中石化洛陽設(shè)計院管橋配管布置

1、40sc004-1999第 19 頁 19 頁1 適用范圍1.1 本設(shè)計準(zhǔn)則適用于管橋的規(guī)劃和管橋上管道的設(shè)計。1.2 配管設(shè)計的一般規(guī)定見配管設(shè)計通則2 管橋的布置2.1 一般事項 裝置內(nèi)的管道多數(shù)采用架空布置，因此每條管道都需要支撐。為使所有管道都能長期安全運行，方便施工和檢修，這些架空管道需成組敷設(shè)，其支承構(gòu)架，稱作管橋。管橋的布置對全裝置的布置風(fēng)格起著決定性的作用，所以需慎重布置。2.2 裝置內(nèi)的管橋布置舉例 圖2-1為管橋的一般布置實例，由于裝置的種類或占地面積是變化的，所以不能一概而論。應(yīng)收集各專業(yè)的建議后再做出決定。一般情況下管橋的布置與進出裝置的原料及產(chǎn)品的工藝管管和裝置內(nèi)公用

2、工程管道的接頭位置有關(guān)。 （1） 圖a 一端式 一端出入裝置 （2） 圖b 直通式 兩端出入裝置 （3） 圖c L形 兩端出入裝置 （4） 圖d T形 三端出入裝置 （5） 圖e U形 主管橋兩端出入裝置并有付管橋 （6） 圖f I型與T型 主管橋兩端出入裝置的組合式 （7） 圖g 組合式 主管橋兩端出入裝置 圖2-13 管橋上的管道布置及其他內(nèi)容3.1 工藝管道 （1） 距離設(shè)備6M以上的管道以及與設(shè)備連接的管道。 （2） 泵、容器、換熱器等與貯罐或其他單元、裝置連接的管道。 （3） 進出各裝置及單元的管道。3.2 火炬線、放空管道3.3 儀表、電氣槽盒 注（1）3.4 公用工程管道 （1）

3、 供應(yīng)全裝置的總管 蒸汽、凝結(jié)水 非凈化風(fēng)、凈化風(fēng)、氮氣及各種水管道 （2） 供應(yīng)裝置內(nèi)特定設(shè)備的總管 燃料油、燃料氣、鍋爐水、化學(xué)藥劑等。3.5 走道，聯(lián)接通道 注（2）3.6 消防設(shè)備管道 注（1） 化工裝置多采用布置于管橋上，煉油裝置多采用溝設(shè)或埋設(shè)。在基本設(shè)計條件中即應(yīng)確定。 注（2） 征詢客戶的意見，必要時設(shè)置。4 管橋的結(jié)構(gòu)型式4.1 一般規(guī)定 管橋結(jié)構(gòu)型式應(yīng)根據(jù)規(guī)范、經(jīng)濟性、操作、檢修、占地情況等各種因素來決定。通常管橋為一二層。三層以上的管橋會使連接各單元的管道較復(fù)雜，應(yīng)盡量避免采用。整個結(jié)構(gòu)型式的確定應(yīng)充分考慮以下因素： （1） 確定采用鋼結(jié)構(gòu)還是混凝土結(jié)構(gòu)。 （2） 與框架

4、或廠房相鄰的管橋，如果受到條件的限制可能與框架及廠房共用柱子，或者與框架及廠房連成一體。 （3） 是否需要設(shè)耐火層以及采用什么型式。 （4） 管橋上的走道或聯(lián)接通道需每隔4060M設(shè)置梯子。 （5） 在不妨礙操作、檢修的地方設(shè)置斜撐，設(shè)置的位置、型式與土建設(shè)計師商量確定。特別對有固定點等集中荷載的地方，要考慮在平面上設(shè)斜撐。 （6） 火炬系統(tǒng)（火炬線，停工泄放線等）要求自流時，須考慮其設(shè)置位置、高度及支撐方式。 （7） 確定是采用鉚接型式還是焊接型式。特別是當(dāng)采用鉚接時，應(yīng)考慮管道的布置是否會妨礙鉚接施工作業(yè)。 （8） 管橋上布置空冷器時，原則上管橋的走道應(yīng)與空冷器的操作平臺相連。4.2 管橋

