管道布置的原则和方法

　　一  管道布置设计的主要原则

　　由于化工产品种类繁多，生产操作条件不一，输送介质性质复杂。因此，管道布置与安装应根据工艺流程的要求、操作条件、输送物料的性质、管径大小等，并结合设备布置、建筑物及构筑物的情况进行综合考虑，使管道能充分满足生产要求，保证安全生产，便于操作维修，而且还要整齐美观。

　　(一)  物料因素

　　输送有毒或有腐蚀性介质的管道，不得在人行道上空设置阀体、伸缩器、法兰等，若与其他管道并列时应在外侧或下方安装。

　　输送易燃、易爆介质的管道不应敷设在生活间、楼梯和走廊等处，一般应配置安全阀、防爆膜、阻火器、水封等防火防爆安全装置，并应采取可靠的接地措施；易燃易爆及有毒介质的放空管应引至室外指定地点或高出层面2m以上。

　　管道敷设应有坡度，以免管内或设备内积液，坡度方向一般为顺介质流动方向，但也有与介质流动方向相反的情况，如氨压缩机的吸入管道应有≥o．005的逆向坡度，坡向蒸发器；其排气管道应有o．01一o．02的顺向坡度，坡向油分离器。管道坡度一般为：

　　蒸汽    0.002—0.005    蒸汽冷凝水    0.003

　　冷冻盐水    0.005    压缩空气    0．004

　　真空    0.003    清净下水    0．005

　　生产废水    0.001    一般气体易流动液体    0.005

　　黏度大的液体可取0.01，含固体颗粒的流体最大可取0.05。

　　长距离输送蒸汽的管道要在一定距离处安装疏水阀，以排除冷凝水。

　　冷热流体应相互避开，不能避开时，冷管在下，热管在上；塑料管或衬胶管应避开热管。

　　(二)  施工、操作与维修

　　管道尽量架空敷设，平行成列走直线，少拐弯(应做自然补偿，方便安装、检修、操作除外)、少交叉以减少管架的数量；并列管线上的阀门应尽量错开排列；从主管上引出支管时，气体管从上方引出，液体管从下方引出。

　　管道应尽量集中敷设，在穿墙和楼板时特别要注意此段管道不应有焊缝。

　　管道应尽可能沿墙壁安装，为便于安装、检修和防止变形后挤压，管道之间、管道与墙壁之间应保持一定的距离。平行管道间最突出物间的距离不能小于50～80mm，管道最突出部分距墙壁、管架边和柱边不能小于lOOmm。表7-12和表7—13分别列出了法兰对齐和法兰相错时低压管道间距。

 

　　管道布置不能妨碍门窗开启及设备、机泵和自控仪表的操作检修，在有吊车的情况下，管道布置不应妨碍吊车工作。管道应避免通过电动机、仪表盘、配电盘上空；塔及容器的管道不可从人孔正前方通过。

　　管道安装时尽量避免出现“气袋”和盲管，当无法避免时，应在管线最高点设置放空阀，最低点设置放净阀。

 

　　阀门、仪表的安装应方便操作与维修，一般阀门安装高度以离操作面1．2m为宜，水平管道的阀门阀杆不宜垂直向下。

　　流量元件(孔板、喷嘴及文氏管)所在的管道前后要有足够长的直管段，以保证准确测量。

　　液面计要装在液面波动小的地方；沉筒式液面计周围留有开关仪表盘的空间；玻璃液面计要装在操作控制阀时能看得见的地方。

　　温度元件在设备与管道上的安装位置，要与流程一致，并保证一定的插入深度和外部安装检修空间。

　　(三)  安全分析

　　不锈钢管不得与普通碳钢制的管架直接接触，以免产生因电位差造成腐蚀核心。

　　在人员通行处，管道底部的净高不宜小于2．2m；通行大型检修机械或车辆时，管道底部净高不应小于4．5m，跨越铁道上方的管道，其距轨顶的净高不应小于5．5m。

　　埋地管道应在净土层以下，穿越道路或受荷地区要采取保护措施，输送易燃易爆介质的埋地管道不宜穿越电缆沟。

　　距离较近的两设备间。管道一般不应直连接(设备之一未与建筑物固定或有波纹伸缩器的情况除外)，一般采用45°或90°弯接。

　　设备间的管道连接应尽可能地短而直(用于自然补偿或方便检修的情况除外)，尤其是使用合金钢的管线和工艺要求压降小的管线，如压缩机人口管线，再沸器管线以及真空管线等。

　　为防止管道在工作中产生振动、变形及损坏，必须根据管道的具体特点，合理确定其支承与固定结构。

　　管道布置时应考虑电缆、照明、仪表、采暖通风等非工艺管道。

　　二、  管道支架

　　管道支架有支承、固定与约束管道的作用，它承受管道的重量、沿管道的轴向水平推力(热推力)、侧向水平力(支架拉力等)、设备传给管道的振动力等。

　　管子的固定、支承和管架设计是管道布置设计的重要内容之一。在车间平面布置时，必须对管架进行规划，确定其大致位置，估算其宽度。待具体布置时，再最后确定其位置和结构尺寸。

　　管架宽度取决于布置在管架上的管道和直径。一般按管架上管道最密处的管子根数计算管架宽度。

　　管道支架(管卡、托架、吊架)已有标准设计，可按《管架通用系列》选用。

　　按管道支架的作用一般可分为四大类型。

　　固定支架。不允许管道有任何位移的地方，应设固定支架。除支承管道重量外，还要承受管道的水平用力，保证管道不能移动。固定支架应设在坚固的厂房结构或管架上，并对垂直和水平受力进行验算。

　　在热管道的各个补偿器(包括自然补偿器)间设置固定支架，就能按设计意图分配补偿器分担的补偿量；在设备管口附近的管道上设置固定支架，可以减少设备管口的受力。

　　滑动支架。允许管道在水平面上有一定的位移。

　　导向支架。用于允许轴向位移而不允许横向位移的地方，如Ⅱ形补偿器的两端(距离4倍管径处)和铸铁阀件两侧。常用的导向支架有导管、导向用钢、导向板和导向管托等。

　　弹簧吊架。当管道有垂直位移时，如热膨胀引起的上下位移，则因弹簧有弹性，故仍能提供必要的支承力。

　　管架一般分为室外管架与室内管架。室外管架有独立的支柱；室内管架可省去管架支柱，尽量采用与土建的墙、柱或钢梁直接连接的方式。一般采用插墙支承或与土建预埋件相焊接的方式，如无预埋件时，可采用梁箍包梁或模、角钢夹柱的方式。

　　对于臂式连接结构的支吊架，其臂长度一般不大于800mm。对于臂较长的支吊架，尽量在其受力较大的方向加斜撑。

　　支架、管架间距：管道的支架或管架间距越小，需要的支架或管架的数目就越多。管架间距可按大部分管道的支架间距选定，一部分小管子可利用设支架支承。固定支架和活动支架的间距要参见表7—14。