压力管道设计技术统一规定patr1.docx

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压力管道设计技术统一规定patr1

1总则

1.1为贯彻劳动部颁布的《压力管道安全管理与监察规定》（劳部发[1996]140号），《压力容器压力管道设计许可规则》（TSGR1001-2008）以及有关国家标准，加强我公司压力管道设计的管理,确保设计质量，特制订本规定。

1.2本规定所包含的压力管道为：

（1）饱和蒸汽管道P＜10.0Mpa。

（2）过热蒸汽管道P＜10.0Mpa且t≥400℃或t＜400℃。

（3）余压凝结水管道P＜10.0MPa且t＜400℃。

（4）高温热水管道P＜2.5Mpa且t＜150℃。

（5）低温热水管道P＜1.6MPa且t≤95℃。

（6）注：

以上P为设计压力，t为设计温度。

1.3本规定不适用下列情况：

（1）设备本体管道。

（2）输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体，其管道公称直径小于150mm，最高工作压力小于1.6MPa的管道。

（3）入户（居民楼、庭院）前的最后一道阀门之后的热力点（不含热力点）之后的热力管道。

1.4压力管道设计时应遵循下列设计规范和国家标准、行业标准及有关手册：

（1）GB50041—2008《锅炉房设计规范》

第十三章：

汽水管道。

第十八章：

室外热力管道。

附录A：

室外热力管道、管沟与建筑物、构筑物、道路、铁路和其他管线之间的净距。

（2）DL/T5054—1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》

（3）DL/T5366-2006《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》

（4）CJJ34—2010《城镇供热管网设计规范》

（5）CJJ/T81-98《城镇直埋供热管道工程技术规程》

（6）CJJ104-2005《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》

（7）GB/T1047-2005《管道元件DN（公称尺寸）的定义和选用》

（8）GB/T1048-2005《管道元件PN（公称压力）的定义和选用》

（9）GB50235—2010《工业金属管道工程施工规范》

（10）ZBFGH15-1996《蒸汽锅炉安全技术监察规程》（1996）

（11）ZBFGH16-1996《热水锅炉安全技术监察规程》（1991）

（12）DL612-1996《电力工业锅炉压力容器监察规程》

（13）DL/T438-2009《火力发电厂金属技术监督规程》

（14）DL5031-1994《电力建设施工及验收技术规范》（管道篇）

（15）DL/T438-2009《火力发电厂焊接技术规程》

（16）DL/T821-2002《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规范》

（17）GB/T700-2006《碳素结构钢》

（18）GB/T8163—2008《输送流体用无缝钢管》

（19）GB5310—2008《高压锅炉用无缝钢管》

（20）GB3087—2008《低中压锅炉用无缝钢管》

（21）GB/T3091—2008《低压流体输送用焊接钢管》

（22）SY/T5038—1992（1991）《普通流体输送管道用螺旋缝高频焊钢管》

（23）SY/T5037—2000《低压流体输送钢管用螺旋缝埋弧焊钢管》

（24）GB/T14976—2002《流体输送用不锈钢无缝钢管》

（25）GB/T5117—1995《碳钢焊条》

（26）GB/T5118—1995《低合金钢焊条》

（27）动力管道手册。

《动力管道设计手册》编写组编，机械工业出版社2006.01

1.5压力管道的使用场所分类：

城市或乡镇范围内用于公用事业的的蒸汽管道及热水管道。

2管径选择的一般原则

2.1压力管道管径的选择应根据可资利用的压力降、经济流速及安全流速确定，当流速为确定管径的主要约束条件时，可通过查1.4条规定的有关图表确定管径，不再进行管道水力计算。

