低温管道配管设计规定

低温管道配管设计规定低温管道配管设计规定设计标准SEPD 0507-2001 实施日期2001年10月25日中国石化工程建设公司第 2页共 6页目次1 总则2 配管设计3 管架的安装4 阀门的安装1 总则1.1 本规定适用于低温（0℃～-196℃）管道的配管设计。

1.2 引用标准使用本规定时，应使用下列标准最新版本。

GB 11790 《设备及管道保冷技术通则》GB/T 15586 《设备及管道保冷设计导则》GB 50264 《工业设备及管道绝热工程设计规范》GBJ 126 《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》SH 3010 《石油化工设备和管道隔热技术规范》SEPM 0201 《设备及管道隔热设计规定》2 配管设计2.1 低温设备布置应紧凑，方便配管，冷系统配管要求尽量短。

2.2 根据管道材料的冷收缩量配管2.2.1 通常用于低温管道的奥氏体不锈钢的线性膨胀系数比碳钢大，则奥氏体不锈钢的位移量也大，且多数不锈钢管的壁厚小、强度低，配管设计时应综合考虑设置合理的管道支架。

2.2.2 低温管道冷收缩使管道许用应力降低，配管时应考虑管系要有足够的柔性，要充分利用管系的自身膨胀。

当无法自然补偿时，应设置补偿器，提供膨胀环或采用膨胀节。

2.2.3 管道的每个支撑点要计算和推测管道的位移量，以防止管托从导轨或静止梁上脱落。

2.3 保冷管道的法兰、阀门和测量仪表不应暴露在环境中，必须用保冷材料进行保冷。

2.4 保冷管道的配管设计应符合以下要求：2.4 .1 考虑管道的移动，管道与相邻管道、设备及与梁之间应留有足够的间隙；2.4.2 法兰和阀门处的保冷厚度大，配管时应留有足够的间隙；2.4.3 放空和放净的最小安装尺寸应根据保冷厚度确定。

见图2.4.3；2.4.4 当保冷管道贯穿楼板时，应加大预留孔，配管时应避开梁，注意管道与梁之间的距离；2.4.5 立式设备有稠密上升管道处，注意应给出支架与支架的安装间距；2.4.6 应该给出适当的保冷管道间距；2.4.7 布置低温管道时，应避免管道振动，尤其泵、压缩机、排气管等管道，必须防止管系的振动。

低温管道设计规定目录1. 应用范围2. 管道设计注意事项2.1 防止冷缩的措施2.2 保冷2.3 支架2.4 阀门2.5 其它1.使用范围本规定应用于低温管线（-100℃～-164℃）的设计，0℃～-100℃的低温管线可参照本规定。

