壓力管道的案例
壓力管道輸水灌溉優化設計研究進展（上）
壓力管道輸水灌溉優化設計研究進展
師志剛1，2，劉群昌1，2，白美健1，2，章少輝1，2
（1.中國水利水電科學研究院，北京100048；2.國家節水灌溉北京工程技術研究中心，北京100048）
摘要：我國被列為世界上最缺水的13個國家之一，節約用水是一項戰略國策。農業是用水大戶，因此發展節水灌溉是我國現代農業可持續發展的必然選擇。目前，壓力管道輸水灌溉以其節水、減少占地、省工、適用于當前的農業生產責任制等優點在節水灌溉中廣泛應用。根據壓力管道輸水灌溉技術在國內外的發展狀況，總結分析了壓力管道輸水灌溉設計過程中有關優化目標、傳統及智能優化算法、優化設計軟件等方面的研究概況，探討了壓力管道輸水灌溉優化設計中存在一些的問題，并對其今后的研究前景進行了展望。
關鍵詞：壓力管道灌溉；優化目標；算法；軟件
我國是世界上最缺水的13個國家之一，以僅占全球5%～7%的淡水資源供養了約占世界20%的人口。據估計，到2030年，在降水不減少的情況下，我國人口將達16億，人均水資源占有量將由當前的2 200 m3下降到1 760 m3，瀕臨國際公認的1 700 m3嚴重缺水警戒線，水資源短缺將成為影響我國經濟社會健康發展和生態環境可持續發展的主要問題之一［1］。農業灌溉是用水大戶，而目前我國大部分地區灌溉水平仍然較為低下，灌溉用水在輸配水及田間灌溉過程中損失嚴重。因此，進一步改進灌溉輸配水工程措施，減少灌溉用水損失，提高灌溉水利用系數已成為緩解我國農業用水緊張的必然趨勢。近年來，壓力管道輸水灌溉技術在我國大量推廣應用。和傳統的渠道灌溉相比，壓力管道輸水灌溉有利于提高土地利用率，有利于實現水肥一體化和灌溉自動化，便于機耕，易于控制，使用方便。所以壓力管道灌溉是我國節水農業的主要發展方向之一，在我國農業灌溉中所占的比例也越來越高［2］。
展開 壓力管道的一些冷知識
壓力管道的一些冷知識
壓力管道特點
所謂壓力管道就是指利用壓力來輸送氣體、液體等。但可不是所有管道都可以稱為壓力管道的。兩個條件：
1. 壓力>=0.1Mpa (表壓) 2. 管道DN>=25mm特點1. 壓力管道是一個系統，牽一發而動全身。
2. 管道長徑比很大，極易失穩，受力情況比壓力容器更復雜。
3. 管道內流體流動狀態復雜，緩沖余地小，工作條件變化頻率比壓力容器高（如高溫、高壓、低溫、低壓、位移變形、風、雪、地震等都有可能影響壓力管道受力情況）。
4. 管道組成件和管道支承件的種類繁多，各種材料各有特點和具體技術要求，材料選用復雜。
5. 管道上的可能泄漏點多于壓力容器，僅一個閥門通常就有五處。
6. 壓力管道種類多，數量大，設計，制造，安裝，檢驗，應用管理環節多，與壓力容器大不相同。
壓力管道日常檢查及保養項目
壓力管道防范措
下列壓力管道應設置安全閥
1. 在電動往復泵、齒輪泵等容積泵的出口管道上，應設安全閥。安全閥的放空管應接至泵人口管道上，并宜設事故停車聯鎖裝置（如設備本身已有安全閥者除外）；
2. 在可燃氣體往復式壓縮機的各段出口應設安全閥，安全閥的放空管應接至壓縮機各段入口管道上或壓縮機一段人口管道上；
3. 可燃氣體和可燃液體受熱膨脹可能超過設計壓力的管道應設安全閥；
4. 在兩端有可能關閉，而導致升壓的液化烴管道上，應設安全閥或采取其他安全措施；
5. 凡與鼓風機、離心式壓縮機、離心泵或蒸汽往復泵出口連接的設備不能承受其最高壓力時，上述機泵的出口管道需設安全閥。
管道靜電接地
1.
