管道培训材料2doc-管道应力

2—12管道布置2.1管道布置常用的标准、规范有哪些？答：(1)GB50160-98《石油化工企业设计防火规范》(2)GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(3)SHJ12-89《石油化工企业管道布置设计通则》(4)GB5025-94《输气管道工程设计规范》(5)GBJ74-84《石油库设计规范》(6)GB50041-92《锅炉房设计规范》(7)GB50264-97《工艺设备及管道隔热工程设计规范》(8)SHJ22-90《石油化工企业设备与管道涂料防腐蚀设计与施工规范》(9)SHJ40-91《石油化工企业蒸汽伴管及夹套管设计规范》(10)SHJ41-91《石油化工企业管道柔性设计规范》(11)HG/T20675-1990《化工企业静电接地设计规程》2.2在基础工程设计阶段，配管专业的主要任务是什么？答：(1)通过管道应力分析进行配管研究，从而确定主要管道走向图和初步管道布置图；(2)配合装置布置专业(或总图专业)确定总平面布置图，设备布置图；(3)编写基础工程设计阶段和详细工程设计阶段所采用的标准、规范和规定；(4)配合管道材料专业提出部分管道材料汇总表，以便进行采购工作；(5)完成部分设备管口方位图、设备上的大型管架预焊件和需要热处理设备上的预焊条件，发送设备制造厂加工使用。2.3在详细工程设计阶段，配管专业的主要任务是什么？答：(1)通过管道应力分析，完成施工版管道布置图；(2)完成全部成品单管图和设备管口方位图；(3)绘制管架图及伴热系统图；(4)编制管段表、管架表、设备地脚螺栓一览表；(5)配合管道材料专业提出最终管道材料汇总表；(6)编制配管专业管道设计说明书。2.4管道布置设计必须具备的条件有哪些？答：(1)管道布置设计应遵守的有关设计标准、规范和规定；2—2(2)配管专业工程设计统一规定；(3)工艺管道及仪表流程图(简称PID)、公用系统流程图、管道命名表、安全阀表；(4)设备布置图；(5)设备表、设备规格及设备图；(6)有关专业的设计条件；(7)管道材料等级规定、配管材料数据库。2.5管道布置设计的基本要求是什么？答：(1)符合管道及仪表控制流程设计的要求；(2)应符合有关的规范、标准和规定；(3)管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、整齐美观；(4)满足施工、操作和维修等方面要求；(5)在确定进、出装置的管道方位与敷设方式时，应做到内外协调；(6)厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区内的装置(单元)、道路、建筑物、构筑物等协调，避免管道包围装置(单元)，减少管道与铁路、道路的交叉。2.6管道敷设的方式有哪几类？其优、缺点是什么？答：管道敷设方式有地面以上和地面以下两大类。(1)地面以上通称架空敷设，是石化装置管道敷设的主要方式。具有便于施工、操作、检查、维修及经济等优点。(2)地下敷设1)埋地敷设：其优点是利用地下的空间，使地面以上空间较为简洁，并不需支承措施；其缺点是管道腐蚀性较强，检查和维修困难，在车行道处有时需特别处理以承受大的载荷，低点排液不便及易凝油品凝固在管内时处理困难，带隔热层的管道很难保持其良好的隔热功能等，故只有在架空敷设不可能时，才予以采用；2)管沟敷设：可充分利用地下空间，并提供了较方便的检查维修条件；还可敷设隔热层的高温、易凝介质或腐蚀性介质的管道；其缺点是费用高，占地面积大，需设排水点，易积聚或串入油气，增加不安全因素，污物清理困难等。2.7管廊上管道布置设计时应如何考虑？答：(1)大直径管道应靠近管廊柱子布置；(2)小直径、气体管道、公用工程管道宜布置在管廊中间；(3)工艺管道宜布置在与管廓相连接的设备一侧；(4)需设置“∏”型补偿器的高温管道，应布置在靠近柱子处，且“∏”型补偿器宜集中设置；(5)低温管道和液化石油气管道，不应靠近热管道布置；2—3(6)对于双层管廊、气体管道、热管道、公用工程管道、泄压总管、火炬干管、仪表和电气电缆槽架等宜布置在上层；一般工艺管道、腐蚀性介质管道、低温管道等宜布置在下层；(7)管廊上管道设计时，应予留10~20%余量。