中国石化北京设计院标准-外部管道

中国石化北京院-外部管道 工 程 标 准 标准号 : BA5-20-1-96 BDI 日期 1996 年 6 月 10 日 装置外部管道设计 共 14 页 第 1 页 中国石化北京设计院 修改号 1 总则 1.0.1 本规定适用于装置或单元外部的工艺热力管道安装设计。 1.0.2 本规定引用中石化总公司标准《石油化工管道布置设计通则》(SHJ12-89)。 1.0.3 设计装置外部管道时，尚应符合院工程设计标准中有关规定的要求。 1.0.4 装置外部工艺热力管道设计应本着集中布置、少占场地、生产方便、? ? 1.0.5 本设计规定代替下列原有规定: BA5-20-1-82 一般规定。 BA5-20-2-82 装置外部管带布置要求。 BA5-20-3-82 装置外部管线安装设计规定。 BA5-20-4-82 装置外部管线补偿设计规定。 BA5-20-5-82 装置外部管线支架及管托安装设计规定。 BA5-20-6-82 装置外部管线的吹扫设计规定。 BA5-20-7-82 装置外部管线高点放气和低点排空设计规定。 BA5-20-8-89 装置外部管线应力及管架负荷计算规定。 2 装置外部管带布置要求 2.0.1 规划装置外部管道时，应把它与装置内部管道作为一个整体统一考虑。在? τ勺爸媚? 2.0.2 全厂性工艺热力管带的平面布置，应在总图专业统一管理下与其他专业的? ? 2.0.3 地上管带不宜三面包围工艺装置或单元;不应四面包围工艺装置或单元。 2.0.4 管带的位置，应尽量靠近进出口管道较多的一个或一排装置(或单元)一〔唷? 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 2 页 2.0.5 与装置(或单元)无关的工艺及热力管道，不宜穿过该装置(或单元)。 2.0.6 管带的走向，应与炼厂道路平行。 2.0.7 分期施工的管道，前期设计时应予留后期管道的位置。炼厂全部投产后，」芗芑蚬芏找话阌τ枇ô30%左右的空位(处于非发展区厂区边缘的管带，可适当减? ? 3 装置外部管道安装设计规定 3.0.1 管道宜采用地上敷设方式。装置区管道宜采用管架敷设;储罐区及非发展? ××勘苊饴竦睾凸芄捣笊琛? 3.0.2 同一线路上的管道应集中成排布置。管道宜多层布置,但一般不多于三层。 3.0.3 多层布置的管道按下列原则分层: a) 去装置的分支管道较多的热力管道，全厂自用燃料油、燃料气、油气放空、氮气等系统干管，宜敷设在上层; b) 自一个装置至另一个装置的工艺管道宜布置在上层或与装置内部一致; c) 大口径的气体管道宜布置在上层; d) 液化石油气及腐蚀性介质的管道应布置在下层; e) 自罐区至装置或系统泵房的泵吸入管道应满足泵的抽吸要求，一般布置在最下层; f) 需要用管架或管墩中间支撑的小直径管道可布置在下层; g) 当需要由大直径管道支吊小直径管道时，可根据支撑要求决定有关管道的分层位置; h) 装置至罐区，系统泵房至装置或装卸台区的工艺管道可根据管架上其他管道的布置情况，布置在任意一层。 i) 氧气管道应集中布置在一侧，不宜与可燃气体、易燃或可燃液体管道正上正下敷设。 3.0.4 管道在同一层管架上布置时，应考虑下列要求: 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 3 页 a) 管道宜布置在靠近所连接的装置(或单元)或支管较多的一侧; b) 温度较高，直径较大的管道宜布置在管带的最外侧; c) 温度较高的管道宜与冷冻管道，挥发性介质的管道分开布置; d) 重量大的管道宜靠近管架柱子布置; e) 需要中间支撑的小口径管道宜集中布置; f) 管道布置在管架上时，宜使管架受力均衡，对T型管架更应注意。 g) 氧气管道与可燃气体、易燃或可燃液体管道之间宜有不燃物料管道隔开或其净距不小于500mm。 3.0.5 走向相交叉的管带，考虑管带标高时应满足管道通过或连接的要求，一般亮 Π此承ò90?拐弯且不影响管带中其他交叉口的敷设时，可以不需标高差。 3.0.6 管道敷设应有坡度并应尽量与地形一致。管道敷设的最小坡度可为千为分? ? 3.0.7 泵的吸入管道宜自罐区坡向泵房。进泵支管线允许自干管向上抬起，但其」苤行谋旮卟挥Ω? 