展開 壓力管道的這些冷知識，你知道嗎？
壓力管道特點
所謂壓力管道就是指利用壓力來輸送氣體、液體等。但可不是所有管道都可以稱為壓力管道的。兩個條件：
1. 壓力>=0.1Mpa (表壓) 2. 管道DN>=25mm特點1. 壓力管道是一個系統，牽一發而動全身。
2. 管道長徑比很大，極易失穩，受力情況比壓力容器更復雜。
3. 管道內流體流動狀態復雜，緩沖余地小，工作條件變化頻率比壓力容器高（如高溫、高壓、低溫、低壓、位移變形、風、雪、地震等都有可能影響壓力管道受力情況）。
4. 管道組成件和管道支承件的種類繁多，各種材料各有特點和具體技術要求，材料選用復雜。
5. 管道上的可能泄漏點多于壓力容器，僅一個閥門通常就有五處。
6. 壓力管道種類多，數量大，設計，制造，安裝，檢驗，應用管理環節多，與壓力容器大不相同。
壓力管道日常檢查及保養項目
壓力管道防范措
下列壓力管道應設置安全閥
1. 在電動往復泵、齒輪泵等容積泵的出口管道上，應設安全閥。
展開 壓力管道輸水灌溉優化設計研究進展（下）
5 壓力管道灌溉優化設計存在問題及展望
5.1 主要存在的問題
近年來，隨著國內外壓力管道輸水灌溉技術的較快發展，關于其優化設計的算法及軟件雖然層出不窮，但值得思考的問題依然很多，主要表現在以下幾個方面：
（1）各種算法的適應性問題分析不夠。目前，有關壓力管道灌溉系統優化設計方法很多，但大多研究僅局限于單個算法的尋優過程，而對其解決實際問題的效果、精度及適用性對比分析尚無明確的界限。
（2）傳統優化算法中關于管材和管件的經濟模型普適性差。管材及管件費用是決定灌溉管道系統工程費用的主要因素，是管道系統優化中確定目標函數的主變量。由于管材的多樣性，目前建立的管徑與費用的經濟模型僅僅反映某個類型管材當前的市場情況，通用性差，當管材類型、市場價格等發生變化后，就不能應用，也就影響了管道系統的優化結果。
（3）偏重管徑優化，輕視管網布置形式。目前，壓力管道灌溉系統的管網布置優化研究相對較少，實際地形在管道系統優化模型中常常重視不夠。不僅管道的壓力水頭和灌溉管網的布置形式受實際地形的影響較大，整個管道管網系統的優化設計方案也與實際地形密切相關。
（4）現有研究中多數優化設計模型的構建有待驗證與完善。在與工程實際相結合的壓力管道灌溉優化設計過程中，如果選用的優化模型過于簡單，那么只能對灌溉管網局部進行優化，將得不到滿意的總體優化效果；如果選用過于復雜的優化模型，不僅計算量較大，而且優化過程較繁雜，工程設計人員掌握起來將相對困難，不利于其推廣應用。因此，綜合考慮各種影響因素，采用可行的算法研究實用的優化模型是當前壓力管道灌溉工程優化設計的重要內容。
（5）壓力管道灌溉優化設計軟件的研發水平有待提高。目前通用性強、應用推廣程度高的優化設計軟件比較缺乏，現有優化設計軟件多存在人機界面不完善、功能不全面、可操作性較差、適應性不強等缺陷。
展開 
ANSYS workbench壓力管道螺栓連接分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習壓力管道的三維模型處理
2、學習螺栓連接非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習螺栓連接非線性接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力管道螺栓連接分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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壓力管道的爆破吹掃的準備工作和施工要求
壓力管道的爆破吹掃
鋼制管道在強度試驗合格后和氣壓嚴密性試驗前，按 GB50235-97《工業金屬管道工程施工及驗收規范》的要求，應進行沖洗和吹掃。多年來主要采用水沖洗、空氣吹掃、蒸汽吹掃等技術進行沖洗和吹掃。對于小直徑管道這是比較有效的，對于直徑較大的管道常常由于吹掃介質的流速滿足不了規定的要求而達不到理想吹掃效果。由于管路附件和儀表越來越先進．生產工藝技術要求不斷提高．一些施工技術已不能滿足施工要求。在大口徑鋼制管道的吹掃與沖洗施工中．爆破吹掃法正在取代以往采用的其它施工方法。
