第八章车间管路设计

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第八章车间管路设计
二、管道布置设计中的基本要求
• 化工管道布置应符合下列要求: • (I)必须符合PID图、进出装置的管道应与界区
外管道连接相吻合; • (2)确定管道与自控仪表及变送器等的位置,并
不与仪表电缆碰撞; • (3)管道与装置内的电缆、照明灯分区行走; • (4)管道不影响设备吊装及安全设施; • (5)管道应避开门、窗和梁; • (6)管道布置应保证安全生产,满足操作,维修
直径表示。 • 管径和壁厚的确定:计算后圆整。
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8.4管路布置设计
• 一、管道敷设的种类* • 管道敷设方式可以分为地面以上架空敷设和地面以下敷设两大
类。 • (1)架空敷设 • 架空敷设是化工装置管道敷设的主要方式,它具有便于施工、
操作、检查、维修以及较为经济的特点。 • 架空敷设大致有下列几种类型。 • a)管道成排地集中敷设在管廊、管架或管墩上。 • b)管道敷设在支吊架上,这些支吊架通常生根于建筑物、构筑
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• b)管沟敷设。 • 管沟可以分为地下式和半地下式两种,前
者整个沟体包括沟盖都在地面以下,后者 的沟壁和沟盖有一部分露出在地面以上。 管沟内通常设有支架和排水地漏,除阀井 外,一般管沟不考虑人的通行。与埋地敷 设相比,管沟敷设提供了较方便的检查维 修条件,同时可以敷设有隔热层的、温度 高的、输送易凝介质或有腐蚀性介质的管 道,这是比埋地敷设更优越的地方。
物,设备外壁和设备平台上。 • c)某些特殊管道,如有色金属、玻璃、搪瓷、塑料等管道,由
于其低的强度和高的脆性,因此在支承上要给予特别的考虑。
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(2)地下敷设
• a.埋地敷设。
• 埋地敷设的优点是利用了地下的空间。
• 缺点:如腐蚀,检查和维修困难,在车行道处有时需 特别处理以承受大的载荷,低点排液不便以及易凝物 料凝固在管内时处理困难等。
第八章车间管路设计
2020/11/27
第八章车间管路设计
8.1车间管路设计的内容
• 化工管路计算可以分成两大部分:管路计算与 管道布置设计。
• 管路计算包括管径计算、管道压降计算、管道 保温工程、管路应力分析、热补偿计算、管件 选择、管道支吊梁计算等内容;
• 管道布置设计不仅要满足工艺流程的要求,还 必须满足施工安装的要求。
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• (8)减压阀:减压阀的作用是能自动地将高 压流体按工艺要求减为低压流体,通常在 加压水蒸气和压缩空气管路上。
• (9)疏水器:又叫阻气排水阀或凝液排除器。 • 作用是排除冷凝液而不让气体排出,一般
用于蒸汽管路上或蒸汽加热器的冷凝水排 除管路上。
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3.阀门的表示方法
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• (2)闸阀:又叫闸板阀。 • 原理:利用闸板升降进行启闭和调节流量。 • 闸阀的优点:阻力小,容易调节流量,既可
用来切断管路又可用来调节流量,故广泛用 于各种气体和液体管路上。 • 缺点:不宜用于流体中含有固体物质的管路, 也不宜用于输送腐蚀性流体的管路。尺寸较 大,价格较贵。
• 法兰与管子的连接方式:平焊、对焊、螺纹、承插焊 和松套法兰等。
• 法兰密封面:凸面、光面、凹凸面、榫槽面和梯形面 等。
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• (2)法兰垫圈 • 它是法兰联接中必须使用的管路附件,在管路设
计工作中主要是耍选择合适的垫片材料,垫片材 料由管路通过的介质的性质,最高工作温度和最 大工作压力决定。可查阅有关手册确定。 • (3)法兰盖:盲法兰。法兰盖的公称直径和密封 面形式应与该管道所选用的法兰完全一致。 • (4)法兰紧固件:螺栓、螺母,直径、长度、数 量应符合法兰的要求,螺栓、螺母的种类和材质 由管道等级确定。
减压阀和转向阀等; • 按阀门的形状和构造区分:球心阀、闸阀、旋塞、
蝶阀、针形阀等。 • 2.化工管路常用阀门*
• (1)球心阀 :又称截止阀。
• 优点是易于调节流量,操作可靠,广泛用于各种 受压流体管路。在蒸汽和压缩空气管路上也经常 使用
• 缺点:球心阀不能用于输送含有悬浮物和易结晶 物料的管路。
