石油化工装置工艺管道安装设计手册 第1篇 设计与计算 第3版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

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第一节　工艺管道流程设计1

一、一般要求1

目录1

第一章　工艺管道和仪表流程设计1

二、主要工艺设备的管道流程设计2

一、流体输送设备8

第二节　仪表流程设计8

二、传热设备10

三、精馏塔12

四、集散控制系统15

主要参考资料16

第一节　一般要求17

第二章　管径和管道压力降计算17

一、管径初选19

第二节　单相流体19

二、不可压缩流体管道的压力降20

三、可压缩流体管道的管径30

第三节　气液两相流动32

一、管径及压力降计算33

二、蒸汽凝结水管径及压力降计算42

三、两相流管道的几项设计原则44

第四节　高粘度聚酯熔体45

附表一　常用钢管计算用数据48

附表二　油品管道的流量和压力降（一、二、三）49

附表三　饱和水蒸气管道的质量流量和压力降50

主要参考资料51

一、装置布置的设计阶段52

第一节　概述52

第三章　装置的布置设计52

二、装置布置设计应满足工艺设计的要求53

一、装置布置设计的三重安全措施53

二、国外装置布置设计的步骤53

第二节　装置布置设计的一般要求53

四、装置布置设计应满足全厂总体规划的要求54

三、装置布置设计应满足操作、检修和施工的要求54

五、装置布置设计应适应所在地区的自然条件55

第三节　防火61

八、装置布置设计应注意外观美61

六、装置布置设计应力求经济合理61

七、装置布置设计应满足用户要求61

一、火灾危险性分类62

二、防火间距63

四、钢结构的耐火保护68

三、建筑物的耐火等级68

一、产生爆炸的条件和防止爆炸的基本措施70

第四节　防爆70

二、爆炸危险区域的划分71

一、管廊的布置78

第五节 管廊和主要设备的布置78

二、塔的布置84

三、反应器的布置85

四、冷换设备的布置91

六、容器的布置98

五、加热炉的布置98

七、泵的布置103

八、压缩机的布置105

九、装置布置的特点和发展趋势113

一、建筑物的布置114

第六节 建筑物、构筑物及通道的布置114

二、构筑物的布置117

三、通道的布置119

二、国内工业管道的分级（类）120

一、美国国家压力管道标准的管道分类120

第四章　管道设计基础120

第一节　管道的分级（类）120

一、公称压力123

第二节　管道压力等级及管径系列123

二、公称直径125

一、设计压力126

第三节　管道设计条件126

三、其他与设计有关的因素127

二、设计温度127

二、许用应力128

一、压力-温度参数128

第四节　管道设计基础数据128

三、设计寿命及最低设计压力等级129

第一节　必须具备的条件或资料130

第五章　装置内管道设计130

一、管道敷设的种类131

第二节　管道敷设的种类和一般要求131

二、管道敷设的一般要求132

三、管道布置常用数据135

二、管廊上管道的布置原则140

一、敷设在管廊上管道的种类140

第三节 管廊（桥）上管道的布置设计140

二、塔体开口的布置142

一、塔的类别142

第四节　塔、容器的管道布置设计142

三、塔的管道布置设计157

四、容器（罐）的管道设计159

第五节　加热炉管道布置设计161

五、塔和容器的管道支架161

二、加热炉出口转油线的设计162

一、加热炉管道布置设计一般要求162

三、油气联合喷嘴的管道设计164

六、燃料油管道的设计166

五、蒸汽分配管、灭火蒸汽管道的设计166

四、吹灰器的管道设计166

七、燃料气管道的设计167

一、冷换设备的类别168

第六节　冷换设备的管道布置设计168

八、加热炉的梯子和平台168

二、冷换设备的管道布置设计171

第七节　蒸汽发生器的管道布置设计178

二、管道布置179

一、蒸汽发生器的布置179

一、石油化工常用泵的种类180

第八节　泵的管道设计180

二、管道设计181

四、泵的密封、冲洗和冷却197

三、地漏及排污沟的设置197

一、离心式、轴流式压缩机管道设计203

第九节　压缩机管道设计203

二、往复式压缩机管道设计206

三、润滑油系统、封油系统及其管道设计212

一、入口管道的设计214

第十节　蒸汽轮机管道的设计214

四、管道的氮气吹扫／置换214

二、出口管道的设计215

五、其他216

四、支架的设计216

三、蒸汽管排凝与疏水管道的设计216

二、入口管道的设计217

一、管道设计一般要求217

第十一节　烟气轮机管道的设计217

