浅谈化工厂管廊结构设计

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管廊结构布置浅谈

管廊结构布置浅谈

除中间区格外,两者梁柱布置相同,荷载大小位置—样。计算结果:图 四所示管廊中间两轴的柱脚螺栓比图五的要大一级,如果将图四的管廊
布置改成图五,则螺栓降了一级! 水平支撑对水平力的分配f 乍_用可见。

目二
以往的管廊横向布置,—部分人采用图一,柱子按排架计算或直接 用柱子的长细比控制,梁可以作简支梁考虑;大部分人选用图二的布置, 也有—部分人采用图三。那么,三种方案谁是最佳呢? 以管廊为例,分 析同样荷载作用下三种布置的檀预位移、柱底内力及其材料用量。
20 09 年9月( 上l
防在火灾工况下,由于垂直支撑结构失效退出工作而导致的不良后果。 以上是我对管廊结构设计的一点体会。有不足之处请大家多提出
宝贵意 见,共同探 讨。
钢结构管廊长度一 般较大,需设计伸缩缝,我国 规范规定其间距 不得超过120m ,而国外一般取 50m 。综合考虑,建议取 70~ 80m , 大于该长度的加2.5~4.5m 的插入距或滑动支座,比较合理。纵梁与柱 为铰接,目设置纵向垂直支撑,其位置宜在每段管廊的中间,这样的布 置对管廊因温度变化向两端伸缩有利;对于纵梁式钢管廊,考虑纵梁传 力,纵向支撑不必设在有管线弹性反力处,由伸缩缝分成的每段管廊至 少有—道垂直支撑,为发挥其作用,管廊长度不易太短。
5 应注意的问题
W 1=4- 73T( 钢材用勃
△1=53CM > △3=0.45C M l 丽泔 —斗~! 芝竺
图一布置时 图二 J佑簧 时 固j 布置 对
W 2= 3D O T
【A
l =4 925 C M
1) 避免应力 集中,如图六所示的 管廊立面,如在端部 设置支撑
1 ,2 ,则在节点 A 处每作用 1K N 的水平力,节点 B 处的柱脚会发生 18K N的拉力:此时无论把柱脚做得多坚固,都是徒劳的,而取消此两

浅谈石油化工装置管廊上管道设计的要点

浅谈石油化工装置管廊上管道设计的要点

浅谈石油化工装置管廊上管道设计的要点摘要:管廊是极为重要的石油化工装置,管廊的存在可以让石油化工装置内部各类设备、各种管线的串联变得科学、合理,一些重要的石油化工仪器和平台,大多都是利用管廊来进行有效的排列、联通。

在进行石油化工的管廊设计时,除了要确保管廊自身的位置、布局合理、有效,同时还要保证管廊中的管道设计能够满足相应的设备、管线使用要求,让所有的石油化工装置设备和管线都能够得到有效的排列和梳理,便于后续安装、维护工作的有序开展。

管道设计的优化和完善,不但可以提高管廊装置的使用效率,还可以进一步降低管廊装置的造价成本,是极为重要的管廊设计内容。

本文从设计要求和设计要点两方面入手,对石油化工装置管廊上的管道设计展开了分析和研究,希望能够给相关的工作人员以参考启示,推动我国石油化工装置管廊上管道设计的进一步发展。

关键词:石油化工;装置管廊;管道设计石油化工装置管廊上的管道设计是一项复杂、系统的工作,需要设计人员对各个设计要点和设计环节进行精准有效的把握。

在进行石油化工装置管廊上的管道设计时,要结合相关企业的发展特点和装置管廊的实际布设,来进行管道设计的优化和完善,确保仪器设备和管道线路的走向、布局科学合理,让整体系统的运行更加的健全有效。

在开展石油化工装置管廊的管道设计时,要遵循相应的设计要求,选取合理的设计方法,这样才能收获良好的设计效果,提高石油化工装置管廊的实际效用。

一、石油化工装置管廊上管道设计的主要要求1、管道设计的有效性所有的设计都具有其目的性和有效性,不是随意的和盲目的。

在进行石油化工装置管廊上的管道设计时,更应该明确其用途,突显其有效性。

石油化工装置管廊上管道设计的出发点就是确保管道投入使用后,能够满足相应的设备、管线的装设需要,管道设计要与石油化工专职管廊的整体布设相适应、相协调、相一致。

同时管道设计的有效性还应该体现在其经济性的一方面,有效的管道设计能够最大程度的降低管道施工的成本投入,确保其使用性能和经济效益的兼顾。

化工园区的公共化工管廊规划设计

化工园区的公共化工管廊规划设计

余晓燕:浅析化工园区的公共化工管廊规划设计 67 浅析化工园区的公共化工管廊规划设计余晓燕(福建省石油化学工业设计院,福建 福州 350001) 摘 要:公共化工管廊是化工园区的重要组成部分。

本文以江阴工业集中区为例介绍了化工园区公共化工管廊的布置与设计要点。

关键词:化工园区;公共化工管廊;布置;设计 1 概述公共化工管廊是化工园区内各地块用于敷设架空的工艺物料管道、公用工程管道、供热管道和管道计量用数据通讯光缆的公共通廊。

公共化工管廊衔接着园区内的所有相关企业,使上下游装置及公用工程等全部贯通,企业生产所需的物料都要通过管廊进行传递。

公共化工管廊作为化工园区内特有的公用基础配套设施,以较低的投资成本、较高的资源利用效率和快速的传输速度,确保了气体、液体物料在各企业之间、工厂与码头仓储之间便捷、高效流动,被形容为化工园区的“动脉”。

由企业自行敷设管道,不仅各种管带杂乱无序、占用大量土地、增加建设投资,而且破坏了园区的整体美观,也为安全带来诸多不利因素。

因此,江阴工业集中区规划建设公共化工管廊,达到协调、规范园区众多化工管道的目的。

园区管廊规划存在的最大问题是:管廊规划一般没有纳入到园区总体规划和控制性详细规划中,而园区发展过程是根据入驻企业需求再规划公共化工管廊,由于仅规划或建设地下管网再规划公共化工管廊,导致没有为公共化工管廊留足建设空间和发展余地。

另外,公共化工管廊的管道输送的物料多为液体或气体化工品,具有易燃易爆、有毒、有腐蚀的属性。

江阴工业集中区原规划虽然没有规划公共化工管廊,但预留了公共化工管廊用地,为建设公共化工管廊创造了有利条件。

2 管廊路由比选根据化工园区修编的控制性详细规划,管廊布置要充分考虑与各企业的衔接,使多数管线布置合理,少绕行,尽量减少管线长度。

公共化工管廊规划还要考虑道路、消防、施工、检修的需要,以及兼顾已有规划的地下管线、临近建、构筑物等情况。

管廊布置遵从的原则:(1)管廊沿铁路、公路敷设时应尽量与铁路、公路线路平行。

浅谈石油化工管廊及其管道的布置

浅谈石油化工管廊及其管道的布置

浅谈石油化工管廊及其管道的布置摘要:石油化工管廊在石油化工装置中相当于人体的血管,而各个装置单元相当于人体的各个器官,其担负着装置内各类介质的运输传递,再细分到各类管道,则毋庸置疑是石油化工装置的血液。