爆破吹掃是將被吹掃的管道一端用強度比管道低得多的爆破片封閉，另一端通入壓縮空氣。系統內空氣壓力逐漸升高，當超過爆破片所能承受的極限壓力時，爆破片突然破裂，系統中的壓縮空氣瞬時迅速膨脹從爆破口以極高的速度噴出。同時管道內的焊渣和其它雜物在爆破引起的震動作用和高速氣流的沖擊下也隨之排出，反復數次，即可達到吹掃要求。
爆破吹掃的準備工作及施工要求：
(1)管道的壓力試驗已合格，工程質量已達到施工規范及設計文件的規定；
(2)吹掃方案已經建設單位、監理單位批準．并為參與吹掃人員掌握；
(3) 不允許參與吹掃的孔板．流量計、閥門等已經隔離，該吹掃管道與其它相鄰管道．設備業已隔離；
(4) 爆破系統的選擇非常重要．直接關系到系統吹掃的潔凈程度和吹掃工效的高低。
展開 壓力水管 - 水電站的“動脈血管”
壓力水管是指從水庫或水電站平水建筑物（壓力前池或調壓室）向水輪機輸送水量的管道。它是水電站的重要組成部分，其特點是坡度陡，內水壓力大，靠近廠房，且承受水擊的動水壓力。故又稱為高壓管道或高壓水管。
壓力水管道的功用是輸送水能?？梢哉f壓力鋼管就相當于水電站的“動脈血管”。
一、壓力水管的結構形式
按結構、材料、管道布置及周圍介質的不同，壓力水管的結構形式也不同。
（一）壩體壓力水管
1、壩內埋管
埋設在壩體混凝土中的壓力管道稱為壩內埋管，常采用鋼管，布置形式有：
斜式
平式
豎井式
2、壩后背管
壩內埋管的安裝與大壩施工干擾較大，且影響壩體強度。為此，可使鋼管穿過上部壩體后布置在下游壩坡上，成為壩后背管。
（二）地面壓力管道
引水式地面廠房的壓力管道通常沿山坡脊線露天敷設成地面壓力管道，稱為明管，又稱露天式壓力水管。
根據管道材料不同，常有以下兩種：
1、鋼管
2、鋼筋混凝土管
（三）地下壓力管道
當地形地質條件不宜布置成明管或電站布置在地下時，往往將壓力管道布置在地面以下成為地下壓力管道，地下壓力管道有地下埋管和回填管兩種。
二、壓力水管向水輪機的供水方式
1、單獨供水：一根壓力水管只向一臺機組供水，即單管單機供水。
2、聯合供水：由一根總管在末端分岔后向電站所有機組供水。
3、分組供水
每根主管在末端分岔后向兩臺或兩臺以上機組供水，即多管多機供水。
無論采用聯合供水或者分組供水，與每根水管相連的機組臺數一般不宜超過4臺。
三、壓力水管進入水電站廠房的進水方式
壓力水管的軸線與廠房的相對方向可以采用正向、側向或斜向的布置。
正向進水
側向進水
斜向進水
文章來源：草根水利
展開 史上最全的壓力管道PID圖例，收藏起來很好用！
來源：網絡
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管道是化工廠最常見也必不可少的一項裝置，錯綜復雜常常讓人頭暈眼花。以下200多種壓力管道的PID圖例，記住這些圖例不僅讓你能看得懂管道布置圖，更主要的是設計人員在畫圖時更加方便！
200多種壓力管道的PID圖例,一次收藏終身受益
今天給大家整理了幾乎壓力管道的所有PID圖例，記住這些圖例不僅讓你能看得懂管道布置圖，更主要的是設計人員在畫圖時更加方便！
PID系統簡介
1.開環控制系統
開環控制系統(open-loop control system)是指被控對象的輸出(被控制量)對控制器(controller)的輸出沒有影響。在這種控制系統中，不依賴將被控量反送回來以形成任何閉環回路。
2.閉環控制系統
閉環控制系統(closed-loop control system)的特點是系統被控對象的輸出(被控制量)會反送回來影響控制器的輸出，形成一個或多個閉環。
閉環控制系統有正反饋和負反饋，若反饋信號與系統給定值信號相反，則稱為負反饋( Negative Feedback)，若極性相同，則稱為正反饋，一般閉環控制系統均采用負反饋，又稱負反饋控制系統。
3.階躍響應
