海上石油平臺管道布置設(shè)計

1、海上石油平臺管道布置設(shè)計2008.31.0 概述 32.0 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范指南33.0 平臺管道布置設(shè)計43.1 設(shè)計條件和設(shè)計資料準(zhǔn)備43.2 管道布置（配管研究）53.3 管道布置53.3.1 管道系統(tǒng)布置 93.3.2 單元管道布置 93.3.3 閥門的布置 143.3.4 軟管站的配管 153.3.5 儀表閥門布置 163.3.6 儀表布置 173.3.7 取樣接口 194.0 管道的支架設(shè)計和撓性分析204.1 管線撓性分析204.1.1 設(shè)計參數(shù) 214.1.2 規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：進行管線撓性分析的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。 224.1.3 管線撓性分析判斷： 224.2 管道的支架設(shè)計234.2.1 支架

2、設(shè)計考慮 234.2.2 支承形式 241.0 概述平臺管道布置設(shè)計貫穿從海上平臺生產(chǎn)設(shè)施的最初階段起，平臺的詳細設(shè) 計、建造、海上連接、平臺正常操作后修改設(shè)計的整個海上平臺的設(shè)計過程。 在平臺管道布置設(shè)計中主要包含的工作內(nèi)容有：設(shè)計條件和資料的收集、管網(wǎng) 布置設(shè)計準(zhǔn)備（配管研究）、管道布置、管道支架設(shè)計、管線撓性評估、設(shè)備協(xié) 調(diào)、與相關(guān)專業(yè)協(xié)調(diào)、材料統(tǒng)計等。管道設(shè)計是一門運用多種學(xué)科的綜合性技術(shù)，從事設(shè)計的人員除應(yīng)掌握管 道設(shè)計的基本技能和正確運用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范外，還必須熟悉工藝過程、設(shè)備運 行原理、設(shè)備檢修、材料選擇和管道力學(xué)；必須了解相關(guān)專業(yè)的一些基本設(shè)計 知識，如了解平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計、儀表與

3、電氣設(shè)計，機械設(shè)備等專業(yè)設(shè)計的基礎(chǔ)知 識；必須了解海上平臺的設(shè)計，陸地預(yù)制，海上運輸、海上安裝和平臺的正常 操作運行的全過程。同時還應(yīng)具備油氣處理工藝，材料學(xué)、材料焊接，鍋爐和 壓力容器，平臺防火、防爆，環(huán)保衛(wèi)生等的基本知識，并了解其主要標(biāo)準(zhǔn)。2.1 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范指南根據(jù)海油總數(shù)十年來的海上工程實踐，把實際上已經(jīng)被海洋石油行業(yè)廣泛 使用的和正在應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、指南列出如下：a.美國國家標(biāo)準(zhǔn) ANSI/ASME B31.3煉油廠管道 ANSI/ASME B16.34 法蘭和對焊端閥門 ANSI/ASME B16.5鋼制法蘭，法蘭閥和管件 ANSI/ASME B16.9工廠制造的鍛鋼對焊管件 ANS

4、I/ASME B16.10鋼制閥門的面至面和端至端尺寸 ANSIB16.11承插焊管件和螺紋連接管件 ANSIB36.10鍛鋼和可鍛鑄鐵管 ANSIB36.19不銹鋼管b.美國石油學(xué)會API API RP 2G海洋建筑物上的生產(chǎn)設(shè)施推薦作法 API SPEC 5L管線鋼管規(guī)范 API SPEC 6A井口設(shè)備規(guī)范 API SPEC 6D 管道閥門規(guī)范 API STD600 鋼制閥門 API STD 1104管道和有關(guān)設(shè)備的焊接標(biāo)準(zhǔn) API RP 14E海上生產(chǎn)平臺管道系統(tǒng)的設(shè)計和安裝的推薦作法c.美國機械工程師學(xué)會 ASME ASME鍋爐和壓力容器規(guī)程第IV篇 ASME鍋爐和壓力容器規(guī)程第 VI

5、II篇 ASME鍋爐和壓力容器規(guī)程第IX篇d.美國腐蝕工程師協(xié)公 NACE NACE STD MR-01-75適用于油田設(shè)備的抗硫化物應(yīng)力破壞的金屬材料e.國家法規(guī) 海上固定平臺安全規(guī)則f.國家石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/T 4809-92海上生產(chǎn)平臺管道系統(tǒng)的設(shè)計和安裝的推薦作法 Q/HS 7010-93管道閥門規(guī)范 SY/T 4805-92海上結(jié)構(gòu)物上生產(chǎn)設(shè)施和推薦作法 Q/HS 7008-93管線鋼管規(guī)范 Q/HS 7015-93煉油廠壓力泄放裝置的尺寸確定選擇和安裝推薦作法 Q/HS 7009-93井口和采油樹規(guī)范g.海洋石油總公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)注：國家石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和海洋石油總公司企業(yè)標(biāo)

6、準(zhǔn)等同采用相關(guān)的API標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和推薦作法，詳見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2.2 平臺管道布置設(shè)計3.1設(shè)計條件和設(shè)計資料準(zhǔn)備平臺壓力管道設(shè)計必須準(zhǔn)備的條件和資料。(1)各系統(tǒng)的P&ID,由工藝專業(yè)提供；(2)管線表；(3)設(shè)備的詳細資料：如設(shè)備總圖、接口圖、接口限制要求等；(4)儀表資料：如安全閥、調(diào)節(jié)閥、關(guān)斷閥、流量計等詳細資料;6 / 25(5) 塔罐及常低壓容器等散裝設(shè)計的本體設(shè)計資料，由容器及設(shè)備專業(yè)提 供；(6) 平臺結(jié)構(gòu)資料：平臺的結(jié)構(gòu)圖，房間布置圖，舾裝布置圖；(7) 電纜托架、儀表電纜托架布置圖；(8) 電氣、儀表專業(yè)安裝詳圖：如按鈕、接線箱，甲板開孔；(9) 泵、壓縮機等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的