• 直接埋地敷设的管道最好是输送无腐蚀性或腐蚀性轻 微的介质,常温或温度不高的、不易凝固的、不含固 体、不易自聚的介质。无隔热层的液体和气体介质管 道。
• 例如设备或管道的低点自流排液管或排液汇集管;无
法架空的泵吸入管;安装地面的冷却器的冷却水管,
泵的冷却水、封汕、冲洗油管等架空敷设困难时,也
可埋地敷设。
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一、车间管路设计的内容*
• (1)管子、管件和阀门的选择。 • (2)管路布置设计。 • (3)管路保温设计。 • (4)管道支架的配置。 • (5)管路的热补偿设计。 • (6)编制管道安装材料表。
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二、车间管路设计成品
• (1)管路布置图:布置平面图和剖视图(或向视图)。 • (2)管段图 :空视图或单线图 • (3)管架和非标推管件图。 • (4)管段表:按管段列出管子的材料、规格尺寸和长度,
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二、管道的分类与等级*
• 1、按设计压力分
级别名称 真空管道 低压管道 中压管道 高压管道
设计压力/MPa p <0 0≤p ≤1.6 1.6≤p ≤10 p>10或p ≥9.0且T ≥500℃
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2.按介质温度、闪点、爆炸极限、毒性及设 计压力分
• SHA: • 毒性程度为极度危害的介质的管道、设计压力≥10
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• (3)旋塞阀 :又叫考克。 • 优点是结构简单、体积小、启闭迅速、阻
力小经久耐用。适用于合有悬浮物质和固 体杂质的管路。 • 缺点:不能精确地调节流量。旋塞只适合 用 于 公 称 直 径 15~80mm 的 小 口 径 管 路 以 及温度不高,公称压力在10×105Pa以下的 管路。
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• (4)蝶阀 :又叫翻板阀。 • 由于蝶阀不易和管壁严密配合,所以只适用于
调节流量,而不能用于切断管路。在输送空气 和烟气的管路上经常用于调节流量。 • (5)针形阀 • 针形阀的结构与球心阀相似、只是阀盘作成锥 形,由于阀盘与阀座接触面大,所以它的密封 性能好,易于启闭,容易操作,特别适用于高 压操作和要求精确调节流量的管路。
方便和人,货道路畅通。
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• 化工管道布置除了符合上述要求外,还应仔细考 虑以下问题。
• (I)从生产中的物料因素考虑*。
• a)输送易燃、易爆、有毒及有腐蚀性的物料管道不 得铺设在生活间、楼梯、走廊和门等处,这些管道 上还应设置安全阀、防爆膜、阻火器和水封等防火 防爆装置,并应将放空管引至指定地点或高过屋面 2m以上。
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• (3)其他管件 • 管节(或叫内牙管)和外牙管一般用于小口径水煤
气管的管路连接。 • 活管接用于需要经常拆卸的水煤气管路。 • 管堵用于堵塞管路端口; • 大小头用于改变管路的管径。 • 弯头用于改变管路的方向。 • 三通和四通用于管路的分流和合流。 • 管子、阀门和管件的特性参数用公称压力和公称
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三、化工常用管路
• (1)铸铁管 • (2)硅铁管
• (3)水煤气管 • (4)无逢钢管
• (5)有色金属管 • (6)有衬里的钢管 • (7)非金属管
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8.3化工管路常用阀门和管件
• 常见的管道、管件连接方式*: • 焊接、承插焊、法兰、螺纹、承插连接、卡套连
MPa的SHB介质的管道。 • SHB • SHB1毒性程度为高度危害介质的管道、设计压力小
于10 MPa的甲乙类可燃气体和甲A类液化烃,甲B类 可燃液体介质管道、乙A类可燃液体介质管道。 • SHB2:乙B类可燃液体介质管道、丙类可燃液体介质 管道。 • 按SHJ3501-1997规范进行施工和验收。
• 一、公称压力与公称直径* • (1)公称压力。 • 管道及管件的公称压力(PN)是指与其机械强度有