5、的種類 以下為各類管橋的結(jié)構(gòu)型式，規(guī)劃時需根據(jù)裝置的特點及經(jīng)濟性來確定，而且還要與土建設(shè)計師協(xié)商決定。 （1） 單層管橋（包括鋼筋混凝土管橋）圖4-1圖4-2如受場地條件的限制，可采用圖4-2的形式 圖4-3 圖4-3 在低于管架頂層梁的地方設(shè)置側(cè)梁，這種形式用于進出裝置管道較多并需支撐的情況。如進出管道較少時，以采用圖4-1較簡單的結(jié)構(gòu)為好。 圖4-4、5、6、7 管架頂部設(shè)有框架，但側(cè)梁的位置有所不同。 （2） 兩層管橋圖4-8圖4-9 圖4-10 圖4-9、10 在管橋頂層梁下設(shè)側(cè)梁。這種形式用于進出裝置管道較多并需支撐的情況。對于工廠系統(tǒng)管道，由于進出管道量較少，以采用圖4-8較簡單的

6、結(jié)構(gòu)為好。圖4-11 圖4-11 側(cè)梁采用桁架結(jié)構(gòu)用于跨距（L）較大的情況。一般情況，跨距可達1015米。當(dāng)跨距為68米時，采用桁架結(jié)構(gòu)不夠經(jīng)濟。 （3） 其他內(nèi)容 第二層平臺 圖4-15 圖4-16 圖4-17 圖4-124-17 管橋頂部設(shè)有框架，但側(cè)梁的位置有所相同。4.3 寬度4.3.1 寬度的確定 管橋?qū)挾仁歉鶕?jù)管橋上的管道、電氣、儀表槽盒、操作走道等的所需的最小再加預(yù)留寬度來確定。最小寬度的計算方法見4.3.2項。通常算出的最小寬度為68M（經(jīng)濟寬度）時，采用一層管橋，超過這個范圍時采用兩層。但是當(dāng)系統(tǒng)管道上沒有分支管或受場地條件聲限制時，也可采用多層管橋。最小寬度最終確定需考慮以

7、下因素。 （1） 管道間距，見配管設(shè)計通則。 （2） 管道熱膨脹 （3） 保證閥門、儀表的操作檢修空間 （4） 保證槽盒的寬度及電纜的引出空間（參照圖4-18）圖4-18 （注） 由于多數(shù)情況電纜從槽盒中水平引出，因此其引出所需的尺寸應(yīng)同有關(guān)專業(yè)協(xié)商確定。如從槽盒兩側(cè)引出管橋?qū)挾染蜁黾?，不?jīng)濟，應(yīng)請有關(guān)專業(yè)盡量避免采用這種引出方式。 （5） 管橋上布管空間并不一定在整個管橋上部相等。因此，在布管時除去不必要的空間，但最終管橋形式必須由客戶確認(rèn)。（參照圖4-19）圖4-19 （6） 管橋上布置空冷器等設(shè)備時，應(yīng)在同土建設(shè)計師協(xié)商這些設(shè)備的支承方法后再確定管橋的寬度。 （7） 保證布置于管橋下的

8、設(shè)備等的操作、檢修的空間。 （8） 管橋的預(yù)留寬度（原則上取計算寬度的2025%）在充分考慮經(jīng)濟性及客戶的意見后再確定。 （9） 走道寬度原則上取750mm。 （10） 孔板取壓方向與相鄰管道的關(guān)系參照圖4-20 圖4204.3.2 管橋最小寬度計算方法圖4-21 圖421管橋最小寬度 AAo+d 管橋最小寬度的計算值 Ao=（P1+P2+P3）+（CE+Cl） P1、P2、P3：布置管道的所需寬度 CE：電氣槽盒所需寬度 Cl：儀表槽盒所需寬度 d：預(yù)留寬度 d=（P1+P2+P3+CE+Cl）0.20.25 （1） 決定管道間距時應(yīng)考慮管道的位移以及為防止地震造成管道脫落的K值。 （2）

9、當(dāng)電纜從槽盒中水平引出時，引出電纜的所需寬度“b”按以下要求確定。 a 橫跨槽盒的管道寬度（L）不應(yīng)影響槽盒的檢修和接出。因此當(dāng)L2500mm時，間 隙“b”取500mm。 b L1500mm時，“b”不小于300mm。 （3） 槽盒無引出電纜或從頂部引出的最小寬度e取100150mm。 （4） 兩槽盒并排布置時，其間距不小于150mm。 注（1）槽盒中電纜引出及上蓋拆取的最小寬度應(yīng)由儀表電氣專業(yè)負(fù)責(zé)人確認(rèn)。 注（2）考慮走道及閥門操作平臺的支腿尺寸。 4.4 跨距 4.4.1 跨距的確定方法 跨距的確定需在考慮管橋下方的操作、檢修及管橋上布置物的允許撓度等因素后取經(jīng)濟跨距。除跨越道路等情況外

