2023年度压力管道设计讲课资料汇集(2023年)

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2023年度压力管道设计讲课资料汇集(2023年)

压力管道设计讲课资料汇集 ( 部份摘录 ) 东华工程科技股份有限公司工程室 刘铟 电话:0551-3626570 2010 年 4 月 目录 一、关于压力管道安全管理与监察及压力管道设计单位资格许可与管理规则的文件及压力管道分级、分类............................................................................................................ 2 二、介质流体分类................................................................................................................ 6 三、爆炸危险区的分类........................................................................................................ 7 四、设备布置与管道布置.................................................................................................. 10 五、泵的布置与规定.......................................................................................................... 15 六、压缩机的布置与配管.................................................................................................. 26 七、换热器的布置与配管.................................................................................................. 48 八、空冷器的布置与配管.................................................................................................. 56 九、管道材料...................................................................................................................... 62 十、A1A2 类介质管材要点 ............................................................................................... 86 十一、B 类流体介质管材要点 .......................................................................................... 86 十二、C、D 类流体介质管材要点 ................................................................................... 88 十三、关于安全及安全阀.................................................................................................. 90 十四、管道试压及检查 检查-水压-吹洗-气密性试验.................................................. 91 附录 J 管道的无损检测 .................................................................... 错误! 未定义书签。

   、 一、 关于压力管道安全管理与监察及压力管道设计单位资格许可与管理规则的文件及压力管道分级 、 分类:

   关于压力管道类级别如何划分,首先须根据《特种设备安全监察条例》 (国务院令 第 373 号)中压力管道的定义(即下文的第 1 条 —“压力管道定义”的内容)进行判别是否属于压力管道,只有满足压力管道的定义要求,确认为压力管道后,才根据《压力容器压力管道设计许可规则》(TSG R1001-2008)中的规定(即下文第 2 条—“压力管道类别、级别划分”中的内容)进行具体的压力管道类级别划分。

   为便于查阅与判别,现列出经整理后的“压力管道定义”与“压力管道类别、级别划分”的有关内容,具体详见下文。

   1. 压力管道定义 基本条件:① 介质最高工作压力 P≥0.1MPa(表压);

   ② 管道规格 DN>25mm。

   结论:

   1 同时符合基本条件①与②的所有气体介质管道,属于压力管道;

   2 同时符合基本条件①与②的可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体介 质管道,属于压力管道;

   3 同时符合基本条件①与②的不可燃、无毒、无腐蚀性,但最高工作 温度高于或者者等于标准沸点液体介质管道,属于压力管道。

   2. 压力管道类别、级别划分 B1 GA 类(长输管道) 长输(油气)管道是指产地、储存库、使用单位之间的用于输送商品介质的管 道,划分为 GA1 级与 GA2 级。

   B1.1 GA1 级 符合下列条件之一的长输管道为 GA1 级:

   (1) 输送有毒、可燃、易爆气体介质,最高工作压力大于 4.0MPa 的长输(油气) 管道;

   (2) 输送有毒、可燃、易爆液体介质,最高工作压力大于或者者等于 6.4MPa,并 且输送距离(指产地、储存地、用户间的用于输送商品介质管道的长度)大于或者者等于 200km 的长输(油气)管道。

   B1.2 GA2 级 GA1 级以外的长输(油气)管道为 GA2 级。

   B2 GB 类(公用管道) 公用管道是指城市或者乡镇范围内的用于公用事业或者民用的燃气管道与热力 管道,划分为 GB1 级与 GB2 级。

   B2.1 GB1 级 城镇燃气管道。

   B2.2 GB2 级 城镇热力管道。

   B3 GC 类(工业管道) 工业管道是指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工 程管道及其他辅助管道,划分为 GC1 级、GC2 级、GC3 级。

   B3.1 GC1 级 符合下列条件之一的工业管道为 GC1 级:

   (1) 输送 GB5044-85《职业接触毒物危害程度分级》中规定的毒性程度为极度 危害介质、高度危害气体介质与工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道;

   (2) 输送 GB50160-1999 《石油化工企业设计防火规范》及 GB50016-2006 《建 筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或者甲类可燃液体(包含液化烃),同时设计压力大于或者者等于 4.0MPa 的管道;

