工业管道设计应考虑哪些荷载

A. 管道设计安全规范

1一般要求
管道设计要与装置整体设计统一考虑，必须符合管道仪表流程图，要有适当的支撑，保证足够的强度，对工作温度较高的管道要作柔性分析、有激振源的管道要作动力分析，使管道既有足够的强度，又能吸收热膨胀位移、有良好的抗振性。在经常出现飓风或地震分区级别高的地区还要考虑抵御风载和地震载荷的能力。
管道的敷设主要有架空和埋地两种类型，在选择何种敷设时可根据具体情况确定，化工和石油化工企业的工业管道大都采用架空敷设，便于施工、操作、检查、维修，也较为经济，大中型装置的架空管道都用管廊、管架和管墩成排敷设。对于分散的管道可用支吊架。长输管道一般采用埋地敷设，它利用了地下空间。缺点是有腐蚀，检查和维修困难，尤其是需排液的管道，困难更大。工业管道地下敷设的较少，就是地下敷设也大都用管沟，而不是直接敷设在地下。
2防火安全设计
当管道敷设在管廊上时，为充分利用空间，一般机泵就置于管廊下，管廊的上面放置引风机，管廊的两侧是主体设备。管廊与它们要保持一定的距离，这个距离要满足有关防火的规范标准。
涉及的问题是：装置中的物质火灾危险性如何?防火要求如何?与其设备的防火间距应多大?材料的耐火等级与耐火保护如何?这些问题在GB50160-2008《石油化工企业设计规范》中都有详细而明确的规定。
这里举个例子予以说明：规范中对石油化工企业总平面布置防火间距有规定，如地上可燃液体贮罐，贮存物质为甲B、乙类危险性（危险性分类见表），罐容积小于等于500m3或卧式罐，与全厂性重要设施之间的防火间距为30m，其他不同情况有不同的防火间距。
标准中对耐火保护也有具体要求，对可能发生火灾危险的设备和在可能发生火灾危险地区的工艺设备、管道及其支承结构框架、管架、支耳、托架、支腿、鞍座等都需考虑耐火保护。裸露的钢结构耐火极限只有0．25h，据统计石油化工企业装置内，发生火灾后的持续时间多数在1h左右，所以必须加耐火保护层。标准规定耐火层的耐火极限不应低于1．5h。还要求甲、乙A类危险性物质的设备和管道应有惰性气体置换设施，可燃气体压缩机的吸入管道应有防止产生负压的措施等。
液化烃、可燃液体的火灾危险性分类

类别

名称

特点

甲

A

液化烃

15℃时的蒸汽压力大于0.1MPa的烃类液体及其它类似液体

B

可燃液体

甲A类以外，闪点小于28℃

乙

A

可燃液体

闪点大于等于28℃至小于等于45℃

B

可燃液体

闪点大于45℃至小于60℃

丙

A

可燃液体

闪点大于等于60℃至小于等于120℃

B

可燃液体

闪点大于120℃

3防爆安全设计
一般产生爆炸必须具备三个条件：①存在可燃气体、易燃液体的蒸汽或薄雾；②上述物质与空气混合，其浓度达到爆炸极限；③存在足以点燃爆炸性混合物的火花或高温。只要设法使这三个条件不同时出现，就基本可以防止出现爆炸。可通过设法防止设备和管道泄漏、用惰性气体将易燃物质与空气隔离、联锁保护等措施来达到。
在总体设计中还要设法限制和缩小危险区的范围。将不同等级的爆炸危险区与非爆炸危险区隔开；采用露天布置和加强室内通风使爆炸危险物质浓度低于爆炸极限，用测量报警装置监测爆炸危险物浓度。
标准对爆炸危险区域范围提供了18种示例，应用时可参照这些例子确定危险区域范围。如通风良好的室内布置的输送重于空气的可燃气体或蒸汽的管道，其阀门、法兰和螺纹管件处，其爆炸危险区域范围如图1所示。露天布置的输送重于空气的可燃气体或蒸汽的管道，其阀门、法兰和螺纹管件有可能泄漏，在通风良好的生产区，可认为属于非爆炸区。通风不良的生产区，其爆炸危险区域范
4其他安全设计
（1）输送易燃易爆介质的埋地管道需要穿越电缆沟，且管道温度又较高时，必需采取隔热措施，以使外表面温度低于60℃。
（2）经过道路的管道必须有一定的架空高度，只有人员通行的净高不小于2．2m；通行大型车辆的净高要留4．5m；跨越铁路的净高则不小于5．5m；以免在车辆通行时撞到管道。万一出现意外事故有利于车辆出入。
（3）法兰的位置避免处于人行通道和机泵上方。输送腐蚀性介质管道上的法兰要设安全防护罩。
5便于检修、运行操作
管廊的下面一般布置泵，这样可以有效利用空间，而且泵与管廊的距离缩短节省管材。为便于泵安装、操作、检修，至少要有3．5m的净空高度，在管廊下布置设备的还要增加管廊下的净空高度。