3.0.8 去火炬的放空油气管道应自装置连续坡向火炬分液罐;否则，应在管道的〉偷愦υ? 3.0.9 管架、管墩的设计高度应符合下列要求: a) 墩顶与地面的距离宜不小于0.4m，特殊情况下应不小于0.3m; b) 管架敷设的管线考虑下面过人时,下层架顶距地面不得小于2.1m;不过人时，下层架顶至地面不宜大于1.6m; c) 多层管架的层间距宜为1.2m。 3.0.10 管道跨越道路或铁路时，•管子或其支承结构的最突出部分与铁路或道路〉木嗬胗βº a) 距铁路轨顶的净空，不应小于5.5m; b) 距主要道路路面的净空，不应小于5m; c) 距一般通车路路面的净空，不应小于4.5m; 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 4 页 d) 铁路或道路两侧最近管架的立柱边缘距铁路中心不宜小于3.0m;距道路路面边缘不宜小于1.0m。 3.0.11 管带与铁路平行布置时，其最突出部分距铁路中心线宜大于3.5m(一个装卸油台两股道之间敷设的管道除外)。 3.0.12 管道与道路或铁路交叉时，交叉角宜为90?不应小于60?。 3.0.13 埋地管道的敷设深度，应根据不同地区和不同操作条件来决定，但必须以管道不受到破坏为原则。管顶至地面的距离不宜小于0.5m。 3.0.14 管道穿越铁路应采用用涵洞或套管。套管顶距轨顶不应小于1.2m，否则应进行核算。套管两端伸出道路边坡的长度不应小于0.5m。埋地管道套管的长度应保证管线检修时，不破坏道路及边沟。 3.0.15 当管带跨越铁路、道路及其它中间不能树立管架的地区时，可采用桁架，特殊情况下也可采用悬索吊架或拱管跨越等措施。 3.0.16 系统管带上的管架或管墩间距应小于管带上大部分管道的允许跨距。 3.0.17 当管道的允许跨距小于支架间距时，可以在经济比较的基础上选用下列方法的一种: a) 利用管带上的大直径管线进行中间支吊; b) 增大管子直径或用其它增加管子断面系数的办法; c) 采用中间管架(或管墩)。 3.0.18 管道穿越铁路，道路及建、构筑物时，套管直径可按下表选用: 表3.0.18 套管直径选用表 穿越管直径DN ?50 80 100 150 200 250 300 350 400 蒸汽或带伴热管的套管DN 150 200 250 300 350 400 450 500 600 不带伴热管的套管 DN 100 150 200 250 300 350 400 450 500 注:? 穿越套管DN?200用无缝钢管，DN?250用螺旋焊缝钢管。 ? 介质温度?70?套管两端用沥青麻刀塞紧，再用防水水泥砂浆封口;介质温度>70?用石棉绳塞紧，再用防水水泥封口。 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 5 页 ? 套管内管道的支撑扁钢个数根据管道的跨距决定。 ? 蒸汽管道在套管内的保温厚度:DN?50，保温厚度30mm;DN80,200，保温厚度40mm;DN250,400，保温厚度50mm。 3.0.19 管道的连接方法应尽量采用焊接。•法兰连接只用于需要清扫、排空、切 ? 3.0.20 公用系统管道(热力管道、•全厂性燃料油、燃料气、氮气化学药剂及油? Ч苡ΥЧ ? 3.0.21 分期施工、分期投产的工艺及热力管道，宜在予留头处加切断阀，并在阀门的开放端加法兰盖。但后期施工不影响前期生产的工艺及热力管道可用法兰和法兰盖。 3.0.22 水平敷设的系统管道改变直径时，宜采用偏心大小头，管底齐平;垂直管段可根据安装要求采用同心大小头或偏心大小头。大小头宜安装在管架附近，并使大头朝向邻近管架。 3.0.23 支管宜自干线的固定点附近引出，不宜在干管的补偿器附近引出。 3.0.24 管带上的阀门应尽量集中布置，并应便于操作和维修。 3.0.25 阀门手轮的安装高度(阀门手轮中心与操作面的距离)宜为1.2m左右，最高不应超过1.8m。•对于公称直径大于200mm的手动阀门，手轮水平安装时，其安装高度不应大于1.2m。 3.0.26 当在地面上无法操作阀门时，可采用下列措施: a) 公称直径小于50mm且不经常操作的阀门，可以用固定梯子或活动梯子进行操作; b) 公称直径大于或等于50mm的不经常操作的单个阀门可用链轮、延伸杆进行操作，在技术经济合理的情况下，也可选用电动阀或气动阀; c) 经常操作的阀门或集中布置的成组阀门(低点放水阀除外)，应设操作平台; 3.0.27 布置在操作平台周围的阀门，其手轮距操作平台边缘的最大距离，不宜大于450mm;手轮最低标高不宜低于平台面。