配管設計必須具備的條件或資料:不銹鋼工業管道布置設計應遵守的有關設計標準、規范和規定;不銹鋼管道布置專業工程設計統一規定(這些規定是對各種規范、標準和規定的補充和說明,并列入用戶的特殊要求);工藝管道及儀表流程圖(簡稱PID,在不銹鋼管道設計過程中有可能對流程圖提出某些調整);工藝管道數據表(表中列有管道編號、輸送介質、起止點、管徑、設計壓力和設計溫度、材料選用等級、保溫伴熱要求等);設備布置圖;設備表、設備規格書及設備圖;儀表規格表;有關專業的設計條件;不銹鋼管道材料等級規定,如果是3D軟件配管設計,還需要管道材料數據庫;界區接點條件。
不銹鋼管道布置必須符合工藝及管道和儀表流程圖(PID)的設計要求,應做到安全可靠、經濟合理,并滿足施工、操作、維修等方面的要求;不銹鋼管道布置必須遵守安全及環保的法規,對防火、防爆、安全防護、環保要求等條件進行檢查,以便管道布置能滿足安全生產的要求;不銹鋼管道布置應滿足熱脹冷縮的要求;對于動力設備的管道,應注意控制管道的固有頻率,避免產生共振;管道布置應按照管道等級表和特殊件表選用管道組成件;在確定進、出裝置的管道方位與敷設方式時,應做到內外協調;全廠性管道的敷設應廠區整體協調;管道布置應符合有關國家或行業標準、規范和工程的規定。
一般有以下具體要求。
(1)管道敷設方式有地面以上和地面以下兩大類。
①. 地面以上統稱架空敷設。是工業生產裝置管道敷設的主要方式,具有便于施工、操作、檢查、維修及經濟等優點。
②. 地下敷設
a. 埋地敷設
其優點是利用地下的空間,使地面以上空間較為簡潔,并不需支承措施;其缺點是管道腐蝕性較強,檢查和維修困難,在車行道處有時需特別處理以承受大的載荷,低點排液不便,易凝油品凝固在管內時處理困難,帶隔熱層的管道很難保持其良好的隔熱功能等,故只有架空敷設不可能時,才采用。
b. 管溝敷設
可充分利用地下空間,并提供了較方便的檢查維修條件;還可敷設有隔熱層的高溫、易凝介質或腐蝕性介質的管道。其缺點是費用高,占地面積大,需設排水點,易積聚或竄人油氣,增加不安全因素,污物清理困難等。
(2)管道應架空或地上敷設,特殊情況下可敷設在管溝內。
(3)管道布置設計應符合管道及儀表流程圖的要求。
(4)管道布置應統籌規劃,做到安全可靠、經濟合理,滿足施工、操作、維修等方面的要求,并力求美觀整齊,見圖1.13。
(5)在確定進出裝置(單元)管道的方位與敷設方式時,應做到內外協調。
(6)廠區內的全廠性管道的敷設,應與廠區內的裝置(單元)、道路、建筑物、構筑物等協調,一般沿廠區道路設計廠內管廊,減少管道與鐵路、道路的交叉。
(7)永久性的地上、地下管道不得穿越或跨越與其無關的工藝裝置、系統單元或儲罐組;在跨越罐區泵房的可燃氣體、液化烴和可燃液體的管道上不應設置閥門及易發生泄漏的管道附件。
(8)進、出裝置的可燃氣體、液化烴和可燃液體的管道,在裝置的邊界處應設隔斷閥和盲板,在隔斷閥處應設平臺,長度等于或大于8m的平臺應在兩個方向設梯子。
(9)可燃氣體、液化烴和可燃液體的管道不得穿過與其無關的建筑物。
(10)管道宜集中成排布置。地上的管道應敷設在管架或管墩上。
(11)在管廊、管墩上布置管道時,宜使管架或管墩所受的垂直載荷、水平載荷均衡。
(12)全廠性管廊或管墩上(包括穿越涵洞)應留有10%~30%的裕量,并考慮其荷重。裝置主管廊宜留有10%~20%的裕量,并考慮其荷重。
(13)輸送介質對距離、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直徑管道的布置,應符合設備布置設計的要求。
(14)管道布置不應妨礙設備、機泵及其內部構件的安裝、檢修和消防車輛的通行。
(15)管道布置應使管道系統具有必要的柔性。在保證管道柔性及管道對設備、機泵管口作用力和力矩不超過允許值的情況下,應使管道最短,組成件最少。
(16)應在管道規劃的同時考慮其支承點設置,宜利用管道的自然形狀達到自行補償。
(17)管道布置宜做到“步步高”或“步步低”,減少“氣袋”或“液袋”,否則應根據操作、檢修要求設置放空、放凈。管道布置應減少“盲腸”。
(18)氣液兩相流的管道由一路分為兩路或多路時,管道布置應考慮對稱性或滿足管道及儀表流程圖的要求。
(19)管道除與閥門、儀表、設備等需要用法蘭或螺紋連接者外,應采用焊接連接。
(20)下列情況應考慮法蘭、螺紋或其他可拆卸連接。
①. 因檢修、清洗、吹掃需拆卸的場合。
②. 襯里管道或夾套管道。
③. 管道由兩段異種材料組成且不宜用焊接連接者。
④. 焊縫現場熱處理有困難的管道連接點。