階躍響應是指將一個階躍輸入（step function）加到系統上時，系統的輸出。穩態誤差是指系統的響應進入穩態后﹐系統的期望輸出與實際輸出之差。
控制系統的性能可以用穩、準、快三個字來描述。穩是指系統的穩定性(stability)，一個系統要能正常工作，首先必須是穩定的，從階躍響應上看應該是收斂的﹔準是指控制系統的準確性、控制精度，通常用穩態誤差來(Steady-state error) 描述，它表示系統輸出穩態值與期望值之差﹔快是指控制系統響應的快速性，通常用上升時間來定量描述。
展開 壓力管道的空氣吹掃與爆破吹掃，你都了解嗎？
采用爆破吹掃法，應有足夠的氣量，使吹掃氣體的流動速度大于正常操作氣體流速，一般最低不小于20 m/s，以使其有足夠的動量，吹掃出管道和設備中的殘余附著物，保證裝置順利試車和安全生產。
爆破吹掃時空氣消耗量一般都很大，加壓要一定的時間。爆破吹掃的爆破片要統一采購，有專人負責和保管，爆破片的爆破壓力一般為0.6～0.8 MPa，低壓管道和真空管道的爆破壓力一般為0.15～0.20 Mpa，吹掃質量要求高的可適當提高其爆破壓力，但不要高于其管道操作壓力。
爆破片的尺寸大小要與吹掃管道的管徑相一致。爆破吹掃時，要有專人負責和指揮，加壓時，要確認爆破片已經安裝正確且完好，法蘭螺絲上緊，帶爆破片的排氣端無人員或人員已在安全位置。
對于空氣量小時也可采用分段爆破吹掃法，即將系統管道分成許多部分，每個部分再分成幾段，然后逐段爆破吹掃，吹掃完一段與系統隔離一段。
這樣在氣源量小的情況下，可保證吹掃質量。氮氣由于來源、供應時間及費用等原因，一般不作為普通管道和設備的吹掃氣源，而常用作空氣吹掃、系統空氣干燥、蒸汽吹掃合格后，管道、設備的置換、氮封保護。
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《石油化工管道技術》
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本書共計八章。重點介紹了石油化工管道制造、安裝、使用等方面的知識，包括石油化工管道應用標準體系、管道元件及加工、施工組織及現場管理、管道安裝及檢測、除銹防腐及絕熱、在用管道使用管理及維修維護、管道系統泄漏及帶壓密封等。
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展開 煉油廠工藝裝置及管道泄漏試驗怎么做才算合規？這篇文章給你答案
管道泄漏試驗要求
根據《管規》的規定，國內現行管道施工及驗收規范均對管道的泄漏試驗作出相應的規定。表1是國家現行標準對管道泄漏試驗的具體規定。
從表1中各標準規范對管道泄漏試驗的規定可以看出，對于管道泄漏試驗，除GB/T 20801.5-2020外，其他規范均要求試驗介質為空氣，試驗壓力為管道設計壓力，即為通常所說的氣密性試驗。事實上，GB/T 20801.5-2020修改前版本對管道泄漏試驗的規定與GB 50235-2010，GB 50517-2010和SH 3501-2011等規范基本一致，也要求采用空氣按照管道設計壓力進行泄漏試驗。2021年6月1日開始實施的GB/T20801.5-2020對該條款進行了較大的修改。所以，長期以來設計文件對石油化工裝置管道的泄漏試驗的要求是按照施工驗收規范要求采用空氣介質按管道設計壓力進行試驗的。
泄漏性試驗存在的問題
在施工過程中按照相關施工規范進行泄漏性試驗時，存在著諸多的問題。
（1）裝置建成后，工藝系統是一個復雜的組成體，包含壓力容器、管道、安全附件、動設備等，其設計壓力各不相同，對系統靜密封點的泄漏性試驗無法完全按照設計壓力進行，同時可操作性差，存在較大的安全風險。
根據石油化工裝置管道設計規范，管道的設計壓力一般遠高于正常工作壓力，同時不低于管道的最高工作壓力；而管道系統的安全泄放裝置（如安全閥）設定壓力一般小于或等于管道系統的設計壓力。即管道設計壓力高于或等于管道系統安全裝置的泄放壓力，且高于管道的最高工作壓力。因此，當管道的泄漏試驗中的試驗壓力采用管道的設計壓力時，其試驗壓力大于或等于安全泄放裝置的設定壓力，這就會造成泄漏試驗時安全泄放裝置開啟泄壓，從而無法達到規范規定的試驗壓力。