当阀杆和手轮伸入平台上方空间且标高 小于2m时，崐应不影响操作人员在平台上的操作和通行。 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 6 页 3.0.28 阀门相邻布置时，手轮间净距不宜不于100mm。 3.0.29 为防止静电积聚，产生火花引起爆炸和火灾危险，凡输送油品、可燃气体的管道，在其始端、末端、分支处以及直线段每隔200,300m处，都应进行静电接〉于? 管道静电接地，应全厂统一考虑，均衡布置。 4 装置外部管道热补偿设计规定 4.0.1 管道的热补偿和温度应力计算，应取安装温度和管道在整个使用期间所能〕鱿值淖罡撸ɑ蜃畹停? ? 4.0.2 管道的温度应力按二次应力考虑，其最高许用应力范围按下式计算: ,,,,，125025.().() (4.0.2) t冷热 4.0.3 考虑管道的热补偿时，应尽量利用弯曲管段的自然补偿能力。 4.0.4 为便于控制管道的热膨胀和温度应力，管道宜以固定点分段，考虑管道的? Ψº a) 固定点两侧的管道推力应尽量平衡以减少管架所受到的推力; b) 固定点应尽量靠近接出支管处布置，以减少支管处的位移量; c) 在利用管道的自然弯曲补偿时，应控制任何方向的位移量不大于相邻管道的净距;? d) 直管段中两固定点间的距离一般不宜大于下表4.0.4中的数值，且控制两固 ý250mm。 表4.0.4 两固定端间管段长度 管子公称直径 40 50 80 100 150 200 250 300 350 400 450 500 固定点距离(m) 40 50 60 65 75 90 100 115 125 140 150 165 4.0.5 确定管带中两固定点的距离时，应使大多数管道符合上表的规定。 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 7 页 4.0.6 对管带中个别小直径管道如补偿器中心至固定点的距离大于上表值的三分? υё? 4.0.7 管线的补偿器宜采用Π型补偿器。当Π型补偿器的安装在平面或空间受到? ? 4.0.8 Π型补偿器的布置应符合下列要求: a) Π型补偿器宜布置在管线的两固定点之间的中间位置，如必须偏离中间位置时，则距较近固定点的距离应不小于两固定点距离的三分之一。 b) 在不受场地限制时，Π型补偿器宜水平布置;在受场地限制时，Π型补偿器宜立式布置;过铁路和道路的架空管线，应尽量兼作立式Π型补偿器。 c) 对立式Π型补偿器，在使用补偿器计算图表时，应根据两侧自由臂的实际长度修正其补偿能力。 4.0.9 波纹管补偿器应符合下列要求: a) 波纹管补偿器应装有防止过度弯曲和变位的加强拉杆和限位设施; b) 在补偿器两侧的直管段上应按规定设置导向支座。 4.0.10 埋地管线的热补偿按《厂外(或厂际)输油管道线路设计》(BA5-26-1-96) 执行。 4.0.11 管道的热补偿计算应采用经院审定的有关计算机程序和院工程标准中有关规定的计算图表。当图表中所采用的基础数据(如管子的规格、钢材的温度许用应力值，补偿器尺寸等)与实际情况不一致时，计算的结果(补偿器的弹力，温度应力、补偿能力等)应按规定进行修正。 4.0.12 管道热应力分析计算按第8章规定执行。 5 装置外部管道支架及管托安装设计规定 5.0.1 架空敷设的保温(或保冷)管道，在管墩或管架处应设管托，不保温管道〖胺捞坦艿揽刹簧韫芡小? 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 8 页 5.0.2 管托可采用焊接管托，对操作温度大于400?的保温度管道，保冷管道、 碱液管道以及保温的不不锈钢管道应采用卡箍式管托。 5.0.3 在管道的某些支撑点，为了保证管道有一定的垂直位移而又要求管道在位?魄昂笫贾盏玫街С庞?Уý50mm时，则应采用恒力式弹簧支吊架。 5.0.4 当要求管道在轴向允许自由移动，而对横向的位移需要加以控制时，应采?玫枷蛑ёº a) 管道的膨胀长度过大容易引起管道的纵向弯曲; b) 在管道方向改变处或支管附近又要求对管道的横向位移加以控制; c) 波纹补偿器或套筒补偿器两侧规定的范围内。 5.0.5 管道跨越铁路，道路及直立Π型补偿器的高低架处，管托的形式按下列原栽蜓?