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目录一、管道专业的组成二、管道的各专业工作内容三、管道的设计流程与各阶段条件关系四、设备布置五、设备布置要检查的内容（包括工艺要检查的内容）六、管道材料的选择和管道等级七、管道材料-阀门的选择八、管道材料-法兰九、管道支吊架十、管道应力分析一、管道专业的组成管道室材料配管管道应力计算与管架二、管道各专业工作内容目前，在压力管道的工程设计中，无论是国内还是国外的工程公司或设计院，大家已普遍认同的是将压力管道工程设计分成管道布置、管道材料设计和管道机械设计三个部分，或者说分成这三个专业来完成。三个专业即相互独立又相互联系，它是一个内容中的三个分支，或者说是一个过程中的三个工序，管道材料设计是基础，管道布置是目的，而管道机械设计是保障。二、管道各专业工作内容（一）管道布置过程大致可分为以下三个环节，即配管研究、管道详细设计、设计文件编制及归档。1、配管研究首先要了解设计条件和用户要求，然后确定设计应用标准规范，并委托管道材料专业确定管道等级，最后进行管道走向、支撑、操作平台等方面的综合规划和布置，并将有关的、认为有必要的管道委托给管道机械专业进行力学分析。二、管道各专业工作内容2、管道详细设计管道详细设计是在配管研究方案获得各方均认可的基础上所做的设计。从时间上来讲它分为委托资料阶段和施工图完成阶段。从内容上来讲它包括管道定位、阀门定位、操作平台设置、放空排凝设置、隔热设计、防腐设计、支撑设计、仪表元件定位、采样设计、图例标识及图幅安排等内容，并根据不同的进展阶段向相关专业提交有关资料。二、管道各专业工作内容3、设计文件的编制及归档在完成管道的详细设计之后，应编制相应的文件资料，使它与管道设计图纸一起组成一个完整的管道设计文件。这些文件资料应包括资料图纸目录、管道设计说明书、管道表、管道等级表、管段材料表、管道材料表、管道设备规格表、管道设备规格书、管道支吊架汇总表、非标管道设备图、非标支吊架图等。二、管道各专业工作内容（二）管道材料管道的材料设计一般是由管道材料工程师（以下简称为材料工程师）来完成的。管道材料是整个管道设计过程中的基础部分，它直接影响到压力管道的可靠性和经济性。因此，许多法规性的标准如ANSIB31.1、ANSIB31.3、ANSIB31.4、SH3059等都是主要针对管道材料的设计编写的，出台的“压力管道安全技术监察规程”也将主要围绕着这部分内容进行规定。管道的材料设计涉及到管道器材标准体系的选用、材料选用、压力等级的确定、管道及其元件型式的选用等内容。二、管道各专业工作内容（三）管道机械管道的机械设计一般是由管道机械工程师（以下简称为机械工程师）来完成的。管道机械研究的核心是管道的机械强度和刚度问题，它包括管道及其元件的强度、刚度是否满足要求，管道对相连机械设备的附加载荷是否满足要求等。通过对管系应力、管道机械振动等内容的力学分析，适当改变管道的走向和管道的支撑条件，以达到满足管道机械强度和刚度要求的目的。可以说，管道机械设计进行的好坏，直接影响到管系的安全可靠性。二、管道各专业工作内容根据作用载荷的特性以及研究方法的不同，可将管系的力学分析分为两大类，即静应力分析和动应力分析。静应力分析的对象是指外力与应力不随时间而变化的工况。动应力分析的对象是指包括管道的机械振动、管道的疲劳等外力与应力随时间而变化的工况。管道的支撑设计一般是随着管道布置由配管工程师完成的，但它与管道的机械强度息息相关。当管道的力学分析不能满足要求时，往往要通过调整支撑的数量和位置、支撑的方式等使其满足要求，因此管道的支撑设计在此也列入管道机械研究的范畴。