7、性能方面的詳細資料，如壓力、溫度；驅(qū)動方式、轉(zhuǎn)速等資料；(10) 送風(fēng)機、引風(fēng)機、空調(diào)安裝圖，該資料由機械專業(yè)提供；(11) 相應(yīng)的配管規(guī)格書；(12) 設(shè)備布置圖，由總體專業(yè)提供；3.2 管道布置(配管研究)管道布置前期工作是管網(wǎng)預(yù)布置，單體預(yù)布置，管道撓性分析判斷等一些工作(也叫配管研究)1 管網(wǎng)預(yù)布置：根據(jù)各相關(guān)專業(yè)提供的資料，考慮主管網(wǎng)的走向、標(biāo)高，主工藝系統(tǒng)的走向，綜合考慮、設(shè)計過程可能出現(xiàn)的工藝系統(tǒng)變化、總圖變化，及設(shè)備的變化。在管網(wǎng)的預(yù)布置中如果發(fā)現(xiàn)與設(shè)備布置、工藝流程、主體結(jié)構(gòu)等沖實矛盾之處，應(yīng)及時向相關(guān)專業(yè)提出。2單體預(yù)布置：也即在管道布置設(shè)計前期，在部分配管相關(guān)設(shè)計資料不滿

8、足布置設(shè)計的情況下做的一個單體預(yù)布置，如控制閥組、清管器相關(guān)管道的布置、海管立管的布置、主要工藝泵進出口管線的布置等，同樣在預(yù)布置中發(fā)現(xiàn)的問題及及時向相關(guān)專業(yè)提出。3管道撓性分析判斷：在管網(wǎng)布置，單體預(yù)布置，對需要進行應(yīng)力分析的管道，出現(xiàn)超溫或與敏感設(shè)備的接口連接的管道，或根據(jù)經(jīng)驗判斷需進行撓性分析的管道，進行預(yù)分析判斷，以便對主要工藝管線在管道設(shè)計的前期得到一個合理的布置，同樣在前期對管道分析中需相關(guān)專業(yè)協(xié)助要求應(yīng)及時提出。3.3 管道布置平臺管道布置設(shè)計，因設(shè)計人員對配管設(shè)計的理解不同，管道的布置千差5 / 25萬別，但管道布置設(shè)計有其共同的規(guī)律。1 應(yīng)符合有關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和慣例。如果設(shè)計

9、項目是涉外的，尚應(yīng)執(zhí)行有關(guān)的國外規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，這些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)通常由委托方提出。2應(yīng)符合工藝要求。如P&ID 圖表示了管道連接流向，物流的引出或匯入點及其特殊要求，要求分支或匯入的對稱布置，管徑的放大或縮小，液封的高度，要求無液袋和/或無氣袋，指定的閥門、法蘭、儀表元件、取樣點、腐蝕檢測點等的位置，管道材料選用級別（管道分級）的分界點，管道隔熱伴熱范圍等等。3統(tǒng)籌規(guī)劃。管道布置應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃以做到安全、經(jīng)濟及便于施工、操作和維修。應(yīng)優(yōu)先考慮特殊管道如合金管道、FRP、 大直徑管道、高壓大直徑徑管道、特殊介質(zhì)（漿狀、高粘度等）管道的布置。某些管道的布置與其他專業(yè)關(guān)系密切，應(yīng)在設(shè)計早期與有關(guān)專業(yè)協(xié)商

10、確定方案。如設(shè)備專業(yè)、電儀專業(yè)等。4管道布置應(yīng)整齊有序、橫平豎直，成組成排，便于支撐。橫平豎直并不排除局部采用斜線連接，尤其是立式容器和管殼式冷換設(shè)備的配管。5整個平臺的管道，縱向與橫向的標(biāo)高應(yīng)錯開，一般情況下，改變方向同時改變標(biāo)高，但特殊情況或條件允許時也可平拐。6在保證管道柔性及管道對設(shè)備機泵管嘴的作用力和力矩不超出允許值的情況下，應(yīng)當(dāng)用最少的管件，最短的長度連接起來，盡量減少焊縫。但不應(yīng)因此而濫用斜線。7管線盡量架空敷設(shè)，如果空間允許，管子應(yīng)盡量單排布置，當(dāng)雙排管子布置時，應(yīng)將公用和輔助管線布置在上層，盡量將大直徑、單位重量數(shù)值大的管線布置在支架附近；管排留有25的富余空間。（如可能）8

11、在上層甲板及無阻擋管線應(yīng)考慮風(fēng)載的影響。9管道布置不應(yīng)妨礙設(shè)備、機泵和自控儀表的操作和維修。在布置管道前，對有關(guān)設(shè)備、機泵和自控儀表的操作維修特點應(yīng)有足夠的了解，以便留出足夠的空間。10應(yīng)滿足儀表元件對配管的要求，如孔板前后直管段長度的要求，熱電偶溫度計套管對管徑的要求等。11 管道本身應(yīng)有足夠的柔性。盡量利用管道的自然形狀吸收熱脹自行補償。當(dāng)管道柔性不足時，最常用的方法是改變走向或在某個方向增加管道的長度。應(yīng)注意，增加的管道長度應(yīng)垂直于管道原來的主要走向。12盡量“步步高 ”或 “步步低 ”不出現(xiàn)或少出現(xiàn)氣袋和液袋。盡量避免“盲腸 ”。13 氣體和蒸汽管道的支管應(yīng)從主管上方引出或匯入。為避免

12、機械雜質(zhì)進入設(shè)備、機泵、自控儀表時，支管宜從主管的側(cè)面或上方接出或匯入。14除了必要的法蘭或螺紋連接外，盡可能采用焊接連接。焊接連接是保證管道避免滲漏的最佳連接。必須采用法蘭或螺紋連接的場合包括設(shè)備、機泵的管嘴、接口端為法蘭或螺紋的閥門、管件、小型設(shè)備（過濾器、阻火器、視鏡等）和儀表元件，鍍鋅等，必須經(jīng)常拆卸清理檢修的管道，襯里管道，管道材料變更點以及需設(shè)置盲板的部位等。當(dāng)同一地點設(shè)置兩個或兩個以上法蘭組件時，宜直接連接以省去中間短管和法蘭，但對管徑大的梯形槽面、凸凹面和榫槽面法蘭則應(yīng)具體研究。15 法蘭的位置應(yīng)避免處于人行通道和機泵上方。輸送腐蝕性介質(zhì)管道上的法蘭應(yīng)設(shè)安全防護罩。16 變徑管

