管道布置设计要点

管道布置设计要点目次1 管道布置的一般要求2 单体设备的管道布置要点2.1 管廊上的管道设计2.2 塔和容器的管道设计2.3 反应器的管道设计2.4 冷换设备的管道设计2.5 加热炉的管道设计2.6 泵的管道设计2.7 压缩机的管道设计3 几种特殊管道的设计要点（略）3.1 高压管道3.2 真空管道3.3 低温管道3.4 气力输送管道3.5 高压氧气管道3.6 食品级物流输送管道4 管道的其它设计要求4.1 管道的放空与排液4.2 采样系统管道设计4.3 伴热系统管道设计4.4 阀门的安装要求4.5 仪表的安装要求5 管道支吊架设计（略）5.1 管道支吊架的型式选用5.2 管道支吊架的位置选择5.3 管道支吊架的结构要点5.4 可变弹簧支吊架和恒力弹簧支吊架6 管道的防腐保温6.1 管道的隔热设计6.2 管道的防腐设计1 管道布置原则1）符合管道及仪表控制流程的要求。

应特别注意诸如汽蚀、液封、采样、对称布置、隔热范围等要求。

举例：压力脉动工况下的管道系统，减压塔抽真空系统，减压塔塔底泵管道系统。

等等；2）满足施工、操作和维修等方面要求。

例如，反应器催化剂的装卸，空冷器的吊装，人孔的打开，就地仪表盘的打开，换热器的抽芯，过滤器的过滤网抽芯，热电偶的抽出空间，液位计的观察，高架阀门的操作，机泵部件的维修，等等；3）通过良好的空间走向和合理的支撑，满足自身的力学要求，同时满足相连设备的附加力/和弯矩的要求。

这里的力学要求包括一次应力、位移应力、疲劳、振动等可能出现的所有持续载荷和瞬时载荷引起的力学要求；4）应符合有关的法规、规范、标准的要求。

包括消防要求、安全要求等。

举例：软管站设置，密闭建筑的灭火蒸汽设置，洗眼器和事故淋浴器的设置，围堰的设置，火灾安全间距的要求，消防通道的要求。

等等；5）应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、整齐美观。

举例：集中布置便于支撑和操作，纵向和横向分层布置，充分利用固定支架、导向支架、可调支架、弹簧支架，等等；6）应同时考虑经济性。

举例：反应流出物的管道布置，高压空冷的管道布置。

2 单体设备的管道布置2.1 管廊上的管道设计1）大直径管道应靠近管廊柱子布置，小直径、气体管道、公用工程管道宜布置在管廊中间，工艺管道宜布置在与管廊相连接的设备一侧。

举例：火炬管道，循环水管道，等等；2）对于双层管廊，气体管道、热管道、公用工程管道、泄压总管、火炬干管、仪表和电气电缆槽架等宜布置在上层，一般工艺管道、腐蚀性介质管道、低温管道等宜布置在下层，与泵连接的管道宜布置在下层。

低温管道和液化石油气管道，不应靠近热管道布置；3）需设置“∏”型补偿器的高温管道，应布置在靠近柱子处，且“∏”型补偿器宜集中设置（附图2.1-1），固定支架也应相对集中，以便于结构专业设置十字撑。

举例：“∏”型补偿器的典型结构；4）进出装置的管道，应设操作平台，热管道应设固定支架。

举例：典型的进出装置的管道布置（附图2.1-2）；5）仪表和电气电缆槽架宜设检修平台，管道布置应不妨碍槽架的检修；6）管廊上管道设计时，应予留10～20%余量。

7）管件应用注意事项举例：变径采用偏小大小头，小直径管道应用管箍，尽量不布置法兰、阀门、孔板等。

8）支吊架应用注意事项举例：管托垫板长度，光管的垫板应用，高度调节功能；9）其它（举例）：钢结构的防火要求，软管站的覆盖要求，调节阀、仪表箱及人行通道。

附图2.1-1 附图2.1-22.2 塔和容器的管道设计以分馏塔为例：1）首先确定管道布置区和操作区（附图2.2-1），然后再确定内件的布置方式。

统一考虑塔盘的受液盘、降液盘、抽出口、回流口、人孔、手孔、液位计等的位置。

举例：人孔与降液盘的关系（附图2.2-2）；2）第一层考虑联合平台，斜梯。

上部考虑直梯，且尽可能设联合平台，平台间的连接考虑不同分馏塔的热涨量；3）管道布置应从塔顶部到塔底部自上而下进行规划，并且应首先考虑塔顶和大直径的管道的位置和自流管道的走向，再布置压力管道和一般管道，最后考虑塔底和小直径管道。