一般石油化工管廊根据设备平面布置图要求会分为直通式、“L”型、“T”型、独立式、纵梁式等等,其上的敷设包括:工艺管道、公用工程管道、电气仪表桥架以及操作通道。

工艺管道包括各类进出装置的原料、中间产品、产品等,公用工程管道包括工厂空气、仪表空气、蒸汽、冷凝水、氮气和循环水等。

在设计中需要综合考量多方影响因素,在满足工艺仪表流程图和相关标准规范的前提下进行管道布置。

关键词:石油化工;装置;管廊布置;管道布置;设计引言石油化工设施画廊作为运输材料的特殊设备,在石油化工设施中发挥了重要作用。

画廊的设计必须适合具体的用途和工作。

设计图库类型也有很大的多样性。

一个好的画廊设计有许多方面,需要合理分析,以提高画廊设计的安全性,这是石油化工设施及其管道的画廊设计的关键。

一、石油化工管廊管道设计的基本类型分析石油化工装置的特点,合理布置管道两侧的不同应用设备,按照工艺顺序,应根据设备方案布局要求建立通道形状。

如果系统使用较小的设备,则设备数量相对较少,因此会应用一端或直接通道。

如果整个factory中有多个设施,则通道上的管道类型通常会因使用设备(例如l、u、t和组合通道)而异,因此需要根据实际需要对其进行分类。

如果这是一条工艺管道,其主要功能是运输工艺生产的材料,包括设备进出的原材料,以及各种类型的材料,如中间产品、成本、化学试剂、工艺水等。

,管道也将得到完善和分类;如果使用工艺管道连接更远的设备,例如所有类型的烟气、废水、废气等。

还必须通过管道排放到主设备或管路中;必要的运行途径,如仪表桥或电桥;公用工程管道,包括各种大小的蒸汽,以及蒸汽冷凝水、循环水、特殊气体、锅炉给水、淡水、压缩空气、化学品等。

,还必须通过工程管路进行布线。

探讨化工厂区内管廊管道设计

探讨化工厂区内管廊管道设计
pl an t . Key w or ds :pi pe r a c k d e s i n ;pi g pi ng de s i n ;c g he mi c a l pl a nt
1 管廊总体布置及走 向 根 据 管 道 数 量 、 电仪 桥 架 的 大 概 宽 度 , 并 结 合 厂 区 内各 子 项的功能要求,确定管廊的高度、宽度和层数。并结合厂 区总 图综合 考虑 消防通道、地 下管道和 电缆及附近建筑物、室外设 备 等 情 况 ,并 避 开 设 备 的检 修 空 间 ,对 以上 因 数 进 行 综合 考虑 。 在 管 架 设 计 之 前 ,设 计 人 员 应 根 据 总 图布 置 、 现 场 地 形 、 建 构 筑 物 特 点 、 管道 特 点 等方 面确 定 管架 的 结 构 形 式 , 以 及跨 越 厂 内道 路 采 用 的桁 架 型 式 ,并 且 确 定 管 廊 沿 着 厂 区 的走 向 。 管 廊边 缘距 离厂 区 内其他 建构 物 的水平距 离 ,管 廊基础 距离地 下管 网的距离应充 分考虑 ,否则会 造成现场施 工 问题 , 具体 可按 照 《 化 工 企 业 总 图运 输 设 计 规 范 》 中提 出 的 间 距 进 行 设计 。管 廊 的布 置 能使 大多 数管 道 、电仪 桥 架布置 合 理 , 并做到少绕行 以减少 管道 、电仪桥 架的长度 。 2 管廊 型式 管 廊 由多个 管架 组 成,化 工厂 区 内常见 的 管架 型式 有 : ①单柱独立式管架 ; ②双柱独立 式管架 ; ③ 双柱联系梁式管架 ; ④ 桁 架 式 管 架 ;⑤ 管 墩 。 其 中 , 单 柱 独 立 式 管 架 、 双 柱 独 立 式管 架、双 柱联 系梁式 管架 根据 管道荷 载、管架 高度 、管架 跨度进行选 用 。一般 管架跨度较 大时选用双柱 联系梁式 管架, 当管架 上 管道数 量较少 时选 用单柱 独立 式管架 ,其他情 况选 用双柱独立式管架 。 管 廊 跨 路 时 一 般 采 用 桁 架 式 管 架 。管 墩 适 用 于 管 道 下 方 不 考虑通行 的情况 ,如 果管墩 的设置 不影响厂 区的交通和扩 建, 可 以考 虑选 用管 墩。管墩 一般 设置在 厂 区边 界或 罐 区,其特 点 是 投 资 较 省 且 方 便 管 道 的维 修 。 管 架 根 据 其 建 造 材 料 的 不 同 , 分 为 混 凝 土 管 架 和 钢 结 构 管架型 式 。混 凝土 管架 的优 点是防腐 性 能、防火 性能好 ,但 其缺点 混凝 土养护 时 间较 长 ,影 响建 设速度 ;而钢 结构管 架 施 工或 改造方 便 ,但 是建成 后维 护不 如混凝 土管架 省心 ,要 定 期 进 行 防腐 保 养 。 3 管廊 设计及管道布置 管 廊 的 宽 度 主 要 取 决 于 :管 廊 上 敷 设 的 管 道 数 量 ( 并 考 虑预 留管道数量 ) 、管道 公称直径 、管道是否采用 保温 、电仪 桥架 的宽度 ,通 常设计上一般在 以上计算上 附加 l 0 %~ 3 0 % 的 裕量 。两根 平行 敷设 的管道 ,管道 之 间应 保持 间距 以满足施 工和 检修 的要求 。对 于化工 厂 区常见 的管廊 下面布置 泵 、换 热器 等设 备时 ,其宽度 和高度 不但 要满足 管道 、 电仪桥 架布 置空 间要求 ,还要满足这些 设备布置 和安装的要求。 另外一些特殊化学 品的管道还要 满足相应 的专业规范 ,如