13、件應(yīng)緊靠需要變徑的位置，以使布置緊湊，節(jié)約管材減少焊縫。17管道應(yīng)予妥善支承。盡量利用鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備支撐管道，即使這樣會增加管道的拐彎和長度。應(yīng)根據(jù)不同的需要選用具有不同功能的支吊架和支撐部件。有隔熱層的管道應(yīng)加管鞋，無隔熱層者一般不需管鞋。成排的主管或成排的上下重疊布置的水平管可以采取管底式管頂。對齊的敷設(shè)方法，以便支撐。支吊架所生根的設(shè)備、結(jié)構(gòu)物應(yīng)能承受支架所施加的荷載，還應(yīng)考慮生根點產(chǎn)生位移對管道的影響。生根在合金或需熱處理的設(shè)備上的支吊架應(yīng)事先焊好支耳等生根件。支吊架的布置應(yīng)做到檢修時不致因拆除設(shè)備或部分管道后使其余管道處于無支撐狀態(tài)。由于小直徑管道的跨距小，要特別注意小直徑管道的布置，

14、當(dāng)設(shè)備、結(jié)構(gòu)不能提供足夠的支撐點以滿足小管的跨距時，可將小管布置在大管附近，以便利用大管支撐小管。對于多根小管，宜成組布置以便支撐，同時也較美觀。18在人員通行處，管道底部的凈高不宜小于2.2m。19并排布置管道的間跨與下列因素有關(guān)：管外徑、有法蘭管子的法蘭外徑、有隔熱層管的隔熱層厚度、兩管間的凈距。通常按下述原則確定凈距：(1) 無法蘭裸管，管外壁的凈距不應(yīng)于50mm；(2) 無法蘭有隔熱層管，管外壁至鄰管隔熱層外表面的凈距或隔熱層外表面至鄰管隔熱層外表面的凈距不應(yīng)小于50mm；(3) 有法蘭裸管，管外壁至鄰管法蘭外緣的凈距不應(yīng)小于25mm；(4) 有法蘭且有隔熱層管的情況較為復(fù)雜。原則是：

15、a 管外壁與隔熱層表面之間或隔熱層與隔熱層外表之間的凈距不小于50mm；b 法蘭外緣與管外壁之間或法蘭外緣與隔熱層外表面之間的凈距小于25mm,兩者應(yīng)同時滿足。(5) 管子外表面或隔熱層外表面與構(gòu)筑物(柱、梁、墻等)的最小凈距不應(yīng)小于50mm；法蘭外緣與構(gòu)筑物、建筑物的最小凈距不應(yīng)小于50mm。(6) 閥門手輪外緣之間及手輪外緣與構(gòu)筑物之間的凈距不應(yīng)小于100mm。(7) 如果管道上裝有外形尺寸較大的管件、孔板、或管道有較大的的橫向位移時，應(yīng)加大管間距。為縮小管間距，并排布置的管道的法蘭和閥門宜錯開排列。20管道穿過墻壁、孔洞的大小應(yīng)不小于管外徑或隔熱層外徑加50mm。管道有橫向位移時孔徑應(yīng)適

16、當(dāng)加大。有伴熱管且隔熱層的中心與管中心不重合時也應(yīng)適當(dāng)加大孔洞。當(dāng)安裝或檢修且管道法蘭需從孔洞抽出時，孔洞的大小應(yīng)為法蘭外徑加50mm。21 穿過墻壁、甲板的管道，必要時在穿孔處應(yīng)加套管并以軟質(zhì)材料封堵。甲板的孔洞設(shè)擋水堰或套管并高出甲板面約50mm,處于頂層者必要時應(yīng)設(shè)防雨罩。 管道的焊縫不應(yīng)位于孔洞范圍內(nèi)。管道原則上不應(yīng)穿過防火墻和防爆墻，如必須穿過須經(jīng)特殊處理，滿足防火，隔爆要求并經(jīng)業(yè)主認可。22要求自流排凈的管道，其水平管段上不應(yīng)布置孔板，應(yīng)將孔板布置在立管上。如工藝允許，也可將孔板布置在高的水平管段上，使液體從孔板兩側(cè)自流排空。23采用彎管時，應(yīng)滿足工藝要求，如海管主管彎管，彎曲半徑

17、應(yīng)與海管一致。防沖蝕管，一般彎曲半徑應(yīng)不于5D。24直管段兩相鄰環(huán)焊縫的允許最小距離：5 倍壁厚度且不小于(1) 不要求消除焊縫應(yīng)力的其最小距離不得小于50mm；(2) 要求消除應(yīng)力的其最小距離不得小于5 倍，且不小于70mm。25管線的布置應(yīng)考慮管線的走向固定支撐，彈性接頭的變化，以保證管子的應(yīng)力，振動和熱震蕩不超過ANSI B31.3 的允許范圍。26公用站，閥門控制站和消防站的位置盡量靠近平臺邊緣和支柱附近。3.2.1 管道系統(tǒng)布置平臺管道系統(tǒng)布置即平臺管道布置應(yīng)考慮平臺結(jié)構(gòu)的特殊性，充分考慮在平臺有限空間，層高內(nèi)，從每個工藝系統(tǒng)的配管布置的基礎(chǔ)上，綜合統(tǒng)一考慮整個平臺管線的布置，這在平