2.8沿塔管道布置设计时应如何考虑？答：沿塔管道的布置设计应注意如下几个方面：(1)应满足工艺管道及仪表流程图的要求；(2)管道布置应从塔顶部到塔底部自上而下进行规划，并且应首先考虑塔顶和大直径的管道的位置和自流管道的走向，再布置压力管道和一般管道，最后考虑塔底和小直径管道；(3)应考虑方便操作、维修和安全可靠、经济合理；(4)每一条管道按照它的起止点都应尽可能短，但必须满足管道柔性的要求；(5)每一条管道应尽量沿塔体布置，并且注意有一个“好的外观”；1)有两种情况可考虑：一是每一条管道分别布置；二是按管道成组布置(这种方式如管道的集中荷载较大时，应取得设备设计人员的同意)；2)在管道侧沿塔外壁呈同心圆布置，或沿塔外壁呈切线布置。2.9塔顶管道布置设计的要点是什么？答：(1)塔顶管道一般有塔顶油气、放空和安全阀出口管道。塔顶放空管道一般安装在塔顶油气管道最高处的水平管段的顶部，并应符合防火规范的要求。(2)塔顶油气管道内的介质一般为气相，管径较大，管道尽可能短，要“步步低”，不宜出现袋形管，且具有一定的柔性；(3)每一根沿塔管道，需在上部设承重支架，并在适当位置设导向支架，以免管嘴受力过大；(4)分馏塔顶油气管道一般不隔热，只防烫；如该管道至多台冷换设备，为避免偏流，应对称布置；(5)塔顶为两级冷凝时，其管道布置应使冷凝液逐级自流，油气总管与冷凝器入口支管应对称布置；(6)当塔顶压力用热旁路控制时，热旁路管应保温，尽量短，其调节阀安装在回流罐上部，且管道不得出现“袋形”；(7)减压塔顶油气管道与塔开口直接焊而不采用法兰连接，以减少泄漏。2.10塔体侧面管道设计有何具体要求？答：(1)塔体侧面管道一般有回流、进料、侧线抽出、汽提蒸汽、重沸器入口和返回管道等。为使阀门关闭后无积液，上述管道上的阀门宜直接与塔体管口相接，进(出)料管道在同一角度有两个以上的进(出)料开口时，管道应考虑一定的柔性；(2)分馏塔侧线到汽提塔的管道上如有调节阀，其安装位置应靠近汽提塔，以保证调节2—4阀前有一段液柱，其液柱的高度应满足工艺专业提出的要求。2.11塔底管道设计有何特点？答：(1)塔底的操作温度一般较高，因此在设计塔底管道时，其柔性应满足有关标准或规范的要求。尤其是塔底抽出管道和泵相连时，管道应短且少拐弯，又需有足够的柔性以减少泵嘴受力。塔底抽出线应引至塔裙或底座外，塔裙内严禁设置法兰或仪表接头等部件。塔底到塔底泵的抽出管道在水平管段上不得有“袋形”，应是“步步低”，以免塔底泵产生汽蚀现象。抽出管上的隔断阀应尽量靠近塔体，并便于操作；(2)除非是辅助重沸器，或者是两个以上并联的重沸器同时操作，而且要求在较宽的范围内调节其热负荷，塔底到重沸器的管道一般不宜设阀门。塔底釜式重沸器带有离心泵时，重沸器的标高应满足离心泵所需要的有效汽蚀余量，同时使塔底液面与重沸器液面的高差所形成的静压头应足以克服降液管、重沸器和升气管的压力损失。因此，管道的布置应在满足柔性要求的同时，管道应短，弯头应少。2.12塔上人孔的布置应符合哪些要求？答：(1)塔的人孔应设在塔的操作区内，进、出塔比较方便、安全、合理的地方；(2)设置人孔的部位必须注意塔的内部构件，一般应设在塔板上方的鼓泡区，不得设在塔的降液管或受液槽区域内；(3)塔体上的人孔(或手孔)，一般每3~8层塔板布置一个；(4)人孔中心距平台面的高度一般为600mm至1200mm之间，最适宜高度为800mm；(5)一座塔上的人孔宜布置在同一垂直线上，使其整齐美观。2.13可燃液体、可燃气体、液化烃的管道设计的原则是什么？答：可燃液体、可燃气体、液化烃的管道设计的原则是：(1)管道不得穿越与其无关的建筑物；(2)管道应架空或沿地敷设；(3)必须采用管沟敷设时，应采取防止气体或液体在管沟内积聚的措施；并在进、出装置及厂房处密封隔断；(4)管沟内的污水，应经水封井并排入生产污水管道；(5)取样管道不应引入化验室；(6)金属管道除特殊需用法兰连接外，均应采用焊接连接。