化工管廊(管架)工程结构设计参数

化工管廊(管架)工程结构设计参数

化工管廊(管架)工程结构设计参数一、化工管架型式全钢结构型式混合结构型式跨越桁架型式二、结构设计依据✧设计规范:(1)《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008(2)《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068-2018(3)《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223-2008(4)《石油化工建(构)筑物抗震设防分类标准》GB 50453-2008(5)《石油化工管架设计规范》SH/T 3055-2017(6)《化工工程管架、管墩设计规范》GB51019-2014(7)《建筑结构荷载规范》GB50009-2012(8)《石油化工建(构)筑物结构荷载规范》GB 51006-2014(9)《构筑物抗震设计规范》GB50191-2012(10)《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)(11)《石油化工构筑物抗震设计规范》SH 3147-2014(12)《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015年版)(13)《钢结构设计标准》GB50017-2017(14)《工业建筑防腐蚀设计标准》GB/T 50046-2018(15)《石油化工钢结构防火保护技术规范》SH/T 3137-2013(16)《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011(17)《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008✧材料标准:(1)《优质碳素结构钢》GB/T 699-2015(2)《碳素结构钢》GB/T 700-2006(3)《低合金高强度结构钢》GB/T 1591-2018(4)《合金结构钢》GB/T 3077-2015(5)《建筑结构用钢板》GB/T 19879-2015(6)《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T 1228-2006(7)《钢结构用高强度大六角头螺栓、大GB/T 1231-2006 六角螺母、垫圈技术条件》(8)《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接GB/T 3632-2008 副》(9)《六角头螺栓 C级》GB/T 5780-2016(10)《六角头螺栓》GB/T 5782-2016(11)《热轧H型钢和剖分T型钢》GB/T 11263-2017(12)《焊接H型钢》GB/T 33814-2017(13)《热强钢焊条》GB/T 5118-2012(14)《埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实GB/T5293-2018 心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》(15)《熔化极气体保护电弧焊用非合金GB/T 8110-2020 钢及细晶粒钢实心焊丝》(16)《钢结构钢材选用与检验技术规CECS 300-2011 程》(17)《埋弧焊用热强钢实心焊丝、药芯GB/T 12470-2018 焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求》(18)《石油化工钢结构防腐蚀涂料应用SH/T 3603-2019 技术规程》✧制作、安装:(1)《钢结构焊接规范》GB50661-2011(2)《钢结构工程施工规范》GB50755-2012(3)《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-2020✧施工验收:(1)《钢结构工程施工规范》GB50755-2012(2)《石油化工钢结构工程施工技术规SH/T 3607-2011 程》(3)《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-2020(4)《石油化工钢结构工程施工质量验收SH/T 3507-2011 规范》(5)《焊缝无损检测射线检测第1部分:X和伽玛射线的胶片技术》GB/T 3323.1-2019 (6)《焊缝无损检测射线检测第2部分:使用数字化探测器的X和伽玛射线技术》GB/T 3323.2-2019(7)《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》GB/T 11345-2013(8)《钢结构高强度螺栓连接技术规程》JGJ 82-2011(9)《石油化工建设工程项目竣工验收规定》SH/T 3904-2014✧其他(1)《关于进一步规范桩基检测的通知》闽建建[2017]1号(2)《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》住房城乡建设部令第37号(3)其它有关国家标准和某省标准✧主要图集(1)《钢结构设计制图深度和表示方法》03G102(2)《钢结构施工图参数表示方法制图规则和构造详图》08SG115-1(3)《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》16G519(4)《多、高层建筑钢结构节点连接》次梁与主梁的简支螺栓连接、主梁的栓焊拼接)03SG519-1(5)《多、高层建筑钢结构节点连接》主梁的全栓拼接)04SG519-2(6)《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》 16G101-1、16G101-3(7)《建筑物抗震构造详图(多层和高层钢筋混凝土房屋)》20G329-14.气象资料:其中基本风压值:Wo=0.5kN/㎡(50年一遇),常年主导风向为东北风,地面粗糙度:B类。

化工工厂内管廊的设计思路构建

化工工厂内管廊的设计思路构建

化工工厂内管廊的设计思路构建
摘要:本文从管廊的布设思路、管廊形式的选择、管廊宽度以及高度
的设计要点这四个方面对化工厂内管廊的设计进行了论述,并在此基础上
提出管廊设计中的几点注意事项。

期望能够对提高管廊的设计质量有所帮助。

关键词:化工厂管廊设计
一、化工厂内管廊的设计思路与要点
(一)管廊的布设思路
2.在进行管廊设计时,应当遵循便于设备安装调试、操作和维护检修
的原则,同时,要尽量避免中型或是大型设备的检修场地。

3.在布设管廊时应当综合考虑厂区内的道路以及消防的需要,同时,
还要考虑厂区内的地下管线及电缆的具体布置情况,并本着不影响临近构
筑物的原则进行布设。

4.在进行装置内管廊的布置时,应当遵循与相邻装置的布置相协调的
原则,同时,还应当充分考虑与相邻装置管廊之间的衔接,这样可以使工
厂内的管廊布置形成一个有机的整体,便于维护管理。

5.管廊的边缘距离各种设施的水平距离应当满足如下要求:①与铁路
轨道外侧的距离应当≥3.0m;②与道路边缘的距离应当≥1.0m;③与厂区
围墙中心的距离应当≥3.0m;④与建筑物外墙的距离应当≥3.0m。

(二)管廊形式的选择
由于管廊的形式相对较多,为此,在设计过程中,必须进行合理选择。

较为常见的管廊形式有以下几种:
1.独立式管架。

该形式具体可分为单腿柱和双腿柱两种,多数都是在管径较大且管道数量相对较少的情况下使用。

此种形式的管架在化工厂内的应用较多,其特点是设计与施工都比较简单。

某大型石油化工项目管廊结构设计分析

某大型石油化工项目管廊结构设计分析

某大型石油化工项目管廊结构设计分析【摘要】:石油化工装置的一大特点就是管线特别多,所以管廊就成为石化装置的重要结构。

本文结合工程实例,简要介绍管廊结构的方案布置、荷载计算及建模等。

【关键词】:结构方案管廊结构荷载计算中图分类号:p618.13 文献标识码:a 文章编号:一、工程概况该石化装置为我公司总承包,沙特一家大型公司投资,项目场地位于沙特境内。

本人主要参与管廊结构的设计。

管廊总长276.75m,主要柱距6 m,局部柱距14 m;跨距6m;高9 m,主要结构3层,局部错层并附带悬挑构件,见图1。

图1管廊现场照片二、设计规定1.设计依据:由于该项目为涉外项目,主要按照业主指定的标准(sbaic engineering standards)及美国相关规范进行设计,同时兼顾我公司统一规定及国内行标《石油化工管架设计规范》(sh/t 3055-2007)、《化工、石油化工管架、管墩设计规定》(hg/t 20670-2000)等。

2.管廊结构方案:依据工艺管线布置及管线自身挠度要求,选用纵梁式管廊。

(1)横向管架:梁柱及柱脚均采用刚接,基础承担柱底弯矩,梁柱均采用w型钢。

(2)纵向管架:梁柱为铰接连接,每个温度区段长度不大于100m,温度区段间的连接采用滑动连接,并在温度区段中部设置柱间支撑,承担管道的纵向水平推力(由固定管架推力和中间滑动管架摩擦力共同组成);采用铰接柱脚,柱底无弯矩;柱间支撑采用t型钢3.管廊布置要求:(1)管廊纵向平行于道路是,路边与管廊外边柱中心线间距不小于1.5m。

(2)管廊跨马路时,路边与管廊外边柱中心线间距不小于1.5m;跨越主要道路时,管廊梁底高于道路最高点不小于6.5m,跨越二级道路时,管廊梁底高于道路最高点不小于5m.4.水平支撑系统的设置(采用t型钢):(1)管廊纵向跨度不小于7.6 m时,须设置水平支撑。

(2)管道的固定支座支撑梁承担平面外弯矩和扭矩时,须设置水平支撑。

浅析化工企业污水处理厂管廊设计要点

浅析化工企业污水处理厂管廊设计要点

浅析化工企业污水处理厂管廊设计要点对于化工企业而言,污水处理装置常用的处理工艺之一是物化+生化。

因此,在管廊设计上应该充分考虑减少占地面积,维修安全方便、节约费用等因素。

一、应充分考虑利用各种有利空间和地形综合管廊可利用各处理构筑物的间隙,紧靠池壁布置,也可设在输、配水(泥)渠道下面,即节省占地,又利用空间;施工时还可与构筑物、建筑物同时开槽施工,不增加开槽土方量。

断面尺寸的确定在确定管廊断面尺寸时,首先应确定设置在此段管廊内管线的种类、数量,然后根据管线种类(水管、泥管或电缆)、管径大小、管线坡度要求、管理便利等因素来布置。

