第6章-压力管道

第6章压力管道Chapter6PressurePiping林莹过程装备与控制教研组SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology22绪言管道：流程工业的血管管道安全关系到生产的安全SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology33严重事故以上管道事故统计数据名称1998年1999年2000年2001年2002年2003年重大、特大事故(起)881324严重事故（起）1312812死亡人数（人）2617422133受伤人数（人）14960644633直接济损失(万元)207.97603.993161.275.6103.4SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology44管道事故原因分析事故原因事故起数百分比(％)设计原因2311.5制造原因5527.5安装原因3618.0管理不善6532.5腐蚀2110.5总计200100SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology55管道安全管理状况1994年劳动部在职锅局下增设了压力管道监察处1996年《压力管道安全管理与监察规定》1999年《压力管道设计单位资格认可与管理办法》2000年《压力管道元件制造单位安全注册与管理办法》《压力管道安装单位资格认可实施细则》2002年《压力管道安装安全质量监督检验规则》2003年国务院颁布国务院令（第373号），将压力管道与锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施等一并列为涉及安全、危险性较大的特种设备《压力管道使用登记管理规则》《在用工业管道定期检验规程》2004年全面开展压力管道普查登记工作，完成普查2004年～2008年压力管道检验治理工作SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology666.1压力管道的基本概念及设计的一般要求6.1.1压力管道管理范围及分类6.1.2管道设计的基本要求6.1.3管道设计的一般程序SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology776.1.1压力管道管理范围及分类管道–是由管子、管件、阀门、管道上用的小型设备等管道组成件连接成的输送流体或传递压力的通道。–管道实际生产中各种管道的输送介质和操作参数千差万别，其重要程度和危险性也各有不同。压力管道–指利用一定的压力，用于输送气体或液体的管状设备。SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology886.1.1.1压力管道管理范围《特种设备安全监察条例》规定范围：–最大工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。不按压力管道管理–设备本体所属管道–军事装备、交通工具上和装置中的管道–入户（居民楼、庭院）前的最后一道阀门之后的生活用燃气管道及热力点（不含热力点）之后的热力管道SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology996.1.1.2压力管道分类分级1.按用途分类：长输管道（GA）–产地、存储库、使用单位间的用于输送商品介质的管道。公用管道（GB）–城镇范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道。工业管道（GC）–企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道和其他辅助管道。SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology10106.1.1.2压力管道分类分级（续）2.压力管道设计资格类别（三类各两个级别）SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology11116.1.1.2压力管道分类分级（续）3.压力管道分级（按其危害程度和安全等级）–工业管道（GC）GC1输送GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中规定毒性程度为极度危害介质的管道；输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJl6《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介质且设计压力P≥4.0MPa的管道；输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P≥4.0MPa且设计温度≥400℃的管道；输送流体介质且设计压力P≥10.0MPa的管道。SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology1212–工业管道（GC）GC2输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJl6《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介质且设计压力P4.0MPa的管道；输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P4.0MPa且设计温度≥400℃管道；输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力P10MPa且设计温度≥400℃的管道；输送流体介质，设计压力P10MPa且设计温度400℃的管道。SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology1313–工业管道（GC）GC3输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P1.0MPa且设计温度400℃的管道；输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力P4.0MPa且设计温度400℃的管道。SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology14146.1.1.2压力管道分类分级（续）4.