三、管道的设计流程与各阶段条件关系见图四、设备布置1、设备布置对工艺条件的要求：首先，要具备什么样的工艺条件，管道专业才可以进行设备布置工作：PFD、PID、UFD、设备一览表、设备数据一览表、管线表、界区条件一览表2、装置平面布置的原则按工艺流程顺序确定工艺单元的相对位置，然后按GB50160《石油化工企业设计防火规范》要求确定间距，对于防火、防爆、防腐要求相近的适当集中布置，还应考虑与全厂总平面的衔接：（1）根据风向条件确定设备、设施与建筑物的相对位置；（2）根据气温、降水量、风沙等气候条件和生产过程或某些设备的特殊要求，决定是否采用室内布置；四、设备布置（3）根据装置竖向布置，确定装置地面零点标高与绝对标高的关系；（4）根据地质条件，合理布置重荷载和有振动的设备；（5）根据重力流要求布置设备的相对位置四、设备布置（5）在满足生产要求和安全防火、防爆的条件下，应做到节省用地、降低能耗、节约投资、有利于环境保护；（6）设备、建筑物、构筑物宜布置在同一地平面上。当受地形限制时，应将控制室、变配电室、化验室、生活间等布置在较高的地平面上；装置储罐宜布置在较低的地平面上。四、设备布置最小频率风向NWSE最小频率风向NWSE四、设备布置四、设备布置四、设备布置3、装置布置设计的三重安全措施安全生产对石油化工企业特别重要。这是因为石油化工企业的原料和产品绝大多数属于可燃、易爆或有毒物质，潜在火灾、爆炸或中毒的危险。火灾和爆炸的危险程度，从生产安全的角度来看，可划分为一次危险和次生危险两种。装置布置设计的三重安全措施是根据有关防火、防爆规范的规定，首先预防一次危险引起的次生危险，其次是一旦发生次生危险则尽可能限制其危害程度和范围，第三是次生危险发生以后，能为及时抢救和安全疏散提供方便条件。一次危险是设备或系统内潜在着发生火灾或爆炸的危险，但在正常操作状态下，不会危害人身安全或设备完好。次生危险是由于一次危险而引起的危险，它会直接危害到人身安全、设备毁坏和建筑物的倒塌等。四、设备布置4、设备的间距要求1）.满足防火要求：工艺装置之间防火间距是指工艺装置最外侧的设备外缘或建筑物、构筑物的最外轴线间的距离；设备之间的防火间距是指设备外缘之间的距离。2）.满足防爆要求：3）.设备的间距除应满足防火、防爆规范外，还应满足以下各方面的要求：（1）操作、检修、装卸、吊装所需的场地和通道；（2）构筑物（包括平台、梯子等）的布置；（3）设备基础、地下埋设的管道、管沟、电缆沟和排水井的布置；（4）管道和仪表安装。四、设备布置5、防止产生爆炸的基本措施（1）首先应使产生爆炸的条件同时出现的可能性减到最小程度。工艺设计中应采取消除或减少可燃物质的产生及积聚的措施：1)工艺流程中宜采取较低的压力和温度，将可燃物质限制在密闭容器内；2)工艺布置应限制和缩小爆炸危险区域的范围，并宜将不同等级的爆炸危险区或爆炸危险区与非爆炸危险区分隔在各自的厂房或界区内；3)在设备内可采用以氮气或其它惰性气体覆盖的措施；4)宜采取安全联锁或事故时加入聚合反应阻聚剂等化学药品的措施。（2）防止爆炸性气体混合物的形成，或缩短爆炸性气体混合物滞留时间，宜采取下列措施：1)工艺装置宜采取露天或敞开式布置；2)设置机械通风装置；3)在爆炸危险环境内设置正压室；4)对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物的地点设置自动测量仪器装置，当气体或蒸气浓度接近爆炸下限值的50％时，应能可靠地发出信号或切断电源。（3）在爆炸危险区域内严格按GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》选用用电设备。四、设备布置6、管廊的布置（1）管廊的宽度：1）管廊的宽度主要由管道的数量和管径的大小确定。并考虑一定的预留的宽度，一般主管廊管架应留有10％～20％的余量，并考虑其荷重。同时要考虑管廊下设备和通道以及管廊上空冷设备等结构的影响。如果要求敷设仪表电缆槽架和电力电缆槽架，还应考虑它们所需的宽度。管廊上管道可以布置成单层或双层，必要时也可布置三层。管廊的宽度一般不宜大于10m；2）管廊上布置空冷器时，支柱跨距最好与空冷器的间距尺寸相同，以使管廊立柱与空冷器支柱中心线对齐；3）管廊下布置泵时，应考虑泵的布置及其所需操作和检修通道的宽度。