泄空管及建筑物的污水管均应接入厂区污水管;地下或地下泵房的排水管可接入管廊排水管。

确定管廊高度时,能满足管线安排及行人通行即可。

高度不宜太大,避免因其所占纵向高度太大影响管廊外其他管线的通行。

管廊有坡度时,其坡向应与厂区地势、道路坡向一致。

原则上应尽可能地把同性质的管线布置在一侧,电缆、控制、通讯线路布置在另一侧;当管线种类多,不能满足上述要求时则尽可能把电缆、控制、通讯线路设在上侧;横穿管廊的管线应尽量走高处,以不妨碍通行为准;管线之间的上下间距及左右间距应满足工艺要求;当断面应一些因素限制不可能加大而管线又太多布置不开时,还可将小口径管线并列布置,中间留出一定的人行通道宽度。

确定管廊通行宽度时,需考虑维修管理时便于通行,局部地段受条件限制可适当压缩,但应满足人能通行。

节点设计管廊会合、转弯处称为管廊节点。

节点的形式亦分为十字型、丁字型及转折型等。

管廊内的管线亦在节点处出现交叉。

当交叉管线发生矛盾时,一旦现有交叉口不能容纳通向各方向管线,可适当加以调整。

比如:如果交叉管廊断面高度不一样,可将较矮管廊在交叉口前后5米左右范围内的高度加高到与高管廊一致;如果交叉管廊高程不一样,可将低高程管廊断面加高到与高程较高管廊顶平。

此外,还可以加宽节点断面。

二、管线布置应注意的问题应合理选择管线。

浅谈化工装置内管廊的设计

浅谈化工装置内管廊的设计

1 化工装置内管廊的概述装置内管廊是连接化工装置/单元内各设备的纽带,主要起到支承工艺/公用管线、电气/仪表桥架的作用,合理地布置管廊,能使整个装置/单元的布置整齐划一、顺畅简洁,减少管线的不必要折返从而降低工程的建造成本。

装置内管廊的常见布置形式主要有∏型、T型以及L 型。

在大型联合装置中,有时还将以上布置形式组合使用以满足不同的设备布置需求。

管廊主要有钢筋混凝土结构和钢结构两种,前者耐腐蚀、耐火性较好、建造成本低,后者抗震、抗冲击性能较好、施工简单便捷,可根据工程项目的实际情况来选择。

当采用混凝土材质管廊时,为减小管廊上管道与管廊横梁间的摩擦力,可在横梁顶部预埋钢板或φ20圆钢。

装置内管廊的布置主要有管廊的布置,管廊上管道的布置,电气桥架、电信仪表桥架的布置,管道支吊架设置,管廊静电接地设计等,是一项较复杂的系统工程。

2 化工装置内管廊的设计2.1 管廊的平、立面布置在化工装置中,通常将管廊布置在装置中央或一侧,与装置的长边平行,管廊一侧或两侧布置设备,这种布置能最大程度串联装置中的设备,起到节约装置占地的作用。

管廊根据装置的规模可布置成单层或者多层,其宽度除考虑管道、桥架的布置外,还应留有10%~20%的余量以便后期的改扩建;当电气/仪表桥架需设置检修通道,或管道上有阀门需在管廊上操作时,还应留有操作、检修通道的宽度。

当管廊的上方布置空冷器或者下方考虑设置泵房时,应根据泵和空冷器的布置需求相应调整管廊的宽度。

装置内管廊通常在末端的管道数量较少,为提高管廊利用率,必要时可减少管廊末端的宽度或层数。

管廊的轴距通常为6~9m,局部宜与紧邻管廊布置的构架轴线取齐,美观且便于管廊来去构架的管道布置。

当管廊上小管线较多时,宜在两轴间设置次梁,以满足小管线的支承要求。

管廊的净空视管廊下方的功能而定,如当管廊横穿装置消防或检修通道时,管廊净空不应小于4.5m;当管廊下方布置泵时,考虑到泵的检修,管廊净空不应小于3.2m;当管廊下方设置泵房时,管廊底层高度则由泵房的高度决定。

浅谈石油化工装置管廊上管道设计的要点

浅谈石油化工装置管廊上管道设计的要点

浅谈石油化工装置管廊上管道设计的要点摘要:在我国经济快速发展的背景下,各项科学技术得到了全面的发展,石油化工设备也朝着智能化、大型化以及集成化的角度发展,然而,这些设备在设计、配置以及使用过程当中,还会存在各种各样的问题。

管廊是石油化工产业输送物料的重要通道,它与石油化工工厂的各个装置是相互连通的,管廊上的管道,我们称之为石油化工的“血管”。

管道和管廊设计的优劣与化工设备的寿命、运行和产品质量有着紧密的联系,甚至会直接影响到工厂的经济效益和效能。

石油化工厂的管廊管道的布置,要始终坚持以管廊设计优化为核心。

关键词:石油化工装置管廊管道设计前言:石油化工装置管廊上的管道设计是一项综合性、系统性的工程,因此,需要设计人员在设计过程当中把握各个设计要点。

在进行石油化工装置管廊上的管道设计时,首先,要结合当前企业实际情况以及未来的发展特点,做好装置管廊的布局工作,从而为管道的设计和完善奠定基础,更好的保证管道线路仪器设备的走向以及布局合理,让整体的系统运行处于健全有效的状态。

在开展石油化工装置管廊管道的设计时,始终要遵循设计的基础要求,科学合理的选择设计方案,才能更好地保证设计产品的使用效果,提升石油化工装置管廊的实用性[1]。

一、关于石油化工装置工艺管道设计内容1.1工艺流线安全在进行石油化工装置工艺管道的设计过程当中,首先要保证各项功能的实用性,同时还要兼顾企业的成本原则,更好地满足生产企业的运行要求,在具有较高的实用性和适用性特点下,能够更好地保证企业生产的稳定进行。

同时,由于石油化工工艺的特殊性,在设计过程当中要保证使用的安全性,尽量选择安全性较高的器材,再结合实际生产的具体要求,更好地保证原材料使用的科学合理性,有效降低外界各项的影响因素,提升管道设计的效率。

作为设计人员,应积累丰富的设计经验,再以企业生产实际需求角度出发,大大降低工艺设计的复杂性,提升管道安装设计的实用性[2]。

1.2工艺过程安全为了大大的提升设计工艺的安全性,在进行原材料的选择过程当中,要对材料的物理特征进行深入的研究和分析,再根据生产工艺运行的相关特点对管道采取一系列的安全保护措施,要保证所有原材料的适用性和合理性,同时还要对管道系统设置报警装置,特别是对于可能经常发生故障的管道,要提升其容错性,一旦发生故障,要及时向管理人员进行预警,及时采取相对应的处理措施,将事故范围控制在合理范围内,从而降低安全事故发生的概率。

化工外管廊配管设计浅析

化工外管廊配管设计浅析

化工外管廊配管设计浅析外管衔接着厂区内所有相关装置,是使各装置及公用工程等相互贯通的纽带和媒介。

外管设计直接关系到生产能否正常运行,是化工项目设计的重要组成部分。

介绍了外管道布置、外管廊布置、支吊架设计、节点图、保温伴热防腐等内容,重点阐述了外管道布置、节点图等设计要点,供业内人员参考。

标签:化工项目;外管;设计管道在石油生产中有着极为重要的作用和意義,因此,外管廊在厂区设计之初若不予重视,将造成厂区杂乱无序,为后期设计及施工带来不便,也为安全生产带来隐患。