茫º a) 在不超过管道允许跨距的情况下，临近垂直管段的第一个低管架或管墩处可不设管托。 b) 自垂直管段至第一个支撑的低管架的管道长度，不足以补偿垂直管段的热膨胀，则应在高管架(或低管架)处设弹簧支座。 5.0.6 不宜用蒸汽管道、高温或冷冻管道来支撑小直径管道。 5.0.7 系统管带宜采用钢筋混凝土管架或管墩。在与装置连接的支管带上，也可??眯褪胶筒牧嫌胱爸媚诓肯? 6 装置外部管线的吹扫设计规定 6.0.1 全厂性工艺管道应设有停工检修或停输后防凝的吹扫措施。 a) 间歇输送的易凝油品及化学药剂管道应置固定式吹扫接头。 b) 轻质油品、液化石油气、燃料气等管道宜采用半固定式吹扫接头。 6.0.2 固定式吹扫接头在靠近被扫介质管道和扫线介质管道的两端，均应设切断》 еτª15mm的检查阀。 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 9 页 6.0.3 扫线方向应以不影响管道的正常操作及便于接受和处理自管道中扫出的油? 泄娑ㄖ葱校º a) 连接两个单元，中间没有分支管道的工艺管道如装置原料、产品管道等，一般由装置扫向系统罐区;两个装置之间的直接进料管道扫线接头设在装置内部。扫线方向由两装置协商解决。 b) 连接几个单元的有分支的工艺管道的扫线方向规定如下: 当干线为连续操作时，如工厂自用燃料油、燃料气等管道，其支管应由装置外扫向装置，其干线由末端扫向供油罐或火炬; 当干管为间歇操作时，如全厂不合格油，开工用油管道，可由分支管道多少及操作频繁程度来决定其支管扫线方向; 对酸、碱、液氨等化学药剂管道应同化学药剂设施扫向各用户。 c) 装车管道一般可由装车栈台通过泵出口连通管道扫向罐区; d) 码头装卸油管道应由扫线介质供应条件和线路情况决定。 6.0.4 扫线管的直径一般按下表选用: 表6.0.4 扫线管直径选用表 工艺管道 不同扫线介质下的扫线管直径DN DN 蒸 汽 氮气、空气 油、水 ?50 20 20 25 80,100 25 25 40 150,250 40 40 80 300,350 50 80 100 400,500 80 100 100 注:氮气、空气操作压力按0.4MPa计算。 6.0.5 对输送距离较长的管道(如泵房至码头)，宜分段设扫线接头。每段扫线〕 N50以下，不大于1000m，DN50以上，不创笥Ú2000m，用空气(氮气)扫线时,当工艺管线直径在DN150以下，不大于1000m，DN150以上，不大于2000m。 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 10 页 6.0.6 扫线介质应符合下列要求: a) 原油、渣油、重油、润滑油的原料及重脱沥青油管道，应用蒸汽和压缩空气扫线。 b) 成品润滑油、添加剂、轻柴油管道，应用脱水后的压缩空气或氮气扫线; c) 汽油、溶剂、灯油、喷气燃料油和轻污油等管道，应用水和压缩空气或用氮气扫线; d) 燃料气、低压放空油气、液化石油气等管道，放压后宜用氮气或蒸汽扫线; e) 酸、碱管道应用脱水后的压缩空气扫线; f) 输送温度大于120?的热沥青，热渣油管道，应用轻柴油、蒸汽和压缩空气?ㄏ撸? g) 第b)、C)及d)条中，当氮气供应充分时，应尽量用氮气扫线。 6.0.7 为了清扫和安全，油品管道宜在进出装置或单元处加一对法兰。此处若已?坝蟹ɡ挤Щ枵舛苑ɡ肌? 注:第6.0.6条中，扫线介质凡用“和”字，表示同时都要使用;用“或”字”硎玖秸呷稳?恢帧? 7 装置外部管道的高点放气和低点排空设计规定 7.0.1 为水压试验的需要,在管道的高点和低点宜由施工单位作临时性放空措施，在设计中不设永久性的放空措施。 7.0.2 蒸汽管道，冷凝水管道及其它不含有毒物质的水管道的低点均应有排空措? Φι ? 7.0.3 在历年一月份月平均气温的平均值高于0?的地区，工艺管道应尽量少没排空措施，等于或低于0?的地区，工艺管道的低点宜设排空措施。 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 11 页 7.0.4 工艺管道的低点排放措施可在主管下部接出100mm长的短管并加法兰和法兰盖，当这个长度小于管道保温厚度时，可适当加长。 7.0.5 在输送腐蚀性液体、有毒气体及不产生凝结液的气体管道上，不得设放空 ? 