压力管道输送介质的特性

一、前言1、管道运输是与铁路、公路、水路、航空并列的五大运输行业之一；2009年5月1日起施行的《特种设备安全监察条例》修订版，把涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内专用机动车辆共八类设备，定为特种设备并实行安全监察。2、管道的定义及其特点；⑴管道的定义：“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”的设备。（见国标GB50316《工业金属管道设计规范》）⑵压力管道的定义和监察范围：《条例》为压力管道下的定义和范围是：“利用一定的压力，用于输送气体或液体的管状设备。其范围规定为最高工作压力大于等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道”（见《条例》第99条）（3）管道的特点：1）管道相互联系、牵扯和影响，且长细比大，易于失稳，受力情况更复杂；2）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；3）管内流体流动状态复杂，缓冲余地小，工作条件变化频率大；4）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；5）管道上的可能泄漏点多于压力容器。6）管道在布置、安装和检验方面与压力容器存在很大的差别。另外，在多数情况下管道设计必须由多人合作，共同完成，且与几乎与所有专业都有条件关系，而压力容器则相反。二、压力管道输送介质的特性（第二章）1.几个与安全相关的基本概念爆炸性气体混合物爆炸极限爆炸危险区域一次危险和次生危险释放源闪点全年最小频率风向：风向频率＝（某风向出现次数/总的观测次数）×100％，其中值最小的风向即为全年最小频率风向。爆炸和易爆介质:爆炸－－介质受到高热、摩擦、撞击等外因作用，或由其它物质激发，发生剧烈化学变化，释放出大量热能（多数还同时产生大量气体），使得局部范围内气体急剧膨胀，压力瞬间增大，高速向四周传导，并伴有巨大响声的现象。爆炸以高热和冲击波（核爆还有射线）形式造成破坏和杀伤。易爆介质－－是指仅需用较低温度、较轻的摩擦、撞击或震荡就可引发其爆炸的介质。对于气体还有较宽的爆炸极限范围。最小频率风向2.介质的火灾危险性和毒性1）介质的可燃易爆性－－火灾危险性分类：P12可燃气体分为甲、乙两类：与空气的混合物的爆炸极限下限＜10％（体积比）的为甲类，≥10％（体积比）的为乙类；可燃液体分为甲A/B、乙A/B、丙A/B三类六段：甲A类为液化烃。所谓液化烃是指15℃时，蒸汽压＞0.1Mpa的烃类液体及其它类似的液体；甲B类为除甲A类以外的闪点＜28℃的可燃液体；乙A类是闪点≥28℃而＜45℃的可燃液体；乙B类是闪点≥45℃而＜60℃的可燃液体。2）介质的毒性P14GB5044把毒物的危害程度分为四个级别：极度危害（Ⅰ）高度危害（Ⅱ）中度危害（Ⅲ）轻度危害（Ⅳ）分级的依据是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度（mg/m3）六项指标为基础。分级的原则是按六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属和实际接触情况，定出危害程度的级别。注意介质的多重性－－既是可燃的又是有毒的，还可能有腐蚀性，划分时应按高等级确定。介质的危害程度受工况和环境影响，其毒性等级不是固定不变的，具体情况具体分析。三、设备布置（第五章第一节）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界区内，对生产设备按物流顺序、介质特性和同类设备适当集中相结合的原则，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、设备布置原则和应考虑的因素（参考P122）（1）原则：全年最小频率风向;气候条件（气温、降雨量、风沙等）;地质条件；防火规范（GB50160、GB50016等）;总图布置和装置竖向;地形情况（宜布置在同一平面的地块上）（2）应考虑的因素关于三重安全措施：预防一次危险引发的次生危险；限制次生危险的危害程度和范围；为及时抢救和安全疏散提供条件。2、装置内主管廊的布置对设备布置的影响主管廊的位置、走向、宽度、高度等都对设备布置有影响；主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。主管廊布置安装与检修空间3、关于通道、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，必须满足规定的宽度和净空高度，保持畅通无阻；应合理布置平台的通道和梯子，一般应两个及以上；平台与服务对象的相对高度以600～1600mm为宜。梯子是一种特殊的通道。直爬梯宽度一般为400～600mm；当高度＞2m时应加安全护笼，顶部应高出平台1050～1200mm；直爬梯每段长度不宜＞8m或5m；高塔的直爬梯不应布置在同一条垂线上，应自下而上错开布置；斜梯宽度宜为800～1200mm，每段高差不宜＞5.5m；两个安全通道（含梯子）之间的距离不得大于50m。高塔爬梯通道布置4.几类设备的布置换热器的布置P127塔与立式设备的布置P125反应器的布置P126泵的布置P130加热炉的布置P128大型压缩机及厂房的布置P131罐区的布置P139主管廊的布置P123盛装和输送极度危害介质的设备布置P149控制室布置P134汽车装卸站的布置P140/141四、管道布置（第五章第二节）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PID、安全、操作、插图插图插图插图检修的规定和要求的过程。1、装置内管道布置必须综合规划2、管道布置的原则和一般要求（参考P171）（1）布置原则（2）一般要求3、管道布置与相关专业的关系4、装置主管廊上的管道布置P175（1）布置原则（2）注意事项5、塔器的配管P175（1）配管原则（2）塔的管口方位引出管、弯头等管廊上π补偿器6、敏感设备的配管P182~183（1）泵的配管－－配管的一般要求－－液化烃、可燃液体泵室内布置要求（2）离心式压缩机的配管（3）往复式压缩机的配管7、输送液化烃、低温介质、极度危害介质管道的布置P185（1）液化烃管道布置（2）低温介质管道布置（3）极度危害介质管道布置泵进口配管8、常用非金属管道的布置P187这里主要指塑料管、玻璃钢管和玻璃钢复合管。