   (3) 输送流体介质同时设计压力大于或者者等于 10.0MPa,或者者设计压力大于或者者等于 4.0MPa,同时设计温度大于或者者等于 400℃的管道。

   B3.2 GC2 级 除本规定 B3.3 规定的 GC3 级管道外,介质毒性危害程度、火灾危险性(可 燃性)、设计压力与设计温度低于 B3.1 规定 GC1 级的管道。

   B3.3 GC3 级 输送无毒、非可燃流体介质,设计压小于或者者等于 1.0MPa,同时设计温度 高于-20℃但是不高于 185℃的管道。

   B4 GD 类(动力管道) 火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道,划分为 GD1 级、GD2 级。

   B4.1 GD1 级 设计压力大于等于 6.3MPa,或者者设计温度大于等于 400℃的管道;

   B4.2 GD2 级 设计压力小于 6.3MPa,且设计温度小于 400℃的管道;

  附表:压力管道类别、级别划分表 压力管道类别、级别划分表(根据 TSG R1001- - 2008 《特种设备安全技术规范》)(附表 2 2 ) 管道名 类别 级 介 质 相应条件 称 别 设计压力 P 设 输送距离 L 管道公称直径 D N 设计温度 t 设 长输管道(GA)是指产地、储存库、使用单位之间的用于输送商品介质的管道。

  GA1 (1)输送有毒、可燃、易爆气体介质的管道 P 设 >4.0 MPa (2)输送有毒、可燃、易爆液体介质的管道 P 设 ≥6.4 MPa L≥200km GA2 GA1 级范围之外的长输(油气)管道 公用管道(GB)是指城市或者乡镇范围内的用于公用事业或者民用的燃气管道或者热力管道。

  GB1 城镇燃气管道 GB2 城镇热力管道 工业管道(GC)是指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道。

  GC1 (1)输送毒性程度为极度危害的介质、高度危害介质与工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质的管道。

   (2)输送甲、乙类可燃气体,甲类可燃液体(包含液化烃) P 设 ≥4.0MPa (3)输送流体介质 ①P 设 ≥10MPa ②P 设 ≥4.0 MPa t 设 ≥400℃ GC2 除本规定 GC3 级管道外,介质毒性危害程度、 火灾危险性(可燃性)、设计压力与设计温度 小于 GC1 级规定的管道。

   GC3 输送无毒、非可燃流体介质, P 设 ≤1.0MPa 且 185℃≥t 设 ≥-20℃ 动力管道(GD)火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道。

  GD1 火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道 P 设 ≥6.3MPa 或者者t 设 ≥400℃ GD2 P 设 <6.3MPa 且 t 设 <400℃ ① 长输管道应包含长输管道工程中所属的站场与库 ② 输送距离:指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距离 ③ 毒性程度按 GB 5044《职业性接触毒物危害程度分级》划分 ④ 甲、乙类可燃气体、液体按 GB 50160《石油化工企业设计防火规范》及 GBJ 16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性分类 ⑤ 根据《特种设备安全监察条例》(国务院令第 373 号):压力管道是指利用一定压力,用于输送气体或者者的管状设备,其范围规定为最高工作压力大于或者者等于 0.1MPa(表压)的气体、液化气体、蒸汽介质或者者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者者等于标准沸点的液体介质,且公称直径大于 25mm 的管道。

   二、介质 流体 分类 1.毒性 介质毒性程度参照《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044 的规定分为四级,其最高容许浓度分别为:

  Ⅰ级(极度危害)小于等于 0.1mg/m 3 , GB50316 中 A 1 类 Ⅱ级(高度危害)0.1~1.0mg/m 3 , GB50316 中 A 2 类 Ⅲ级(中度危害)1.0~10mg/m 3 , GB50316 中 A 2 类 Ⅳ级(轻度危害)大于 10mg/m 3 。

  GB50316 中 A 2 类 2.可燃易燃性 B 类 GB50160-92《石油化工企业设计防火规范》中对可燃气体的火灾危险性如何分类? 答:可燃气体的火灾危险性分类见下表。

  可燃气体的火灾危险性分类 类别 可燃气体与空气混合物的爆炸下限 甲 <10%(体积) 乙 ≥10%(体积) GB50160-92《石油化工企业设计防火规范》中对液化烃,可燃液体的火灾危险性如何分类? 液化烃、可燃液体的火灾危险性分类见下表。