这样做的最大好处之一是减少管道穿越平台，并减少平台的尺寸；4）每一条管道应尽量沿塔体布置，最好在管道侧沿塔外壁呈同心圆布置。

这样做不仅美观，而且便于支撑；5）几条特殊管道：塔底进泵管道设计，塔顶仅冷却器/空冷器管道设计，中间重沸器管道设计；6）其它（举例）：导向支架的应用，支吊架的防脱空要求，人孔打开空间，仪表箱打开空间，浮球液位计安装空间。

附图2.2-1 附图2.2-22.3 反应器的管道设计以高压反应器为例：1）管道设计：主工艺管道刚度大，贵重，因此要尽量短，自然补偿。

尽可能焊连接。

举例：法兰的密封难道；2）平台设计：框架式平台，热胀差较大。

举例：头盖法兰处的间隙；3）管道的支撑：利用框架支撑，弹簧/恒力弹簧支架。

举例：根据弹簧刻度变化判断应力分析的准确性；4）其它（举例）：催化剂的装卸考虑，热点偶的抽出空间，风动扳手用动力，一个光柱子的作用。

2.4 冷换设备的管道设计1）管道设计：管道布置应方便操作，并不妨碍设备的检修，尤其是管道布置应考虑各冷换设备的管箱和头盖的拆卸空间（附图2.4-1）。

举例：封头螺栓的拆卸。

两台或两台以上并联的冷换设备入口管道宜对称布置，对气液两相流冷换设备则必须对称布置，才能达到良好的传热效果，尤其是空冷器管道，必须对称布置，使各片空冷器流量均匀。

分层布置，并尽量靠近以实现集中支撑。

举例：某装置的减压框架因管道分层不好而发生碰撞，且有碍美观；2）平台设计：框架上的换热器定位应考虑梁的布置，头盖端部设承重区，对应的栏杆为活动栏杆以便于抽芯，顶部梁考虑吊装载荷。

框架一般采用斜梯，超过25米长设消防梯。

空冷器的电机检修维护平台。

3）管道的支撑：防顶死、防脱空，集中支撑。

举例：某装置地面层的换热管道支撑；4）其它（举例）：围堰设置，钢结构的防火，换热器的抽芯区，换热器的基础标高，设备热胀产生的接管端点位移，循环冷却水的对夹式蝶阀的应用。

附图2.4-12.5 加热炉的管道设计1）主工艺管道设计：对称式布置，热补偿应考虑炉管的支撑方式。

举例：某装置采用的下出式炉管及出现的问题；2）辅助管道设计：燃料油线应关注过滤器的位置，燃料气线应关注阻火器的位置，灭火蒸汽线的关断阀的位置及检查孔（附图2.5-1和图2.5-2）。

举例：某装置的阻火器检修问题。

吹灰蒸汽线的要求：坡度及疏水要求；3）管道的支撑：主工艺管道要借助于加热炉的梁柱进行支撑；4）其它（举例）：燃料油加热炉的围堰，炉管吊装区，看火孔，联合平台，调节阀组。