这类管道存在强度和刚度低、线胀系数大、易产生静电聚集、易老化等缺点，管道布置应针对这些缺点采取防范措施。9、安全阀的配管P202~203（1）安装位置（2）进出口管道的布置10、关于阻火器P20411、罐区的管道布置P21412、关于加设双阀的要求（参考P194）13、关于静电接地的要求P148/173/242/259五、管道的施工与检验1、对阀门的检验P2562、对管道组成件的检验P2573、对管道焊接接头的无损检验P2664、管道的试压P270（1）试验压力－－液压、气压、气密（2）试验介质要求－－洁净水（氯离子含量）；温度（液体和环境）；（3）压力试验的替代：1）液压或气压－－液体渗透法或磁粉法＋100％射线照相2）由气压代替液压－－设计压力小于或等于0.6MPa加有效安全措施。大于0.6MPa时，需经设计方同意。3）脆性材料管道不得进行气压试验。工艺管道设计专业委员会网址@hqcec.com谢谢各位！压力管道类别定义及级别划分------摘自《压力容器、压力管道设计许可规则》长输管道（GA类）定义：长输管道系产地、储存库、使用单位间的用于输送商品介质的管道。按照其输送的介质特性、工作压力和输送距离划分为GA1级和GA2级。GA1级：符合下列条件之一的长输管道(1)输送有毒、可燃、易爆气体介质，最高工作压力大于4.0MPa的长输管道；(2)输送有毒、可燃、易爆液体介质，最高工作压力≥6.4MPa且输送距离（指产地、储存地、用户间的直接距离）≥200km的长输管道。GA2级:属于GA1级以外的长输管道。B1.2GA1级以外的长输管道为GA2级。••B2公用管道•公用管道系指城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道，代号为GB类，划分为GB1级和GB2级。•B2.1GB1级，城镇燃气管道（不含城镇压缩天然气充气站内大于4MPa的压力管道）；•B2.2GB2级，城镇热力管道（含供城镇生产企业用的热力管网）。•（以上删除了油气括号）•B3工业管道•工业管道系指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道，代号为GC，划分为GC1级、GC2级、GC3级。•B3.1符合下列条件之一的工业管道为GC1级：•(1)输送现行国家标准《职业接触毒物危害程度分级》GB5044中规定的毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道；•(2)输送现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160及《建筑防火规范》GBJ16中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体（包括液化烃），并且设计压力≥4.0MPa的管道；（删除了包含苯和不含苯两个括号）•(3)输送流体介质并且设计压力≥10.0MPa或设计压力≥4.0MPa，并且设计温度≥400℃的管道；•B3.2符合下列条件之一的工业管道为GC2级：•除本规定（三）GC3级管道外，介质毒性危害程度、火灾危险性（可燃性）、设计压力和设计温度低于(一)条规定GC1级的管道。（过于笼统，可操作性差）•B3.3符合下列条件的工业管道为GC3级：•输送无毒、非可燃流体介质，设计压力≤1.6MPa且设计温度高于-20℃但不高于186℃的管道。公用管道（GB类）定义：公用管道系指城市或乡镇范围内的用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道。划分为GB1级和GB2级。GB1级:城镇燃气管道（不含城镇压缩天然气充气站内大于4MPa的压力管道）。GB2级:城镇热力管道（含供城镇生产企业用的热力管网）。工业管道（GC类）定义：工业管道系指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的管道、公用工程管道及其他辅助管道。按照其输送的介质特性、工作压力和温度，划分为GC1级、GC2级、GC3级。符合下列条件之一的工业管道为GC1级：(1)输送国标GB5044《职业接触毒物危害程度分级》中规定为极度危害介质、高度危害气体介质或工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道；(2)输送国标GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GB50016《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体(包括液化烃)，并且设计压力≥4.0MPa的管道；(3)输送流体介质，设计压力≥10.0MPa，或设计压力≥4.0MPa且设计温度≥400℃的管道；符合下列条件的工业管道为GC2级：本规定中GC3级管道以外的，且介质毒性危害程度、火灾危险性（可燃性）、设计压力和设计温度低于本规定中GC1级条件的管道。符合下列条件的工业管道为GC3级：输送无毒、非可燃流体介质，设计压力≤1.6MPa且设计温度高于-20℃但不高于186℃的管道。动力管道(GD类)是指火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道。划分为GD1级和GD2级：GD1级：设计压力大于等6.3MPa或者设计温度大于等于400℃的道。GD2级：设计压力小于6.3MPa,且设计温度小于400℃的管道。返回风玫瑰图最小频率风向NWSE返回设备布置时，应注意设备的安装与检修空间是否满足要求。EL12000EL24000控制室框架炉区压缩厂房N辅助管廊地下管线廊管主装置边界线返回上下至地面15m≤5000≤8000返回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).EL12000EL24000dD安装孔支承活粱＞D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。四管程二管程换热器立式安装，应注意折流板的单双数和管程数，以