外管布置应做到安全,经济,美观,满足施工、操作、维修的要求。

管道在进出装置时,应内外协调。

1 外管设计全厂性工艺及热力管道指装置(单元)以外的工艺及热力管道,以下简称外管。

外管专业的主要内容是外管道数据表,外管道流程图,外管架布置图,外管道布置图,材料表,有关专业的设计条件等。

2 外管道布置2.1 管道排布外管一般采用地上架空敷设,具有便于施工维修、占地小、投资少等优点。

管架上管道排布应遵循以下原则:①大直径管道宜靠近柱子布置,小直径管道宜布置在管廊中间;②高温管线宜布置在上层,低温管线宜布置在下层;③蒸汽、火炬气、空气等管线宜布置在上层,液体管线宜布置在下层;④腐蚀性介质、液化烃管线宜布置在下层;⑤电缆和仪表桥架宜布置在上层,且不应布置在热管道正上方;⑥氧气管道与可燃介质管道、液化烃管道宜布置在同一层,且最好用公用工程管道隔开;⑦避免受热的管道不宜布置在热管道的正上方或紧靠不保温的热管道;⑧布置管道时,宜使管架所受的垂直荷载、水平荷载均衡;管架应留有10%~30%裕量并考虑其荷重;⑨管廊应设有0.002~0.005的坡度。

2.2 净距要求①管架上,管道之间的净距不宜大于100mm;法兰外缘与相邻管道之间的净距不得小于25mm。

在热(冷)位移后管道不应相碰;②有隔热层的管道,与管架梁的净距不应小于120mm;无隔热层的管道,与管架梁的净距不应小于150mm;③仪表电缆与电气电缆平行敷设时,最小净距不小于600mm;④热力管道与电缆平行净距不小于1000mm,交叉净距不小于500mm;腐蚀性介质管道与电缆净距不小于500mm。

石化装置内管廊的布置与设计实例浅析

石化装置内管廊的布置与设计实例浅析
进炉及出炉蒸汽主管管线参数 表1 管道介质 进炉超高压饱和蒸汽主管 出炉超高压过热蒸汽主管 管道公称直径 D N 3 5 0 D N 4 0 0 设计温度 3 4 5 ℃ 5 4 0 ℃ 设计压力 1 3 5 M P a 1 2 5 M P a 管道壁厚 S C H 1 6 0 5 0 m m 管道材质 A S T MA 1 0 6G R B A S T MA 3 3 5P 2 2 图3 进炉及出炉超高压蒸汽主管布置示意 图2 管廊管道布置剖面
1 管廊的布置
管廊的布置与设备的平面布置息息相关, 其具 体走向和形式应根据装置平面布置的特点来确定, 如图 1所示。某石化装置占地 2 2 0 m× 1 4 0 m , 装置 内布置有锅炉水给料及处理、 燃料输送系统、 辅助锅 炉、 超高压蒸汽过热炉、 燃气轮机及余热锅炉、 蒸汽 轮机等单元主项, 充分考虑防火防爆、 安全消防以及 设备安装、 操作及检维修等要求, 通过 L形和 T形 的组合形管廊将各单元串接为一体, 并设置两个管 廊接口与外管廊衔接, 从而顺应工艺流程, 减少管道 绕行, 保证布置紧凑与经济合理。
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3 管廊上管道的布置设计
在布置管廊上的管道时, 应综合考虑管径大小、 设备位置、 被输送物料的性质、 仪表及动力电缆的安 全等因素, 对管廊上所有的工艺管道、 公用工程管 道、 仪表及电气电缆槽架等进行全面规划, 各安其 位。该项目装置是保证全厂蒸汽平衡、 产汽及发电 的公用工程核心岛, 蒸汽及蒸汽凝液是管廊上布置 的重要管道系统之一, 其主要特点为规格多、 管径 大、 温度高。此外, 管廊上还布置有燃料系统管道 ( 包括燃料油、 柴油、 裂解燃料油 ( P F O ) / 裂解柴油 ( P G O ) 、 燃料气、 合成气、 L P G以及 P S A尾气) , 主要 特点是管道介质易燃易爆、 火灾危险性大, 其余则是 通常的公用工程系统管道如循环水、 脱盐水、 生活 水、 锅炉给水、 氮气、 仪表空气及工厂空气等。 根据管廊管道布置的基本原则及管道介质特 点, 该装置管廊顶层主要布置了火炬总管、 仪表和电 气电缆槽架, 考虑到电气槽架相对于仪表槽架, 层数 多且荷载大, 与电气及自控专业沟通商定后, 将电气 槽架靠近柱子布置, 仪表和电气电缆槽架留有不小 于1 m的净距以避免电磁感应, 槽架间布置检修通 道。为减小横梁弯矩, 并便于集中设置“ 型补偿 Π” 器, 管廊中间层靠近一端柱子布置了 D N 6 0 0的低压 蒸汽、 中压蒸汽管线各一根, 靠近另一端柱子布置了 一根 D N 4 5 0的超高压蒸汽管线及一根 D N 6 0 0的高 压蒸汽管线, 该层中间则布置了公用工程气体管线 以及燃料气管线。燃料油管线、 蒸汽凝液管线、 锅炉 给水管线及循环水、 生活水等管线均布置在管廊的 下层。如图 2所示, 为该装置管廊管道布置剖面。 管廊上还布置了一些特殊管道, 下面对其配管设计 做进一步探讨。

浅论化工装置的管廊设计

浅论化工装置的管廊设计

浅论化工装置的管廊设计摘要:管廊作为化工装置中的介质输送枢纽,是连接各单元的桥梁。

其设计的合理性、安全性是工程设计中需要考虑的问题。

针对这个问题,本文浅谈了管廊的布置形式及管廊上的管道布置。

关键词:化工装置;管廊;管道设计管廊在化工装置中承担着介质输送枢纽的作用。

而随着近年来化工装置的大型化、一体化,管廊的设计是决定全厂整体设计的合理性的重要因素。

管廊的设计既要考虑管道、电缆桥架的经济性,又要满足装置工艺流程顺序的要求;同时兼顾厂内物流运输及消防通道的空间要求及厂区未来扩建的规划。

本文从以下几点入手,浅谈了管廊的布置形式及管廊上的管道布置:一管廊的规划管廊布置的基本形式为单端式和贯通式,其它的T,L 型管廊可以看作是这两种基本形式的组合。

单端式为管道及电缆桥架从一端进出装置,常用于设备较少的小型装置。

贯通式为管道及电缆桥架从两端进出装置,常用于设备较多的中大型装置及有扩建规划的装置。

管廊在装置中的位置应可以联系尽可能多的设备,宜平行于装置的长边,设备按照工艺流程顺序布置在其两侧,机泵布置在管廊下方,空冷器可以布置在管廊的上方,此布置可以有效地减少管道及电缆桥架的长度,并节约占地面积,如下图1-1所示的T型贯通式管廊。

管廊距周边设备的防火间距应按照防火规范的要求进行设计.图1-1管廊的规划应尽可能使管道以“步步高”或“步步低”的方式连接不同的设备或单元.尤其是对于装置中要求无高点,无低点的重要工艺物料管道,应在管廊的初期规划时就加以考虑。