关的设计给定压力,它一般表示管道及管件在规定温 度下的最大许用工作压力。公称压力单位:MPa。 • (2)公称直径。 • 为了简化管道直径规格,统一管道器材元件连接尺寸, 对管道直径分级进行了标准化,并以公称直径(DN) 表示。公称直径表示管子、管件等管道器材元件的名 义内直径。一般情况下元件的实际内径不一定等于公 称直径。对于同一标准、公称压力和公称直径相同的 管法兰具有相同的连接尺寸。公称直径单位:mm。
管件、阀件的名称、规格和数量,以及管道的试压、涂 色和保温要求。 • (5)管架表 • 列出标准和非标准管架的编号、标准号、名称和数量。 • (6)综合材料表 • 包括管道安装材料和管架材料;设备支架材料、保温防 腐材料 • (7)设备管口方位图。
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三、化工管路设计依据
• 在进行管道设计时,应具有下列资料: • (1)施工图阶段深度的工艺及仪表流程图(PID图); • (2)公用工程系统流程图; • (3)设备平面布置图和立面布置图; • (4)非标设备施工图,定型设备的样本或详细安装图; • (5)建构筑物平、立面布置图; • (6) 工程设计规范、管道等级表; • (7) 设备一览表; • (8) 其他技术参数(如水源、锅炉房蒸汽压力和压缩
空气站空气压力等)。
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四、设计原则*
• (1)依据管道设计规定,收集设计资料及有关的标准 规范。
• (2)根据工艺管道流程图(PID)进行管道设计。
• (3)根据装置的特点,考虑操作、安装、生产及维修 的需要,合理布置管路,做到美观。
• (4)根据介质性质及工艺操作条件,经济合理地选择 管材。
接、卡箍连接等。 • 一、 化工管路常用阀门 • 阀门主要功能*: • 接通和截断介质;防止介质倒流;调节介质压力、
流量;分离、混合或分配介质;防止介质压力超 过规定数值,以保证管道或设备安全运行等。 • 选用阀门主要从装置无故障操作和经济两方面考 虑。
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• 1.分类 • 按作用分:有截止阀、调节阀、止逆阀、稳压阀、
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• (6)止逆阀: 又叫单向阀或止回阀。 • 作用是防止倒流。当工艺管路只允许流体向
一个方向流动时要使用止逆阀。 • (7)安全阀:是一种能使设备自动泄压而防止
超压爆炸的自动阀门。 • 杠杆重锤式安全阀:能耐高温,一般用在锅
炉上; • 弹簧式安全阀:不适用于高温管道,且需经
常校验,但体积小,安装要求比前者低。
• b)支管多的管道应布置在并行管线的外侧,引 出支管时,气体管道应从上方引出,液体管道 应从下方引出,管道应尽量避免出现“气袋”、 “口袋”和“盲肠”。
• b)有腐蚀性物料的管道,不得铺设在通道上空和并 列管线的上方或内侧。
• c)管道铺设时应有一定的坡度,坡度方向一般是 沿物流的方向。
• d)真空管线应尽量短,尽量减少弯头和阀门,以降
低阻力,达到更高的真空度。
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• (2)从施工、操作及维修考虑*。
• a)管道应尽量集中布置在公用管架上,平行走 直线,少拐弯,少交叉,不妨碍门窗开启和设 备。阀门及管件的安装维修,并列管道的阀门 应尽量错开排列。
• P-阀体材料代号
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• 二、 化工管路常用管件*
• (1)法兰
• 化工管路中最常见的联接方式有法兰联接和焊接。
• 法兰联接装拆方便,密闭可靠,适用的压力、温度和 管径范围大,所以是化工管路中最广泛使用的联接方 法,因而法兰就是一种最常用的管件。
• 管道用法兰有化学工业部管法兰部颁标难,可根据公 称压力,公称直径和操作温度来选用。
• 以Z41T-10P闸阀为例,说明阀门型号的表示 方法。
• Z-阀门类型代号,(闸阀Z、截止阀J节流阀L 球阀Q蝶阀D隔膜阀G旋塞阀X止回阀或底阀H 安全阀A减压阀Y疏水阀S管夹阀GJ)
• 4-阀门连接面形式代号
• 1-各种阀体结构代号
• T-阀座密封面或衬里材料代号
• 10-压力等级,ⅹ0.1MPa
• (5)配置的管道要有一定的挠性,以降低管道的应 力.对直径大于DN150,温度大于177℃的管道应进行 柔性核算。
• (6)管道布置中考虑安全通道及检修通道。
• (7)输送易燃易爆介质的管道不能通过生活区。
• (8)废气放空管应设置在操作区的下风向,并符合国
家排放标准。
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8.2化工用管
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