SLDI 333C06-2001 離心式壓縮機(jī)配管規(guī)定

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目    錄


第一章        總 則
第二章        管道布置
第一節(jié)        工藝管道布置
第二節(jié)        氣輪機(jī)管道布置
第三節(jié)        輔助管道布置
第三章        配管應(yīng)力解析及管道支架
第一節(jié)        配管應(yīng)力解析
第二節(jié)        管道支架

附錄1  配管柔性算圖
附錄2  配管柔性計(jì)算例題






第一章 總  則

第1.0.1條 本規(guī)定適用于離心式壓縮機(jī)吸入、級間、排出管道、密封油系統(tǒng)、油冷卻器以及汽輪機(jī)系統(tǒng)的配管設(shè)計(jì)。
    不適用于由制造廠成組或成套供應(yīng)的配管系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
第1.0.2條 本規(guī)定第三章及附錄一和二的內(nèi)容，供配管設(shè)計(jì)人員在配管研究階段，對離心式壓縮機(jī)的吸入和排出口管道，作初步的宏觀應(yīng)力分析和判斷，設(shè)計(jì)出可行的管道幾何形狀，供應(yīng)力分析專業(yè)進(jìn)行最終的柔性分析和計(jì)算，直到最后確定為止。

第二章 管道布置
第一節(jié)  工藝管道布置

第2.1.1條 離心式壓縮機(jī)典型配管研究圖見圖2.1.1-1和圖2.1.1-2。
    離心式壓縮機(jī)上方及四周的配管，不應(yīng)妨礙其吊裝及維修，不應(yīng)在轉(zhuǎn)子抽出范圍內(nèi)布置管道。離心式壓縮機(jī)的周圍要留有足夠的檢修空間。


圖2.1.1-1  離心式壓縮機(jī)及汽輪機(jī)管道平面布置研究圖

注：（圖2.1.1-1）
①         見第2.1.10條
②         見第2.1.12條
③         見第3.0.1條
④         見第2.1.11條
⑤         見第2.2.5條，此閥通常隨機(jī)帶來。
⑥         見第2.2.9條

                                 吊鉤

圖2.1.1-2  離心式壓縮機(jī)及汽輪機(jī)管道立面布置研究圖
注：①見第2.1.12條。
第2.1.2條 必須重視離心式壓縮機(jī)吸入口處的配管結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)有利于入口處流體的分布均勻。
    吸入管彎頭與壓縮機(jī)法蘭之間，必須配置一段直管段（不連支管），此直管道長度至少為3～5倍管徑，如圖2.1.1-2所示。
    對這一直管段的要求，通常由壓縮機(jī)制造廠提出。
第2.1.3條 吸入口處的彎管，其彎曲半徑應(yīng)等于或大于3倍于管道直徑。
    排出口處的彎管應(yīng)采用Ｒ≥1.5DN的彎頭。
第2.1.4條 當(dāng)吸入管道直徑與壓縮機(jī)上的吸入管接口不相符時，應(yīng)采取過渡變徑管連接，嚴(yán)禁采用異徑法蘭連接。一般變徑管角度為8~12°，而有的壓縮機(jī)制造廠要求過渡變徑管的角度不大子６°，如圖2.1.4所示。


圖2.1.4 吸入口過渡變徑管
    排出口附近的變徑應(yīng)采用定型產(chǎn)品的異徑管連接。不得采用異徑法蘭連接。
第2.1.5條 對機(jī)殼開縫與軸呈水平方向，即轉(zhuǎn)子從機(jī)殼上部吊起的結(jié)構(gòu)（圖2.1.5-1）在壓縮機(jī)吸入及排出口向上或側(cè)向接管時，必須配置一段較長的可拆裝的管段，以便將壓縮機(jī)的頂蓋吊起，如圖2.1.5-2中注②。