10、，一般柱距取69M的標(biāo)準(zhǔn)間跨。當(dāng)有小管徑管道時，為防止撓度過大，原則上每34M設(shè)中間梁。（參照圖4-22）圖4-22 另外，確定管橋跨距時，須考慮以下因素。 （1） 確定最大允許撓度值（參照4.4.2及4.4.3項表4-1）。 （2） 有閥門、儀表等集中載荷的管道撓度以及支撐方式（確定中間梁的位置）。 （3） 非金屬管道、塑料、玻璃鋼及襯里管道等特殊管道的支撐間距和支撐方式（是否需支在相鄰管道上或使用型鋼對特殊管道進行補強以提高其剛度）。 （4） 管橋上布置空冷器等設(shè)備時，其支柱位置與跨距的關(guān)系（有時跨距與空冷器支柱間距）。 （5） 振動管道（核對管系的固有振動頻率，確定最佳支撐間距及支撐方式

11、）。 （6） 電氣、儀表槽盒允許跨度。 （7） 熱補償（防止管道失穩(wěn)扭曲）。 （8） 管道支撐點的局部應(yīng)力（縱向彎曲應(yīng)力）。 4.4.2 支撐間距與撓度計算 （1） 簡支梁跨距 （2） 連續(xù)梁跨距 （3） 簡支梁撓度 = （4） 連續(xù)梁撓度 = -支撐間距（cm） -操作溫度下的管道許用應(yīng)力的1/4倍（kg/cm2） Z-斷面系數(shù)（cm2） W-單位長度上的管道總重量（kg/cm） -最大撓度（cm） E-操作溫度下的材料彈性模量（kg/cm2） I -管道截面慣性距（cm2）4.4.3 標(biāo)準(zhǔn)支撐間距及撓度（表4-1） 表4-1公稱直徑支撐間距（m）撓度（mm）1/2 B3.54.03/4 B

12、4.04.31 B4.54.61 1/2 B5.54.82B6.04.63B7.04.64B8.04.36B9.03.38B10.03.310B11.03.012B12.03.0 注（1） 上表是通用鋼管系列中的SCH40管在常溫下，按全充水連續(xù)梁計算。（譯注：通用鋼管系，相當(dāng)于GB8163-87鋼管系） 注（2） 空管兩支撐點之間的前后高度取撓度的3.5倍以上。4.5 高度 管橋高度應(yīng)根據(jù)管橋下是否通過車輛，是否有鐵道以及是否布置設(shè)備等來決定。此外還應(yīng)考慮其他裝置的管橋高度及出入裝置點的情況，與整個工廠協(xié)調(diào)來確定管橋高度。4.5.1 高度標(biāo)準(zhǔn)（參考圖4-23） 設(shè)備檢修不需使用車輛時，管橋梁

13、底面至地坪至少3.0M。管橋下方管道的管底高度取2.5M左右，但應(yīng)能保證側(cè)梁底面2.1M的高度。 （2） 跨越工廠主干道的管橋高度梁底面至少有5.5M。 （3） 跨越鐵路的管橋，根據(jù)鐵路法軌道頂面至梁底應(yīng)保證5.5米以上。 圖4-23 注（1） * 表示最小尺寸，在該尺寸內(nèi)不得設(shè)梁 （2） * 表示根據(jù)鐵道法來確定尺寸 （3） 跨越非主干道的管橋，其梁底凈高取4.5M以上。 （4） 管橋上同方向的管道標(biāo)高應(yīng)相同并與直角交叉的管道的高差高度應(yīng)在0.61.0M 范圍內(nèi)。差還應(yīng)根據(jù)管橋上最下層管徑（包括保溫保冷）的高度及管橋上較多管道的公稱直徑來確定。 表4-24.5.2 二層管橋的高差（參照圖4-

14、24） 高差按照表4-2所示的管橋上最大管徑（包括保溫保冷）高度來確定。圖4-24 注（1） 層間距（H）取標(biāo)準(zhǔn)間距1000、1200、1500、2000 （2） 側(cè)梁為“I”字鋼時，確定H尺寸，需特別注意梁是否與管道相碰。圖425 注（1） 注意設(shè)備檢修用吊梁與照明是否相碰 （2） 注意管橋型式不同所取的側(cè)梁的位置、高度亦不同 （3） 如圖4-25，管橋下布置有換熱器時，注意各換熱器的高度，以最高的高度作為基準(zhǔn)。設(shè)備安裝高度參見“換熱器管道的設(shè)計”。 （4） 設(shè)備上設(shè)有平臺時，注意平臺的高度（至少需要2100mm）4.5.3 管橋下布置設(shè)備時（參照圖4-25），應(yīng)考慮設(shè)備之間的間距、設(shè)備的安