对于混凝土结构的管廊,应在与管道接触的混凝土梁上预埋钢板或钢管,以避免管道与混凝土直接接触导致的磨损。

同时管廊上横梁的间距不得大于3m,以满足管道的跨距要求,尤其是对于小管径管道较多的装置。

对于设置在路边的管廊,为防止车辆意外撞击导致的损伤,管廊柱子离路边的距离应不小于1m,必要时可以设置防撞柱。

二管廊的宽度和高度当管廊上方和下方不布置设备时,管廊的宽度由管廊上管道的数量和管径及电缆桥架的宽度来决定,同时要考虑20%~30%的宽度用来扩建。

石油化工项目连续重整装置管廊管道设计探讨

石油化工项目连续重整装置管廊管道设计探讨

石油化工项目连续重整装置管廊管道设计探讨摘要:管廊是石油化工项目中联接各个装置的纽带,在工艺装置设计中起着重要作用,是装置的重要组成部分。

本文从管廊的平面布置、管廊布置一般规定、管廊管道具体布置方式及管廊平台梯子的布置等方面进行介绍,着重阐述了管廊配管设计要点。

关键词:管廊;平面布置;管道布置;柔性设计;支架设置;预留接头;平台梯子自1846年加拿大亚布拉罕·季斯纳发明了从石油中提取煤油的方法以来,现代石油炼制技术不断成熟。

近些年来社会经济飞速,对石油的需求量大幅上升,国内也是新建数个千万吨级大型炼化一体化项目。

随着炼化装置的大型化,装置分区数量也在增多,而不同功能的装置区则需要靠管廊进行有机的联系在一起。

装置内部的管廊设计愈加复杂,相关规范不断完善[1]。

科学、合理的管廊布置可以在土地使用率,安全生产上提供保证,以下就从石油化工项目连续重整装置管廊的平面布置、管廊布置一般规定、管廊管道具体布置方式及管廊平台梯子的布置等方面对管廊管道设计进行探讨。

1.管廊的平面布置1.1管廊的形式管廊的基本形状有一端式和直通式,其他 L形、 T形、U形及组合管廊等为几个基本形状的组合。

具体形状的确定要根据设备的平面布置及相关联装置的布置形式而定。

本文所列连续重整装置采用UOP最新的CyclemaxIII再生工艺和特有的CRCS 再生控制技术,并采用最新的Chlosorb氯吸附技术代替传统的碱洗工艺,达到节能、减排的环保目的。

连续重整装置北侧为PSA装置和重整循环氢压缩机区,南侧为芳烃抽提装置。

图1为某连续重整装置设备平面布置图,从图中可以看出主管廊(即1#管廊)为直通式。

管廊西侧接全场管廊,东侧接5#管廊;通过2#管廊、3#管廊、4#管廊分别与芳烃抽提装置、PSA装置和重整循环氢压缩机区连接。

整个装置的管廊由1#管廊、2#管廊、3#管廊、4#管廊、5#管廊组合而成,主管廊(1#管廊)位于整个装置的中间,平行于装置的长边,有效地将管廊两侧的主要设备联系在一起。

石化装置内管廊的布置与设计实例浅析

石化装置内管廊的布置与设计实例浅析

4 管廊上蒸 汽管道支架 的设置
当管 廊 上 敷设 有 长 距 离输 送 的蒸 汽 管道 时 , 尤
该 装 置管 廊 上敷设 有高 压蒸汽 及超 高压蒸 汽管 道, 管径大 、 温度高 、 输送距离长 , 为减小管道热损及
其是温度较高的过热蒸汽, 如采用普通 的以及 管托 引起 保 温材 料
上 预 留宽 度确定 的 , 同时 还 要 考 虑 管 廊 下设 备 和通
的纽带。管廊的设计是决定装置整体布局合理性的 个重要因素 , 直接影响到施工、 管理、 操作、 维护和 投资 等诸 多方 面 。 以某大 型石 化项 目装 置 内管廊 为 例 , 管 廊 的布置 与 设 计 以及 需 要 注 意 的问 题 进 行 对
5 管廊配管设计需注意 的问题
1 在管廊配管设计 中, ) 应注意 管线避免与管廊 斜撑相碰撞 。当工程项 目采用 P S等三维软件建 D
模 设计 时 , 可通过 软 件 碰 撞 检查 功 能来 发 现 明显 的 硬碰 撞 问题 , 但这 样 的检查 仅是 静态 检 查 , 其对 于 尤 管廊 斜撑 周 边应 力管 线穿过 时 , 如所 留间距过 小 , 在 管道 实 际运 行过 程 中 , 由于管线 位移 , 有 可能 与斜 仍
计时应根据项 目实际情况及业 主要求 , 尽量选用 高
4 8




第2 8卷
防 止轴 向推 力 较大 时 , 管道 与 管 托 之 间 会有 相 互 错 动 , 以满 足轴 向限位 的应力 要 求 , 体 结 构 如 图 4 难 具
所示 。
图 4 高效隔热型管托
要 考虑 斜撑 及 梁柱 所 覆 盖 耐 火层 的厚 度 , 而 留 出 从

[浅谈化工厂管廊结构设计]化工厂管廊

[浅谈化工厂管廊结构设计]化工厂管廊

[浅谈化工厂管廊结构设计]化工厂管廊所谓管廊结构,是指由横向管架、纵向桁架或纵梁等结构架构出的空间体系具有支撑管道的作用。

目前,我国的化工厂中普遍采用的是钢结构管廊,这种管廊在施工、安装等方面具有方便,可靠的优点,因此,管廊结构设计在化工厂的安全生产中扮演着不可忽视的重要角色,加强对它的分析研究也是应有之义。

本文主要针对的就是化工厂钢结构管廊的设计与分析。

1、化工厂管廊结构设计布置原则保证管廊结构的稳定可靠和高效,需要在管廊结构设计和布置中遵循基本的原则,具体包括:1.1管廊的布置原则。

管廊的布置中最好能连接尽可能多的工序和设备,管廊布置中要在众多装置中间取适当的位置,与设备或装置的较长边缘平行安装管廊,这样可以减小管廊与两边设备的距离,进而减少管廊的长度,不仅减小了管廊的占地面积,还节约了管廊的安装费用和材料支出。

1.2管廊的横向设置。

在管廊的横向设置中,根据实际管道支撑的跨距和相关需求,必须在横向管架间架设框架横梁和中间横梁。

1.3钢结构管廊的伸缩缝间距。

钢结构管廊的伸缩缝间距要适宜,通常情况下要最大不超过120m,需要注意的是,在大中型管廊中符合计算纵向地震条件的管廊部分或管廊中应力管线的水平力较大的情况下,要根据实际情况减小缩缝的间距,否则,就会由于固定管架的纵向水平力过大,导致管架柱断面或是基础尺寸不合理等问题。

1.4管廊柱间支撑的布置原则。

一方面,管廊柱间支撑位置和固定管架的位置要一致,二者相结合可以节约占地和投资;另一方面,固定管架的的柱间支撑要根据管道补偿器平面整体布置相适应,管道补偿器平面整体布置整齐统一时,温度区段的设置要与其相一致;管道补偿器平面整体布置比较复杂时,需要按照固定管架的实际架设情况,对温度区段进行适当的划分,在不同温度区段的交接处周围设置纵向柱间支撑。