圖2.1.5-1 單級或多級壓縮機(jī)機(jī)殼開縫與軸呈水平方向


圖2.1.5-2 在壓縮機(jī)頂部的吸入及排出管道布置空視圖
注：（圖2.1.5-2）
①　見第2.1.2條及第2.1.3條
②　見第3.0.2條
③　當(dāng)用汽輪機(jī)驅(qū)動時，壓縮機(jī)吸入、排出管道上的閥門不常操作，用電動機(jī)時，吸入管道上的閥門一般為自動或手動節(jié)流式。
④　見第2.1.5條
⑤　需與機(jī)械工程師一起檢查沿壓縮機(jī)軸的軸向入口要求。
第2.1.6條 在壓縮機(jī)吸入口管道上一般都需裝設(shè)臨時過濾器（按PID要求）。為便于臨時過濾器的拆裝，在吸入口管道上應(yīng)配置一段可拆裝的短管（兩端帶法蘭）如圖2.1.6所示。
其短管長度應(yīng)根據(jù)臨時過濾器形式及大小決定。



圖2.1.6  在壓縮機(jī)底部的吸入及排出管道布置空視圖
注：（圖2.1.6）
①　見第2.1.2條及第2.1.3條
②　見第3.0.2條
③        壓縮機(jī)吸入、排出管道上的閥門，當(dāng)用汽輪機(jī)驅(qū)動時不常操作，用電動機(jī)時，吸入管道上的閥門一般為自動或手動節(jié)流式。
第2.1.7條 壓縮機(jī)排出管道應(yīng)盡量靠近吸入管道布置（如圖2.1.5-2、圖2.1.6），應(yīng)使吸入及排出管道。上的閥門、儀表集中便于吸入及排出管道合用一個管架。
第2.1.8條 排出管道上的止回閥應(yīng)盡可能靠近壓縮機(jī)安裝。
第2.1.9條 兩臺或兩臺以上的離心式壓縮機(jī)并聯(lián)操作時，應(yīng)避免氣流頂撞、減少并機(jī)效率損失。在每臺壓縮機(jī)出口支管與總管合流處應(yīng)按圖2.1.9所示連接。或順氣流流向與總管斜接。


圖2.1.9 壓縮機(jī)并聯(lián)出口合流管連接
第2.1.10條 集中布置的閥門，其手輪均應(yīng)朝同一方向，如圖2.1.1-1 離心式壓縮機(jī)及汽輪機(jī)管道平面布置研究圖所示。
第2.1.11條 離心式壓縮機(jī)吸入排出管道的布置應(yīng)滿足壓縮機(jī)熱位移的變化（圖2.1.1-1，注④）。壓縮機(jī)熱態(tài)與冷態(tài)位移和方向見圖2.1.1-2。
    壓縮機(jī)吸入及排出管口以及其中間冷卻器進(jìn)出管口，在熱態(tài)時管系所產(chǎn)生推力和力矩必須小于壓縮機(jī)吸入及排出管口所允許的外力和力矩。否則，應(yīng)改變管道布置，或應(yīng)采取管道預(yù)拉伸和設(shè)置限位支架加以彌補(bǔ)。
第2.1.12條 壓縮機(jī)吸入及排出管道布置在地面上時，其管底至地面的景小高度為600mm。并需與管架設(shè)計(jì)者一起確認(rèn)其高度（圖2.1.1-2注①）。
第2.1.13條 用于壓縮空氣的離心式壓縮機(jī)應(yīng)布置在離開污染源，并位于全年風(fēng)向最小頻率的下風(fēng)側(cè)。吸入口應(yīng)設(shè)在能吸入清潔的新鮮空氣的地方，吸氣管口應(yīng)距地面有一定高度，如圖2.1.13所示。其端口應(yīng)設(shè)過濾網(wǎng)罩，端口垂直朝上時，端口上部且應(yīng)設(shè)擋雨罩，以防止雜物及雨水吸進(jìn)管道內(nèi)。
第2.1.14條 空氣壓縮機(jī)吸入空氣管道的布置應(yīng)盡量直而短，吸氣管總長度不宜超過25ｍ。
第２.1.15條 壓縮空氣的放空管和空氣壓縮機(jī)的吸排氣系統(tǒng)應(yīng)按有關(guān)規(guī)定降低噪音。
    布置在廠房內(nèi)的壓縮機(jī)吸入，排出管道，必要時宜在管壁外加隔音層。