2.管道设计应注意事项2.1防止冷缩的措施（1）应注意管材的性质通常用于低温管线的奥式体不锈钢，其线性膨胀量大于碳钢。

因此，奥式体不锈钢的位移量相当大。

由于许多不绣钢管的壁厚较薄，故强度较低，因此要考虑这些管子支架的设置。

（2）减少由于管线收缩而作用于管系的力的几项措施（a）使用自膨胀的管系。

（b）用膨胀环路。

（c）使用膨胀节。

（d）注意位移在采取措施以吸收位移量之前，应对管线上每一点进行计算和明确，以防止支架和梁被推倒。

2.2保冷对低温流体等取保冷保护与外界环境温度隔绝。

如果保冷层内有小的缺陷，如裂缝、裂痕等，就会对管内的低温流体产生较大的影响。

如保冷不当，水蒸汽从外界透过保冷层就会产生结露，进而结冰。

冰粒的不断增长，将破坏保冷材料，影响保冷效果。

因此必须从材料方面考虑，采用湿气渗透性较低的保冷材料，外表面也应采用可防水的另一种保冷材料。

（1）与热保温不同，法兰，阀门和仪表不能露在外面，而要用保冷材料包住。

（2）与热保温相比，下列情况下保冷层会很厚。

因此，应该考虑以下几个方面：（a）考虑到管线的位移，在管线与其他管线、设备、支架之间应预留有足够的间隙。

（b）与保温不同，应考虑到保冷管线上的法兰，阀门的厚度较大。

（c）排净和防空管的最小安装尺寸应在考虑了保冷方式之后再确定。

根据B阀露在外面的操作手轮不会被A阀外表面的保冷层挡住的原则确定最小尺寸l。

（d）穿过楼板的开孔会增大，应注意管线和梁之间的关系。

（e）在立式设备上的上升管较密的地方应考虑管架之间的安装空间。

（f）应考虑保冷施工空间。

（3）管架也应该设置保冷层，这种情况下，支架的保冷层厚度应为管线保冷层厚度的3倍或以上。

低温管道的设计压力和设计温度
首先，设计压力的确定需要考虑管道所输送的介质的压力，流体的性质，以及管道的材质和厚度等因素。

在低温条件下，介质的压力会随着温度的变化而发生变化，因此需要考虑介质在低温下的膨胀系数等参数。

此外，设计压力还需要考虑管道的安全系数，以确保在意外情况下管道不会发生破裂或泄漏。

其次，设计温度的确定同样需要考虑介质的温度，管道材质的最高使用温度，以及环境温度等因素。

在低温条件下，管道材质的韧性和抗裂性会下降，因此需要特别关注管道在低温下的抗冲击能力和抗裂性能。

设计温度还需要考虑介质在输送过程中可能发生的温度波动和急剧变化，以确保管道在各种工况下都能正常运行。

除了介质和材质的影响外，设计压力和设计温度还受到管道的使用环境、安全标准和法规的限制。

在设计低温管道时，需要严格按照相关标准和规范进行设计，确保管道在低温条件下能够安全可靠地运行。

总之，设计低温管道的设计压力和设计温度是一个复杂的工程
问题，需要综合考虑介质特性、管道材质、使用环境和安全标准等多个因素，以确保管道在低温条件下能够安全可靠地运行。

