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压力管道的布置,不仅仅是一门技术活

发布时间:2019-01-03 15:31 文章来源:未知 阅读次数:
压力管道设计的基本原则
 
   
 压力管道都与设备、机器相连接,是整个装置的重要组成部分。除长输管道是工程的主体外,各种压力管道必须与设备、机器一起综合考虑。压力管道部分设计中应考虑到以下几个方面:

  (1)满足工艺要求、材料、结构形式、柔性、抗振能力、各种组件、附件等适当组合,全面达到生产要求; 

  (2)管道设计要为安装施工、操作管理、维护检修提供方便,保证足够的空间;

  (3)满足防火、防爆等安全规范的要求,创造安全运行环境;

  (4)管道走向合理,避免不必要的往返和转折,使总体设计经济合理;

  (5)管道排列规范、美观,框架、管廊立柱对齐、纵横成行,管道横平竖直,除特殊需要外,不用歪斜管道布置方式。
 
管道总体设计及规范
 
1一般要求
 

  管道设计要与装置整体设计统一考虑,必须符合管道仪表流程图,要有适当的支撑,保证足够的强度,对工作温度较高的管道要作柔性分析、有激振源的管道要作动力分析,使管道既有足够的强度,又能吸收热膨胀位移、有良好的抗振性。在经常出现飓风或地震分区级别高的地区还要考虑抵御风载和地震载荷的能力。

  管道的敷设主要有架空和埋地两种类型,在选择何种敷设时可根据具体情况确定,化工和石油化工企业的工业管道大都采用架空敷设,便于施工、操作、检查、维修,也较为经济,大中型装置的架空管道都用管廊、管架和管墩成排敷设。对于分散的管道可用支吊架。长输管道一般采用埋地敷设,它利用了地下空间。缺点是有腐蚀,检查和维修困难,尤其是需排液的管道,困难更大。工业管道地下敷设的较少,就是地下敷设也大都用管沟,而不是直接敷设在地下。
 
2防火安全设计
 

  当管道敷设在管廊上时,为充分利用空间,一般机泵就置于管廊下,管廊的上面放置引风机,管廊的两侧是主体设备。管廊与它们要保持一定的距离,这个距离要满足有关防火的规范标准。
涉及的问题是:装置中的物质火灾危险性如何?防火要求如何?与其设备的防火间距应多大?材料的耐火等级与耐火保护如何?这些问题在GB50160-2008《石油化工企业设计规范》中都有详细而明确的规定。
 
 
    这里举个例子予以说明:规范中对石油化工企业总平面布置防火间距有规定,如地上可燃液体贮罐,贮存物质为甲B、乙类危险性(危险性分类见表),罐容积小于等于500m3或卧式罐,与全厂性重要设施之间的防火间距为30m,其他不同情况有不同的防火间距。
 
     标准中对耐火保护也有具体要求,对可能发生火灾危险的设备和在可能发生火灾危险地区的工艺设备、管道及其支承结构框架、管架、支耳、托架、支腿、鞍座等都需考虑耐火保护。裸露的钢结构耐火极限只有0.25h,据统计石油化工企业装置内,发生火灾后的持续时间多数在1h左右,所以必须加耐火保护层。标准规定耐火层的耐火极限不应低于1.5h。还要求甲、乙A类危险性物质的设备和管道应有惰性气体置换设施,可燃气体压缩机的吸入管道应有防止产生负压的措施等。
 
液化烃、可燃液体的火灾危险性分类
 
类别
名称
特点
A
液化烃
15℃时的蒸汽压力大于0.1MPa的烃类液体及其它类似液体
B
可燃液体
甲A类以外,闪点小于28℃
A
可燃液体
闪点大于等于28℃至小于等于45℃
B
可燃液体
闪点大于45℃至小于60℃
A
可燃液体
闪点大于等于60℃至小于等于120℃
B
可燃液体
闪点大于120℃
 
 
3防爆安全设计
 

  一般产生爆炸必须具备三个条件:①存在可燃气体、易燃液体的蒸汽或薄雾;②上述物质与空气混合,其浓度达到爆炸极限;③存在足以点燃爆炸性混合物的火花或高温。只要设法使这三个条件不同时出现,就基本可以防止出现爆炸。可通过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、联锁保护等措施来达到。 

  在总体设计中还要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。

  标准对爆炸危险区域范围提供了18种示例,应用时可参照这些例子确定危险区域范围。如通风良好的室内布置的输送重于空气的可燃气体或蒸汽的管道,其阀门、法兰和螺纹管件处,其爆炸危险区域范围如图1所示。露天布置的输送重于空气的可燃气体或蒸汽的管道,其阀门、法兰和螺纹管件有可能泄漏,在通风良好的生产区,可认为属于非爆炸区。通风不良的生产区,其爆炸危险区域范围如图2所示。



图1 室内布置管道泄漏处爆炸危险区域范围图 


 
图2 露天管道泄漏处爆炸危险区域范围图 
 
4其他安全设计
 

  (1)输送易燃易爆介质的埋地管道需要穿越电缆沟,且管道温度又较高时,必需采取隔热措施,以使外表面温度低于60℃。

  (2)经过道路的管道必须有一定的架空高度,只有人员通行的净高不小于2.2m;通行大型车辆的净高要留4.5m;跨越铁路的净高则不小于5.5m;以免在车辆通行时撞到管道。万一出现意外事故有利于车辆出入。
 
  (3)法兰的位置避免处于人行通道和机泵上方。输送腐蚀性介质管道上的法兰要设安全防护罩。
 
5便于检修、运行操作
 

  管廊的下面一般布置泵,这样可以有效利用空间,而且泵与管廊的距离缩短节省管材。为便于泵安装、操作、检修,至少要有3.5m的净空高度,在管廊下布置设备的还要增加管廊下的净空高度。

  管廊在道路上空穿越时,净空高度应为:装置内检修道不低于4.5m;主干道和铁路不低于5.5m;管廊下的检修通道不低于3m。

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