圖2.1.13  空氣過濾器安裝在地面上（吸入空氣管布置在地面以上）

第二節(jié)  汽輪機(jī)管道布置

第2.2.1條 離心式壓縮機(jī)用汽輪機(jī)驅(qū)動時，汽輪機(jī)和壓縮機(jī)的管道布置應(yīng)統(tǒng)籌考慮。蒸汽進(jìn)、出管道布置應(yīng)經(jīng)應(yīng)力分析確定。
第2.2.2條 非凝汽（背壓）式汽輪機(jī)的蒸汽進(jìn)、出口管道布置示意見圖2.2.2-1～3。
    蒸汽進(jìn)、出口切斷閥應(yīng)盡可能靠近蒸汽總管布置。
    圖2.2.2-1中進(jìn)口蒸汽的管道布置示出了第二方案。采取此方案時，應(yīng)在如圖中所示的低點(diǎn)處設(shè)置低點(diǎn)放凈及疏水器。
蒸汽切斷閥至汽輪機(jī)進(jìn)口管之間的管道上，應(yīng)配置供拆卸的法蘭短節(jié)，以便在試車前安裝供清掃用的臨時管線，如圖2.2.2-2注③所示。


圖2.2.2-1  汽輪機(jī)蒸汽管道布置示意圖（排汽管接口位于汽輪機(jī)上部）
注：① 見第2.2.3條
第2.2.3條 背壓式汽輪機(jī)蒸汽出口管高點(diǎn)處應(yīng)設(shè)安全閥。安全閥放空管管口不應(yīng)朝向鄰近設(shè)備和有人通過區(qū)域，并應(yīng)高出以放空管口為中心，半徑為8ｍ范圍內(nèi)的最高操作平臺3ｍ或屋檐2m以上。
    安全閥出口管道的布置應(yīng)考慮由于泄壓排放引起的反作用力，合理布置管架。
第2.2.4條 背壓式汽輪機(jī)管接口在側(cè)面時，當(dāng)汽輪機(jī)蒸汽出口比總管的位置低時，在汽輪機(jī)出口管低點(diǎn)處應(yīng)設(shè)疏水器，如圖2.2.2-2所示。
第2.2.5條 汽輪機(jī)的蒸汽人口閥（速度控制閥）的位置必須能夠從操作層或平臺上接近，并在操作此閥時能夠觀察到壓縮機(jī)控制盤上的轉(zhuǎn)速表。（見圖2.1.1-1中注⑤）
第2.2.6條 凝汽式汽輪機(jī)的蒸汽管道布置研究圖見圖2.1.1-1。凝汽式汽輪機(jī)至表面式冷凝器的管段應(yīng)設(shè)一個膨脹節(jié)（見圖2.1.1-2），以使汽輪機(jī)出口管道系統(tǒng)給予其管接口的熱應(yīng)力在允許范圍內(nèi)。
第2.2.7條 當(dāng)凝汽式汽輪機(jī)的蒸汽出口法蘭與表面式冷凝器的進(jìn)口法蘭尺寸不相符時，應(yīng)采取變徑管過渡，不得采取異徑法蘭連接，如圖2.2.7所示。


圖2.2.7 凝汽式汽輪機(jī)至表面式汽凝器管道布置剖視圖
第2.2.8條 表面冷凝器（圖2.2.8-1）上設(shè)置的泄壓閥（排放至大氣）一般有三種形式（圖2.2.8-2a、b、c），應(yīng)根據(jù)管道布置的需要進(jìn)行選擇。泄壓閥上的水封、供水閥及連接溢流的排水漏斗應(yīng)布置在便于操作和觀察的位置。