三、出口管道的设计220

四、支架的设计原则221

一、主要管道器材的选用222

第十二节　液化石油气管道的设计222

三、其他223

二、管道设计223

一、蒸汽和凝结水管道设计224

第十三节　公用工程管道设计224

二、可燃气体排放管道设计231

三、压缩空气、氮气等气体管道设计233

四、地上工业用水管道设计235

五、消防水喷淋系统238

二、气力输送系统的分类246

一、概述246

第六章　特殊管道设计246

第一节　气力输送管道设计246

三、物料的性质247

四、物料的输送状况249

五、气力输送设计的计算方法250

六、气力输送管道的布置与安装257

第二节　真空管道设计258

一、真空设备选用259

二、真空管路的计算265

三、真空管道的设计原则275

第三节　导生管道设计276

一、导生特性及分类277

二、导生管道压力降计算281

三、导生管道设计286

二、低温管道的设计要点291

一、概述291

第四节　低温管道设计291

第五节　高压管道设计293

三、材料选择294

二、温度等级及试验压力294

一、压力范围294

四、连接形式295

八、双阀的设置296

七、高压设备管口的转向296

五、高压管道系统与中、低压管道系统的连接296

六、高压管道上一次仪表的安装296

一、塑料管的连接298

第一节　连接方法298

第七章　非金属和衬里管道设计298

第二节　管道布置300

四、橡胶衬里管的连接300

二、钢塑复合钢管的连接300

三、涂塑钢管的连接300

主要参考资料305

一、阀门的安装位置306

第一节　管道上常用阀门的安装306

第八章　管道上阀门的安装306

四、减压阀的安装要求309

三、阀门的传动309

二、旁通阀门309

一、疏水阀的使用310

第二节　疏水阀及其管道的安装310

二、疏水阀的管道设计311

主要参考资料314

一、安全阀分类315

第一节　安全阀315

第九章　安全泄压装置315

二、安全阀结构316

三、安全阀的设置原则318

四、安全阀的工艺计算319

五、安全阀的选用324

六、安全阀的安装设计325

第二节　爆破片327

一、爆破片的结构型式329

二、爆破片的适用场所330

四、爆破片的布置形式331

三、爆破片装置的选用331

五、爆破片的安装设计333

一、呼吸阀的种类334

第三节　呼吸阀334

二、呼吸阀的应用336

三、呼吸阀呼吸量的确定337

四、呼吸阀的选用338

五、呼吸阀的安装343

主要参考资料344

一、吹扫方式345

第一节　设备和管道的吹扫／水洗345

第十章　工艺设备和管道的吹扫、放空与排液345

三、吹扫介质346

二、吹扫接头管径的确定346

四、装置内吹扫方法347

五、固定和半固定式吹扫管道设计350

一、设备的排液和放空351

第二节　设备和管道的排液、放空351

三、需设置排气／排液的地方353

二、管道的排气／排液353

四、排液／排气管的设计354

五、轻、重污油系统359

三、取样系统流程选择360

二、取样要求360

第十一章　取样系统设计360

第一节　取样系统的工艺流程360

一、取样系统流程360

四、取样管径和阀门的确定365

三、取样管道隔热366

二、取样管道设计366

第二节　取样系统的管道设计366

一、取样管引出位置的确定366

五、取样管道系统布置367

四、取样系统阀门选择及设置367

第一节 概述368

第十二章　工艺管道上一次仪表的安装及其管道设计368

二、流量测量仪表的特征369

一、流量测量仪表的分类369

第二节　流量测量仪表的安装369

三、孔板的安装371

四、转子流量计的安装375

五、靶式流量计的安装376

六、腰轮流量计的安装377

三、过程分析器对试样预处理系统的要求379

二、过程分析仪表的选型原则379

第三节　过程分析仪表的选用379

一、过程分析仪表的种类379

四、过程分析器的选用380

一、压力测量仪表的分类和特点382

第四节　压力测量仪表382

二、压力测量仪表的选用383

三、压力测量仪表的安装要求384

一、温度测量仪表的分类和特点386

第五节　温度测量仪表386

二、温度测量仪表的选用388

三、温度测量仪表的安装要求389

第六节　物位测量仪表390

一、物位测量仪表的选用391

二、常用物位测量仪表的安装要求392

一、调节阀的分类394

第七节　气动调节阀的安装394

二、气动调节阀的型号395

三、气动调节阀的结构特点396

四、调节阀的安装位置404

主要参考资料412

二、伴热方式413

一、伴热介质413

第十三章　工艺管道伴热设计413

