直，缩短线路长度，同时线路也要尽可能靠近气田、城镇和工矿企业。3)线路应尽可能利用现有公路，方便施工和管理。同时应尽可能利用现有国家电网供电，以降低工程费用。4)线路尽可能避开高烈度地震区、沙漠、沼泽、滑坡、泥石流等不良工程地质地区和施工困难地区。5)站场及大、中型河流穿、跨越位置选址应服从大的线路走向，线路局部走向应服从站场和穿、跨越工程的位置。2.3.1.2线路勘察根据设计的不同的阶段，对工程线路按不同的内容和深度，进行线路勘察，一般可分为踏勘、初勘和详勘三个阶段。勘察内容和深度要求按有关规范执行。2.3.1.3定线应遵循的原则定线是根据批准的初步设计所推荐的走向方案，确定线路中线位置。定线是线5路施工图设计的基础，对线路走向的每个桩位置进行认真推敲，力求定出一条安全可靠、经济合理的线路。线路定线时遵循下述原则和要求1)线路应力求顺直，以缩短长度；2)应尽量减少线路与公路、铁路、河流等天然和人工障碍的交叉，当必须交叉时，宜垂直交叉。3)宜避开多年生经济作物区和重要的农田水利设施；4)应尽量靠近公路，方便施工和管理；5)线路必须避开重要的军事设施、易燃易爆仓库、国家重点文件保护单位的安全保护区，线路还应避开机场、火车站、码头、自然保护区；6)线路宜避开滑坡、沼泽、软土、泥石流等不良工程地质地段，确需通过时，需经技术经济对比和采取可靠的工程措施。7)线路应避开地震烈度大于7度的地震断裂带，无法避开时，应采取抗震措施。2.3.2管道敷设2.3.2.1管道敷设的方式的确定管道的敷设方式可分为埋地敷设和架空敷设两种。埋地敷设可采用沟埋敷设和筑土堤敷设；架空敷设可分为低架（管墩支撑）和高架（管架）敷设。将管线裸露敷设于地面的方式只适用于临时管线。埋地敷设方式不影响农业耕作和地面人类活动，还可以保护管线，减少自然和人为的损坏，因此，长输管道应尽量采用埋地敷设方式。1)埋地敷设(1)埋深要求管道埋深是指管顶至地面覆土深度。管道的最小埋深是根据地区级别、农田耕作深度、地面负荷对管道的强度和稳定性的影响等因素综合考虑决定的。一般最小埋深要求见表2.3-1。表2.3-1埋地管线最小埋深要求（m）地区等级土壤类岩石类干旱水田一级0.60.80.5二级0.60.80.5三级0.80.80.5四级0.80.80.5在不能满足最小埋深要求或外载荷过大，外部作业可能危及管道安全的地方，应采取措施对管道加以保护。当输送管道通过有冻胀危害的冻土地区时，管线应埋设在冻土深度以下。管道实际设计埋深根据地形、土质和管线弯头数量综合考虑确定。当地形起伏6较大，若采用统一埋深，必然增加弯头数量，增加管线焊口数量；而减少弯头数量，又会导致管线埋深增加，增加管沟开挖和回填土石方工程量。确定设计埋深就是在满足最小埋深的前提下，在弯头数量和土石方工程两者之间求得一个投资最小的工程量平衡。(2)管沟管沟截面形状和尺寸大小是根据地质条件、施工方法和管径大小决定。当管沟深度小于3m时，管沟底宽按下式确定式中：b——沟度宽度，m；D——管子外径，cm；C——沟底加宽裕量（按表2.3-2确定），m。管沟边坡坡度应根据土壤类别和物理力学性质（如粘聚力、内摩擦角、湿度、容重等）确定。当无上述土壤的物理性质资料时，对土壤构造均匀、无地下水、水文地质条件良好、深度不大于5m，且不加支撑的管沟，其边坡可按表2.3-3确定。深度超过5m的管沟，可将边坡放缓或加筑平台。表2.3-2沟底加宽裕量（m）施工方法沟上组装焊接沟下组装焊接地质条件旱地沟内有积水岩石旱地沟内有积水岩石C0.50.70.90.81.00.9表2.3-3管沟允许边坡坡度土壤名称边坡坡度人工挖土机械挖土沟下挖土沟上挖土中、粗砂1:11:0.751:1亚砂土、含卵砾石土1:0.671:0.51:0.75粉土1:0.51:0.331:0.75粘土、泥灰岩、白垩土1:0.331:0.251:0.67干黄土1:0.251:0.11:0.33未风化岩石1:0.1粉细砂1:1~1:1.5次生黄土1:0.5注：当采用多斗挖沟机挖沟时，管沟边坡坡度不受本表限制。管沟断面形状一般选用倒梯形断面，当深度较大，或土壤较松散时可选用下部为矩形上部为梯混合断面管沟。管沟断面形状一般由施工单位根据施工经验自行确CDb1007定，以保证施工安全为原则。(3)管沟基础处理一般土方地区，管沟底铲平