石油化工裝置管橋配管設(shè)計(jì)

1、21/22HYPERLINK /范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工藝裝置內(nèi)常用的管橋（管廊）形式、平面布置、立面布置和管橋的配管設(shè)計(jì)以及相鄰區(qū)關(guān)系和安全設(shè)施等的設(shè)計(jì)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于石油化工裝置內(nèi)部管橋（管廊）的配管設(shè)計(jì)，不適用于石油化工裝置外部管帶的設(shè)計(jì)。管橋的平面布置2.1 一般以管橋作為全裝置的聯(lián)系紐帶，在管橋兩側(cè)布置工藝設(shè)備。管橋布置以直通形為差不多形，亦可呈L形、T形、U形等組合形，如圖1所示。2.2管橋下有輸送劇毒、易燃、可燃介質(zhì)有機(jī)泵和儲(chǔ)存劇毒、易燃、可燃介質(zhì)的工藝設(shè)備時(shí)，機(jī)泵和設(shè)備與加熱爐、變電所、配電室和儀表室的距離應(yīng)符合GB50160-92石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范（以下簡(jiǎn)稱防火規(guī)范的規(guī)定。2.

2、3管橋柱中心線與塔器外壁或框架柱中心線間的距離，要滿足管道排列和最小通道的要求，一般以4m為宜，有往返較多的合金鋼管時(shí)，經(jīng)核算后，可適當(dāng)減小間距，當(dāng)其間布置地下管網(wǎng)時(shí)應(yīng)考慮地下基礎(chǔ)與管網(wǎng)排列所需的最小間距。2.4 管橋?qū)挾?首先應(yīng)滿足管道的管徑和間距需要的總寬度，然后再考慮以下因素：管橋上布置空氣冷卻器（以下簡(jiǎn)稱“空冷器”）時(shí)，寬度應(yīng)考慮空冷器構(gòu)架的要求。管橋下布置機(jī)泵和工藝設(shè)備時(shí)，寬度應(yīng)考慮設(shè)備和通道的要求。管橋的寬度一般應(yīng)預(yù)留10%20%的余量；考慮管橋?qū)挾扔嗔繒r(shí)，柱外側(cè)一般可焊接懸臂梁，作為支撐部分工藝、儀表管道、電氣儀表槽盒之用，亦可作為管橋?qū)挾鹊念A(yù)留余量的一部分。管橋的柱距應(yīng)由管道的

3、跨距來決定，同時(shí)還應(yīng)考慮管橋上、下布置的工藝設(shè)備等因素，一般在69m內(nèi)取等距布置為宜。關(guān)于一兩根極限跨距小于管橋柱間距的管道，可用臨近的大管道支吊；關(guān)于多根小管道則采納加次梁的方法來支吊。管橋在跨越道路或檢修通道外，柱距應(yīng)為1015m，柱間梁宜采納桁架結(jié)構(gòu)，桁架梁底距道路凈空不小于4.5m。管橋下布置機(jī)泵或工藝設(shè)備時(shí)，其地面應(yīng)高出周圍地面100200mm，并分區(qū)取同一標(biāo)高，電纜溝宜布置在泵的電機(jī)端，管橋下不布置工藝設(shè)備時(shí)，地面應(yīng)作為裝置豎向地面的一部分。管橋上布置工藝設(shè)備時(shí)，應(yīng)設(shè)置隔斷平臺(tái)并與附近的塔或框架平臺(tái)相連接。管橋頂層管道靠近塔器的外側(cè)，能夠考慮布置電氣儀表槽盒（槽盒一側(cè)也可作為走道）