附图2.5-1 图2.5-22.6 泵的管道设计1）主工艺管道设计：泵的吸入管道应满足泵的“汽蚀余量”的要求，管道应尽可能短、少拐弯，不宜有“袋形”。

泵的进、出口管道一定要有足够的柔性，以减少管道作用在泵管口处的应力和力矩，并满足相关标准或制造厂的要求。

泵的管道、阀门手轮不得影响泵正常运行及维修检查所需空间；2）辅助管道的设计：冷却水管道系统的视镜，封油系统的高位油罐和低位油罐，润滑油系统的管道结构。

不是所有泵都有上述的辅助管道系统的；3）管道的支撑：防顶死、防脱空，集中支撑。

止推支架的应用。

防振支架的应用（附图2.6-1）。

举例：某装置大型离心泵的振动问题。

未经泵制造厂许可，不得在泵底座上安装支架；4）其它（举例）：电机的吊装及搬运。

阀门的安装高度。

图2.6-12.7 压缩机的管道设计以往复式压缩机为例：1）主工艺管道设计：压缩机进出口管道布置应短而直，尽量减少弯头数量。

管道布置应考虑液体自流到分液罐。

管道布置应尽量低。

管道布置应不影响检修吊车行走。

举例：某装置的管道高架布置及难度；2）辅助管道设计：冷却水管道系统的视镜，封油系统的高位油罐和低位油罐，润滑油系统的管道结构；3）管道的支撑：防振设计，共振的概念。

防振支架的结构及应用（图2.7-1），并考虑管道有适当柔性。

举例：某往复式压缩机的管道振动问题。

4）其它（举例）：双层布置（图2.7-2），吊车高度（图2.7-3），吊装孔，气缸抽出空间。

图2.7-1 图2.7-2注：H-厂房的最小高度；a-起重设备最小结构高度；b-被吊起部件高度；c-被吊起部件顶部与吊钩的间隙，按索具与垂直线的夹角不大于60 且不小于0.5m考虑；d-被吊起部件底部与固定件顶部的间隙，不小于0.5m；h-固定件的高度或被吊起部件吊运时必须跨越的其他设备的高度。

图2.7-33 几种特殊管道的设计要点（略）4 管道的其它设计要求4.1 管道的放空与排液1）下列部位应设置排气：——液体管道呈气袋的地方，例如泵的入口管道，在不可避免出现“气袋”的上部；——P&ID标注的地方；——设备或管道系统高处设排气管。

2）下列部位需设置排液：——呈液袋的地方；——P&ID标注的地方；——管廊上公用工程管道的末端；——调节阀前与切断阀之间应加排液管；——大直径的管道（如原油管道等）不易吹扫干净，应加低点排液管。

3）放空与排液要求：——对于工艺介质，管道上低点放净口设置的位置附近宜设地漏、地沟，或用软管接至地漏、地沟处。

根据不同的物料性质，排放介质应进入不同的系统；——对易自聚、易冻结、易凝固的介质，放净管及阀门应采取适当的隔热措施。

含固体或浆液管道不宜设置排气和排液管。

举例：某炼油厂燃料油储罐排液阀冻裂事故，日本某工程公司的防冻专篇；——放空排液阀组结构：法兰连接阀门的无奈选择，单阀+丝堵结构，单阀+管帽结构，单阀+法兰盖结构，双阀结构。

举例说明。

4.2 采样系统管道设计除相关手册或标准的规定外，应重点关注一下几个问题：1）按P&ID流程要求设计，包括密闭采样要求、是否带冷却系统等（图4.2-1）；2）设备或管道与取样阀之间的管段应尽量短，并应避免死角或“袋形”；3）防止人身安全，包括防烫、接触或吸入有害介质等；4）管道支撑不可忽略，使采样接口稳定且牢固。

举例说明。

图4.2-14.3 伴热系统管道设计相关设计手册和行业标准已经给出了非常详细的规定，这里给出的关键点如下：1）电伴热结构简单，温度控制较好，但一次投资成本高；2）外伴热管的伴热长度与加汽点、疏水点的选择应综合考虑，尽量采用集中加汽和集中疏水。

举例说明（图4.3-1和图4.3-2）；3）无论是外伴热管还是夹套伴热管，跨越可拆卸管道组成件如法兰时，应设置一对法兰接头，以便于主管法兰的拆卸。

举例说明（图4.3-3）；4）疏水阀阀组：热静力型疏水阀需要一段非保温的直管段。

关注疏水阀的背压要求和止回作用。

三阀组的应用。

4.3-1图4.3-2 图4.3-34.4 阀门的安装要求这里以关断阀的安装要求为例：1）用于消防的阀门，应符合防火规范的要求。

举例：泵房灭火蒸汽开关阀，加热炉炉膛灭火蒸汽阀，消防阀门的FM/UL认证；2）要方便操作，必要时可以借助于连杆、链轮、移动平台、加长阀杆等满足操作要求。