7.0.6 可能产生凝液的油气管道的低点，应有密闭的凝液回收系统。 7.0.7 高压燃料气和液化石油气管道应有泄压放空措施，油气宜放入油气放空系?常? 7.0.8 所有低点需设排空措施的液体管道，以切断阀分段，每段的最高点应设放】 ? 7.0.9 排空措施应便于观察排放情况，在有条件的地方，油品管道、化学药剂管〉赖呐趴湛谟ΡΦ? 7.0.10 蒸汽管道的排空口不宜正对下层管线。 7.0.11 蒸汽管道的分液包、排空阀和疏水阀的规格按下表选用: 表7.0.11 分液包、排空阀和疏水阀选用表 蒸汽管道直径 分液包直径 排空阀直径 疏水阀的接管直径 DN DN DN DN ?100 同管道直径 20 20 管道直径的一半但 ?150 40 25 不小于100mm 7.0.12 其它管道的放空口直径按下表选用: 表7.0.12 管道放空口直径选用表 管道直径 DN 放(排)空口直径 DN ?200 20 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 12 页 ?250 40 8 装置外部管道应力分析 8.0.1 符合下列范围的管道系统可不进行热应力分析: a) 操作温度低于60?且管径小于DN350的管道。 b) 操作温度低于200?且管径小于或等于DN40的管道。 c) 在一条管带上存在管径，形状完全相同的多条管道时，当条件苛刻的管道应力分析合格后，其它管道可不重复进行计算。 d) 与实践证明运行可靠的管系完全相同的管道。 e) 与以前进行过应力分析的管道相比较，认为与其相似而可靠的管系。 8.0.2 除8.0.1条以外的其它管系应按表8.0.2确定应力计算方法。 表8.0.2 管系应力分析计算区域划分表 序号 操作温度? 管线直径Dg 计算方法 60,80 <350 1 81,200 <200 近似计算法 ?60 ?350 81,200 ?200 2 201,250 ?200 近似计算法或电算法 60,80 ?350 >250 50、80、100 3 ?250 ?150 电算法 ?350 ?80 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 13 页 8.0.3 管系应力分析时管道操作温度取生产过程中可能出现的最高温度。管道安? ? 当扫线蒸汽或伴热蒸汽的温度高于管内介质操作温度时，对保温管道或夹套伴热的管道取蒸汽的饱和温度。对不保温管道取12?。 对外伴热管道取伴热蒸汽饱和温度减30?。 对既不保温又不扫线的常温管道，停输时日晒温度取65?。 9 装置外部管道的墩架负荷计算规定 9.0.1 活动墩、架垂直荷载应包括予留管道的荷载，对主管带还应另外附加20,30%的荷载。 9.0.2 固定墩,架垂直荷载应包括予留管道的荷载,对主管带还应另外附加20,30%的荷载。 9.0.3 固定墩、架推力包括管道补偿器弹力和管道在活动墩、架上的摩擦力。当 ψ?馐欠翊嬖诠艿滥谘沽Α? a) 补偿器弹力应取冷态和热态中较大者，冷态弹力为墩架上所有予拉伸管道拉伸后弹力的总和或冷态松驰力的总和。热态弹力为除了最大管径的扫线管道以外的所有管道工作状态下补偿器弹力与最大管径的扫线管道的扫线温度下补偿器弹力的总和。(该扫线温度大于操作温度)。 b) 单根管道摩擦力等于单位长度管道垂直荷载乘以管道同一位移方向的总长度再乘以摩擦系数。室外布置的滑动支座和无特殊防锈防尘措施的滚珠支座，其摩擦系数取为0.3，采用特殊防锈、防尘措施的滚动支座，其摩擦系数取为0.1或产品样本所规定的数据。 c) 多根管道摩擦反力应为各单根管道摩擦反力的总和乘以牵制系数K。 单层墩、架上敷设1,2根管线时牵制系数K=1.0。 单层墩、架上敷设3根管线时按表9.0.3选取: 表9.0.3 牵制系数表 主要热管重量 牵制系数K 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 14 页 a= 全部管道重量 a<0.5 0.50 0.5?a0?.7 0.67 a>0.7 1.0 单层墩、架上敷设4根及4根以上管线时，K值按图9.0.3选取: 主要热管重量 a= 全部管道重量 图9.0.3 牵制系数图 多层管架应分层计算。 编制 陈 强 中 国 石 化 北 京 设 计 院 标准号:BA5-20-1-96 工 程 标 准 共 15 页 第 15 页 校审 赵世健 审定 徐思文 会签 叶维祯