如果固定管架设置得比较分散和复杂,也需要划分温度区段,然后,将纵向柱间支撑树立在各个温度区段的中点附近。

1.5确定管架的高度。

石化装置内管廊布置及设计浅析

石化装置内管廊布置及设计浅析

置及其设计进行浅析 ,望对今后 的工作 有所 借鉴。
2 管廊布 置形 式
1 甲醇装置内管廊概述及特点
管廊布置形式应 由其经济性 、操作 、检维修 、占地 大小 等
该甲醇装置工艺 由 D/rF设计 ,采用 天然气生 产精 甲醇 , 各种 因素来决定 ,其形式有一端 式 、“L”型、“T”型、“U“型 以
日产 量为 2590吨。其工 艺单 元主要 有 原料 气脱 硫 、合成 气 及其几种形式 的组 合 ,但 各种 形式 也都 由其 装 置特 点来 决
制备 、甲醇合成 、甲醇 精馏 及蒸 汽系统 等 。该 甲醇装 置位 于 定。
厂区中心 ,布置在南北长 127米 ,东西宽 162米 ,总 占地 面积
(2)在基础设计 阶段 ,根据工 艺提供 的工艺 管道及 仪表 流程 图(简称 PID)绘制 出整个 装置的管道走 向系统图 ,由管
的管廊宽度 。此时还应考 虑 留出 10% ~20% 的增 添管 道 的 余量 ,以作扩建 、改 建之用 。最终确定 该 甲醇装置 管廊 所需 宽度为 12米 。由于 12米 已超 过了管廊柱子 的跨度 ,影响 柱 子受 力 ,采 取 了在 中间 6米 处新加 一排支柱 ,形成 三柱式 管 廊 。
行布置 ,从而形成和走廊类似 的样 子 ,即管道走廊 ,简称 为管 高。因此在其管廊 布置时 ,要重 点考虑 管线应 力要求 、管 廊
廊。管廊 设计的是 否合理 直接关 系到 装置施 工 、操作 、维 修 宽度 、层 高、荷 载等要素 ,使其管廊整 体布置不仅满足装置 要
和投资等方面 ,本文结合 工程 实践 对石化装 置中 内管廊 的布 求 ,还要满 足其经 济合 理、维修方便 、整齐美观等要求。

浅谈石油化工装置管廊设计

浅谈石油化工装置管廊设计

山 东 化 工 收稿日期:2020-10-22作者简介:谢雅迪,女,山东淄博人,山东三维石化工程股份有限公司,获学士学位,主要从事配管设计工作。

浅谈石油化工装置管廊设计谢雅迪,杨振楠(山东三维石化工程股份有限公司,山东青岛 266071)摘要:管廊作为石油化工装置中各工艺设备的纽带,适宜的规划可促进全厂整体布局合理性。

装置管廊的设计应确定其形式走向,按标准规范对管廊进行规划设计,合理布置管廊上的通道和界区平台,便于人员安全通行和巡检操作。

关键词:石油化工装置;管廊;设计;平台中图分类号:TQ082 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2020)02-0176-01DesignofPipeRackinPetrochemicalPlantXieYadi,YangZhennan(ShandongSunwayPetrochemicalEngineeringCo.,Ltd.,ShandongQingdao 266071,China)Abstract:Asthelinkofprocessequipmentsinpetrochemicalplant,appropriateplanningcanpromotetherationalityofoveralllayoutofwholeplant.Thedesignofthepiperackshoulddetermineitsformtrend,plananddesignthepiperackaccordingtothestandardspecifications,andrationallyarrangethepassageandboundaryplatformonthepiperack,soastofacilitatethesafepassageandpatroloperationofpersonnel.Keywords:petrochemicalplant;piperack;design;platform 作为石油化工装置的重要组成部分,管廊是联系装置中各主要设备的纽带,其适宜的规划可降低装置投资、运维成本,便于人员操作通行,促进全厂整体布局合理性。

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浅谈化工厂管廊结构设计摘要:化工工程占据着国民经济增长的主导地位。

本文从加强化工厂管廊结构设计分析的重要性及化工厂管廊结构设计要点等方面进行了分析。

关键词:化工厂;管廊;设计一、前言近年来,我国在化工厂管廊结构的建设中取得了很大的成绩,但随之而来的设计方面的问题也越来越多。

新时期下,我们要加强对化工厂管廊结构设计问题的分析,根据实际情况,设计出合理的管廊结构设计方案,解决因设计不合理而产生的问题。

二、必要性管廊结构作为最常见的结构形式,一直以来就存在范围较广、数量众多的特点,并伴随着我国近年来石化行业的大发展,装置规模越做越大,管廊相应也日趋大型化、复杂化。

因此有必要深入了解其结构特性,重视其不同形式间的工程用量比较,总结经验,以使管廊设计在技术上先进、经济上合理、工程上安全可靠。

三、化工厂管廊结构设计1、管廊宽度的设计要点在对化工工厂内管廊进行基础设计时,应当根据P&ID作出管廊管道走向图,对管廊上管道数量和管径大小进行确定。

在计算管间间距总和时,应当将管廊上管道最大密度处作为计算依据,得出管廊宽度,并预留出20%-30%的增添管道余量。

同时,在计算过程中还应当考虑保温和伴热管线的保温层厚度,以及应力管线在管廊上的径向位移量。

2、管廊的高度设计要点化工工厂内的管廊在道路上横穿时,其净空高度必须大于 4.5m;在大型消防车通行的情况下,其净空高度必须大于5m;若设有人行通道,则管廊净空高度必须大于2.2m;若管廊采用桁架时,还必须根据桁架底高进行计算。

为了提高管廊空间的利用效率,应在管廊下布置泵,在布置泵时要充分考虑泵的维护操作问题,所以要预留超过3.5m的空间。

若需要布置换热器,还必须考虑换热器的安装高度及其上方配管所需的空间。

四、管廊结构设计要点1、纵梁式管架的设计要点纵梁式全钢外管架一般以一个温度区段作为计算单元。

按《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)要求,除了对其强度、整体稳定性以及连接强度进行计算外,在结构计算分析中还应注意以下问题。

(1)横梁承受管道的竖向荷载和水平推力,按双向受弯兼受扭构件计算,计算单元范围内的管道推力作用于固定点横梁上,该横梁截面宜做成抗扭强劲的矩形封闭形式,以减少扭矩产生的剪应力。

(2)纵梁承受轴向水平力和由横次梁所传递的垂直荷载,由于水平力作用在横次梁顶面,应计算偏心而引起的附加弯矩,因此纵梁应按拉弯或压弯杆件计算。

(3)平面钢桁架斜腹杆宜尽量设计为拉杆,充分发挥钢材的受拉特性,节省钢材,当管道较少时,宜采用立体空间桁架,可减少水平支撑的用钢量。

2、桁架式管架的设计要点(1)横梁--在垂直荷载作用下按两端铰接于桁架的简支梁计算,在纵向水平推力(即小管线的固定点弹性力或管道的摩擦力)作用下则按两端嵌固与桁架的固接梁计算。

对一般横梁按双向受弯构件进行计算,对固定管架的横梁,还应计算由水平推力所产生的扭矩。

(2)桁架--在垂直荷载作用下按两端简支于管架柱的静定下承式平行弦桁架计算,对管道及桁架的风荷载则由两榀桁架的上弦杆(或下弦杆)与上弦水平支撑(或下弦水平支撑)组成的水平桁架承担。

桁架即承担管道的轴向水平力和由横梁所传递的垂直荷载,同时可能还承担着有转弯管道时所传递来的荷载,由于水平力作用在横梁顶面,在计算时应考虑由于偏心而引起的附加弯矩,因此桁架按拉弯或压弯杆件计算。

