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4 压力管道设计(工业管道、公用管道)
工业管道、公用管道的设计
压力管道
中华人民共和国劳动部《压力管道安全管理与监察规定》
按压力管道管理
1.输送 GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中规定的毒性程度为极度危害介质的管道。
2.输送 GB50160 《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16 《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类介质的管道
3.最高工作压力大于等于0.1MPa(表压,下同),输送介质为气(汽)体、液化气体的管道
4.最高工作压力大于等于0.1MPa 输送介质为可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的或最高工作温度高于等于标准沸点的液体的管道
5.前四项规定的管道的附属设施及安全保护装置等
不按压力管道管理
1.设备本体所属管道
2.军事装备、交通工具上和装置中的管道
3.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
压力管道按用途分为四类
◆ 工业管道 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。GC1,GC2,GC3
◆ 公用管道 城镇范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道。GB1,GB2。
◆ 长输管道 产地、存储库、使用单位间的用于输送商品介质的管道。GA1,GA2。
◆ 动力管道 火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道,GD1、GD2。
3.1 工业管道的设计
工业管道的定义:
1)定义
GC类(工业管道)指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道。包括延伸出工厂边界线,但归属企业、事业单位所管辖的管道。
2)分级 详见《压力容器压力管道设计许可规则》(简称设计规则)( TSG R1001-2008附录B)
划分为GC1级、GC2级、GC3级。
符合下列条件之一的工业管道为GC1级:
(1)输送国标GB5044-85 《职业接触毒物危害程度分级》中规定的毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道;
(2)输送国标GB50160-1999 《石油化工企业设计防火规范》及GB50016-2006 《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(包括液化烃),并且设计压力大于或者等于4.0MPa的管道;
(3)输送流体介质并且设计压力大于或者等于10.0MPa,或者设计压力大于或者等于4.0MPa,并且设计温度大于或者等于400℃的管道。
符合下列条件的工业管道为GC2级:
除GC3级管道外,介质毒性危害程度、火灾危险性(可燃性)、设计压力和设计温度小于GC1级的管道。
符合下列条件的工业管道为GC3级:
输送无毒、非可燃流体介质,设计压力小于或等于1.0MPa,并且设计温度大于-20℃但是小于185℃的管道。
《压力管道安全技术监察规程》(TSG D0001-2009)(简称管规)第二条中强调了工业管道的三要素。
本规程适用于同时具备下列条件的工艺装置、辅助装置以及界区内公用工程所属的工业管道(以下简称管道):
1)最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压,下同)的管道;
2)公称直径(即公称通径、公称尺寸,代号一般用DN表示)大于25mm的管道;
3)输送介质为气体、蒸汽、液化气体、最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体的管道。
注意管规监管的范围不包括下列管道:
公称压力为42MPa以上的管道和非金属管道。
工业管道的特点:
1)工业管道广泛应用于各工矿企业、事业单位等各行各业中,分布于城、乡各个地域。
2)工业管道是压力管道中工艺流程种类最多、生产制作状态变化最为复杂、输送的介质品种较多、条件较为苛刻。
3)工业管道输送压力高(最高可达300MPa以上)、温度高(最高可达1000℃以上)。
4)工业管道也是4种压力管道中分类品种级别最多的一种。
5)工业管道一般置于工厂与各种站、场等工业基地中,尽管操作条件复杂,环境条件苛刻,但管道比较集中易于控制管理。
压力管道设计基本要求
压力管道设计基本要求是安全性好和经济合理。
1)安全性首先表现在其操作运行风险小、安全系数大、不至于因失效而产生重大事故。
2)其次是运行平稳、尽量避免跑、冒、滴、漏现象,不至于因其故障造成整个装置的不正常停车。
3)经济性好使压力管道的一次投资费用和操作维护费用的综合指数低。
4)必须满足工艺要求。
5)应进行标准化、系列化设计。
6)布局美观、合理,便于操作。
7)便以制造和施工。
工业管道主要标准规范
行政法规
国务院令第549号《特种设备安全监察条例》(简称条例)
压力管道的定义、法则。
技术法规
1)TSG R1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》(简称设计规则)
压力管道分级、质量管理。
2)TSG D0001-2009《压力管道安全技术监察规程—工业管道》(简称管规)
压力管道安全性能的基本要求、规范压力管道监管工作。
标准规范
1)GB 5044-1985 《职业性接触性毒物危害程度分级》
2)GB/T 20801-2006 《压力管道规范 工业管道》
3)GB 50316-2000 《工业金属管道设计规范》(2008年版)
4)GB 50160-2008 石油化工企业设计防火规范
5)GB 50016-2006 建筑设计防火规范
3.1 工业管道设计
3.1.1 管道设计的基本要求与一般程序
3.1.1.1 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)其它安全设计
(5)便于检修、运行操作
(1)一般要求
■ 满足生产
■ 足够的强度
■ 足够的刚度 ,适当的支撑
■ 柔性分析
■ 动力分析
■ 抵御风载和地震载荷的能力
1)管道的总体布置
管道布置设计应做到安全可靠、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
2)管道布置与敷设
管道应尽可能地上敷设,如确有需要,可埋地或敷设在管沟内;在有条件的地方,管道应集中成排布置地上的管道应敷设在管架或管墩上;在管架、管墩上布置管道时,宜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,并考虑其荷重输送介质的工艺条件对距离、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