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电子书下载

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CAD 778

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