圖2.2.8-1 表面冷凝器外形

(a)                   (b)                      (c)
圖2.2.8-2 表面冷凝器的泄壓閥
（a）直通式泄壓閥    （b）角式泄壓閥，供水管口設(shè)在下側(cè)  （c）角式泄壓閥，供水管口設(shè)在上部
第2.2.9條 蒸汽管走向應(yīng)滿足汽輪機(jī)的熱位移變化。
    汽輪機(jī)進(jìn)出管口及抽氣管口在冷態(tài)和熱態(tài)時，管系所加的外力和力矩，必須小于汽輪機(jī)各管口所允許承受的外力和力矩。否則，應(yīng)改變管道布置或采取管道預(yù)拉伸或設(shè)限位支架加以彌補(bǔ)。
第2.2.10條 表面冷凝器兩端應(yīng)留有檢修管束所需要的空地，在此范圍內(nèi)不應(yīng)布置管道。
第2.2.11條 凡與表面冷凝器連接的管道不宜采用螺紋管件及螺紋閥門，如采用時應(yīng)將螺紋焊死，以減少泄漏。

第三節(jié)  輔助管道布置

第2.3.1條 壓縮機(jī)及汽輪機(jī)的輔助配管包括冷卻水、潤滑油、密封油、氣體平衡管、放空管等。輔助管道可集中布置在機(jī)器的兩側(cè)平臺下面，也可靠近建筑物的柱子或地面布置。但不得影響設(shè)備檢修、操作空間及通道，如圖2.3.1所示。

圖2.3.1 壓縮機(jī)與汽輪機(jī)及表面冷凝器的管道立面布置研究圖
① 見第2.3.7條
*  表示在熱態(tài)下的熱位移和方向
第2.3.2條 壓縮機(jī)及汽輪機(jī)的潤滑油供油及回油系統(tǒng)均宜各公用一跟管線，見圖2.3.2-1，圖2.3.2-2。



圖2.3.2-1 離心式壓縮機(jī)軸承兩端潤滑油系統(tǒng)管道布置空視研究圖


圖2.3.2-2 汽輪機(jī)軸承兩端潤滑油系統(tǒng)管道布置空視研究圖
第2.3.3條 離心式壓縮機(jī)和汽輪機(jī)的回油管道應(yīng)坡向油箱。通常，最小坡度為4%。如圖2.3.3所示。


圖2.3.3 離心式壓縮機(jī)及汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)管道等立面布置空視研究圖
第2.3.4條 壓縮機(jī)及汽輪機(jī)各回油支管與總管的連接宜采取順流向45°斜接，供油和回油總管的末端應(yīng)設(shè)法蘭蓋，以便清掃，如圖2.3.4所示。

圖2.3.4 回油總管等布置圖
第2.3.5條 回油管道上的視鏡應(yīng)設(shè)在便于觀察的位置。
第2.3.6條 壓縮機(jī)及汽輪機(jī)的潤滑油及密封油管道應(yīng)采用法蘭連接，并應(yīng)分段設(shè)置，每段管道長度不應(yīng)大于4m，每段管道上的彎頭不宜超過兩個。
第2.3.7條 潤滑及密封油管道上的閥門宜選用法蘭式閥門。
第2.3.8條 凝汽式汽輪機(jī)組的軸封蒸汽進(jìn)出管道布置，宜布置在潤滑油進(jìn)出總管的另一側(cè)（圖2.3.8注①）。