2.2站房内压力管道

（1）当该介质的生产设备以单元制连接时，其设备间连接管道直径一般为设备本体管道的接口直径。

（2）当该介质的生产设备以母管连接时，其母管的直径应根据运行中可能出现的最大流量来计算。

2.3根据上述的压力管道负荷量和站房供出介质参数，并在满足用户对介质参数要求的前提下，按常用流速和允许压力降来选择管径。

2.4常用工作介质的流速见下表。

常用工作介质的流速表2.4

工作介质

管道种类

介质流速（m/s）

过热蒸汽

DN>200

DN=100-200

DN<100

40~60

30~50

20~40

饱和蒸汽

DN>200

DN=100-200

DN<100

30~40

25~35

15~30

凝结水

余压回水

0.5~2.0

热水、热网循环水

DN=25~32

DN=40~50

DN=65~80

DN≥100

0.5~0.7

≤1.0

≤1.6

≤2.0

注：

表中流速均当压力降允许时，方可采用，否则应以压力降计算管径。

余压回水，按汽水混合物计算。

2.5火力发电厂汽水管道介质的推荐流速见下表。

火力发电厂汽水管道介质的推荐流速表2.5

介质类别

管道名称

推荐流速（m/s）

主蒸汽

主蒸汽管道

40~60

中间再热蒸汽

高温再热蒸汽管道

50~65

低温再热蒸汽管道

30~45

其它蒸汽

抽汽或辅助蒸汽管道：

过热汽

饱和汽

湿蒸汽

35~60

30~50

20~35

去减压减温器蒸汽管道

60~90

给水

高压给水管道

2~6

低压给水管道

0.5~2.0

凝结水

凝结水泵出口侧管道

2.0~3.5

凝结水泵入口侧管道

0.5~1.0

加热器疏水

加热器疏水管道：

疏水泵出口侧

疏水泵入口侧

调节阀出口侧

调节阀入口侧

1.5~3.0

0.5~1.0

20~100

1~2

其它水

生水、化学水、工业水及其它水管道：

离心泵出口管道及其它压力管道

离心泵入口管道

自流、溢流等无压排水管道

2~3

0.5~1.5

＜1

2.6在推荐的介质流速范围内选择具体流速时，应注意管径大小、参数高低的影响，对于直径小、介质参数低的管道，宜采用较低值。

3管道敷设原则

3.1管线一般采用枝状布置，管线力求短直，主干线宜接近用户密集区，并靠近负荷大的用户。

根据用户分布情况及用户性质，有些管线可环状布置或采用枝状加环状布置形式。

3.2管道布置应尽量利用管道热膨胀时的自然补偿，如采用套管补偿器、波形补偿器地沟敷设时，补偿器应布置在检查井内或补偿穴内。

3.3热力管道敷设方式

3.3.1在下列情况时宜采用厂区架空敷设：

（1）地下水位高或年降雨量较大。

（2）土壤具有较强的腐蚀性。

（3）地下管线密集。

（4）地形复杂或河沟岩层溶洞等特殊障碍。

3.3.2架空敷设可分为低中高支架三种，其管道（包括保温层）外壁与地面净距应符合下表规定。

架空热力管道（包括保温层）外壁与地面净距表3.3.2

架空敷设支架类型

管道（包括保温层）外壁与地面净距

低支架敷设

不宜小于0.5m

中支架敷设

不宜小于2.5m

高支架敷设

穿越公路

穿越铁路

不应小于5m

不应小于5.5m

3.3.3在下列情况时宜采用厂区地沟敷设：

（1）管道数量少且管径小时，宜采用不通行地沟，地沟内管道宜采用单排置。

（2）管道通过不允许经常开挖的地段或管道数量较多，采用不通行地沟敷设的沟宽受到限制时，宜采用半通行地沟敷设。

（3）管道通过不允许经常开挖的地段或管道数量多，且任一侧管道的排列高度（包括保温层在内）大于或等于1.5m时，可采用通行地沟。

3.3.4半通行地沟和通行地沟的净高、通道净宽见下表

半通行地沟和通行地沟的净高、通道净宽表3.3.4

地沟敷设类型

地沟净高

地沟通道净宽

半通行地沟

1.2~1.4m

0.5~0.6m

通行地沟

不宜小于1.8m

不宜小于0.7m

3.3.5地沟内管道（包括保温层）的外壁与沟壁、沟底、沟顶的净距见下表。

地沟内管道（包括保温层）的外壁与沟壁、沟底、沟顶的净距表3.3.5

管道（包括保温层）的外壁与沟壁

宜为100~150mm

管道（包括保温层）的外壁与沟底

宜为100~200mm

管道（包括保温层）的外壁与沟顶

不通行地沟

半通行和通行地沟

宜为50~100mm

宜为200~300mm

3.3.6热力管道地沟敷设检查井尺寸应符合下表要求。

热力地沟检查井尺寸要求表3.3.6

检查井顶部埋深

不宜小于0.3m

检查井净高