18、臺管道設(shè)計中是非常重要的。3.2.2 單元管道布置單元管道布置，即平臺上某設(shè)備相連接的管道或與相關(guān)的管道的設(shè)計要求。1 壓力容器：壓力容器分立式容器和臥式容器兩種(1) 重力流的管道，應(yīng)有坡度，坡向順流方向(2) 當(dāng)出口管道與泵連接時，在滿足撓性情況下出口應(yīng)盡量靠近泵。(3) 在容器上入口與出口間距應(yīng)盡量的遠，液體入口管或液體出口管應(yīng)盡量遠離容器液位計的接口。(4) 儀表接口位置儀表閥組的布置，應(yīng)盡量位于便于人員觀察，操作和維修的地方；安全閥接管口應(yīng)布置在設(shè)備頂部。(5) 配管布置時應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃平臺，梯子等附件設(shè)施。2 常壓、容器(1) 一般安裝在平臺上的常壓容器的開口盡量布置在一側(cè)。(2) 液

19、體入口和出口應(yīng)盡量遠離液位計。(3) 液體入口也盡量遠離放空管。(4) 液位計的上開口應(yīng)比溢流管高或平齊。(5) 儀表布置應(yīng)位于便于人員接近和觀察位置。(6) 配管布置應(yīng)統(tǒng)一規(guī)則平臺，梯子等附件設(shè)施。3 熱交換器(1) 配管應(yīng)使熱交換器內(nèi)氣相空間無積液，液相空間無氣相。(2) 換熱器的配管要滿求工藝和操作的要求。同時還應(yīng)便于檢修和安裝。管道不應(yīng)妨礙管箱端抽出和拆卸換熱器端蓋法蘭，并留出足夠的空間。(3) 管道和閥門的布置，不應(yīng)防礙設(shè)備的法蘭和閥門自身法蘭的拆卸或安裝。(4) 各種儀表應(yīng)設(shè)置在靠近操作通道及易于觀測和檢測檢修的地方，必要時應(yīng)設(shè)備操作平臺。4 泵(1) 管系柔性分析應(yīng)滿足泵制造廠關(guān)

20、于管口受力的要求。(2) 配管必須滿足凈正吸入壓頭(NPSH 氣蝕余量)的要求。(3) 配管應(yīng)留出合適的通道寬度及閥門的高度等。(4) 配管應(yīng)防止偏流而影響泵的性能。(5) 泵的管道布置不得影響泵維護時的吊裝和移動空間。(6) 在考慮管道柔性時，應(yīng)注意備用泵管道溫度不同的工況，在任何工況下，管道柔性均應(yīng)滿足要求。(7) 在泵維修時，其配管應(yīng)不需要設(shè)臨時支架。(8) 距泵最近的一個支架，宜設(shè)計為垂直向可調(diào)式支架，并盡量設(shè)在該管無垂直位移的點上。(9) 管道的高點放空、低點排放應(yīng)滿足安裝要求，對危險介質(zhì)應(yīng)排放封閉系統(tǒng)。(10) 對于螺紋連接的管道，每個設(shè)備接口應(yīng)設(shè)一個活接頭，并設(shè)在靠近閥門的位置。

21、(11) 離心泵管道的固有頻率不宜低于4Hz。(12) 以對中開式泵不應(yīng)在泵體上方布置進出口閥門。(13) 泵的入口管道應(yīng)滿足以下要求。a) 泵對凈正吸入壓頭的要求；b) 吸入管保持水平或帶有1/501/100 的坡度(向上抽吸時應(yīng)向泵入口上坡；向下罐注時應(yīng)向泵入口下坡)；c) 當(dāng)泵入口處變徑時，應(yīng)采用偏心大小頭。即當(dāng)彎頭向下時，使大小頭頂平； 彎頭向上并無直管段時，使大小頭底平，如彎頭與大小頭之間有直管段，仍應(yīng)采用頂平的大小頭，并在低點增加排液口；d) 盡可能將入口關(guān)斷閥布置在垂直管道上。(14) 為防止偏流、旋渦流而使泵性能降低，通常配管要求：(a) 單側(cè)吸入口處如有水平布置的彎頭時，應(yīng)在

22、吸入口和彎頭之間設(shè)一段長度大于三倍管徑的直徑段。(b) 雙側(cè)吸入口處管段長度應(yīng)至少為七倍管徑。(c) 當(dāng)直管段不夠長時，應(yīng)在短管內(nèi)安裝整流或?qū)Я靼?，或改變配管?15) 為防止雜物進入泵內(nèi)應(yīng)在泵入口管線上安裝濾器：(a) 臨時濾器(錐形過濾器)通常在調(diào)試期間，當(dāng)管道吹掃或沖洗干凈后可拆除。為便于拆卸，應(yīng)設(shè)置一段法蘭短管，并備有一個與臨時濾器同厚的墊環(huán)，以置換臨時濾器。過濾面積應(yīng)不于于管道內(nèi)截面的24 倍。(b) 永久濾器通常用 Y 型或 T 型粗濾器，安裝在泵的入口處。(16) 泵的出口管道a. 當(dāng)泵出口管道垂直向上時，應(yīng)根據(jù)需要在止回閥出口側(cè)管道(或止回閥蓋上鉆孔)安裝排放閥。亦可在止回閥出

23、口法蘭所夾的排液環(huán)的接口安裝排放閥。b. 壓力表：泵出口壓力表，應(yīng)安裝在泵出口與第一個切斷閥之間的管道上且易于觀察之處。c. 泵出口閥應(yīng)布置在便于操作的高度或設(shè)置小平臺操作。(17) 往復(fù)泵(a) 對于往復(fù)泵的配管，除注意上述要求外，還應(yīng)在泵出口處(或盡量靠近出口) 安裝足夠容積的緩沖罐(或脈動衰減器)， 以緩解或消除所產(chǎn)生的脈沖振動。同時注意減小支架跨距，增中支架剛度，以抑制可能產(chǎn)生的機械振動。(b) 在泵的前端應(yīng)留有活塞桿抽出檢修的空間(18) 除離心泵外，其它如往復(fù)泵、容積泵應(yīng)有超壓保護措施，泵出口設(shè)安全閥，安全閥出口管道宜返回至泵的入口管。在配管設(shè)計時，應(yīng)注意檢查配套中是否帶安全閥，對