圖2.3.8  凝汽式汽輪機(jī)組的軸密封蒸汽系統(tǒng)典型配管空視圖
注1：可能的話，應(yīng)將其管道布置在潤滑油總管的另一側(cè)。

第2.3.9條 表面冷凝器排空氣系統(tǒng)二級噴射冷凝器底部冷凝水排出口立管的高度應(yīng)不小于制造廠提供的最小距離要求，如圖2.3.9。


圖2.3.9  表面冷凝器排空氣系統(tǒng)的典型配管

第三章  配管應(yīng)力解析及管道支架
第一節(jié)  配管應(yīng)力解析

第3.1.1條 離心式壓縮機(jī)及汽輪機(jī)的配管必須具有足夠的柔性。
    離心式壓縮機(jī)吸入及排出管口及其中間冷卻器的進(jìn)出管口，在熱態(tài)對管系所產(chǎn)生的推力和力矩必須小于其管口所允許的外力和力矩。否則，應(yīng)改變管道的布置，或采取管道予拉伸和設(shè)置限位支架（見圖3.1.1 a、b、c、）以滿足上述要求。
    配管研究應(yīng)力計(jì)算圖應(yīng)提交壓縮機(jī)制造廠確認(rèn)后，方可最終確定管道布置。

         熱態(tài)力                            熱態(tài)力                   熱態(tài)力

（a）止推型                   （b）止拉型                  （c）撓性
圖3.1.1 限位支架

第3.1.2條 驅(qū)動壓縮機(jī)的汽輪機(jī)在熱態(tài)和冷態(tài)時，管系所產(chǎn)生的推力和力矩也必須小于其管口所允許的外力和力矩。否則應(yīng)采取與第3.1.1條所提到的同樣措施加以解決。
第3.1.3條 在配管研究階段，配管設(shè)計(jì)人員宜用配管柔性算圖對配管的柔性進(jìn)行校核。
    有關(guān)配管柔性算圖及配管柔性計(jì)算方法分別列入附錄1、2。

第二節(jié)  管道支架

第3.2.1條 管架形式應(yīng)滿足于配管應(yīng)力解析要求。
第3.2.2條 管架應(yīng)盡量靠近彎管或法蘭閥門處設(shè)置，如圖2.1.5-2所示。
第3.2.3條 為使壓縮機(jī)及汽輪機(jī)的管口盡量不承受管線的重量，宜在其附近設(shè)置管架。如附錄2中圖2-1、2-2、2-3所示的彈簧架1、2。
第3.2.4條 壓縮機(jī)及汽輪機(jī)的進(jìn)出口管道支架的基礎(chǔ)不應(yīng)設(shè)在壓縮機(jī)及汽輪機(jī)的混凝土基礎(chǔ)上。
第3.2.5條 油管及公用工程管道的支架需要時可以焊在建筑物的柱子上。
附錄1 配管柔性算圖
                Ⅰ        Ⅱ                          Ⅳ                 Ⅴ
管道公稱直徑  管口公稱直徑                                          熱膨脹量
（標(biāo)準(zhǔn)厚度）      mm                                                    mm
      mm     鋼殼  鑄鐵


