石油化工管道设计PDF电子书下载

第1章 管道器材及其选择 1

1．1钢管的种类和尺寸 1

1．1．1管子的分类 1

1．1．2管子的种类 1

1．1．3各标准的对照 5

1．1．4钢管的尺寸系列 5

1．1．5钢管的选择 9

1．2管件 19

1．2．1管件的种类 19

1．2．2管件连接处的形状 19

1．2．3管件的选择 20

1．3法兰 22

1．3．1法兰与管子的连接 22

1．3．2法兰密封面 23

1．3．3压力-温度等级 24

1．4法兰用垫片 62

1．4．1垫片的种类 62

1．4．2垫片系数m和预紧比压y 62

1．4．3常用垫片的特性 65

1．4．4垫片的选用 76

1．4．5垫片的设计 76

1．4．6垫片密封不佳的原因和安装注意事项 76

1．5螺栓、螺母 78

1．5．1螺栓和螺母的形状 78

1．5．2螺纹的形状 79

1．5．3各种形状螺栓的适用范围 80

1．5．4螺栓、螺母的材质 80

1．5．5法兰用螺栓、螺母的选择 83

1．6阀门 83

1．6．1阀门的分类 84

1．6．2阀门的参数 85

1．6．3阀门的密封 87

1．6．4阀门的连接 88

1．6．5阀杆及其填料 90

1．6．6石油化工常用的阀门 93

1．6．7阀门的选择 117

1．6．8阀门选用经验 127

1．7选择管道器材的依据 130

1．7．1管系的设计压力和设计温度 130

1．7．2管道器材的设计压力 130

1．7．3管道器材的设计温度 130

1．7．4管系中压力温度有变动时压力温度等级的划分 131

2．1．2限制第二次危险的危害范围 132

2．1．1预防第二次危险的发生 132

2．1安全设计的措施 132

第2章 装置的平面布置 132

2．1．3抢救和疏散 133

2．2设备平面布置的原则 133

2．2．1设备布置露天化 133

2．2．2流程式布置工艺设备 133

2．2．3缩短管廊长度、有效利用管廊空间 134

2．2．4其他 134

2．3爆炸性气体危险区的划分 134

2．3．1产生爆炸的条件 135

2．3．2防止产生气体爆炸的主要措施 135

2．3．3确定气体爆炸性危险区域的主要因素 135

2．3．4释放源的分级 135

2．3．5爆炸性气体环境危险区域的划分 136

2．3．6爆炸危险区域内的通风 137

2．3．7爆炸性气体环境危险区域的范围 137

2．3．8爆炸性气体环境的电气装置 144

2．3．9爆炸性气体危险区域划分的实例 145

2．4防火间距 146

2．4．1可燃性气体的火灾危险性分类 146

2．4．2液化烃、可燃液体的火灾危险性分类 146

2．4．3可燃固体的分类 146

2．4．4与规范有关的几点说明 146

2．5控制室的位置 154

2．6设备平面布置设计方法和举例 155

2．6．1设计前的准备 155

2．6．2设计时必需的资料 155

2．6．3开始平面布置规划 156

2．6．4拟定平面布置规划的尺寸 159

2．6．5平面布置图的绘制 161

2．7．1平台、梯子 162

2．7平台、梯子和道路 162

2．6．6设备间标高差的确定 162

2．7．2道路和通道 163

2．7．3施工和检修用地 164

2．8典型的布置举例 164

2．8．1美国德士古石油公司基加氢装置布置图 164

2．8．2典型的装置断面图 164

2．8．3维修区划分举例 164

第3章 管道的设计 165

3．1管道设计的一般原则 165

3．1．1一般管道的设计 165

3．1．2仪表管道的设计 166

3．2阀门安装要领 177

3．2．1阀门安装的位置 177

3．2．3阀门的旁通 179

3．2．4启闭阀门的传动装置 179

3．2．2阀门直径的确定 179

3．2．5双阀的应用 181

3．2．6其他 181

3．2．7气动调节阀的安装 182

3．2．8安全阀的安装 182

3．3单元设备的管道布置 188

3．3．1管廊（管桥）和管廊上管道的布置 188

3．3．2塔的布置和管道设计 202

3．3．3槽（容器）的布置和管道设计 213

3．3．4换热器的布置和管道设计 219

3．3．5泵的布置和管道设计 228

3．3．6压缩机的布置和管道设计 237

3．3．7加热炉的布置和管道设计 247

3．3．8具有特殊要求的管道设计 258

3．4管道伴热 265

3．4．3管道蒸汽伴热 266

3．4．1需要伴热的管道 266

3．4．2伴热体的热容量 266

3．4．4电伴热 285

3．5公用工程管道设计 294

3．5．1蒸汽管道 294

3．5．2蒸汽凝结水管道 300

3．5．3软管站 301

3．5．4工业用水管道 302

3．5．5压缩空气管道 303

3．5．6氮气管道 304

3．5．7燃料油管道 304

3．5．8燃料气管道 304

3．5．9火炬系统的管道 304

3．5．10消防系统 305

3．6．1储罐的类型 306

3．6罐区设计 306