24、于允許就地排放的介質(zhì)，該閥出口接管應(yīng)向下引至平臺的排放系統(tǒng)。5 壓縮機(1) 對離心式壓縮機(包括蒸汽驅(qū)動機)的配管，通常不要求進行振動分析，但必須對管系進行柔性(熱脹應(yīng)力)分析，并應(yīng)符合管口受力的要求。計算中應(yīng)考慮設(shè)備管口的熱位移。(2) 對往復(fù)壓縮機的配管，除要求柔性分析外，還須進行振動分析，直到兩種分析都合格后，配管設(shè)計才認為合格。(3) 盡量采用或參照已有的成功運行的管道布置實例。(4) 離心式壓縮機(a) 入口管道1) 壓縮機入口不宜直接接彎頭，其最短直管段應(yīng)大于2 倍 DN， 通常可取35倍 DN。2) 原則上各段入口均應(yīng)采取氣液分離措施。分離罐應(yīng)盡量靠近入口處，由分離罐至壓縮機入

25、口的氣體管應(yīng)坡向分離罐。3) 通常為防止異、雜物進入壓縮機，應(yīng)在靠近其入口的管道上設(shè)置一段可拆卸短管，以便安裝臨時濾器。(b) 出口管道1) 壓縮機出口至分液罐的管道應(yīng)布置成無袋形。2) 管道布置應(yīng)有利于支架設(shè)計。(c) 閥門1) 壓縮機出入口的切斷閥，應(yīng)布置在主操作面上，必要時增加閥門伸長桿。2) 出口管與工藝系統(tǒng)相接時，應(yīng)在切斷閥前設(shè)止回閥。3) 閥門位置不得影響壓縮機的維修。閥門高度應(yīng)便于操作，盡量集中布置，并使之在操作時看到有關(guān)就地儀表。4) 安全閥應(yīng)布置在便于調(diào)整的位置。(5) 往復(fù)式壓縮機(a)出、入口管道(1)離心式壓縮機各項也適用于往復(fù)式壓縮機。(2)緩沖罐應(yīng)靠近壓縮機出入口處

26、，使防振或減振的效果好。(3)必要時，在容器的進口或出口法蘭處安裝孔板，以降低管段內(nèi)的壓力 不均勻度，從而達到減振的目的。(4)適當(dāng)提高小直徑支管強度：如增加壁厚或加筋，采用加強管件等措施, 抵抗由于振動可能產(chǎn)生的疲勞破壞。(5)對有些出入口管道在能滿足系柔性的前提下，宜盡量少用彎頭。必須 采用時，應(yīng)使用45口彎頭或使用較大曲率半徑的彎管，以減緩激振反力對管系 的影響。(6)支架間距要求合理。(7)不宜將出口管的支架生根在小梁或小柱上。(8)出口管宜采用低架支承，以增大支架剛度，從而有效地控制可能發(fā)生 的機械振動，避免采用吊架。(9)應(yīng)使管道氣柱振動的頻率和管道固有頻率避開機器的振動頻率，使之

27、 不發(fā)生共振。管道固有頻率宜不小于 8Hz。(10)氣缸出口向下時，出口管的垂直向熱脹推力不宜大于氣缸的重量。(6) 匯(1)管匯的實際數(shù)量和作用取決于具體的應(yīng)用，但管匯的設(shè)計應(yīng)考慮將來 的接口的預(yù)留。(2)平臺各接口至管匯的管子宜最短，并且彎曲最小。(3)管匯閥門的安裝應(yīng)便于操作和修維。(4)管匯的設(shè)計應(yīng)考慮、將來維修和保養(yǎng)的需要。(7) 管器(1)清管器的接管布置應(yīng)首先考慮清管器至立管之間的連接。大半徑彎管 在已有的空間內(nèi)能否布置。(2)與清管器連接的閥，管、管件、法蘭等內(nèi)徑須與海管保持一致，管子 機械強度滿足要求。(3)與清管器連接的閥門和儀表的布置應(yīng)便于操作和維修。(4)應(yīng)注意立管與平

28、臺之間的接口的距海平面高度，是否在海水飛濺區(qū)。并考慮該段管線的防腐要求。8 平臺之間的棧橋管道(1) 平臺之間連接的管線必須設(shè)有足夠的彈性，滿足平臺之間相對位移的 要求。(2) 在平臺之間棧橋上連接的管線，管線固定點的設(shè)計應(yīng)注意棧橋的移動對管道的影響。(3) 棧橋上管道的支撐和固定應(yīng)考慮，棧橋在海上運輸?shù)跹b對管道的影響。9 井口管道(1) 在井口出油(氣)管道和注水管道時，應(yīng)考慮到管道的壓力、溫度，流速、沖蝕和腐蝕的作用及采油樹的垂直位移等因素，對管道設(shè)計的影響。(2) 采油樹油嘴下游管道在10 倍于公稱直徑的長度范圍內(nèi)，流動方向不宜有實然的變化，以減小由于高速流動造成的沖擊；如空間允許出油(

29、氣)應(yīng)選用大半徑彎管或在管道改變走向處設(shè)置的流動三通。(3) 井口管道支撐和固定應(yīng)考慮采油樹的垂直位移和水平方向單井由于 海浪風(fēng)的影響。3.2.3 閥門的布置1 閥門應(yīng)設(shè)在容易操作、便于安裝、維修的地方。成排管道(如進出設(shè)備的管道)上的閥門應(yīng)集中布置，在利于設(shè)置操作平臺及梯子。2 有閥門位置有工藝操作的要求及鎖定的要求，應(yīng)按 PID 的說明進行布置及標(biāo)注。3 立式容器等設(shè)備底部管道上的閥門，不應(yīng)布置在裙座內(nèi)。4 需要根據(jù)現(xiàn)場儀表的指示操作的手動閥門，其位置應(yīng)靠近現(xiàn)場儀表。5 調(diào)節(jié)閥和安全閥應(yīng)布置在甲板或平臺上便于維修與調(diào)試的地方。6 消火栓或消防用的閥門，應(yīng)設(shè)在發(fā)生火災(zāi)時能安全接近的位置，并靠