石油化工管道分级按输送介质的危险程度和设计条件分级，按石化标准分级SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology15156.1.2管道设计的基本要求①一般要求②防火安全设计③防爆安全设计④其他安全设计⑤便于检修、运行操作SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology1616①一般要求符合管道仪表流程图满足生产工艺要求足够的强度足够的刚度，适当的支撑工作温度较高的管道作柔性分析有激振力的管道作动力分析抵御风载和地震载荷的能力SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology1717一般要求（续）目标：可行、可靠、经济、合理管道的总体布置管道布置与敷设管道连接与弯管管道与建筑物SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology1818一般要求——管道的总体布置应做到安全可靠、经济合理，并满足施工、操作、维修等方面的要求。对于需长期施工的工程，其管道的布置设计应统一规划，力求做到施工、生产、维修互不影响。永久性的工艺、热力管道不得穿越工厂的发展用地。在确定进出装置（单元）的管道方位与敷设方式时，应做到内外协调。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。SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology2020一般要求——管道布置与敷设方式：–架空–埋地用管廊、管架和管墩成排敷设长距离输送管道一般采用埋地敷设工业管道地下敷设的较少，就是地下敷设也大都用管沟SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology2121一般要求——管道布置与敷设（续）尽可能地上敷设，可埋地或敷设在管沟内，尽量集中成排布置。地上的管道应敷设在管架或管墩上，使管架或管墩所受的垂直载荷、水平载荷均衡；全厂性管架或管墩上（包括穿越涵洞）应留有10～30%的空位，并考虑其荷重。装置主管带管架应留有10%的空位，并考虑其荷重。SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology2222一般要求——管道布置与敷设（续）输送介质工艺条件对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置，应在设备布置设计或总图布置设计时统筹规划。管道布置不能妨碍设备、机泵和其它设施的安装、检修和消防车辆的通行。管道布置设计应使管道系统具有必要的柔性，对设备、机泵的推力（力矩）不得大于允许值。SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology2323一般要求——管道布置与敷设（续）管道系统应有正确和可靠的支承，避免发生管道同它的支承件脱离、扭曲、下垂或立管不垂直的现象，有隔热层的管道，在管墩、管架处应设管托。无隔热层的管道，如无要求，可不设管托。SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology2424SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology2525一般要求——管道布置与敷设（续）管道布置应力求避免出现袋形管或“盲肠”。SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology2626一般要求——管道布置与敷设（续）气液两相流的管道由一路分为两路或多路时，管道布置应考虑对称性。全厂性管道敷设应有坡度并尽量与地面坡度一致。管道的最小坡度宜为2‰。管道弯坡点宜设在转弯处或固定点处。SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology2727一般要求——管道连接与弯管管道除与阀门、仪表、设备等需要用法兰或螺栓连接的以外，应尽可能采用焊接连接。–管道布置时对管道焊缝的设置，应使管道对接焊口的中心与弯管起弯点的距离不小于管子外径，且不小于100mm。–管道上两相邻对接焊口的中心间距：对于公称直径小于150mm的管道，不应小于外径，且不小于50mm；对于公称直径大于150mm的管道，不应小于150mm。SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology2828一般要求——管道连接与弯管（续）各种弯管的最小弯曲半径：弯制弯管宜采用为正公差的管子制作。管道设计压力(MPa)制作方式最小弯曲半径10热弯3.5DO冷弯4.0DO10冷、热弯5.0DOSIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology2929一般要求——管道与建筑物管道穿过建筑物的楼板、房顶或墙面时，应加套管，套管内的空隙应密封。–套管直径应大于管道隔热层外径，并不得影响管道的热位移，管道上焊缝不应在套管内，距离管端部应不小于150mm。套管应高出楼板、房顶面50mm。SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology3030一般要求——管道与建筑物（续）布置腐蚀性介质或有毒介质的管道时，应避免由于法兰、楼板和填料密封等泄漏而造成对人身和设备的危害；对于跨越、穿越厂区内铁路和道路的管道，在其跨越段或穿越段上不得装设阀门、波形补偿器和法兰、螺纹接头等管件SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology3131②防火安全设计防火规范：GB5001—91《石油化工企业设计规范》–裸露的钢结构耐火极限只有0.25h–发生火灾后持续时间多数在1h左右，需增加耐火层–标准规定耐火层的耐火极限不应低于1.5hSIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology3232③防爆安全设计产生爆炸三个条件：存在可燃气体、易燃液体的蒸汽或薄雾上述物质与空气混合，其浓度在爆炸极限以内存在足以点燃爆炸性混合物的火花或高温•GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》SIT上海应用技术学院ShanghaiInstituteofTechnology3333③防爆安全设计（续）主要通过工艺设法防止设备和管道泄漏、用惰性气体将易燃物质与空气隔离、采取联锁保护措施。在总体设计中设法限制和缩小危险区的范围。将不同等级的爆炸危险区与非爆炸危险区隔开；采用露天布置和加强室内通风使爆炸危险物质浓度低于爆炸极限，用测量报警装置监测爆炸危险物浓度。SIT上海应用技术学院Sh