不应小于1.8m

检查井人孔直径

不应小于0.7m

检查井人孔口高出地面

不应小于0.15m

检查井人孔数

检查井面积＜4m2

检查井面积≥4m2

1个

不应少于2个

检查井集水坑尺寸

不宜小于0.4×0.4×0.3m

3.3.7热力管道地沟盖板顶部埋深不宜小于0.3m。

3.3.8居住区的热力管道宜采用地沟敷设或直埋敷设。

3.3.9直埋敷设管道外壳顶部埋深不应小于下表的规定。

直埋敷设管道外壳顶部最小埋设深度（m）表3.3.9

管径（mm）

50~125

150~200

250~300

350~400

≥450

车行道下

0.8

1.0

1.0

1.2

1.2

非车行道下

无补偿直埋敷设

0.6

0.6

0.7

0.8

0.9

有补偿直埋敷设

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

3.3.10热力管道宜设有坡度，其坡度不应小于0.2％，地沟敷设时，沟内主要管道的坡向应与地沟的坡向一致。

不间断运行的架空敷设蒸汽管道可不设坡度。

3.3.11室外热力管道敷设的其它要求可详见GB50041—92《锅炉房设计规范》第十四章室外管道，第四节管道布置和敷设。

3.3.12站房热力管道主干线宜沿墙或柱架空敷设，当通往用汽设备的管道采用架空敷设有困难时，可采用地沟敷设。

3.4埋地敷设的热力管道及管道附件应涂以防腐层，其防腐层的类别应附合下表的规定。

防腐层的选择表3.4

防腐层类别

普通防腐层

加强防腐层

特加强防腐层

土壤腐蚀等级

低和中

高和较高

特高

土壤电阻率（欧姆·米）

＞20

5~20

＜5

注：

埋地敷设的管道周围环境如遇杂散电流区，地下水位高，低洼潮湿，淤泥地带，盐碱土地以及污水沟等地段应选用特加强绝缘层。

3.5埋地敷设管道常用外防腐绝缘层见下表。

埋地敷设管道常用外防腐层表3.5-1

外防腐层类型

涂层结构

特点及应用范围

石油沥青防腐层

见石油沥青防腐层结构表

货源充足，价格低，施工经验成熟，我国多年来一直采用。

但吸水率大（可达20％），易被细菌侵蚀，使用寿命不长。

塑料防腐层

俗称黄夹克（高密度聚丙乙烯），使用温度为

－40~80℃

俗称绿夹克（低密度聚氯乙烯），使用温度为

－40~60℃

有良好的耐酸、碱、盐腐蚀性能，用于油田的油、气、水管线。

聚氯乙烯（PVC）防水卷材

先涂一层底胶，再贴卷材，再涂两层粘合剂，外包牛皮纸等保护层，粘贴和封口用过氯乙烯胶粘剂和氯丁胶粘剂

使用温度—20~50℃

环氧煤沥青防腐层

见环氧煤沥青防腐层结构表

有较好的耐水性，吸水率低，防锈性能好，耐细菌侵蚀，漆膜坚硬，耐酸、碱、盐性能较好，耐温≤130℃，使用寿命7~8年。

聚胺酯硬质泡沫塑料

聚胺酯硬质泡沫塑料外贴玻璃钢或其它保护层

耐酸、碱性能较好，吸水率低，是良好的保温、隔热、绝缘、防腐材料，使用温度－40~120℃，用于直埋保温管道

石油沥青防腐层结构表表3.5-2

防腐层层次

（从金属表面算起）

普通防腐

加强防腐

特加强防腐

1

冷底子油

冷底子油

冷底子油

2

沥青玛碲脂1.5mm

沥青玛碲脂1.5mm

沥青玛碲脂1.5mm

3

防水卷材

沥青玛碲脂1.5mm

沥青玛碲脂1.5mm

4

沥青玛碲脂1.5mm

防水卷材

防水卷材

5

牛皮纸

沥青玛碲脂1.5mm

沥青玛碲脂1.5mm

6

沥青玛碲脂1.5mm

沥青玛碲脂1.5mm

7

牛皮纸

防水卷材

8

沥青玛碲脂1.5mm

9

沥青玛碲脂1.5mm

10

牛皮纸

防腐层最小厚度（mm）

4.5

6

9

注：

防水卷材可用聚氯乙烯（PVC）、沥青玻璃布油毡或者玻璃布。

环氧煤沥青防腐层结构表表3.5-3

防腐等级

防腐层结构

总厚度（mm）

普通级

底漆1道，面漆3道，涂层间缠绕玻璃布2层。

0.5~0.6

加强级

底漆1道，面漆4道，涂层间缠绕玻璃布3层。

0.7~0.8

特加强级

底漆1道，面漆5道，涂层间缠绕玻璃布4层。

0.9~1.0

4管道材料和主要附件选择

4.1管道材料

管材的选择首先应根据管内介质的性质、压力及温度确定管材的技术标准号、钢种、钢号并按照管道的安装位置，敷设方式等因素进行技术经济比较决定。

4.1.1热力管道和压缩空气管道

4.1.1.1流体输送用焊接钢管（GB3092—82），仅适用于PN1.6及以下，设计温度不大于200℃的介质。

当PN≤1.0MPa时,采用普通钢管；当PN≥1.0MPa时,采用加厚钢管。

