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管道设计手册

配管设计通则

目    次

1  适用范围………………………………………………………………………………2
2  管系的设计压力与设计温度………………………………………………………… 2     
 3  管系压力等级的分界………………………………………………………………… 3           
4  阀门选择……………………………………………………………………………… 4 
5  管系放空与排凝……………………………………………………………………… 6
6  安全阀放空与停工放空………………………………………………………………    7 
7  阀门及仪表的安装方法………………………………………………………………9
8  管件的选择……………………………………………………………………………12 
9  法兰间隙与管间距……………………………………………………………………16
10 管系法兰的设置………………………………………………………………………18
11 管道的最大允许支撑间距……………………………………………………………18
1、 适用范围
本通则适用于装置( 单元) 配管设计中所涉及的一般事项。
2、 配管设计所需基础资料
(a)  设计基础条件( Basic Engineening Design Ddta)
(b)  详细工程设计数据( 配管) [Detailed Engineening Design Data(Piping)]
(c)  流程图( 含工艺、 公用工程、 管道及仪表流程(P&ID)
(d)  公用工程流程图
(e)  装置布置图
(f)  设备含机泵、 工业炉及其它非定形设备
(g)  管道等级表
(h)  管道表
(I)  仪表规格表
2、 管道系统( 以下简称管系) 的设计压力与设计温度
   管系的设计压力与设计温度的确定原则如下:
( 1) 管系的设计温度取与其相接的设备的设计温度。
( 2) 管系的设计压力取以下压力的最高者
(a)  与管系连接的设备的设计压力;
(b)  保护管系的安全阀的设定压力;
(c)  当离心泵出口管道考虑切断时, 设计压力为泵的正常吸入压力加上泵进出口额定压差的1.2倍。
(d)  往复泵出口管道上安全阀的设定压力。
( 3) 对于低于大气压操作的管系, 按承受外压条件设计, 设计压力取0.1MPa。
( 4) 夹套管内管设计压力: 当内管介质压力大于夹套内介质压力时按内管介质压力确定。
3、 管系等级的分界
当内管介质压力小于夹套内介质压力时, 接承受外压设计, 设计压力按夹套内介质压力确定; 夹套外管设计压力按夹套内介质压力确定。
( 1) 管系的压力范围是从压力源到较低压力的管系或所连设备前的第一个切断阀或止回阀。
当是双阀时, 双阀的压力等级取较高侧的压力等级( 见图1)
图1  管系的压力范围
( 2) 调节阀周围管道的压力及温度划分见图2

图2 调节阀周围管道等级的划分
( 3) 当等级在法兰式阀门处分界时, 其分界处的螺栓、 螺母和垫片的材质按低压高温等级匹配, 而型式则按高压、 低温等级匹配。
( 4) 设备及管系上的安全阀、 泄压阀是直接放大气时, 阀后的材料等级可降低。
5、 阀门的选择
管系中阀门尺寸和种类的选择, 原则上以下列条件为准。
5.1 切断阀
( 1) 调节阀组切断阀的直径, 如无特别要求按表1选用。
( 2) 切断阀选用闸阀
5.2 旁路阀
( 1) 调节阀组的旁路阀直径, 如无特别要求按表2进行选择。
( 2) 当旁路阀为8B以下时选截止阀, 10B以上时选闸阀。

表1 调节阀组切断阀直径选用表(mm)
管道尺寸(DN)
15
20
25
40
50
80
100
150
200
250
300
350
调节阀    DN

15
15
20
25
40

20

20
25
40
50
50
50

25

25
40
50
50
50

40

40
50
50
50

50

50
80
80
80

65

80
80
80

80

80
100
100
100

100

100
150
150
150

125

150
150
150
150

150

150
200
200
200

200

200
250
250
250
250

250
300
300
300

300
350

表2 调节阀组旁路阀直径选用表
管道尺寸(DN)

15
20
25
40
50
80
100
150
200
250
300
350
调节阀    DN

15
15
20
25
40

20

20
25
25
25
25
25

25

25
40
40
40
40

40

40
50
50
50

50

50

80
80
80

65

80
80
80

80

80
100
100
100

100

100
150
150
150

125

150
150
150
150

150

150
200
200
200

200

200
250

250

250

250
300
300
300

300
350
5.3 泵的阀门
泵出入口管道的阀门直径原则上根据泵嘴子直径按表3的要求选择。
泵出入口阀门用闸阀或其它阻助小的阀门

表3 泵出入口阀门选择表
尺寸
出入口
泵嘴尺寸
阀门尺寸

比管道尺寸小一级
管道线尺寸
入口端
比管道尺寸小二级
中间尺寸

比管道尺寸小三级
比管道尺寸小一级
出口端
小于管道尺寸
比泵嘴大一级

5.4  仪表及其它用阀门的各种类和规格如表4
6、 管系放气与排液
表-5  放气口、 排液口的最小公径直径(mm)
管径( DN)
放气口、 排液口
≤25
15
40～150
20
200～350
25
≥400
40
注: 催化剂, 浆液或高粘度介质( 如焦油、 沥青、 重质燃料油等) 管道排液公称直径不得小于25mm。
表4  仪表及其它用阀门尺寸与种类
安装场所
阀门尺寸
阀门种类
外浮筒液位计
DN40或DN50
闸阀
玻璃板液面计
DN20
闸阀
压力表取压嘴
DN15或DN20
闸阀
差压式漏流量计取压嘴
DN15或DN20
闸阀
管系放气/排液
见”表-5”
闸阀
采样阀
第一道阀DN20
闸阀