桁架的挠度控制在1/500L。

(3)活动管架—在管道径向(即平面内,横向)按刚接框架计算,在管道轴向(即平面外,纵向)按两端铰接构件计算。

纵向水平力由柱间支撑或固定管架承担,一般取一个温度区段作为一个计算单元。

(4)固定管架—在管道径向(即平面内,横向)按刚接框架计算,在管道轴向(即平面外,纵向)按两端铰接构件计算。

3、管架的抗震设计要点一般管架的抗震设防类别为丙类,对于抗震设防烈度位8度和8度一下的地区可不进行抗震验算,但应按照《构筑物抗震设计规范》(GB 50191)采取抗震措施。

符合下列条件之一者应进行横向水平地震作用验算:(1)管架上直径大于等于500mm的管道多余或等于三根时;(2)容易产生较大次生灾害的单根管道,直径大于等于500mm时;(3)管架上有直径大于等于1000mm的管道时;(4)管架顶部支承空冷器等重型设备时;(5)设有重型顶盖的管架;三层及三层以上管架应进行横向及纵向地震作用验算;当抗震设防烈度位8度时,大直径管道跨度大于或等于24m、管廊式管架的桁架跨度大于或等于24m 以及长悬臂管架应验算竖向地震作用。

4、有振动管道的管架设计要点当管架上敷设的振动管道重量占全部管道重量30%以上时,可定位有振动管道的管架。

此种管架宜采用桁架式、纵梁式的钢筋混凝土管廊或钢管廊,中间管架宜采用刚性管架,管架两端应设钢柱间支撑。

对有振动管道的管架,宜按照下述原则进行计算:a.当有振动管道的管架未采取减振措施时,振动管道的垂直荷载和水平推力的标准值应分别乘以1.5的动力系数。

b.当有振动管道设有限制振动的管卡或其它减振措施,振动管道的垂直荷载和水平推力的标准值应分别乘以1.3的动力系数。

c.管架的自振频率应与振动管道的脉冲频率避开±20%,对多根振动管道的管架则应分别避开各自管道的脉冲频率±20%。

五、实例分析1、工程概况该石化装置为我公司总承包,沙特一家大型公司投资,项目场地位于沙特境内。

本人主要参与管廊结构的设计。

管廊总长276.75m,主要柱距6m,局部柱距14m;跨距6m;高9m,主要结构3层,局部错层并附带悬挑构件,见图1。

2、设计规定(1)设计依据:由于该项目为涉外项目,主要按照业主指定的标准(SBAICENGINEERINGSTANDARDS)及美国相关规范进行设计,同时兼顾我公司统一规定及国内行标《石油化工管架设计规范》(SH/T3055-2007)、《化工、石油化工管架、管墩设计规定》(HG/T20670-2000)等。

(2)管廊结构方案:依据工艺管线布置及管线自身挠度要求,选用纵梁式管廊。

1)横向管架:梁柱及柱脚均采用刚接,基础承担柱底弯矩,梁柱均采用W 型钢。

2)纵向管架:梁柱为铰接连接,每个温度区段长度不大于100m,温度区段间的连接采用滑动连接,并在温度区段中部设置柱间支撑,承担管道的纵向水平推力(由固定管架推力和中间滑动管架摩擦力共同组成);采用铰接柱脚,柱底无弯矩;柱间支撑采用T型钢(3)管廊布置要求:1)管廊纵向平行于道路是,路边与管廊外边柱中心线间距不小于1.5m。

2)管廊跨马路时,路边与管廊外边柱中心线间距不小于1.5m;跨越主要道路时,管廊梁底高于道路最高点不小于 6.5m,跨越二级道路时,管廊梁底高于道路最高点不小于5m.(4)水平支撑系统的设置(采用T型钢):1)管廊纵向跨度不小于7.6m时,须设置水平支撑。

2)管道的固定支座支撑梁承担平面外弯矩和扭矩时,须设置水平支撑。

(5)结构变形控制:1)结构顶点水平侧移限制:H/150(H为管架高度)2)管道支撑梁允许挠度比:L/300(L为梁跨度)3、荷载计算(1)管道竖向荷载:1)根据管道专业提供的管道荷载信息,同时确定管道支座位置,按以上信息计算管道传至支撑梁的荷载。

管径不大于300mm时,按均布荷载传至支撑梁,否则,按集中荷载考虑。

2)由于业主要求后期可能会增加管线,考虑1.20kN/m2的预留荷载,按均布荷载作用于管架横梁上。

(2)电缆桥架竖向荷载:根据电气专业提供的电缆桥架位置、荷载及跨距要求,确定管架横梁上的荷载。

(3)风荷载:管廊纵向刚度较大,且纵向迎风面较小,所以可以仅考虑管架横向风荷载。

分三部分计算管架所受横向风载,并分层作用于每层节点上。

计算公式(依据SBAICENGINEERINGSTANDARDS,与国标GB5009-2012原理相同):qz——设计风压;G——阵风影响系数;Cf——压力系数;Ae——每层结构投影面积。

1)管架结构部分:计算Ae时,考虑两根纵梁和两根柱面积之和,并考虑防火涂层引起的构件外形尺寸的增加。

2)管道部分:计算Ae时,按最大管道直径并考虑保温层厚度。

3)电缆桥架部分:计算Ae时,按最大桥架高度计算(4)管道摩擦力(沿管道方向):管道在开车及停车时,热力管道因温度变化而产生膨胀和收缩,管道与管道支撑梁之间发生相对运动时,产生作用于管道支撑梁的水平摩擦力。

当管道布置较密时,按均布荷载作用。

(5)管道固定推力(沿管道方向):管道固定推力经管道应力分析后提出,并确定管道固定支撑位置,相应设置水平支撑以传递较大的水平力,同时在管廊纵向设置柱间支撑。

(6)地震作用:根据管廊的布置形式,仅考虑管架横向地震作用,采用底部剪力法计算。

通过比较美国与我国标准,两国对地震作用计算(底部剪力法)基本一致。

(7)该项目典型横向管架计算,见图2:4、荷载组合一般有正常操作状态、安装状态及试压状态三种工况,该装置管廊结构设计时仅考虑正常操作状态下的组合(针对构件强度设计)。

5、计算模型根据该项目规定,本工程采用STAAD-PRO软件进行计算分析,按美国规范验算各构件强度。

对于较为规则管廊结构,可以采用平面建模,也可以采用三维建模。

本工程分别按平面、三维建模,对两种受力分析情况进行比较,按最不利情况进行构件设计及基础设计。

模型见图3。

6、结果分析从工程中可以看到,影响管廊结构方案的基本因素很多,主要是根据总图及管道专业所提的条件,同时要兼顾周边构筑物的位置,以免上部结构不碰,下部基础打架。

对于荷载计算部分,一定要勤与管道专业进行沟通,搞清不同工况下的作用荷载,防止出现荷载漏算情况,这是管廊结构是否安全的关键步骤。

六、结束语综上所述,管廊结构设计的好坏对于整个化工厂的质量有着重要影响。

因此,加强化工厂管廊结构设计分析,对于保证化工厂质量具有积极的促进作用。

参考文献[1]孙超.管廊式管架设计心得及对其受力的分析和探讨[J].中国新技术新产品,2013(5):67-72.[2]钢结构设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2012(5).[3] HG/T 20670-2000,化工、石油化工管架、管墩设计规定[S].北京:国家石油与化学工业局,2000(5).。

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