4.1.1.2压力大于1.0MPa和温度大于200℃的蒸汽管道、压力大于1.6MPa和温度小于或等于180℃的热水管道，应采用无缝钢管。

压力小于1.6MPa和温度小于200℃的蒸汽管道、热水和凝结水管道，可采用无缝钢管或焊接钢管。

4.1.1.3热力管道当采用不通行地沟或直埋敷设时，应采用无缝钢管（GB8163—87）。

当采用架空、半通行或通行地沟敷设时，可采用无缝钢管或焊接钢管。

并应符合4.1.1.1和4.1.1.2条要求。

4.1.1.4热力管道常用无缝钢管规格与公称管径见下表。

热力管道常用无缝钢管规格与公称管径4.1.1.4

公称通径DN

常用无缝钢管规格（外径×壁厚）mm

公称通径DN

常用无缝钢管规格（外径×壁厚）mm

10

14×2.5

125

133×4

15

18×3

150

159×4.5

20

25×3

200

219×6

25

32×3.5

250

273×7

32

38×3.5

300

325×8

40

45×3.5

350

377×9

50

57×3.5

400

426×9

65

73×3.5

450

480×9

80

89×4

500

530×9

100

108×4

600

630×11

4.1.2火力发电厂汽水管道

4.1.2.1管道材料

管子所用钢材应符合国家有关钢材现行标准的规定。

当需要采用新钢种时，应经有关部门鉴定后方可采用。

常用国产钢材及其推荐使用温度见下表。

常用国产钢材及其推荐使用温度表4.1.2.1

钢类

钢号

推荐使用温度（℃）

允许的上限温度（℃）

备注

碳素结沟钢

Q235—A.F

Q235—B.F

0~200

250

GB700

Q235A

Q235B

Q235C

0~300

350

GB700

Q235D

—20~300

350

GB700

优质碳素结构钢

10

—20~425

430

GB3087

20

—20~425

430

GB3087

20G

—20~430

450

GB5310

普通低合金钢

16Mng

—40~400

400

GB713

合金钢

15CrMo

510

550

GB5310

12Cr1MoV

540~555

570

GB5310

12Cr2MoWVTiB

540~555

600

GB5310

12Cr3MoVSiTiB

540~555

600

GB5310

注：

20G钢管道，若要求使用寿命不超过20年，使用温度可提高至450℃，但使用期间应加强金属监督。

4.1.2.2管道公称压力的换算

管子和管件的允许工作压力与公称压力可按下式换算：

[p]=PN×（[σ]t÷[σ]S）MPa（4.1.2）

式中[p]——允许的工作压力，MPa

[σ]t——钢材在设计温度下的许用应力，MPa

[σ]S——公称压力对应的基准应力，系指钢材在指定的某一温度下的许用应力，MPa。

常用国产钢材的公称压力列于DL/T5054—1996<<火力发电厂汽水管道设计技术规定>>附录A.10~A.15。

4.1.2.3小型热电站（12000KW以下）常用优质碳素结构钢与合金钢无缝钢管规格与公称直径见下表。

小型热电站常用优质碳素结构钢与合金钢无缝钢管规格与公称直径表4.1.2.3

品种

PN2.5，PN4.0

PN6.4

PN＜10

P5410

材料

20号钢

12Cr1MoV

公称通径

DN

外径×壁厚

Dw×S

外径×壁厚

Dw×S

外径×壁厚

Dw×S

公称通径

DN

外径×壁厚

Dw×S

（mm）

（mm）

（mm）

（mm）

（mm）

（mm）

10

—

—

14×2.5

10

16×2.5

15

18×3

18×3

18×3

20

28×3

20

25×3

25×3

25×3

（32）

42×3.5

25

32×3.5

32×3.5

32×3.5

40

48×3.5

32

38×3.5

38×3.5

38×3.5

（45）

60×4.5

（40）

45×3.5

45×3.5

45×3.5

50

76×6

50

57×3.5

57×3.5

57×3.5

65

89×7

（65）

73×3.5

73×3.5

73×3.5

（80）

108×8

80

89×4

89×4

89×4.5

100

133×10

100