   液化烃、可燃液体的火灾危险性分类 类 别 名 称 特 征 甲 A 液化烃 15℃时的蒸汽压力>0.1MPa 的烃类液体及其他类似的液体 B 可燃液体 甲 A 类以外,闪点<28℃ 乙 A 闪点≥28℃至≤45℃ B 闪点>45℃至<60℃ 丙 A 闪点≥60℃至≤120℃ B 闪点>120℃ GB 50316-2000 《工业金属管道设计规范》中对流体的分类 A1 类流体 category A1 fluid 在本规范内是指剧毒流体,在输送过程中如有极少量的流体泄漏到环境中,被人吸入或者与人体接触时,能造成严重中毒,脱离接触后,不能治愈。相当于现行国家标准《职 业性接触毒物危害程度分级》GB 5044 中Ⅰ级(极度危害)的毒物。

  A2 类流体 category A1 fluid 在本规范内是指有毒流体,接触此类流体后,会有不一致程度的中毒,脱离接触后可治愈。相当于《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044 中Ⅱ级及下列(高度、中度、轻度危害)的毒物。

  B 类流体 category B fluid 在本规范内是指这些流体在环境或者操作条件下是一种气体或者可闪蒸产生气体的液体,这些流体能点燃并在空气中连续燃烧。

  D 类流体 category D fluid 指不可燃、无毒、设计压力小于或者等于 1.0MPa 与设计温度介于-20~186℃之间的流体。

  C 类流体 category C fluid 是指不包含 D 类流体的不可燃、无毒的流体。

   三、爆炸危险区的分类 1.划分爆炸危险区要紧使用的标准与两个不一致表示的系列 ① GB、IEC、EN 标准的系列 GB:中国标准(GB50058 爆炸与火灾危险环境电力装置设计规范) IEC:国际电工协会标准(CIEC79-0~13) EN:欧洲共同体级邻近国家(EN50014~50020,EN50039) 表示方式:X 区(Zone)X 级(Group)X 组(T) ② NEC、API 标准系列 NEC:美国国家电工协会,隶属于 NFPA(美国国家防火协会)NEC Article 500-4 API:美国石油协会 API RP500,机泵供应商均用此标准 表示方式:X 级(Class)X 区(Division)X 类(Group)X 组(T) ③ GB50058 中爆炸危险区的划分 我国 GB50058 中爆炸危险区的划分与 IEC 相吻合,但爆炸性气体环境危险区域划分尺寸等交使用了 API-RP-500 及 NFPA-497A 有关规定及例图。

  ①、②两个系列的要紧差别在 Group 划分中随着易燃方法与空气混合物危险性增加 a)系列是Ⅱ A 、Ⅱ B 、Ⅱ C 排列,而 b)系列是Ⅱ D 、Ⅱ C 、Ⅱ B 、Ⅱ A 排列,因此在标示危险区(Group)时应标明按哪个标准。GB50058 属 a)系列划分。

  2.危险区划分步骤 ① 根据爆炸性气体混合物出现的步骤程度与持续时间对爆炸危险区的划分作如下定义:

   0 区:连续出现或者长期出现爆炸性气体混合物的环境;

  1 区:在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境;

  2 区:在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境,或者即使出现也仅是短时间存在的爆炸性气体混合物的环境;

  注:正常运行是指正常的开车、运转、停车,易燃物质产品的装卸,密闭容器盖的开启,安全阀、排放阀与所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。

  符合下列条件之一的,可划为非爆炸危险区域:

  a)没有释放源不可能有易燃物质侵入的区域;

  b)易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限的 10%;

  c)在生产过程中使用明火的设备邻近,或者炽热部件的表面温度超过区域内易燃特质引燃温度的设备邻近;

  d)在生产装置区外,露天或者开敞设置的输送易燃物质的架空管道地带,但其阀门处按具体情况定。

  ② 按释放源级别与通风区条件初步确定爆炸危险区的划分 ——首先应按下列释放源的级别划分区域:

  a)存在连续级释放源的区域可划为 0 区。

  b)存在第一级释放源的区域可划为 1 区。

  c)存在第二级释放源的区域或者划为 2 区。

  ——其次应根据通风条件调整区域划分:

  a)当通风良好时应降低爆炸危险区域等级;当通风不良时应提高爆炸危险区域等级。

  b)在障碍物、凹坑与死角处,应局部提高爆炸...

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