冷库系统管道安装要求一、管道材料制冷工程常用管材有钢管和铜管两类。

钢管又分为无缝钢管和焊接钢管两种。

无缝钢管的特点：是质地均匀、强度高、易于加工、内壁光滑，有热轧和冷拔之分；焊接钢管又称有缝钢管，按其表面处理与否有镀锌管和不镀锌管之分。

制冷工程中常使用热轧无缝钢管。

铜管又分为纯铜管和黄铜管两种，纯铜管的特点：是质软、易弯曲加工、耐腐蚀、管壁光滑，但强度稍弱。

制冷系统中较多使用纯铜管。

(1)氟里昂制冷系统的管材常用紫铜管或无缝钢管，一般管径小于25mm时用紫铜管，管径较大时，用无缝钢管。

氨制冷系统则全部采用无缝钢管，当工作温度低于-40℃时采用低合金钢管;盐水管压力不高，可采用镀锌钢管;冷却水管一般也采用镀锌钢管。

(2)当紫铜管采用烧红退火时，管内易产生氧化皮。

为清除氧化皮，可用铁丝绑上棉纱反复拉洗，直至拉洗干净为止。

(3)氟里昂及氨制冷装置的阀门、安全阀、压力表等，都是专用的，由厂家配套供应，不可随意取代。

二、安装前管道的清洗(1)制冷管道在安装前必须进行除锈、清洗和干燥，管内要清洁且不能有水分。

(2)对于钢管，可用人工或机械方法清除管内污物及铁锈，再用棉纱、破布反复拉洗干净。

(3)对于铜管和灌砂煤制的弯管，应用吹洗的方法将管腔清洗干净。

三、制冷管道安装(1)制冷管道通常沿墙、柱架空敷设，需要采用地下敷设时，通常为不通行地沟，并设活动盖板。

(2)液体管道，不得有局部向上的凸出部分，以免形成'气囊';气体管道不得有局部向下的凹陷部分，以免形成'液囊'。

(3)从液体干管引出支管时，应从干管底部或侧面接出；从气体干管引出支管时，应从干管顶部或侧面接出。

(4)吸气管安装在排气管下面(同架敷设)，平行管道之间净距为200～250mm。

压缩机的吸气管和排气管的配管，尺寸要准确。

管道支架要牢固，以承受压缩机运转时的振动;制冷管道穿过墙壁、楼板，应装套管，套管与管道的间隙用不燃柔性材料填塞。

浅谈低温乙烯管道配管设计摘要：本文从低温乙烯管道特点入手，分析了低温乙烯管道配管设计的一般原则和要求，并详细介绍了低温管道管架的设计和保冷结构的设计。

关键词：低温乙烯；配管设计；管架设计；保冷结构当前大中型乙烯装置中裂解气中氢气、甲烷等组分的分离通常采用深冷分离的形式，因为低温储存系统不仅储存容量大、储存压力、操作维护成本低，而且安全性能较高，所以低温管道在石油化工企业中应用广泛。

本文对低温乙烯管道配管设计进行了分析探讨。

1低温乙烯管道特点分析乙烯属于液化烃，属于易燃易爆的甲A类火灾危险性介质。

因为低温乙烯管道的温度能低到-104℃，要求的保冷材料非常苛刻和特殊，特别是对保冷厚度有着较高的要求，有时要比管线的管径还要大。

低温管道材料一般选择经济合理的镇静钢即完全脱氧钢，要满足设计温度下的低温冲击韧性，防止管系出现脆裂脆断现象。

保冷结构通常由保冷层+防潮层+保护层三层构成，其中保冷层主要是维护介质温度的稳定性，防潮层主要承担防水、防潮作用确保保冷层保冷效果，保护层在保冷层外面主要起保护作用，防止大气、风、雨、雪等恶劣天气和环境对保冷层的破坏，在延长保冷层使用寿命的同时保持其结构的外形不受损坏，所以保冷材料应通常选用闭孔、阻燃、低吸水的材料制品。

另外，为防止管道冷量损失，管道支架要设计“冷桥”措施。

除此之外，因为低温乙烯具有容易气化的特点，一旦阀门完全关闭密封腔内液体容易气化蒸发产生额外压力从而破坏阀门，所以要在管道上设置单独热膨胀阀来缓解和释放管道中的压力。

2低温乙烯管道配管设计的原则和要求2.1低温乙烯管道配管设计的原则。

低温管道设计要满足“低温脆性”和“保冷需求”两个设计要求，首先管道必须要柔性十足，低温管道布置要防止泵、压缩机、排气管引起的管道振动，必要时控制机械振源和消振处理。

特别是对于振源附近的管道设置波型补偿器等弹性元件来阻断振源。

另外，对于低碳素钢、低合金钢低温管道安装安全阀或排气、排污物支管时，要防止因气化造成表面结霜冰现象，所以尽量采用奥氏体不锈钢材料或用法兰连接不同材质支管。

设计配管常见问题汇总1、管道布置设计的要求有哪些？（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，应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10 ％－30％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情况下，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。

（15）管道除与阀门、仪表、设备等需要用法兰或螺纹连接者外，应采用焊接连接。

下列惰况应考虑法兰、螺纹或其他可拆卸连接：因检修、清洗、吹扫需拆卸的场合；衬里管道或夹套管道；管道由两段异种材料组成且不宜用焊接连接者；焊缝现场热处理有困难的管道连接点；公称直径小于或等于100mm的镀锌管道；设置盲板或“8”字盲板的位置。

中国石化集团兰州设计院标准SLDI 333C07-2002中国石化集团兰州设计院目录1. 应用范围 (1)2. 管道设计注意事项 (1)2.1 防止冷缩的措施 (1)2.2 保冷 (1)2.3 支架 (2)2.4 阀门 (3)2.5 其它 (4)中国石化集团兰州设计院1. 使用范围本规定应用于低温管线（-100℃～-164℃）的设计，0℃～-100℃的低温管线可参照本规定。