4、。管橋上的連通平臺(tái)應(yīng)設(shè)操作、檢修用斜梯和安全梯，具體要求應(yīng)符合防火規(guī)范的規(guī)定。管橋的立面布置裝置內(nèi)主管橋和副管橋，按管道布置的需要，能夠?yàn)橐粚踊蚨樱疃嗳龑?。一層管橋?qū)挾茸畲?m，大于9m宜采納雙層管橋。雙層管橋的層間標(biāo)高差以1.21.8m為宜，管橋宜采納鋼結(jié)構(gòu)或以鋼筋混凝土為柱的混合結(jié)構(gòu)。常用的管橋結(jié)構(gòu)形式，如圖2所示。管橋的底層梁標(biāo)高取決于下述最大高度?？缭揭o道路的凈空，一般不小于4.5m，若需通行大型吊車時(shí)，不小于5.5m。管橋下布置設(shè)備時(shí)，一般為4m以上；管橋內(nèi)的管道與管橋外設(shè)備相連接的管道，當(dāng)在人行通道上時(shí)凈空應(yīng)不小于2.2m，在輔助檢修通道上時(shí)凈空不小于3m。裝置內(nèi)主管橋頂層，

5、宜布置空冷器；中層宜布置冷卻器、換熱器和容器等；底層宜布置機(jī)泵、冷卻器、換熱器、小型容器或留作管橋兩側(cè)工藝設(shè)備的檢修通道,如圖3。泵是否布置在總管橋下應(yīng)依照不同的工藝過程和具體情況而定。要綜合考慮節(jié)約用地,節(jié)約投資、方便操作和符合安全要求等因素。裝置內(nèi)主管橋與副管橋相交時(shí)，應(yīng)將副管橋的梁標(biāo)高選在主管橋兩層梁標(biāo)高之間，高差一般取為0.60.9m，如圖4。裝置內(nèi)主管橋主梁和側(cè)梁標(biāo)高需考慮與框架的塔器的接管標(biāo)高要求，詳見5.2條。多雨地區(qū)，當(dāng)管橋下布置機(jī)泵而管橋上又無設(shè)備平臺(tái)、樓板等時(shí)，可在管橋頂上設(shè)輕型防雨棚。管橋底層布置熱油泵時(shí)，需考慮泄漏著火時(shí)，不致危及重要工藝設(shè)備、電纜和儀表管纜等設(shè)施。管橋

6、的配管設(shè)計(jì)4.1 裝置內(nèi)管道應(yīng)盡量采納架空敷設(shè)。管橋上布置的管道包括：電氣、儀表的管道及槽盒。4.2 單層管橋只在一側(cè)布置工藝設(shè)備時(shí)，工藝管道應(yīng)布置在靠設(shè)備側(cè)。管橋兩側(cè)布置工藝設(shè)備時(shí)，輔助管道應(yīng)布置在管橋中部，兩邊布置工藝管道，荷載大的管道應(yīng)盡可能靠近管橋柱布置，緊急放空管道應(yīng)按放空坡度敷設(shè)，一般用單獨(dú)的T形支架支撐，電氣儀表管道及槽盒宜布置管橋外側(cè)懸壁梁上或柱外側(cè)。單層管橋的典型布置如圖5。4.3 雙層管橋的工藝管道宜布置下層，公用工程管道宜布置在上層，如圖6，大型裝置宜將儀表和電氣橋架布置在最上層，對(duì)三層管橋布置在第三層。4.3.1下列管道應(yīng)布置在管橋上層。連接兩個(gè)高于管橋上層的設(shè)備管嘴的

7、工藝管道；敷設(shè)距離較長(zhǎng)的工藝管道；高壓高溫的氣體管道；與管橋頂層設(shè)備有關(guān)的管道。圖5 單層管橋典型管道布置 圖6 雙層管橇典型管道布置4.3.2 下列管道應(yīng)布置在管橋的下層：連接泵的工藝管道和與管橋下設(shè)備聯(lián)系較多的公用工程管道；輸送腐蝕性介質(zhì)的管道；4.4布置多層管橋時(shí)，熱油管道宜在上層，液化石油氣管道宜在下層；塔底至熱油泵的熱油管道，可布置在管橋下層的外側(cè)，但不宜與液化石油氣管道相鄰。4.5管橋下布置有汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)泵時(shí)，在汽輪機(jī)進(jìn)出口上方的管橋上宜留一或二個(gè)穿管的空間，以便將蒸汽和公用工程管道由總管接至泵和汽輪機(jī)，必要時(shí)，在管橋上應(yīng)設(shè)局部操作平臺(tái)，如圖7。圖7 管橋留穿管空間示意4.6管橋