3．6．2储罐的数量和容量 309

3．6．3罐区设计安全措施 310

3．6．4罐区的位置和布置 317

3．6．5罐区的配管 322

3．7特殊管道的设计 324

3．7．1超高压管道 324

3．7．2带催化剂易堵管道 326

3．8设备和管道的隔热 326

3．8．1概述 326

3．8．2保温设计的基本原则 328

3．8．3保冷设计的基本原则 329

3．8．4隔热材料的种类 329

3．8．5保温层材料的选择 330

3．8．7防潮层材料的选择 335

3．8．6保冷层材料的选择 335

3．8．8外护层材料 336

3．8．9保温计算 336

3．8．10保冷计算 344

3．8．11隔热材料的经济性比较 346

第4章 管系的支承 352

4．1管系支承的要领 352

4．1．1管系支承装置的分类 352

4．1．2吊架的荷重变化率 353

4．1．3恒力吊架 353

4．1．4弹簧支（吊）架 356

4．1．5刚性支（吊）架 357

4．1．6限制性支架 358

4．1．7防振器和抑振 359

4．1．8支架的附属配件 363

4．3管道支吊架位置的确定 367

4．2管道支吊架设计基础数据的确定 367

4．4支承荷载的计算 368

4．5支承点移动量的计算 370

4．6计算举例 372

4．7用计算机进行支架设计 381

第5章 管道的应力分析 386

5．1管道的荷载 386

5．2管道的应力 387

5．2．1管道的应力及其合成 387

5．2．2应力的分类 388

5．3应力和安全性判断 389

5．3．1许用应力的确定 389

5．3．2许用应力范围和疲劳强度 390

5．4管材的物理特性 391

5．4．1管材的线膨胀系数a 391

5．3．3对管道安全性的判断 391

5．4．2管材的弹性模量E 392

5．4．3泊松比μ 392

5．4．4柔性系数和应力加强系数 392

5．4．5焊接系数 396

5．5管道的热应力 397

5．5．1管道热应力的产生 397

5．5．2解决热应力问题的考虑过程 398

5．5．3管道热应力的某些特性 399

5．6管道的应力计算 401

5．6．1热膨胀量的计算 401

5．6．2补偿量的计算 402

5．6．3管子截面惯性矩和断面系数的计算 402

5．6．4用美国标准ANSI/ASME B31．1和B31．3的判断式分析法 403

5．6．5图解法 404

5．6．6管道的计算机应力分析 419

5．6．7设备的允许推力和力矩 427

第6章 管系的振动 441

6．1管系的振动 441

6．2振动的基本知识 441

6．2．1有关振动的几个基本术语的定义 441

6．2．2振动的形式 442

6．3管系的起振力 442

6．3．1管系起振的种类 442

6．3．2回转机械和往复运动机械运动不平衡引起的振动 442

6．3．3管道内压力的脉动 443

6．3．6阀门的自激振动 446

6．4．1一个自由度的弹性系统 446

6．4管系固有振动频率的计算 446

6．3．5风机的振动和噪声 446

6．3．4流体涡流引起的振动 446

6．4．2梁的横向振动 448

6．4．3瑞雷近似解法 450

6．4．4弯曲管系的近似振动频率 451

6．4．5机械振动和振幅倍率 455

6．4．6支架对管系振动的影响 456

6．4．7设备基础弹性的影响 456

6．5管系音响振动 457

6．5．1转移矩阵的计算 457

6．5．2带储罐管系的固有振动频率 458

6．5．3近似计算法 460

6．5．4管系允许压力脉动值 465

6．5．5模拟计算机法和模型配管 469

6．6防振和抑振 470

6．6．2机械振动的防止 471

6．6．1振动的测定 471

6．6．3音响振动的防止 472

6．6．4压力脉动衰减器 472

第7章 管道图的绘制 477

7．1管道图的种类 477

7．2管道图的绘制方法 477

7．2．1平面、立面管道布置图 477

7．2．2立体管道图的绘制方法 493

7．2．3管段图的绘制方法 493

7．3配管模型设计 504

7．3．1模型的分类 505

7．3．2模型的设计 505

7．3．3模型的坐标系 508

7．3．4模型工作量的估算 510

7．3．5模型工场的配备 512

7．4．1计算机辅助工程设计的功能 513

7．4计算机辅助工程设计 513

7．4．2计算机辅助工程设计系统的组成 514

7．4．3计算机辅助配管工程设计的软件 516

7．5配管图的校核 517

7．6配管设计的开展 522

7．6．1工程公司的组织结构 522

7．6．2工程设计部门的结构 523

7．6．3工程设计的开展 523

7．6．4配管设计的开展 525

附录1铁素系金属的纵向弹性模数 527

附录2有色金属的纵向弹性模数 528

附录3各种金属的单位线胀率 529

附录4常用国产钢管截面惯性矩I和抗弯断面模数Z 533

附录5常用配管缩写和符号 534

附录6组织机构英文缩写 541