30、近平臺邊緣。7 閥門應(yīng)設(shè)在熱位移小的地方。8 閥門上有旁路或偏置的傳動部件時(如齒輪傳動閥)，應(yīng)為旁路或偏置部件留有足夠的安裝和操作空間。9 閥門的位置a立管上閥門的閥桿中心線的安裝高度宜在地面或平臺以上0.7至1.6m的范圍，1 1/2”及以下閥門可布置在2m高度以下。位置過高或過低時應(yīng)設(shè)平臺 或操縱裝置，如鏈輪或伸長桿等以便于操作。b極少數(shù)不經(jīng)常操作的閥，且其操作高度離地面不大于2.5m,又不便另設(shè)永久性平臺時，應(yīng)用便攜梯或移動式平臺使人能夠操作。c布置在操作平臺周圍的閥門手輪中心距操作平臺邊緣不宜大于400mm,當(dāng)閥桿和手輪伸入平臺上方且高度小于 2m時，應(yīng)使其不影響操作人員的操作 和通

31、行安全。d閥門相鄰布置時，手輪間的凈距不宜小于 100mm。e閥門的閥桿不應(yīng)向下垂直或傾斜安裝。10 .4軟管站的配管以吹掃、置換或維修等需要而設(shè)置的軟管站，一般是由管道、閥門和軟管及其接頭組成。使用介質(zhì)通常為淡水、蒸汽、公用空氣、儀表空氣、海水和柴 油。軟管站的布置要求：(1)在平臺上的軟管站通常選用12-18m長的軟管。即每個軟管站服務(wù)的 范圍為30m直徑的圓。軟管站的位置不應(yīng)影響正常通道的通行、操作和維修。 如設(shè)在管廊的柱旁、靠平臺的欄桿處等。(2)軟件站的蒸汽、空氣管道，應(yīng)從管廊上總管的頂部引出。(3)軟管站的手動閥宜設(shè)在操作平臺或甲板面以上1.2m的高度。(4)軟管站的管道尺寸為1/

32、2<1”除特殊要求除外。閥門及材料選用應(yīng)符合 管道等級規(guī)定。與軟管相連接宜采用快速管接頭，且各介質(zhì)管道所用接頭的型 式或規(guī)格有所區(qū)別。(5)軟管站配管應(yīng)有利于支架的設(shè)計。11 .5 儀表閥門布置12 全閥和泄放閥(1)安全閥的閥桿應(yīng)垂直安裝。(2)安全閥應(yīng)安裝在便于調(diào)整和維修的地方。必要時應(yīng)設(shè)置平臺。(3)從設(shè)備接管口或流體管道的分支點至安全閥進口的管道的壓降不應(yīng)超過安全閥整定壓力的3%。(4)安全閥入口管道a.安全閥應(yīng)安裝在容器頂部或容器的出口管道上，要求配管盡量短。安 全閥安裝位置與被保護的容器距離較遠時，應(yīng)滿足工藝要求和規(guī)范要求。b.安全閥設(shè)置位置應(yīng)考慮盡量減少壓力波動的影響。c.

33、氣體安全閥的入口管不應(yīng)有下凹的袋形管。(5)排入大氣的安全閥出口管道(一般為公用系統(tǒng))a.安全閥的排放口不宜對著操作面設(shè)置。對于水蒸汽、空氣等無毒介質(zhì)的安全閥排放口，應(yīng)高于室外平臺 3m或以上。b.對于氣體安全閥出口管，應(yīng)在彎頭的最低處開一淚孔(帕10mm),必要時接上小管道將凝液排往安全的地方。c.安全閥出口管彎頭多，壓降過大時應(yīng)提交工藝專業(yè)確認，以免影響系 統(tǒng)安全。(6)排入封閉系統(tǒng)的安全閥出口管道a.安全閥出口管排入封閉系統(tǒng)的總管時，應(yīng)坡向總管及分離罐，并避免有袋形的配管。b.對于干氣系統(tǒng)，出口管道不一定要有坡度。對于非干氣系統(tǒng)，安全閥 應(yīng)安裝在高于排放總管的位置。c.排入封閉系統(tǒng)的安全

34、閥，原則上有安全閥應(yīng)高于排放總管。(7)安全閥的排放反力a.安全閥的布置應(yīng)能夠承受排放時的反力及方便設(shè)支架。b.排入大氣的安全閥出口帶有彎頭時，應(yīng)使受力時垂直管不致于因受力 矩過大而被推倒。(8)安全閥與切斷閥、爆破片的使用a.根據(jù)PID圖，在安全閥前設(shè)有切斷閥或爆破片時，必須在該閥旁注明“C.S.O” (未經(jīng)批準(zhǔn)不得關(guān)閉)字樣。b. 安全閥與切斷閥、爆破片、手動泄壓閥以及壓力表等聯(lián)用時，其壓力等級與安全閥管道等級應(yīng)相同。2調(diào)節(jié)閥組的配管調(diào)節(jié)閥由閥體和執(zhí)行機構(gòu)組成。閥體種類有截止閥、角形閥、蝶閥、球閥等。執(zhí)行機構(gòu)有帶彈簧的氣動薄膜式、電動機式、活塞式、帶氣動閥門定位的氣動薄膜、電磁式、帶手輪的

35、執(zhí)行機構(gòu)以及其它形式。調(diào)節(jié)閥的型式及尺寸應(yīng)由儀表專業(yè)提供。調(diào)節(jié)閥組布置要求(1) 調(diào)節(jié)閥宜直立安裝于水平管道上。應(yīng)布置在甲板面、操作平臺上或通道兩旁，并盡量靠近與其操作有關(guān)的現(xiàn)場檢測儀表等便于調(diào)試、檢查、拆卸的地方。(2) 調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在環(huán)境溫度不高于60，不低于-40的地方。(3) 調(diào)節(jié)閥組旁路的管徑應(yīng)與PID 一致，避免選用過大直徑不利于調(diào)節(jié)。(4) 一般水平安裝的調(diào)節(jié)閥其管底踴甲板或平臺面的高度最低為200mm。執(zhí)行機構(gòu)上方要至少有200mm 凈空。調(diào)節(jié)閥膜頭與鄰近設(shè)備或倉壁之間最少凈距為200mm,也不應(yīng)與本閥組的組成件相碰。調(diào)節(jié)閥組的切斷閥手輪或閥桿(對明桿式閘閥按全開考慮)與鄰近設(shè)