2.管道设计应注意事项2.1防止冷缩的措施(1) 应注意管材的性质通常用于低温管线的奥式体不锈钢，其线性膨胀量大于碳钢。

因此，奥式体不锈钢的位移量相当大。

由于许多不绣钢管的壁厚较薄，故强度较低，因此要考虑这些管子支架的设置。

(2) 减少由于管线收缩而作用于管系的力的几项措施(a) 使用自膨胀的管系。

(b) 用膨胀环路。

(c) 使用膨胀节。

(d) 注意位移在采取措施以吸收位移量之前，应对管线上每一点进行计算和明确，以防止支架和梁被推倒。

2.2保冷对低温流体等取保冷保护与外界环境温度隔绝。

如果保冷层内有小的缺陷，如裂缝、裂痕等，就会对管内的低温流体产生较大的影响。

如保冷不当，水蒸汽从外界透过保冷层就会产生结露，进而结冰。

冰粒的不断增长，将破坏保冷材料，影响保冷效果。

因此必须从材料方面考虑，采用湿气渗透性较低的保冷材料，外表面也应采用可防水的另一种保冷材料。

(1) 与热保温不同，法兰，阀门和仪表不能露在外面，而要用保冷材料包住。

(2) 与热保温相比，下列情况下保冷层会很厚。

因此，应该考虑以下几个方面：(a) 考虑到管线的位移，在管线与其他管线、设备、支架之间应预留有足够的间隙。

(b) 与保温不同，应考虑到保冷管线上的法兰，阀门的厚度较大。

(c) 排净和防空管的最小安装尺寸应在考虑了保冷方式之后再确定。

根据B阀露在外面的操作手轮不会被A阀外表面的保冷层挡住的原则确定最小尺寸l。

(d) 穿过楼板的开孔会增大，应注意管线和梁之间的关系。

(e) 在立式设备上的上升管较密的地方应考虑管架之间的安装空间。

目录1管路设计工艺 (1)4.1材料规格汇总及选用规范 (1)4.2管路通用工艺 (2)4.3焊接工艺要求 (6)2管路尺寸标注 (8)5.1标注总则 (8)5.2零件图 (8)5.3装配图 (9)5.4参考尺寸 (9)5.5公差 (9)3配管设计要求 (10)6.1管路设计选型 (10)6.2配管减振设计 (16)6.3配管间隙要求 (18)6.4 配管固定要求 (18)1管路设计工艺1.1材料规格汇总及选用规范紫铜因为其良好的延展性、导热性和焊接性能成为制作制冷管路的优选材料，根据其硬度分为TP2M（软态）和TP2Y（硬态）两种，其中TP2M硬度较小，适合用于连接管，TP2Y 硬度较大，适合用于换热器集管等。

目前现有的紫铜管规格见表1。

对现有机型及新产品应选用优选规格之铜管（见表1），若有新增工艺（如Locking压接）或其他结构件尺寸限制，可以选用优选规格之外的其他规格，但要尽可能少。

若后续新产品要引入新的铜管规格，则外径在12.7以上的统一使用公制尺寸，12.7（含12.7）以下统一使用英制尺寸。

表1 现有铜管原材料规格汇总1.2管路通用工艺1.2.1折弯管4.2.1.1同一根管的折弯半径应一致，以避免频繁换模。

4.2.1.2原则上可以一次折弯成型的管尽量避免拆成两根管(除非装配需要)。

4.2.1.3折弯设计必须满足折弯端部留有足够的管口直线段长度；各规格的最短直线段长度（不包括弯位的等效长度）不小于其弯管半径。

（见图1）4.2.1.4各种规格的弯管半径见表2，其优选弯曲半径是常用折弯半径，其它弯曲半径工段也可以加工。

4.2.1.5管径在φ45以上（含φ45）的铜管只能加工弯位数不超过2个的平面折弯（即半自动）。

*L为最短直线段长度图11.2.2管端成型4.2.2.1管端成型包括扩口、缩口、打定位点、墩口、锥口、管端封口和管端切弧等（见图2），其中管端封口和切弧为冷冻水大管径的制造工艺。

关键词：低温甲醇洗；设备布置；管道布置；优化设计低温甲醇洗是煤化工净化装置变换工序后的工序，其对气体净化脱除CO2和H2S起着重要的作用，而低温甲醇洗工序的设备布置设计和管道布置设计的好坏，直接影响装置运行、装置的投资成本，因此做好其设备布置和管道布置的设计工作，对甲醇洗装置乃至整个项目起着至关重要的作用。