108×4

108×4

108×4.5

（125）

168×12

125

133×4

133×4

133×6

150

194×19

150

159×4.5

159×4.5

159×7

175

219×16

（175）

194×5

194×5.5

194×8

（200）

245×18

200

219×6

219×6

219×9

225

273×20

（225）

245×7

245×7

245×10

250

325×25

250

273×7

273×8

273×11

300

377×28

300

325×8

325×9

325×13

350

426×30

（350）

377×9

377×11

377×15

400

426×9

426×12

426×17

（450）

480×9

—

—

500

530×9

—

—

600

630×11

—

—

4.2主要附件

4.2.1热力管道

室外采暖计算温度小于－5℃的地区，架空敷设管道上，均不应装设灰铸铁的阀门和附件。

室外采暖计算温度小于或等于－30℃的地区，架空敷设的管道上，应装设钢制阀门和附件。

4.2.2火力发电厂汽水管道

4.2.2.1法兰组件

对于设计温度300℃及以下且PN≤2.5的管道，应选用平焊法兰；对于设计温度大于300℃或PN≥4.0的管道，应选用对焊法兰。

选配法兰宜遵照国家标准。

4.2.2.2弯管及弯头

PN＜1.0DN＜50的管道可采用冷弯弯管；PN≤2.5的管道上宜使用纵缝热成型焊接弯头，其弯曲半径为DN+50mm；对于大容量机组再热蒸汽管道PN＞2.5的大直径弯头，也可采用高质量纵缝热成型焊接弯头；PN＜6.3的管道宜采用热成型的弯头；对于PN≥6.3的管道，应采用中频加热弯管。

4.2.2.3异径管

钢板焊制异径管宜用在PN≤2.5的管道上，钢管模压异径管可用在PN≥4.0的管道上。

4.2.2.4弯管、弯头、异径管、三通、封头与堵头的材料应与管材的材料一致。

4.2.2.5法兰组件的材料，应根据管道的设计参数按下表选用。

4.2.2.6管道附件的选择其它内容详见DL/T5054—1996〈火力发电厂汽水管道设计技术规定〉第4.1.1至4.3.3条。

法兰组件材料表4.2.2.5

零件名称

公称压力（MPa）

介质为下列温度（℃）时采用的钢材

0~200

300

350

425

450

510

540~555

法兰和法兰盖

≤2.5

Q235—A.F

—B.F

Q235

20号钢，25号钢

—

4,6.3,

10,20

20号钢，25号钢

12CrMo

15CrMoA

—

压力不限

—

12Cr1MoV

螺栓和

双头螺栓

螺

母

≤2.5

Q275

25号钢,

35号钢

30CrMoA

—

4,6.3,

10

35号钢，40号钢

30CrMoA

35CrMoA

25Cr2MoVA

—

20

30CrMoA，35Cr

30CrMoA

35CrMoA

25Cr2MoVA

—

压力不限

—

25Cr2Mo1V

20Cr1MoVTiB

20Cr1Mo1VNiB

≤2.5

Q235—A.F，Q235—B.F

Q275

20号钢，

30号钢

35号钢,

45号钢

—

4,6.3,10

25号钢，35号钢

35号钢,40号钢

30CrMoA

35CrMoA

—

20

35号钢，45号钢

—

压力不限

—

25Cr2MoV

25Cr2Mo1V

20Cr1Mo1V

30Cr2MoV

垫圈

≤20

Q235—A.F，Q235—B.F，Q235，20号钢，35号钢

—

压力不限

—

12CrMo

15CrMo

15CrMoA

软垫片

≤10

金属石墨缠绕垫片（或石棉橡胶板）

压力不限

金属石墨缠绕垫片

5应力计算

5.1管道壁厚计算

5.1.1热力管道

5.1．1．1管道理论壁厚计算

对于Dw/Dn≤1.7承受内压的热力和气体管道按下式计算理论壁厚

（1）按管道外径确定时

δ=PDw／（2[σ]tη＋P）mm（5.1.1-1）

（2）按管道内径确定时

δ=PDn／（2[σ]tη－P）mm（5.1.1-2）

上两式中δ—管道计算壁厚，mm；

P—设计压力MPa；

Dw—管道外径mm；

Dn—管道内径mm；

[σ]t—管道在设计温度t下的许用应力，MPa；

η—许用应力修正系数，见下表。

许用应力修