36、備或墻壁之間的最小維修用凈距為700mm,相鄰兩手輪之間的最小凈距為 75mm。(5) 在有熱膨脹的管道上，應(yīng)按閥組連接的管道合理選擇固定點。通常，整個閥組僅設(shè)一個固定架，其余為滑動架或?qū)蚣?。對差壓大的閥門及兩相流的管道，應(yīng)控制管道的固有頻率，防止振動。(6) 在調(diào)節(jié)閥入口前管道低處應(yīng)備有排液口及閥門。(7) 調(diào)節(jié)閥出、入口宜選用偏心大小頭并且管底平安裝。3.2.6 儀表布置布置在平臺管道上的儀表及儀表元件應(yīng)便于觀察、測量和維修，且布置滿足儀表對安裝的要求。1、流量計：通常在平臺上應(yīng)用的流量計有：孔板流量計、轉(zhuǎn)子流量計和腰輪流量計。現(xiàn)就其安裝要求闡述如下：(1) 孔板流量計a 孔板流量計一般

37、安裝在水平管道上，并滿足流量計前后直管段的要求；在無確切廠家資料時，直管段孔板前，15D,孔板后5D進行布置。b 孔板的安裝應(yīng)便于操作和檢修。c 在孔板直管段內(nèi)不得有任何支管連接件。d 當(dāng)孔板流量計安裝在水平管道時，氣體管道接管宜由管子上方或側(cè)面引出，液體管道由側(cè)面或下方引出。e 當(dāng)孔板安裝在垂直管道上時，液體流向一般由下往上流(當(dāng)管道充滿液體時，也可由下往下流)，氣體流向一般由上往下流。(2) 轉(zhuǎn)子流量計安裝要求a 轉(zhuǎn)子流量計須裝在垂直流體從下向上，無需動的管道上。b 轉(zhuǎn)子流量計前須有5D 的直管段。(3) 腰輪流量計安裝要求a 腰輪流量計應(yīng)盡量安裝在調(diào)節(jié)閥前，以防止因壓力降造成汽化影響測量

38、精度。b 腰輪流量計一般應(yīng)安裝在水平管線上。c 流量計的安裝方向應(yīng)與流體方向一致。2、壓力表布置要求。(4) 壓力表接口的尺寸和連接型式，應(yīng)根據(jù)儀表專業(yè)的條件配套設(shè)計。所有使用于輕類壓力表接口都應(yīng)配置隔離閥。(5) 閥門及接頭應(yīng)露在主管道隔熱層的外面。(6) 在有壓力脈動的管道，接口應(yīng)有防振補強措施。(7) 試驗用壓力表接口的切斷閥應(yīng)該用管帽或法蘭蓋堵住。(8) 壓力表應(yīng)放在對操作有利的位置，便于安裝與維修。(9) 試驗用壓力表應(yīng)布置在從甲板或平臺上能接觸到的位置。(10) 差壓儀表，在P&ID 上表示測量一臺設(shè)備的壓差，而接口布置在管道上時，接口應(yīng)盡量靠近這臺設(shè)備。(11) 不要靠近

39、節(jié)流元件如限流孔板、節(jié)流閥等。(12) 壓力調(diào)節(jié)器的取壓接口應(yīng)當(dāng)布置在距離流體擾流元件如調(diào)節(jié)閥、手動閥、彎頭等至少6入10倍管徑的地方。(10)現(xiàn)場顯示壓力表宜設(shè)在儀表讀數(shù)清晰可見的位置。(11)對管排上的管道宜將壓力表接口布置在支架附近。3、溫度計布置要求(1)管道上應(yīng)設(shè)有溫井，連接尺寸與儀表專業(yè)要求配匹，連接形式應(yīng)滿足 配管規(guī)格書的要求；(2)溫度計接口的方位要求如下：a.決定接口的方位時必須為熱電偶的拆卸抽出留有足夠的空間。b.在管道布置圖上，當(dāng)接管口不在軸線上時，應(yīng)標(biāo)清角度。(3)溫度計應(yīng)布置在從甲板、平臺或梯子容易接近的地方，以便安裝和維 修。(4)刻度盤溫度計最理想的位置是在操作人

40、員的視野內(nèi)，高于地面或平臺 1.2m至1.4m處。如果在管道上的高于地面或平臺 0.3m或2.5m處安裝溫度計, 則溫度計盤面應(yīng)朝下操作位置安裝。當(dāng)水平管道上超過地面或平臺2.5m時，應(yīng)將盤面面向下成45口，如果鄰近有管道不適宜成傾斜角度布置時，可將盤面 朝下安裝。(5)溫度計可垂直安裝和傾斜45口水平安裝，傾斜45口安裝時，最好與管內(nèi) 流體流動方向逆向。3.2.7 取樣接口根據(jù)P&ID的要求來確定取樣點。在設(shè)備、管道上設(shè)置取樣點時，要使取 出的樣品能真正代表工藝及分析、化驗所要求的介質(zhì)狀況，而且設(shè)在便于操作 和維修的地方。取樣管設(shè)計要求(1)管道上取樣引出口的方位a.氣體取樣：在水平

41、敷設(shè)的管道上時，取樣口應(yīng)從管頂引出；在垂直敷 設(shè)的管道上時，可設(shè)在任意側(cè)。b.液體取樣：對于垂直敷設(shè)的管道，如流向是由下向上，取樣引出口可 設(shè)在管道的任意側(cè)；如流向是由上向下，且不能保證液體充滿管道時，管道上不宜設(shè)置取樣點。水平敷設(shè)的液體管道在壓力下輸送時，取樣引出口可設(shè)在管 道的任意側(cè)。如介質(zhì)是自流時，取樣引出口應(yīng)設(shè)在管道的下側(cè)。（2） 閥門設(shè)置：烴類管線須在取樣閥前加隔離閥，壓力等級最小為API800lb。（3） 其它要求a. 對人體有害有毒的，或易燃易爆的危險介質(zhì)在壓力下（不減壓）取樣時，應(yīng)采用鋼瓶取樣，同時還應(yīng)設(shè)置人身保護箱或其它防護措施。b. 對粘度大、易凝固液體的取樣管，必要時設(shè)置