15、裝、檢修等因素。4.5.4 管橋上布置有設(shè)備（參照圖4-26）4.6 斜撐 設(shè)置斜撐是保證設(shè)計經(jīng)濟性的有效手段。但應(yīng)注意不影響通行及管道和電氣儀表槽盒的布置。斜撐的位置與土建設(shè)計師協(xié)商。4.6.1及4.6.2二項是在管架平面和立面上設(shè)置斜撐的例子。 圖426 注（1） （H）值的確定根據(jù)4.5.2項 （2） 管橋上布置較多設(shè)備并且采用多層結(jié)構(gòu)在化工裝置常見。確定（h）值時， 應(yīng)十分注意側(cè)梁型鋼的大小。而且還應(yīng)結(jié)合施工的難易程度，操作、檢修的方便性及經(jīng)濟性等來確定。4.6.1 平面斜撐（圖4-27） 圖4-27 （注） 管道上有法蘭或閥門時，應(yīng)注意斜撐的位置，形式及高度。4.6.2 立面斜撐（圖

16、4-28）圖4-285 管橋的配管設(shè)計5.1 管道的布置（圖5-1，5-2，表5-1） 圖52 雙層管橋 表5-1種 類管橋上層管橋下層兩側(cè)中間兩側(cè)中間放空（火炬）原料進料14B以上工原料進料12B以上成品出裝置14B以上藝成品出裝置12B以上塔、排凝等架空線及連接位置較高的情況注(2)管塔、排凝等架空線與原出口等的接出線注(2)泵出口道腐蝕性地上設(shè)備至地上設(shè)備振動高低壓蒸汽公冷卻水用鍋爐水工軟管站程非凈化風(fēng)管冷卻水總管注(2)注(5)道燃料油及燃料氣凈化風(fēng)槽儀表槽盒注(4)盒電氣槽盒注(5)注(5) 注 （1） 表示有必要設(shè)置補償器 （2） 適用于14B以上的大管道 （3） 適用于泵用冷卻水

17、支管 （4） 中間設(shè)有走道，但槽盒寬度在650mm以內(nèi)。 （5） 為避免電磁感應(yīng)，電氣槽盒與儀表槽盒不相鄰布置，并與電氣、 儀表設(shè)計師協(xié)商5.1.1 管道的布置原則 當(dāng)管橋為二層時，原則下層布置工藝管道，上層布置公用工程管道。當(dāng)管橋為一層時，工藝管道布置于管橋兩側(cè)，中間布置公用工程管道（參照圖5-1及表5-1）。具體內(nèi)容參照5.1.2項管道布置注意事項來決定。5.1.2 管道布置注意事項 （1） 進出裝置處的管道布置及支撐等需與有關(guān)方面充分協(xié)商。 （2） 為了減少橫梁彎矩，大口徑管道（14B以上）應(yīng)盡量靠近柱子布置。 （3） 設(shè)有熱補償器的管道應(yīng)將補償器成組布置（參照圖5-3）。而且，同一管道

18、上設(shè)有幾個補償器時，應(yīng)盡可能采用同一形狀，同一尺寸。圖5-3 注：一般高溫大口徑管道依次由外向內(nèi)排列。各條管道溫差不大時，則按口徑大小依次由外向內(nèi)排列。 （4） 危險性氣體、高溫氣體、低閃點介質(zhì)的管道及公用工程管道等盡可能遠離電氣、儀表槽盒。 （5） “T”形管橋的進料管道、成品管道及公用工程管道等如圖5-4所示。向北去的管道靠近北側(cè)，向南去的管道靠近南側(cè)。圖5-4 （6） 從管橋至工藝設(shè)備的分支管宜集中布置，如圖5-5，工藝管道布置在與其相關(guān)的設(shè)備側(cè)。兩工藝管束間布置的公用工程管道，（但大口徑管按5.1（2）項優(yōu)先布置）。圖5-5 （7） “T”形及“L”形布置的管橋，其管道拐彎處按圖5-5

19、圖5-8的方式進行布置。圖5-6 圖5-7圖5-8 圖5-9 （8） 腐蝕性介質(zhì)管道不要布置在槽盒上面。 （9） 電氣儀表槽盒并排布置時，應(yīng)注意有無電磁感應(yīng)。 （10） 振動管道布置在剛性較好的柱子側(cè)。 （11） 為了保證孔板流量計的必要直管長度，應(yīng)采用如圖5-10所示的形式。圖5-10 注：（1） * 表示孔板前后必要的直管長度 （2） 為了滿足孔板前后必要的直管長度所進行的管道布置。5.2 閥門及儀表的操作 操作、檢修頻繁的閥門、八字盲板、儀表，原則上需設(shè)平臺（包括管橋走道）或操作用梯子，另外在布置管道時應(yīng)考慮以下因素： （1） 管橋走道兩側(cè)有閥組布置時，其寬度應(yīng)考慮閥門的操作通道。 （2