管廊在道路上空穿越时，净空高度应为：装置内检修道不低于4．5m；主干道和铁路不低于5．5m；管廊下的检修通道不低于3m。

B. 如何选取管道设计压力

如何选取管道设计压力？
由于管道设计压力应高于管系中工作压力和工作温度组合中最苛刻条件下的压力。因此，按如下规定选取工业管道设计压力：
（1）压力管道：
设有安全阀的压力管道：管道设计压力≥安全阀开启压力；
与未设安全阀的设备相连的压力管道：管道设计压力≥设备设计压力；
离心泵出口管道：管道设计压力≥泵的关闭压力；
往复泵出口管道：管道设计压力≥泵出口安全阀开启压力；
压缩机排出管道：管道设计压力≥安全阀开启压力+压缩机出口至安全阀沿程最大正常流量下的压力降。
（2）真空管道：管道设计压力=全真空；
（3）其它管道（凡不属上述范围的管道）：管道设计压力≥工作压力变动中的最大值。

C. 管道布置设计的要求有哪些

管道布置设计的要求：
1）管道布置设计应符合工艺管道及仪表流程图的要求；
2）管道布置应统筹规划,做 到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求,并力求整齐美观；
3）在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时,应做到内外协调；
4）厂区内的全厂性管道的敷设,应与厂区内的装置（单元）、道路、建筑物.构筑物等协调,避免管道包围装置（单元）,减少管道与铁路、道路的交叉；
5）管道应架空或地上缴设；如确有需要,可埋地或敷设在管沟内；
6）管道宜集中成排布置.地上的管道应敷设在管架或管墩上；
7）在管架、管墩上布置管道时,宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡；
8）全厂性管架或管墩上（包括穿越涵洞）应留有1O ％－3O％的裕量,并考虑其荷重.装置主管廊管架宜留有10％－20％的裕量,并考虑其荷重；
9）输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置,应符合设备布置设计的要求；
10）管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部构件的安装、检修和消防车辆的通行；
11）管道布置应使管道系统具有必要的柔性.在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下,应使管道最短,组成件最少；
12）．应在管道规划的同时考虑其支承点设置.宜利用管道的自然形状达到自行补偿；
13）管道布置宜做到步步高或步步低,减少气袋或液袋.不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净.管道布置应减少盲肠；
14）气液两相流的管道由一路分为两路或多路时,管道布置应考虑对称性或满足管道及仪表流程图的要求.

D. 在管道设计时，从哪些方面考虑降低其阻力损失

在施工中尽量减少流体在管道内的阻力损失的因素，一般可从以下几个方面考虑;(1)流体在管内的流速越大。阻力损失也越大所以应合理的选择管径.避免管内流速过大，并将流速控制在允许最大流速范围之内。流速过大还可造成系统噪声加大等不良后果。(2)管道内壁宜光滑，这样可减少局部阻力损失。(3)在改变管径时，应采用局部阻力系数较小的变径管，不宜突然变径而加大局部阻力损失。(4)不宜在主千管路上的弯头、三通、变径处的附近接出支管管路。(5)管道官布置得简捷合理。(6)管道上的阀门，当只起关闭作用时，宜采用阻力较小的阀门类型。

E. 化工管道设计应考虑哪些问题

化工管道设计应考虑哪些问题
浅谈石油化工管道设计中常见的问题以及注意事项
摘要：管道设计属于一门综合性技术，要求设计人员具有生产操作、工艺、设备、施工与检修等方面的知识，并且了解管道设计中常见问题，本文从管道布置、支吊架选择、材料采购、材料选用等多个方面探讨了管道设计中常见的问题以及注意事项。
关键词：管道；安全；布置；材料；采购；
1前言
在石油化工装置中，管道作为物料输送的一种特种设备在装置中起着非常重要的作用。由于管道种类繁多，使用工况千差万别，影响因素和环节比较多。因此，一个好的管道设计涉及到多个方面，它不仅包括管道布置、支吊架选择、应力分析，材料选用，而且还会涉及到材料的采购。对于化工工艺设计初学者来说，总会遇到一些基本问题，比如说管道设计温度和设计压力如何确定，笔者发现一些初学者根据已知的工作温度和工作压力很随意地确定设计温度和设计压力，过小会造成安全隐患，导致事故，过大则会造成材料浪费。下面就针对化工工艺设计过程中的一些常见问题以及注意事项分别阐述。
2管道设计压力和设计温度的确定
2.1管道设计压力
管道设计压力是指工作条件下，管系中可能遇到的工作压力和工作温度组合中最苛刻条件下的压力。
（1）管道设计压力的确定原则：
①
管道设计压力不低于最大工作压力。
②
装有安全泄放装置的管道其设计压力不得低于安全泄放装置的开启压力（或爆破压力）。
③
所有与设备相连接的管道，其设计压力应不小于所连接设备的设计压力。
④
输送制冷剂、液化气等沸点低的介质的管道，应按阀关闭或介质不流动时介质可能达到的最大饱和蒸汽压力作为设计压力。
⑤
离心泵出口管道的设计压力应不小于泵的关闭压力。
⑥
往复泵出口管道的设计压力应不小于泵出口安全泄放装置的设定压力。
⑦
压缩机排出管道的设计压力应不小于安全泄放装置的设定压力和压缩机