42、伴熱。c. 一般液體的取樣，在取樣閥下應(yīng)設(shè)有漏斗，不允許排放的介質(zhì)可改用收集桶。d. 對于需要隔離空氣取樣的介質(zhì)，應(yīng)按工藝要求設(shè)取樣管，如采用密閉取樣器或經(jīng)氮氣置換的鋼瓶取樣等措施。e. 取樣點管嘴應(yīng)盡可能設(shè)在離甲板或平臺合適的高度處。例如：對液體800mm （向下），對氣體約1400mm （向上或斜向上）。f. 取樣點的配管應(yīng)力求緊湊，使樣管盡量短，以便既保證樣品的正確性，又減少排放量。g. 在于易振動的取樣管應(yīng)適當(dāng)加以支撐和固定。4.0 管道的支架設(shè)計和撓性分析通常的設(shè)計是從管線布置和管線支架設(shè)計開始進而進行撓性分析的。在管線布置期間，出現(xiàn)超溫或與敏感設(shè)備（如離心式氣體壓縮機）連接等情況，

43、就要考慮設(shè)計特殊形狀的問題，對此進行撓性分析便可盡早解決管線撓性的設(shè)計問題。支架是指為管系和系統(tǒng)范圍提供管線支撐的支架。管線支架設(shè)計應(yīng)合理利用周圍結(jié)構(gòu)，以提供合理的支承點和支架形式。4.1 管線撓性分析管線撓性是指設(shè)計和安裝一個系統(tǒng)所容許的管子移動的程度，撓性（或偏離中心的 ）決定了管線內(nèi)的應(yīng)力和施加于管線連接設(shè)備上的反作用力。承受溫度變化的管系，如果任其自然，它將會改變實際尺寸。但是，如果加以限制，它又將處于一種受力狀態(tài)中，并對管子支座和連接的設(shè)備施加反作用力和扭矩。管線撓性分析的基本問題是確定由熱效應(yīng)和外部位移造成的位移應(yīng)力范圍大小，然后，使設(shè)計的管系計算出的應(yīng)力不超出允許的應(yīng)力范圍。在某

44、些情況下，限制的參數(shù)可能是作用在連接設(shè)備（如，泵接口）上的反向應(yīng)力荷載，而不是管系自身的應(yīng)力。通常設(shè)備制造商提出與管線連接設(shè)備的允許荷載。在一些情況下，敏感設(shè)備上的允許作用荷載是由應(yīng)用工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，例如，APISTD610 普通煉油廠用離心泵。4.2.1 設(shè)計參數(shù)1. 管線溫度a. 環(huán)境溫度，b. 最高操作溫度，c. 最低操作溫度，d. 設(shè)計溫度，e. 管線使用期限內(nèi)所預(yù)計的熱循環(huán)范圍和次數(shù)。2. 管線壓力a. 正常操作壓力，kPaGb. 最低操作壓力，kPaGc. 最高操作壓力，kPaGd. 設(shè)計壓力，kPaGe. 設(shè)計的真空度，（ mm 汞柱）3. 流動流體的性質(zhì)a. 流動流體的比重4.

45、 外部位移a. 位移的大小和方向b. 管線使用期限內(nèi)所預(yù)計的位移周期次數(shù)設(shè)備數(shù)據(jù)：制造商提供的設(shè)備數(shù)據(jù)包括有疑問的特定設(shè)備的允許位移和進出、口法蘭的載荷。這些設(shè)備包括：泵、壓縮機、燃氣輪機等。4.2.2 規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：進行管線撓性分析的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。1 、 管線撓性分析適用的設(shè)計資料a. 一般管系，使用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)是：ANSI/ASME B31.3 化工廠和煉油廠管線， API RP14E 海上生產(chǎn)平臺管系的設(shè)計和安裝。b. 連接設(shè)備接口使用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)是APISTD610 煉油廠用離心泵；APISTD616 一般煉油廠用燃氣輪機，APISTD617 一般煉油廠用離心壓縮機和ASME 鍋爐和壓力容

46、器規(guī)范。2 、 有關(guān)管線的資料P&ID 圖、 平面布置圖等，各種管線規(guī)格書和數(shù)據(jù)表。所需資料包括：a. 在操作中，管線可能出現(xiàn)的不正常狀態(tài)，尤其是溫度變化范圍和位 移。b. 水壓試驗或檢驗的測驗條件。c. 管線外徑和壁厚。d. 管材允許應(yīng)力。e. 腐蝕和侵蝕余量。f. 絕熱材料和厚度。g. 管線內(nèi)介質(zhì)的比重。h. 管系的幾何形狀數(shù)據(jù)。（1） 尺寸（2） 支管交叉方法（3） 配件選擇（包括彎頭半徑）（4） 閥門類型，壓力等級和位置（5） 支架的類型和位置4.2.3 管線撓性分析判斷：1、不要求正式分析的管線系統(tǒng)在 ANSI/ASME B31.3 的化工廠和煉油廠管線第319.4.1部分列出了一些特殊的條件，如果管系布置超出了這些特殊條件的范圍。那么，需要進行應(yīng)力分 析。a. 給出的管系與一成功運行的管系一模一樣，或可代換的管系沒重大改變。b.可以與以前分析過的管系進行比較，而明顯地判斷出給定管系是否合理。c.管系有均勻的尺寸，不超過兩個固定支座，沒有中間限位器，并符合經(jīng)驗公式范圍內(nèi)。Dy< 208.3（L-U） 2這個公式可改為下面的形式：Dy< 208.3U2 （R-1） 2式中：口=管線公稱直徑，（mm）丫=限定的熱膨脹