第一节　伴热方式及其选用413

三、设计原则415

一、工艺设计416

第二节　外伴热管设计416

二、伴热管的安装设计426

一、工艺设计439

第三节 内伴热管设计439

二、内伴热的安装设计440

一、工艺设计441

第四节　夹套管设计441

二、蒸汽夹套管的安装设计443

一、电伴热的方法与应用449

第五节　电伴热449

二、电伴热产品种类及其技术性能451

三、电伴热产品选型和计算463

五、电伴热设施的安装467

四、电伴热系统图467

附表　瑞侃自限性电伴热带试验条件一览表475

主要参考资料477

第二节 图纸的幅面478

第一节　配管设计图的组成478

第十四章　配管设计图的绘制478

第三节 比例479

第五节　标注尺寸的一般要求480

二、缩写480

第四节 图例符号和缩写480

一、图例符号480

一、设备平面布置图的内容及表示方法481

第六节 设备布置图的绘制481

一、绘制管道平剖面图的一般要求484

第七节　管道平剖面图的绘制484

二、设备竖面布置图的内容及表示方法484

二、管道平剖面图的内容及表示方法485

一、单管管段图的一般要求489

第八节 单管管段图的绘制489

二、单管管段图的内容及表示方法490

一、定型支吊架图（表）496

第九节　支吊架图的绘制496

二、非定型支吊架图的绘制497

附录　石油化工配管工程设计图例498

第十五章　管道支吊架522

第一节　概述522

一、支吊架在管道设计中的重要性522

二、管道支吊架的种类及型式522

第二节 管道支吊架的选用原则和系列523

一、管道支吊架的选用原则523

二、支吊架系列524

三、隔热支架的型式及选择558

第三节　管道荷载计算法564

一、荷载种类和组合564

二、荷载计算法565

第四节　垂直位移量的计算575

一、具有一段垂直管段的计算576

三、管系的端点有附加位移时，分配到支吊架位移的计算577

二、具有两段或多段垂直管段的计算577

四、应用举例578

三、许用应力581

二、设计温度581

四、焊缝强度计算581

一、材料581

第五节　管道支吊架结构设计581

五、悬臂及三角支架计算583

六、导向支架586

七、托架587

八、板式托架588

九、吊杆588

第六节　管道支吊架位置的确定589

一、管道最大允许跨距的计算589

二、管道最大导向间距的确定609

三、确定管道支吊架位置的要点610

第七节 支架估料611

附录一 各种型钢承载能力636

附录二 型钢规线参考尺寸640

附录三　屋面板允许开洞位置643

附录四 压杆结构稳定性计算长度系数μ推荐值643

第一节　概述644

第二节 石油化工工厂架空管道的地震反应644

第十六章　架空管道的抗震设计644

第三节　架空管道的抗震验算646

第四节　架空管道的设计要求及抗震措施648

第一节　管道应力分析基础650

一、管道承受的荷载及其应力状态650

第十七章　管道应力分析650

二、管道的许用应力和许用应力范围651

三、管道热胀及其补偿663

四、管道对法兰、机泵和设备作用力的限制673

五、管道支吊架在应力分析中的影响682

六、应力分析的安全性判断683

第二节　金属管和管件的强度计算684

第三节　管道静力分析及其简化方法700

一、静力分析的基本方法700

二、计算机分析程序701

三、简化方法702

四、图表法716

五、PC-1500简易二次应力计算程序724

第四节　管系的动力分析729

一、往复式压缩机和往复泵进出口管道的振动730

二、两相流管道的振动747

三、水锤及其防止方法747

四、安全阀排气系统748

附录　程序754

第二节　工厂设计系统778

一、工厂设计系统软件包778

第十八章　配管设计的CAD778

第一节　概述778

二、工厂设计方法780

二、CAD系统配置785

一、数据库785

第三节 自动设计制图系统785

三、CAD系统的构成786

五、绘制三维透视图和管段图787

四、图形处理787

七、生成带阴影的彩色图片788

六、生成各种报表和进行碰撞检查788

第四节 配管自动设计效果789

八、配管自动设计制图789

三、设计软件系统的开发790

二、建立数字库的图形库790

第五节 CAD二次开发790

一、汉字系统的开发790

三、设计检查791

二、三维模型的并行协同设计791

第六节　三维工厂设计软件的应用791

一、软件使用前的准备工作791

主要参考资料792

五、生命周期工程设计（Life Cycle EngineerDesign）792

四、图纸和材料表792

二、工程模型设计优点793

一、工程模型和工程模型设计793