第二道阀DN10或DN15
( 针形阀)
软管站接头
DN20
闸  阀
蒸汽疏水配管用阀
与疏水器尺寸相同
闸阀
( 1) 在DN50以上工艺管道产生气袋的地方, 应设置带螺纹管帽或丝堵的放空口; 而在有集液的地方, 不论直径的大小, 都应设排液阀, 其端部还要加螺纹管帽或丝堵。
( 2) 对需进行液体试压和试漏的公用工程管道( 非净化风、 氮气、 蒸汽、 乏汽) , 即使有气袋亦可不设放空。
( 3) 工艺及公用工程管道, 特别是高温压管道上的放空阀可用盲法兰代替。
7、 泄压与放空(Relief and BLOWdown)
( 1) 安全阀应尽可能靠近所保护的设备或主管安装, 为防止安全阀放空时的振动, 安装有安全阀的管道需增设支架。
如安全阀无法靠近所保护的设备或主管设置时, 为防止压力降的产生, 需核算安全阀入口管道的管径。
( 2) 安全阀入口管系应布置成能使管内液体自流向所保护设备或主管道的形式。
( 3) 安全阀出口管与放空总管连接时, 为使管内介质自流进入总管, 应顺着总管介质流向与总管呈45°连接。
( 4) 泄压阀的出口为液体并与放空总管连接时, 在背压许可的情况下, 泄压阀可布置在低于总管的位置。
( 5) 泄压和放空总管应布置成能自流进入分液罐或凝液罐, 如不能实现, 可在液袋处设液位计和排液罐。
向大气排放的放空管口高度应符合下列要求:
一、 设备上的放空管, 尖高出邻近的操作平台2米以上;
二、 紧靠建筑物、 构筑物或在其内部布置的设备的放空管口, 应高出建、 构筑物2米以上。
( 6) 安全阀出口介质为气体并允许排向大气时, 其排放口不得朝向邻正设备或有人经过的地区, 排放管口端部必须高于安全阀周围8米范围内的最高操作平台和设备3米以上。端部形状可呈T型, I型或L型, 并切成如图3所示如45°角的形式。切口方向应避开周围道路和设备。
图3安全阀出口端形状( 注1)
注: 原则上选T型, 当受场地限制时可使用L型。当使用I及L型时, 必须核算管系及支架承受安全阀放空反推力的受情况。安全阀放空反推力的计算按照《工艺管道安装设计手册》第一篇第十七章第四节四款的方法》进行计算。
( 7) 安全阀放大气时, 如放空端部比安全阀高, 应在出口管的最下部设Φ6mm的泪孔。
7、 阀门及仪表安装方法
( 1) 所有阀门必须布置在操作方便易于维修的地方。
(a)  阀门最适当的安装高度是距, 操作面1.2米上下;
(b)  阀门中心高于2.1米时, 集中布置的阀组或频繁操作的单个阀门应设操作平台, 不经常操作的单个阀, 可设链轮, 也可利用活动平台, 但小于1.1/2B的阀不设链轮。
(c)  阀门手轮低于操作平台时, 可采用阀门延伸杆。
(d)  从公用工程集合管分出的管系, 其切断阀应设置在水平段上, 阀门两侧的液体可向两侧自流。
( 2) 调节阀、 安全阀和容积式流量计等, 应设置在操作方便, 易于维修的地面或平台上, 管道上温度计、 压力计的位置可自由选定时, 原则上距操作面的高度不大于1.5米。
安装设备上各种仪表( 如温度计、 压力计、 液面计等) 必须设操作平台和梯子。
(a) 调节阀
①调节阀应尽量靠近与其有关的指示仪表并尽量接近测量元件附近安装;
②调节阀公称直径小于管道直径时, 大小头应紧靠调节阀安装。
③调节阀设有手动装置时, 应确认膜头的上方或横向的空间, 调节阀的安装位置应使手动装置便于操作。
③角式调节阀需根据介质流向( 有上进下出和下进上出两种) 确定角阀形式, 并设置于无障碍的地方。
对压差较高的调节阀, 应考虑防止噪音和振动。
(b) 流量计
①差压式流量计的孔板既可设在水平管上也可设在立管上, 需根据介质情况决定。
②差压式流量计的孔板和容积式流量计的转子, 其上下游的直管长度应满足自控专业要求。
③差压式流量计的取压方向, 对蒸汽、 液体来说采用水平取压方式。而对气体则采用上方取压方式。水平取压受限制时; 如是蒸汽可用斜上式, 如是液体可用斜下式, 如图4。