    配管柔性算圖使用方法：
    （1） 在標(biāo)尺Ⅱ上找到管口尺寸得A點(diǎn)。
    對鋼制外殼用標(biāo)尺Ⅱ左側(cè)尺寸；鑄鐵外殼則用其右側(cè)尺寸。
    標(biāo)尺Ⅴ上的B點(diǎn)是熱膨脹量。
    連接A、B兩點(diǎn)成線。
    （2） AB線與標(biāo)尺Ⅵ相交得c點(diǎn)，然后在標(biāo)尺Ⅰ上找到管道尺寸D。
    連接C、D兩點(diǎn)成線。
    （3）C D線與標(biāo)尺Ⅲ相交得E點(diǎn)，則得到所需要的管道長度。
附錄2 配管柔性計(jì)算例題
例題：采用配管柔性算圖，對圖2-1離心式壓縮機(jī)吸入管道布置平面圖、圖2-2離心式壓縮機(jī)吸入管道A-A剖視圖、圖2-3離心式壓縮機(jī)吸入管道應(yīng)力解析草圖所示的兩種管道布置方案進(jìn)行計(jì)算，檢查其柔性能否滿足要求。
計(jì)算的具體步驟如下：
    （1.1）本算圖Ⅱ號標(biāo)尺的左側(cè)（鋼制殼體）找到管口尺寸250得A點(diǎn)。
    （1.2）計(jì)算管道在東西方向總熱膨脹量。
          LⅤ=L×Δt×α
    LＶ——熱膨脹量，mm
     L——熱膨脹體長度，mm
    Δt—一熱膨脹溫差，℃
     α——熱膨脹系數(shù)，10－6／℃
       LＶ=（1800＋10500）×（205－20）×12.25×10－6=28
    在標(biāo)尺Ｖ上找到28mm得B點(diǎn)。
    （1.3）連接A、B兩點(diǎn)成線。
    （1.4）AB線與標(biāo)尺Ⅳ相交得C點(diǎn)。
    （1.5）在標(biāo)尺Ⅰ上找到管道尺寸450得D點(diǎn)。
    （1.6）連接C、D兩點(diǎn)成線。
    （1.7）C D線與標(biāo)尺Ⅲ相交得E點(diǎn)，即算出所需要的管道長度為11700mm。
    （1.8）補(bǔ)償東西方向熱膨脹的管線長度必須大于11700mm（指南北和垂直方向的管道長度）。
    南北和垂直方向的管線長度：
        1500+3000+2700+1500+900=9600mm
    圖2-1、2、3中粗實(shí)線表示的第一種走向柔性不夠，差2100（11700－9600）。因此需要在南北方向或垂直方向增加2100mm的管道長度。
    用同樣的方法計(jì)算吸收其它兩個方向（南北和垂直方向）熱膨脹所需要的管線長度：
    （2.1）與1.1相同。
    （2.2）南北方向總熱膨脹景
          ＬⅤ=（1500＋3000）×185×12.25×10－6=10mm。
    在Ｖ上找到10mm得B點(diǎn)。
    （2.3）同（1.3）。
    （2.4）同（1.4）。
    （2.5）同（1.5）。
    （2.6）同（1.6）。
    （2.7）由Ⅲ讀出所需管道長度約8500mm。
    （2.8）東西和垂直方向的管道長度必須大于8500mm。
    東西和垂直方向管道長度：
            1500+10500+2700=14700mm
            14700＞8500，通過。
最后計(jì)算垂直方向的熱膨脹量：
（3.1）與前同。
（3.2）垂直方向的熱膨脹量：
[（4500×12.5×10－6×212）+（900×12.25×10－6×185）]－（2700+1500+1200）×12.25×10－6
×185=1.726mm
由于此數(shù)字太小，小于標(biāo)尺V上最低值2.5mm，只能按此數(shù)計(jì)算，即得B點(diǎn)。
（3.3）同前。
    （3.4）同前。
    （3.5）同前。
    （3.6）同前。
    （3.7）由標(biāo)尺Ⅲ讀到所需管道長度為5000mm。
    （3.8）東西和南北方向管道長度總和：
            10500＋3000＝13500mm，通過。
    結(jié)果：對整個管系分析的結(jié)果唯一存在的問題是需在南北方向或垂直方向增加2100mm的長度。所以，將管線走向如圖中需線所示布置，以此來增加管線的長度。
    由于虛線所示的走向不但長度增加了，而且增加了兩個彎頭，管道的壓降將相應(yīng)增加，此時必須征得工藝工程師的同意。如壓降不允許，則應(yīng)尋求其它的布置，最終應(yīng)做到既能滿足柔性要求，也能滿足壓降要求才是。

驅(qū)動機(jī)中心線

圖2-1  離心式壓縮機(jī)吸入管道布置平面圖




圖2-2  離心式壓縮機(jī)吸入管道布置A-A剖視圖




圖2-3  離心式壓縮機(jī)吸入管道應(yīng)力解析草圖

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