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石油化工裝置管道泄漏試驗該怎么做？這篇文章給你答案
表1是國家現行標準對管道泄漏試驗的具體規定。
從表1中各標準規范對管道泄漏試驗的規定可以看出，對于管道泄漏試驗，除GB/T 20801.5-2020外，其他規范均要求試驗介質為空氣，試驗壓力為管道設計壓力，即為通常所說的氣密性試驗。事實上，GB/T 20801.5-2020修改前版本對管道泄漏試驗的規定與GB 50235-2010，GB 50517-2010和SH 3501-2011等規范基本一致，也要求采用空氣按照管道設計壓力進行泄漏試驗。2021年6月1日開始實施的GB/T20801.5-2020對該條款進行了較大的修改。所以，長期以來設計文件對石油化工裝置管道的泄漏試驗的要求是按照施工驗收規范要求采用空氣介質按管道設計壓力進行試驗的。
泄漏性試驗存在的問題
在施工過程中按照相關施工規范進行泄漏性試驗時，存在著諸多的問題。
（1）裝置建成后，工藝系統是一個復雜的組成體，包含壓力容器、管道、安全附件、動設備等，其設計壓力各不相同，對系統靜密封點的泄漏性試驗無法完全按照設計壓力進行，同時可操作性差，存在較大的安全風險。
根據石油化工裝置管道設計規范，管道的設計壓力一般遠高于正常工作壓力，同時不低于管道的最高工作壓力；而管道系統的安全泄放裝置（如安全閥）設定壓力一般小于或等于管道系統的設計壓力。即管道設計壓力高于或等于管道系統安全裝置的泄放壓力，且高于管道的最高工作壓力。因此，當管道的泄漏試驗中的試驗壓力采用管道的設計壓力時，其試驗壓力大于或等于安全泄放裝置的設定壓力，這就會造成泄漏試驗時安全泄放裝置開啟泄壓，從而無法達到規范規定的試驗壓力。同時安全泄放裝置也必須參與泄漏試驗，這就出現了矛盾。
展開 遼陽石化PPT│壓力管道的操作與維護基礎知識培訓
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 中石油遼陽石化
懇請各位同行，不要不打招呼就“拿走”發到貴公眾號上，感謝！
第三方現場過程檢驗
1、無損檢測機構資質CG核準（A、B、C級）證、換證、升級、增項申請；TOFD資質增項申請；MLF漏磁資質申請；
2、電梯檢測資質核準T1；
3、CMA認證/CNAS認證；
4、壓力管道、壓力管道元件安裝制造許可；壓力容器制造安裝設計許可證；鍋爐制造安裝許可證。
5、可負責為企業引薦技術人才(持有RT/PT/UT/MT/TOFD/ET/MFL等初、中、相關證書）、特種設備作業人員（焊工、起重、司爐、電梯等）;可負責為申請資質企業全程跟蹤指導，可提供質量體系文件、質量手冊、工藝規程等取證相關資料；可負責為企業人員免費辦理人員證書的注冊、變更、掛失及補辦。
誠摯為企業提供更快速便捷的咨詢服務。
展開 【3月20-22日 北京】ANSYS有限元應力分析工程應用實例培訓班
現將有關事項通知如下：
一、主要教學內容
主要內容：介紹ANSYS在壓力容器、壓力管道、航空航天、軌道交通、海洋工程等領域的應用案例，并選取典型工程案例，采用ANSYS WB為主（ANSYS APDL為輔）實際操作的方式，帶領學員熟悉軟件，結合相關行業規范，掌握分析方法。
3月20日：
（1）ANSYS Workbench軟件功能介紹：
ANSYS workbench軟件界面介紹
ANSYS workbench結構靜力、動力學、穩態、瞬態分析功能介紹
ANSYS APDL與Workbench的對比
參數化、優化設計、多物理場耦合分析等功能介紹
（2）ANSYS工程應用案例介紹、相關規范要求：
介紹ANSYS在壓力容器分析設計、壓力管道完整性評價、埋地管道受力分析、海底管道受力分析、LNG儲罐、環保設備、車輛工程、航空航天等領域的應用案例，以及國內外設計規范中相關的分析要求。
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