8、上布置約管道，應(yīng)盡量幸免“袋形”和“盲腸”。除輸送腐蝕性介質(zhì)外，一般宜在管道的低點(diǎn)設(shè)不小于DN20的排液口，在管道的高點(diǎn)設(shè)不小于DN15的放氣口。4.7 主蒸汽管道一般應(yīng)布置在雙層管橋的上層。蒸汽支管應(yīng)從主蒸汽管的上方引出，在引出點(diǎn)附近的水平管段上設(shè)切斷閥。4.8管橋上的飽和蒸汽管道的最低點(diǎn)、“盲腸”管、汽水分離器下部、伴熱蒸汽管末端等均應(yīng)設(shè)疏水閥。過熱蒸汽管道的最低點(diǎn)、流量計(jì)前、以及每隔100150m的水平管段處，應(yīng)設(shè)排液閥、疏水閥和排液閥一般用DN20或DN25。4.9凈化壓縮空氣、非凈化壓縮空氣的支管應(yīng)從總管的上部引出，并設(shè)切斷閥，在低點(diǎn)應(yīng)設(shè)不小于DN20的排液閥。4.10管橋上管道除與

9、閥門、設(shè)備管嘴連接以及需要拆卸清掃處之外，不應(yīng)設(shè)法蘭。閥門、法蘭活接頭的位置應(yīng)設(shè)在管橋的梁間1/51/3處，不得設(shè)在電動(dòng)機(jī)的正上方。特不是不得設(shè)在熱油泵的正上方。輸送有毒、腐蝕性介質(zhì)的管道其閥門、法蘭管件等不應(yīng)位于通道上方。4.11管橋上的DN50水平管道變徑時(shí)應(yīng)采納偏心大小頭；隔熱管道應(yīng)設(shè)管托，不隔熱管道一般不設(shè)管托。4.12管橋下的調(diào)節(jié)閥組宜布置在塔器側(cè)，距管橋柱中心線0.61.2m為宜。豎管上的閥門手輪應(yīng)朝向操作通道，儀表箱應(yīng)靠近和朝向相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥組布置。4.13并排布置的管道間距一般要求法蘭外緣與相鄰管道之間的凈距不小于25mm。管橋與相鄰區(qū)的關(guān)系5.1 兩管橋直角相交處，當(dāng)管道改變方

10、向而其排列順序不變時(shí)，標(biāo)高不變；若管道排列順序改變時(shí)，則應(yīng)改變標(biāo)高，如圖8，進(jìn)入管橋的大管道，若布置在邊緣可不改變標(biāo)高。 圖8 兩管橋直角相關(guān)交關(guān)系5.2 管橋側(cè)梁的標(biāo)高應(yīng)與冷換框架的層高及塔器的基礎(chǔ)標(biāo)高相配合。一般冷換框架一層梁底標(biāo)高于管橋側(cè)梁頂標(biāo)高，而塔器基礎(chǔ)標(biāo)高又低于管橋側(cè)梁頂標(biāo)高(減壓塔除外)。如圖9。5.3 管橋下采樣器的布置及其配管設(shè)計(jì)按廠商提供的密閉采樣器講明實(shí)施。5.4 管橋下泵的布置及其配管設(shè)計(jì)應(yīng)符合40B311-1997石油化工裝置泵配管設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定。5.5 管橋上層冷換的布置及其配管設(shè)計(jì)應(yīng)符合40B209-1997石油化工裝置冷換設(shè)備配管設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定。5.6 進(jìn)出裝置的管