20、） 有取壓孔板及其他儀表的管道，當(dāng)附近有管橋走道時，應(yīng)將管道集中布置于靠近管橋走道處。（參照圖5-11）圖5-11 （3） 公用工程管道的分支管應(yīng)設(shè)根部切斷閥。在有管橋走道的情況下，應(yīng)將根部切斷閥設(shè)在易操作的位置。 （）與電纜槽盒相鄰或橫跨槽盒的管道，應(yīng)考慮以下因素：（參照圖）（a） 橫跨槽盒的管道，當(dāng)L值超過1500mm時，H值不小于300mm。 （b） 當(dāng)L值小于1500mm時，H值不小于100 mm。 這里的L值是指當(dāng)管與管之間不能出入時。 （c） 管橋與道與槽盒橫穿管道時，管道高度如圖5-135.3 熱補償方式5.3.1 一般規(guī)定圖5-12圖5-13高溫長直管道，蒸汽伴熱管道及低溫管道

21、，可用型補償器或膨脹節(jié)來吸收熱膨脹。接近常溫操作的管道需停工蒸汽吹掃或受太陽熱影響的管道，必須考慮熱膨脹問題。5.3.2項表示了吸收熱膨脹的方法。此外布置管道時還要考慮以下因素： （1） 放空管道、火炬管道的蒸汽吹掃熱膨脹，原則上加水平型補償器來解決。當(dāng)設(shè)置有困難時，可使用膨脹節(jié)。所使用的膨脹節(jié)必須十分安全可靠。 （2） 在冷凝管道上設(shè)型補償器時，為防止水錘現(xiàn)象補償器應(yīng)水平設(shè)置。如水平設(shè)置有困難時，可采用氣液分離式的管道布置。（參照圖5-14，圖5-15） 圖515 圖5-14 （注） 1、液體管道采用比主管尺寸小12級。 2、液體管道同樣也要進行熱應(yīng)力核算以便具有足夠柔性。 3、跨越道路的形

22、補償器如圖5-15所示。 （3） 有兩個以上的形補償器時，應(yīng)將其成組布置，并考慮每根管道的熱位移（參照圖5-16） 注） 雙點劃線表示管道的變形圖5-16 （注） 根據(jù)管道熱位移來決定A、B、H值。另外還要考慮管道在開工時不同時被加熱，因此，在決定管道間距時應(yīng)考慮每根管道的形變。 （4） 型補償器的位置應(yīng)選在使支架受摩擦力（滑動支架的摩擦力）最小的地方。也就是說支架兩側(cè)單重相同時，直管長度也相同。 （5） 管橋?qū)挾容^窄但高度較高時，可采用圖5-17所示設(shè)置形補償器，但應(yīng)特別注意不影響通行。 圖5-17 （6） 管橋?qū)挾容^窄并且管道較低時，可按圖5-18設(shè)補償器。但不適合大口徑管道。圖5-18

23、（7） 遠距離的蒸汽伴熱管、夾套管等也應(yīng)考慮設(shè)置補償器。 （8） 補償器原則上設(shè)置在兩柱之間，膨脹節(jié)的支撐要靠近主梁設(shè)置。5.3.2 熱膨脹吸收方式（1） 檢查順序（圖5-19） 圖5-19 注 計算管橋上管道各點（兩端點、分支點）的軸向伸長量。（按管橋上管道全長的中點附近的支撐梁為死點來計算管道伸長量），見圖5-20。 根據(jù)管道的管徑、材質(zhì)及形狀來判斷是否需進行應(yīng)力解析。當(dāng)位移量超過75mm時，需分析其影響。 對大口徑及合金鋼管道以及設(shè)置補償器或膨脹節(jié)不夠經(jīng)濟的情況。 管橋與設(shè)備之間的管道（分支管）柔性較大時。 解決管橋管道熱膨脹時，是使用補償器還是使用膨脹節(jié)， 按下面第（2）項所述原則選取。 （2） 吸收方法（補償器與膨脹節(jié)的使用區(qū)別） 表5-2吸收方法備注流體補償器膨脹節(jié)可燃性毒性腐蝕性原則上可用膨脹節(jié)注（1）煙塵注（2）可用套筒式伸縮節(jié)粉塵易凝介質(zhì)蒸汽或熱水等注