1低温甲醇洗设备布置设计1.1设备布置的基本要求[1-2]（1）满足工艺流程的要求，按照流程顺序和同类设备适当集中相结合的方式布置。

（2）布置紧凑，节省占地面积和管道投资。

（3）满足操作、维护、检修、施工和消防的要求。

（4）满足安全生产、环境保护、工厂总体布置要求。

（5）设备布置应满足标准规范如防火间距等要求。

（6）设备平面布置、竖向布置，应结合管道布置的要求确定。

1.2工序内主要设备的布置要求1.2.1动设备类（1）泵类：低温甲醇洗冷区流程的泵类设备按照工艺流程顺序统一布置在装置内主管廊的下方。

贫甲醇泵设备较大，一般露天布置在热区贫甲醇罐附近，便于操作和检修。

若在寒区，需设置泵房，应考虑泵房内设置吊车，便于设备检修。

热区内与甲醇水分离塔和热再生塔相关的泵设备，满足流程最短的要求，布置在热区结构框架的下方。

（2）氢气循环气压缩机：本工序的压缩机一般布置在装置的边缘，布置时一定要考虑压缩机的驱动功率，如果功率大于等于150kW,则压缩机与其他甲类工艺设备的距离不得小于9m，以满足防火间距的要求。

1.2.2塔类塔类设备布置需重点考虑：①从大型设备的吊装考虑，塔类设备一般布置在装置的外侧;②从塔内件安装考虑，布置在外侧以方便吊装、安装塔内件;③便于日常维护和检修;④注意塔设备与框架或管廊的距离，保证离开塔的管道满足管道支撑的要求。

1.2.3换热器类[3]卧式换热器的布置要考虑的因素：①换热器的基础高度，应能满足换热器上、下管口配管空间的要求;②要考虑换热器抽空空间的要求及换热器封头盖的检修要求;③换热器的固定端位置需要考虑连接管道的柔性计算需要;④应避免换热器的中心线与结构梁中心线重合，以确保换热器配管上下穿管通畅。

冷箱内配管原则1. 冷箱内管道尽量不加波纹管，以管道本身弹性补偿。

通过计算确定。

膨胀机进口管道由于配管位置限制，仍采用波纹管补偿。

2. 主换热器进、出口管均加集气管，若冷、热段分开其中部也要加集气管。

使气流分配均匀。

3. 空气进下塔管道必须有一个斜度，防止管道集液或液倒流。

4. 冷、热管距离：1). 管道离冷箱壁的距离大于300mm 。

冷管道离冷箱壁的距离大于400mm 。

2). 加热管道与低温液体管道、液体容器的距离大于300mm 。

3). 冷、热设备之间距离大于400mm 。

冷、热管道外壁的距离大于200mm 。

4). 设备、管道离开基础最小距离大于400mm 。

5. 上塔所有引出管均应向上，尤其氧气出口管的位置要高出塔中全部液体下流后的高度。

6. 膨胀空气进塔管，要防止塔内液体倒流。

7. 加温排液管道的确定：8. 塔的排液管可根据塔的直径确定塔径φmm <800 800～2250 2300～2950 3000～4500排液管内径d mm 25 40 50 809. 排液管：当排液阀位置高于管道500mm 时，管道向上直接引向阀门。

10. 对于气体管只要高出管道500mm 安装阀门即可。

11. 排液阀低于排液管时，则排液管要高出液体管1500mm ，然后向下，高出的管道可以支承在骨架上。

12. 液体管道不要有液封，以免排液时有死角。

13. 液氧(氮)泵的进口液体吸入高度：液氧为3米，液氮为4米。

14. 冷箱内不考虑加热管，只考虑充气20mmH 2O 柱。

15. 下塔液氮回流管、粗氩塔(2)工艺液氩回流管、纯氩塔液氩回流管应设置液封。

最小的液封高度应足以克服冷凝器的阻力。

按下式计算：ff r P P r P Hs 12−=Δ= r f ---------------液氮重度(Kg/M 3)△P---------------冷凝器的阻力 (mmH 2O)16. 管路系统自补偿计算(实习总结Page:161) 。