第十九章　工程模型设计793

第一节　概述793

三、工程模型设计分类794

一、总体模型设计795

第二节　工程模型设计795

二、方案模型设计797

三、配管模型设计799

二、模型的分块分层802

一、模型的底盘802

第三节　工程模型设计深度802

四、设备模型的制作803

三、机泵设备的制作803

七、模型标记804

六、模型配色804

五、建、构筑物的制作804

一、1∶33？模型元件系列标准805

第四节　工程模型元件标准805

二、化工部模型元件标准809

一、制作模型常用的材料814

第五节　制作模型的材料814

二、模型常用粘合剂和溶剂815

二、模型包装箱的制作816

一、包装箱的设计816

三、常用涂料816

第六节　模型的包装与运输816

三、金属表面处理819

二、常用涂料的种类819

第二十章　设备与管道的涂料防腐和表面色819

第一节　设备与管道的涂料防腐819

一、概述819

四、地上设备与管道的防腐蚀827

五、埋地设备与管道的防腐蚀829

一、概述832

第二节 设备与管道表面色和标志832

二、设备与管道的表面色和标志833

主要参考资料837

三、保温与节能的关系838

二、隔热的目的838

第二十一章　设备和管道的隔热838

第一节 概述838

一、保温、保冷的定义838

一、隔热材料的种类840

第二节　隔热材料840

四、保温效果的评价840

二、隔热材料的基本性能842

一、保温设计的基本原则848

第三节 隔热设计的基本原则848

二、保冷设计的基本原则849

一、隔热结构的种类850

第四节　隔热结构850

五、常用的隔热结构852

四、隔热结构的选择852

二、保护层的种类852

三、防潮层852

第五节 隔热结构材料的选择856

一、保温、保冷层材料应具有的主要技术性能857

四、常用隔热材料及其制品的选择859

三、防潮层材料应具有的主要技术性能859

二、保护层材料应具有的主要技术性能859

第六节　保温计算866

六、常用防潮层材料的选择866

五、常用保护层材料的选择866

一、经济厚度计算方法867

二、表面温度法877

三、允许热损失法878

四、允许或给定介质温降条件下的保温层厚度计算879

五、延迟管道内介质冻结、凝固的保温层厚度计算883

六、复合材料隔热层厚度计算884

七、表面温度的计算885

八、不同隔热材料的经济性比较886

第七节　保冷计算888

六、带有隔热层的保冷计算889

五、保冷层外表面温度889

一、保冷层的经济厚度889

二、防止外表面结露的保冷层厚度889

三、按允许冷损失量计算保冷厚度889

四、保冷层冷量损失（热侵入量）计算889

第八节 关于临界厚度和临界半径890

七、保冷计算数据的选取890

附表一 公称直径小于或等于1m的管道，每米长绝热层的体积（m3）和绝热层的外表面积（m2）892

附表四 低温粘结剂性能表894

附表三　铝箔规格及重量894

附表二　铝箔的主要技术性能894

附表八　常用行油沥青油毡技术性能895

附表七 石油沥青的种类和性能表895

附表五 耐磨密封剂性能表895

附表六 有碱玻璃布性能规格表895

附表十一　阻燃性玛蹄脂896

附表十 冷用石油沥青玛蹄脂896

附表九　热用石油沥青玛蹄脂896

附表十四 常用保温材料生产厂名录897

附表十三　CPU新型防水防腐敷面材料技术性能表897

附表十二 聚乙烯薄膜897

附图1 公称直径大于1mm的管道、设备，每米长隔热层的体积和外表面积900

附图2　椭圆形封头的绝热层的体积和外表面积901

附图3　保温层厚度选用列线图（按经济保温厚度计算）902

附图4　保温层厚度选用列线图（按表面温度方法绘制）903

附图5　保冷层厚度选用列线图904

主要参考资料905

第一节　概述906

第二十二章　概算906

一、定额编制说明907

第二节 工艺管道安装工程907

二、化工工艺管道安装908

三、炼油工艺管道安装909

四、阀门安装911

二、工艺管道隔热工程912

一、定额编制说明912

第二节 隔热、刷油及其他安装工程912

四、其他工程917

三、刷油工程917

主要参考资料918

附表 日本的配管工程定额919

二、管道常用焊接接头形式及坡口类型921

一、管道焊接施工方法921

第二十三章　金属管道的焊接921

三、碳钢管道的焊接924

四、管道用普通低合金钢及耐热钢的焊接927

五、管道用18-8型奥氏体不锈钢的焊接929

六、特种钢的焊接931

七、低温管道焊接要求934

八、管道焊接检验935

九、焊接材料936

十、国内外常用焊条近似牌号、型号对照表939

附录　工艺安装设计图纸自校提纲940