⑤. 公稱直徑小于100mm的鍍鋅管道。
⑥. 設置盲板或“8”字盲板的位置。
(21)蒸汽管道或可凝性氣體管道的支管宜從主管的上方相接。蒸汽冷凝液支管應從收回總管的上方接入。
(22)有毒介質管道應采用焊接連接,除有特殊需要外不得采用法蘭或螺紋連接。法蘭或螺紋連接易發生泄漏,只有由于制造、檢修等原因才考慮采用;但焊接連接的強度和密封性能好,一般都采用此形式。有毒介質管道應有明顯標志以區別于其他管道,有毒介質管道不應埋地敷設。
(23)布置固體物料或含固體物料的管道時,應使管道盡可能短、少拐彎和不出現死角。
①. 固體物料支管與主管的連接應順介質流向斜接,夾角不宜大于45°。
②. 固體物料管道上彎管的彎曲半徑不應小于管道公稱直徑的6倍。
③. 含有大量固體物料的漿液管道和高黏度的液體管道應有坡度。
(24)不應在振動管道上彎矩大的部位設置分支管。
(25)在易產生振動的管道(如往復式壓縮機、往復泵的出口管道等)的轉彎處,應采用彎曲半徑不小于1.5倍公稱直徑的彎頭。分支管宜順介質流向斜接。
(26)從有可能發生振動的管道上接出公稱直徑小于或等于40mm的支管時,不論支管上有無閥門,連接處均應采取加強措施。
(27)自流的水平管道應有不小于3‰的順介質流向坡度。
(28)各種彎管的最小彎曲半徑應符合表1.9的規定。
(29)管道穿過建筑物的樓板、屋頂或墻面時,應加套管,套管與管道間的空隙應密封(用非金屬柔性材料充填)。套管的直徑應大于管道隔熱層的外徑,并不得影響管道的熱位移。管道上的焊縫不應在套管內,距離套管端部不應小于150mm。套管應高出樓板、屋頂面50mm。管道穿過屋頂時應設防雨罩。管道不應穿過防火墻或防爆墻。
(30)布置腐蝕性介質、有毒介質和高壓管道時,應避免由于法蘭、螺紋和填料密封等泄漏而造成對人身和設備的危害。易泄漏部位應避免位于人行通道或機泵上方,否則應設安全防護,見圖1.14。
(31)有隔熱層的管道,在管墩、管架處應設管托。無隔熱層的管道,如無要求,可不設管托。當隔熱層厚度小于或等于80mm時,選用高100mm的管托;隔熱層厚度大于80mm時,選用高150mm的管托;隔熱層厚度大于130mm時,選用高200mm的管托;保冷管道應選用保冷管托。
(32)廠區地形高差較大時,全廠性管道敷設應與地形高差保持一致,在適當位置調整管廊標高。管道的最小坡度宜為2‰。管道變坡點宜設在轉彎處或固定點附近。
(33)對于跨越、穿越廠區內鐵路和道路的管道,在其跨越段或穿越段上不得裝設閥門、金屬波紋管補償器和法蘭、螺紋接頭等管道組成件。
(34)有熱位移的埋地管道,在管道強度允許的條件下可設置擋墩,否則應采取熱補償措施。
(35)安全噴淋洗眼器應根據腐蝕性介質或有毒介質的性質、操作特點和防護要求等設置,其服務半徑的范圍不應大于15m。
(36)軟管站應根據需要設置,站內可包括蒸汽、新鮮水、裝置空氣和氮氣,其服務半徑的范圍宜為15~20m。
軟管站一般是為了吹掃、置換或檢修等需要設置,由管道、閥門、軟管接頭、軟管及軟管架等組成。根據需要可由蒸汽、新鮮水、裝置空氣、氮氣等1~4種介質組成。
(37)非金屬管道和非金屬襯里管道
①. 對于塑料管道和塑料襯里、橡膠襯里管道的設計。應根據非金屬管道具有強度和剛度低、線脹系數大、易老化等弱點,管道的布置應滿足下列要求:管架的支承方式及管架的間距,應能滿足管道對強度和剛度條件的要求,一般取二者中小者作為最大管架間距;管道應有足夠的柔性或有效的熱補償措施,以防因膨脹(或收縮)或管架和管端的位移造成泄漏或損壞;管道應采取有效的防靜電措施;露天敷設的管道,應有防老化措施;在有火災危險的區域內,應為其設置適當的安全防護措施。
②. 非金屬襯里管道的布置應滿足下列要求:應特別注意非金屬材料的特性與金屬材料之間的差異,使膨脹(或收縮)及其他位移產生的應力降到最小;每一根管線都應在三維坐標系的至少一個方向上設置一個尺寸調整管段,以保證安裝準確;非金屬襯里管不宜用于真空管道。
(38)管道布置的安全措施
①. 消防與防護
對于直接排放到大氣中去的溫度高于物料自燃溫度的烴類氣體泄放閥出口管道,應設置滅火用的蒸汽或氮氣管道,并由地面上控制。烴類液體儲罐外應設置水噴淋的防火措施,閥門應設在火災時可接近的地方。
②. 事故應急設施
在輸送酸性、堿性及有害介質的各種管道和設備附近應配備專用的洗眼和淋浴設施,該設施應布置在使用方便的地方,還要考慮淋浴器的安裝高度,使水能從頭上噴淋。在寒冷地區戶外使用時,應對該設施采取防凍措施。
③. 防靜電
對輸送有靜電危害的介質的管道,必須考慮靜電接地措施,應符合所執行項目的防止靜電事故規定。