2.14调节阀组安装的一般要求是什么？答：(1)调节阀应尽量正立、垂直安装于水平管道上；(2)为便于操作和维修，调节阀组应尽量布置在地面或平台上，且易于接近的地方。调节阀距地面或平台面的净高应不小于400mm；2—5(3)调节阀的膜头与旁通管外壁(或隔热层外壁)净距应大于200mm；(4)调节阀与隔断阀的直径不同时，异径管应尽量靠近调节阀安装；(5)隔断阀的作用是当调节阀检修时关闭管道用，故应选用闸阀；旁通阀是为调节流量之用，一般选用截止阀，但旁通阀DN≥150时，可选用闸阀；(6)热管道上的调节阀组的支架，两个支架中应有一个是固定支架，另一个是滑动支架；(7)在一个区域内，有较多调节阀时，在满足操作、检修和安全通道的条件下，应考虑形式一致，整齐、美观；(8)要注意工艺过程对调节阀位置有无特殊要求。2.15加热炉管道布置设计的一般要求是什么？答：(1)加热炉管道布置随加热炉的炉型不同而异：在布置加热炉的管道时，应对其进出口管道、燃料系统管道、吹灰器管道、灭火蒸汽管道等统一考虑；(2)加热炉的管道要易于检查和维护，燃烧喷嘴和管道(包括燃料油、燃料气和雾化蒸汽)要易于拆卸；(3)燃料油和燃料气的调节阀要装在地面易于观查和维修处；(4)加热炉的进料管道，应保持各路流量均匀；对于全液相进料管道，一般各路都设有流量调节阀调节各路流量，否则应对称布置管道，气液两相的进出管道，必须采用对称布置，以保证各路压降相同；(5)转油线应以最高温度计算热补偿量，并利用管道自然补偿来吸收其热膨胀量。2.16加热炉区的工作蒸汽有哪些用途？其蒸汽分配管及灭火蒸汽管道设计有何特点？答：加热炉需要的工作蒸汽，主要是供给喷嘴雾化，炉体灭火、吹灰器吹灰、消防、吹扫和管道伴热。其管道设计的特点如下：(1)蒸汽分配管：一般水平布置在地面上，其管中心标高距地面500mm，两端设有支架，用管卡卡住，蒸汽分配管的底部应设置疏水阀；(2)灭火蒸汽管道：1)由装置新鲜蒸汽管上引出的一根专用管道，其总阀应为常开的；2)至炉膛及回弯头箱内的灭火蒸汽管均应从蒸汽分配管上引出；3)灭火蒸汽管道上的阀门的下游管上，紧靠阀门处宜设泄放孔。泄放孔的方位应布置在阀门手轮反方向180°的位置上；4)蒸汽分配管距加热炉不宜小于7.5m，以便安全操作。2.17管壳式和套管式冷换设备的管道布置应如何考虑？答：(1)工艺管道布置应注意冷热物流的流向，一般冷流自下而上，热流由上而下；(2)管道布置应方便操作，并不妨碍设备的检修；2—6(3)冷换设备的管道，只能出现一个高点和一个低点，避免中途出现“气袋”或“液袋”，并设高点放空，低点放净；在冷换设备区域内应尽量避免管道交叉和绕行；尽量减少管道架空的层数，一般为2~3层；(5)两台或两台以上并联的冷换设备入口管道宜对称布置，对气液两相流冷换设备则必须对称布置，才能达到良好的传热效果；(6)冷换设备的进出口管道上测量仪表，应靠近操作通道及易于观测和检修的地方安装；(7)与冷换设备相接的易凝介质的管道或含有固体颗粒的管道副线，其切断阀应设在水平管道上，并应防止形成死角积液；(8)在寒冷地区，室外的冷换设备的上、下水管道应设置排液阀和防冻连通管道。2.18成组布置的冷换设计其管道布置应如何设计？答：(1)成组布置的冷换设备区域内，可在地面或平台面上敷设管道，但不应妨碍通行和操作；(2)当管道上无调节阀或排液管时，管底距地面净空应大于或等于150mm；(3)调节阀组一般平行于设备布置；(4)管道布置应考虑各冷换设备的管箱和头盖的拆卸空间；(5)并联多组冷换设备的进出口管道应对称布置。2.19空冷器的管道设计有何具体要求？答：(1)分馏塔顶至空冷器的油气管道，一般不宜出现“液袋”。当空冷器出入口无阀门或为两相流时，管道必须对称布置，使各片空冷器流量均匀；(2)空冷器的入口集合管应靠近空冷器管嘴连接，如因应力或安装需要，出口集合管可不靠近管嘴连接，集合管的截面积应大于分