      蒸汽管道                        液体管道

  图4  取压方向

(c) 压力表
为准确测量静压, 压力表取压点应在直管段上, 并设切断阀、 其配管形式如图-5
②压力表应设置在易于读表的位置。
③在振动管道上安装压力表时, 应避免振动传至压力表使其受到损坏, 应采取适当加强措施。

垂直管道                   水平管道

图5  压力表的安装

(d) 温度计( 双金属温度、 热电偶)
①安装在直管上的温度计, 当管道直径不小于DN50时, 可垂直安装在管道上。当管道直径小于DN150时, 应根据自控专业要求扩径。
②在弯管上安装温度计时, 管道直径不小于DN50, 应逆介质流向安装。
③温度计也可倾斜45°水平安装, 倾斜45°安装时, 应与管内流体流动方向逆向接触。温度计管嘴的安装见图6。
         图6 温度计管嘴的安装
④热偶的长度, 因管径及安装位置的不同而异, 其位置应设在易于热偶插入、 拔出的地方。
(e) 液面计
①为能使在设备操作情况下取出液位计, 在切断阀与液面计之间需设法兰或活接头。
②两个以上液面计重叠使用时, 其重叠部分取200mm。
③玻璃板液面计( 有反射式和透光式两种) 和玻璃管液面计在外形上有很大区别。前者用于高温高压, 后者仅用于低压。对透光式玻璃板液面计应安装在光线能透过的方向上。
8、 管件的选择
配管管件( 除法兰、 弯头管件外) 的用法如表5和表6。主管DN50度以上和采用对焊型, DN80及以下采用承插焊或螺纹连接。
异径三通和异径管, 大口径小口径侧与不同壁厚的管道连接时, 异径三通和异径管的壁厚取较厚侧管道的壁厚。
( 1) 分支管的选择如表5
表5  分支管道管件选择表

( 2) 变径管件的选择如表6
( 3) 偏心变径管件用于与管底取齐的情况, 除此而外, 原则上应选择同心异径管。
( 4) 短节( Nipple)的选择按以下规定
(a) 等径短节的端部由平端—平端, 螺纹—螺纹以及平端—螺纹三种形式Straight Nipple)一般用于公称直径或等于DN40的管件最小连接时, 其外形尺寸见有关标准。

(b)异径管箍( Swaged Nipple)
①异径管箍的端部类型, 按表7进行组合。

表17异径管箍的端部类型
大口径
小口径
1
螺纹      PT
1
螺纹         PT
2
锥管螺纹  NPT
2
锥管螺纹     NPT
3
平端      Plain
3
平端         Plain
4
坡口     BeveLed
4
坡口         BeveLed 
5
丝口     Ps
5
丝口         PS

②异径短节一般用于公称直径DN50以下管道间的变径。最小壁厚取SCH80。外型尺寸见公司有关标准。
( 5) 原则上不使用DN32、 DN65、 DN125、 DN175等特殊管径。当机械设备接口中使用这些管径时, 应与之相连的使管子尽可能短, 然后, 用异径管与管系相连。
9、 法兰间隙与管间距
( 1) 图纸中所表示的法兰间隙见表8和表9

表8  法兰间隙
( 单位: mm)
垫片种类
垫片厚度
法兰间隙
石棉垫片
1.5或1.6
1

3.0或3.2
3
金属包垫片
3.0或3.2
3
缠绕垫
4.5或4.8
4

表9  法兰间隙
( 单位: mm)
公称直径
  环  槽   面
压力等级
15
20
25
40
50
80
100
150
200
250
300
350
400
450
500
600
300/5.0
3
4
4
4
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
7
600/10.0
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
6
900/15.0
4
4
4
4
3
4
4
4
4
4
4
4
4
5
5
6
1500/25.0
4
4
4
4
3
3
3
3
4
4
5
6
8
8
10
11
2500/45.0
4
4
4
3
3
3
4
4
5
6
8
—
—
—
—
—

( 2) 管间距( 管桥、 管墩等处的管道) , 原则上根据以下三个公式确定。

(a)       

(b) 

(c) 

10  管系法兰的设置
管系以下情况, 应在适当位置设置法兰。
( 1) 对于螺纹及承插连接的管系, 考虑管系组装方便。
( 2) 组装后需进行清洗的管系。
( 3) 易凝管道需分段清洗时。( 注1) 。
( 4) 需分段检修并与设备相连的管系。
( 5) 直接电加热的管道需绝缘时。
( 6) 管道材质改变时
( 7) 衬塑管
( 8) 与埋地管道、 厂房内管道或成套设备连接处
( 9) 管道未端或分支处拟接管时。
注1: 输硫管系分段清洗时可不设法兰。

11、 管道的最大允许支撑间距
管道的最大允许支撑间距见表10。
表6  异径管件选择表