11、橋上管道 圖10 管橋進(jìn)出裝置處與系統(tǒng)的關(guān)系6.2 進(jìn)出裝置處管橋上管道的閥門應(yīng)集中布置，并在管道上部距最大管頂200mm處設(shè)操作平臺(tái)和直梯，見圖11。當(dāng)平臺(tái)長(zhǎng)度大于8m時(shí)，應(yīng)在兩端設(shè)梯。若已降低標(biāo)高與系統(tǒng)低管架或管墩連接時(shí)，平臺(tái)梯子位置宜設(shè)在裝置外。6.3 所有進(jìn)裝置的原料、產(chǎn)品和公用工程管道，應(yīng)在裝置邊界附近處設(shè)切斷閥，對(duì)易凝介質(zhì)的切斷閥宜設(shè)在該系統(tǒng)的分支處，對(duì)氫氣、液化石油氣、高低壓燃料氣及酸性氣體等，應(yīng)在切斷靠裝置側(cè)設(shè)“8”字盲板，如圖11。介質(zhì)溫度大于或等于100的進(jìn)出裝置的管道或需用蒸汽吹掃的常溫管道，在進(jìn)出裝置的鄰近管架處設(shè)固定管托(見圖11)。為充分利用管道的自然補(bǔ)償，分散管架

12、上管道固定點(diǎn)的水平力，應(yīng)與裝置外的該管道布置綜合考慮設(shè)置固定點(diǎn)。管橋上管道的熱補(bǔ)償7.1 管橋上管道的熱補(bǔ)償宜與其相連接的管道一并考慮。 首先應(yīng)利用自然補(bǔ)償，如不能滿足要求，應(yīng)調(diào)整管系的形狀或設(shè)置補(bǔ)償器。管橋上宜用型補(bǔ)償器。關(guān)于溫度高，管徑大，輸送非危險(xiǎn)性介質(zhì)的管道，在安裝位置受到限制時(shí)，可采納波浪管補(bǔ)償器。7.2 需用補(bǔ)償器的管道宜集中成組水平布置。溫度高、直徑大的管道布置在外側(cè)，型彎一段升高0.60.9m后水平放置。有型補(bǔ)償器和波浪管補(bǔ)償器的管道兩端必需設(shè)固定點(diǎn)，補(bǔ)償器距兩固定點(diǎn)應(yīng)大致相等，不宜小于兩固定點(diǎn)間距的三分之一，如圖13。補(bǔ)償器兩側(cè)應(yīng)設(shè)導(dǎo)向支架，如圖12、13。7.4.1波浪管補(bǔ)

13、償器在兩固定點(diǎn)間的各導(dǎo)向支架的間距規(guī)定如下： a 補(bǔ)償器兩側(cè)的第一個(gè)導(dǎo)向支架到補(bǔ)償器的最大距離為4倍管道公稱直徑； b 第一個(gè)第二個(gè)導(dǎo)向支架的最大距離為14倍管道公稱直徑； c 第二個(gè)以外的各導(dǎo)向支架間的距離按表1選取。7.4.2 形補(bǔ)償器兩側(cè)各采納一組導(dǎo)向支架，導(dǎo)向支架距補(bǔ)償器的距離一般取3242倍的管道公稱直徑。7.5 管橋上的管道，任何支點(diǎn)處的最大熱位移應(yīng)不大于100mm。在變形量大處，不宜設(shè)法蘭，此處接出的支管關(guān)于總管的熱位移應(yīng)有足夠的補(bǔ)償。7.6管橋上的熱管道(包括用蒸汽吹掃的常溫管道)應(yīng)按以下要求設(shè)置固定點(diǎn)。 a 充分利用管道的自然補(bǔ)樂能力； b 長(zhǎng)距離管道的所有管托不致掉落梁下；