F. 埋地管道的设计怎样进行荷载分类

定额计算规则 1.5M深以内，管沟底宽 钢管（塑料管）给水管 DN15~DN70 0.6M DN100~DN200 0.7M 1.5M深以外，管沟底宽为： 管径+0.6M 挖深按开挖实际深度，按定额规定放坡

G. 荷载与结构设计方法 工业建筑楼面活荷载的取值规定有哪些

工业建筑楼面在生产使用或安装检修时，由设备、管道、运输工具及可能拆移的隔墙产生的局部荷载，均应按实际情况考虑，可采用等效均布活荷载代替。

对于一般金工车间、仪器仪表生产车间、半道体器件车间、棉纺织车间、轮胎厂准备车间和粮食加工车间，当缺乏资料时，可按本规范附录C 采用。

工业建筑楼面（包括工作平台）上无设备区域的操作荷载，包括操作人员、一般工具、零星原料和成品的自重，可按均布活荷载考虑，采用2.0kN/`m^2`，生产车间的楼梯活荷载，可按实际情况采用，但不宜小于3.5kN/`m^2`。

(7)工业管道设计应考虑哪些荷载扩展阅读：

注意事项：

当局部荷载到非支撑边距离d≤b/2很近，即影响宽度b不能完整的平铺在楼面板上，此时分布宽度就取d+b/2。

有两个局部荷载距离e满足e/2≤b/2时，即影响宽度b不能完整的平铺在楼面板上，此时分布宽度就取e/2+b/2。

主梁上的等效活荷载为全部荷载除以总面积，全部荷载指受荷面积上操作荷载与局部荷载之和，且受荷面积为梁向两侧各延伸1/2跨度的区域，而非导荷面积。

双向板考虑两个方向的简支梁计算，取最不利。

H. 管道支吊架的安装荷载和工作荷载与什么因素有关

安装荷载和工作荷载是管道的自身重量、支吊架的自身重量、管道里面介质的重量，还有管道里面介质流动时候产生的动荷载之和，并乘以安全系数。我是这么理解的，希望能帮到你。

I. 管道布置设计必须具备的条件有哪些

管道布置设计要求： 1）管道布置设计应符合工艺管道及仪表流程图要求； 2）管道布置应统筹规划,做 安全靠、经济合理、满足施工、操作、维修等面要求,并力求整齐美观； 3）确定进装置（单元）管道位与敷设式,应做内外协调； 4）厂区内全厂性管道敷设,应与厂区内装置（单元）、道路、建筑物.构筑物等协调,避免管道包围装置（单元）,减少管道与铁路、道路交叉； 5）管道应架空或缴设；确需要,埋或敷设管沟内； 6）管道宜集排布置.管道应敷设管架或管墩； 7）管架、管墩布置管道,宜使管架或管墩所受垂直荷载、水平荷载均衡； 8）全厂性管架或管墩（包括穿越涵洞）应留1O ％－3O％裕量,并考虑其荷重.装置主管廊管架宜留10％－20％裕量,并考虑其荷重； 9）输送介质距离、角度、高差等特殊要求管道及直径管道布置,应符合设备布置设计要求； 10）管道布置应妨碍设备、机泵及其内部构件安装、检修消防车辆通行； 11）管道布置应使管道系统具必要柔性.保证管道柔性及管道设备、机泵管口作用力力矩超允许值惰况,应使管道短,组件少； 12）．应管道规划同考虑其支承点设置.宜利用管道自形状达自行补偿； 13）管道布置宜做步步高或步步低,减少气袋或液袋.避免应根据操作、检修要求设置放空、放净.管道布置应减少盲肠； 14）气液两相流管道由路两路或路,管道布置应考虑称性或满足管道及仪表流程图要求

J. 工业管道设计规范

工业管道设计规范是GB/T 20801.3-2006《压力管道规范 工业管道 第3部分:设计和计算》，
2006版是现行老版本，
2020年11月19日，
国家标准化管理委员会发布第26号公告，
批准新修订的《压力管道规范 工业管道》（GB/T20801.2~ GB/T20801.6-2020），
新标准自2021年6月1日起实施。