如果泵的驱动机用电缆为地下敷设时，还应考虑电缆沟所需宽度。此外，还要考虑泵用冷却水管道和排水管道的干管所需宽度；4）由于整个管廊的管道布置密度并不相同，通常在首尾段管廊的管道数量较少。因此，在必要时可以减小首尾段管廊的宽度或将双层管廊变单层管廊。四、设备布置6）管廊的布置（2）管廊的跨度：管廊的柱距和管廊的跨据是由敷设在其上的管道因垂直荷载所产生的允许弯曲挠度决定的，通常为6～9m。如中小型装置中，小直径的管道较多时，可在两根支柱之间的间距取得一致，以便管道通过。如果是混凝土管架，横梁顶宜埋放一根φ20圆钢或钢板，以减少管道与横梁间的摩擦力。（3）管廊的高度可根据下面条件确定：1）横穿道路的空间。管廊在道路上空横穿时，其净空高度为：①装置内的检修道不小于4.5m；②工厂道路不小于5.0m；③铁路不小于5.5m；④管廊下检修通道不小于3m。当管廊有桁架时要按桁架底高计算。四、设备布置6、管廊的布置2）管廊下管道的最小高度。为有效地利用管廊空间，多在管廊下布置泵。考虑到泵的操作和维护，至少需要3.5m；管廊上管道与分区设备相接时，一般应比管廊的底层管道标高低或高600-1000mm。所以管廊底层管底标高最小为3.5m。管廊下布置管壳式冷换设备时，由于设备高度增加，需要增加管廊下的净空。3）垂直相交的管廊高差。若管廊改变方向或两管廊直角相交，其高差取决于管道相互连接的最小尺寸，一般以500-750mm为宜。对于大型装置也可采用1000mm高差。管廊的结构尺寸。在确定管廊高度时，要考虑到管廊横梁和纵梁的结构断面和型式，务必使梁底和桁架底的高度，满足上述确定管廊高度的要求。对于双层管廊，上下层间距一般为1.2-2.0m，主要决定于管廊上最大管道的直径。至于装置之间的管廊的高度取决于管架经过地区的具体情况。如沿工厂边缘或罐区，不会影响厂区交通和扩建的地段，从经济性和检修方便考虑，可用管墩敷设，离地面高300-500mm即可满足要求。四、设备布置*四、设备布置7、罐区的布置四、设备布置罐区的布置四、设备布置7、罐区的布置四、设备布置8、在详细工程设计阶段，配管专业的主要任务（1）通过管道分析，完成施工版管道布置图；（2）完成施工版设备平面布置图；（3）完成全部成品单管图和设备管口方位图；（4）绘制管架图及伴热系统图；（5）编制管段表、管架表、设备地脚螺栓一览表；（6）配合管道材料专业提出最终管道材料汇总表；（7）编制配管专业管道设计说明书；（8）确认设备供应商提供的资料。五、设备布置要检查的内容1设备布置是否满足工艺PID的要求？2设备、建筑物、构筑物是否按生产过程的特点和火灾危险性类别分区布置？设备是否已尽可能布置在室外或敞开、半敞开的建构筑物内？3装置范围较大时，是否有用道路或防火间隔将装置分成占地面积不大于10000m2的设备建构筑物小区？五、设备布置要检查的内容4设备区间和设备区内的设备之间是否有便于施工操作维修及事故情况下进行抢修、急救的场地或间距？5设备、建筑物、构筑物的防火间距是否符合现行的有关防火规范的要求？五、设备布置检查的内容6每一个操作区、建筑物、构筑物是否有疏散通道和必要的安全出口？7设备区内是否避免了布置危险物料的储罐？中间罐区与其它设备区之间的防火间距是否符合要求？液化烃、可燃气体中间储罐总容积是否符合防火规范的要求？单个液化烃储罐容积是否符合安全规定？五、设备布置要检查的内容8空冷器的下方是否未布置操作温度高于物料自燃点的设备和输送或储存液化石油气的设备？如这些设备直接布置在空冷器下方是不可避免时，是否铺设了非燃烧体的隔板隔离保护？9在操作时和检修过程中有可能被油品、腐蚀性介质或有毒物料污染的区域是否设有围堰和导液设施？处理腐蚀性介质的设备区是否铺设了防腐蚀的地面？10放空用烟囱的设置是否在装置的一端或边缘区域？五、设备布置要检查的内容11可燃气体压缩机与明火设备、非防爆型电器设备的间距是否符合国家现行《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范