14、 c 多根同時(shí)水平面敷設(shè)的管道在轉(zhuǎn)彎處的橫向位移量應(yīng)小于該處的管間凈距； d 管道不應(yīng)產(chǎn)生縱向彎曲； e 消除管道振動(dòng)及沖擊荷載或根制多向位移。表1 波浪管補(bǔ)償器的導(dǎo)向支架間距 L管道公稱直徑 DN 不同介質(zhì)壓力下導(dǎo)向支架間距，m 介質(zhì)壓力， MPa0.640.6681.021.361.72.042.382.721006.66.01507.56.920020.815.613.512.08.725027.820.717.415.313.812.610.710.830032.123.719.817.415.614.413.212.335034.525.521.318.616.815.314.140

15、020.418.316.815.645041.730.625.516.850045.333.027.324.021.360051.637.530.926.724.070060.043.235.430.927.6管橋上管道的荷載和水平推力管橋上管道的垂直荷載管道差不多質(zhì)量（含管子、內(nèi)襯、隔熱、閥門和管件等） b介質(zhì)質(zhì)量。液體管道一般取充水質(zhì)量，多根氣體管道和輸送可凝氣體的管道其介質(zhì)質(zhì)量的計(jì)算方法，見SH3093-95石油化工企業(yè)管道支吊架設(shè)計(jì)規(guī)范的第3章。 c預(yù)留荷載，一般預(yù)留荷載為垂直荷載a、b兩項(xiàng)之和的10%20%。 d、冰雪荷載。在嚴(yán)寒地區(qū)，當(dāng)管壁溫度在0以下時(shí)，應(yīng)按具體情況考慮冰和雪荷載

16、。 e、彈簧支吊架產(chǎn)生的轉(zhuǎn)移荷載。見SHJ3073-95石油化工企業(yè)管道支吊架設(shè)計(jì)規(guī)范的第2.2條。 f、試壓水質(zhì)量 對(duì)介質(zhì)、事故水和試壓水的質(zhì)量，在荷載組合時(shí)，不應(yīng)同時(shí)考慮。 地震荷載振動(dòng)和沖擊荷載管橋上管道的水平推力。固定管架的水平推力與管道設(shè)置的管托型式有關(guān)。管道對(duì)固定支架的水平推力應(yīng)包括補(bǔ)償器彈性反力，介質(zhì)壓力產(chǎn)生的不平衡推力和由于管道垂直荷載對(duì)中間活動(dòng)支架產(chǎn)生的摩擦力（柔性管架為變形反彈力）之和。中間固定支架的水平推力可取兩側(cè)推力中較大者減去較小者的0.8倍。剛性活動(dòng)管架的水平推力為管道的磨擦力。柔性活動(dòng)管架的水平推力為管架本身的彈性反力。鉸接活動(dòng)管架的水平推力忽略不計(jì)。在土建計(jì)算管

17、橋及所支承的管道的風(fēng)荷載、各種荷載的組合系數(shù)及管道的牽制系數(shù)時(shí)，應(yīng)提供管橋上管道的層數(shù)、標(biāo)高、布置情況及操作情況。管橋上采納滑動(dòng)或滾動(dòng)支座敷設(shè)多根管道時(shí)，應(yīng)向土建專業(yè)提供管道梁上的管道根數(shù)、總質(zhì)量和其中最大管道的質(zhì)量。活動(dòng)管架的摩擦力和柔性管架的反彈力。管道差不多荷載和介質(zhì)產(chǎn)生的摩擦力不考慮牽制系數(shù)時(shí)，按下式計(jì)算 （1）式中：PH摩擦力，Nqi第i根管的單位長(zhǎng)度質(zhì)量,kg/m；i摩擦系數(shù)滑動(dòng)支架，鋼與鋼=0.3；鋼與混凝土=0.6；聚四氟乙烯間=0.1；滾珠支架=0.1；滾柱支架，沿滾柱軸向移動(dòng)=0.3；沿滾柱橫向移動(dòng)=0.1.l管道跨距，不等距時(shí)取其平均值,m?？紤]牽制系數(shù)時(shí)，按下式計(jì)算 （2）式中：kq牽制系數(shù)； PH摩擦力，N。 管架位移反彈力（Pf）按下式計(jì)算