第五章化工管路设计
化工设计概论第5章管道设计与布置
公称压力PN/MPa
高压
中压
低压
10.0 16.0 20.0 25.0 30.0 2.5 4.0 6.4 0.25 0.6 1.0 1.6
4. 选择阀门和管件。 介质在管内输送过程中，有分支、有汇合、转弯、 变速等情况，为了保证工艺的要求和安全，还需要各种类型的管件和阀门。 根据设备布置情况及工艺、安全的要求，选择合适的管件和阀门。
化工设计概论第5章管道设计与布置
5. 选择管道的热补偿器。 管道在安装和使用时往往存在温差， 为了消除热应力，需要选择合适的热补偿器。
（2）压力
压力低于9.8 MPa（表压）可用碳钢，压力在9.8～31.4MPa（表压）可 用碳钢或低合金钢，压力大于31.4MPa（表压）用高强度合金钢，如 15MnV等。不同规格碳钢管与允许工作压力的关系列于表5-2。
（3）介质性质
对强腐蚀物料，常用耐酸不锈钢，如1Cr18Ni9Ti等，但他们都很贵，应
6. 绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择。 根据管道输送 介质的特性及工艺要求，选定绝热的方式，然后根据介质温度及 周围环境状况，确定管壁的绝热层厚度。
7. 管道布置。 首先根据生产流程，介质的性质和流向，相关 设备的位置、环境、操作、安装、检修等情况，确定管道的敷设 方式、管件距离、管与墙的距离等内容。
无缝钢管由普通碳钢、优质碳素钢、普通低合金结构钢和合金结构钢等的 管坯热轧和冷轧而成，其优点是质量均匀、强度高。常用于高压、高温或易 燃、易爆和有毒物料的输送。它们在化学工业中应用最广泛。
化工厂管道工程方案设计
化工厂管道工程方案设计一、前言化工厂是指生产化学产品的工厂，包括化学工业、石油化工、农药化工、医药化工等。
在化工生产过程中，管道工程是一个非常重要的环节，它承担着输送原料、中间产品和成品的任务。
化工厂管道工程的设计直接关系到化工生产的顺利运行和产品质量。
因此，合理、有效、安全、经济的管道工程方案设计至关重要。
二、管道工程基本原则1. 安全安全是管道工程设计的首要原则。
在化工生产中，原料和成品多为有毒、易燃、易爆等危险品，因此管道工程设计必须严格遵循安全标准和规范，确保管道系统的安全运行。
包括管道材料的选择、管道的设计压力、管道的防腐蚀措施等。
2. 经济经济性是管道工程设计的重要考量因素。
在管道工程设计中，需要合理选择管道材料和管道结构，以降低建设和运行成本。
同时，还需要根据实际情况充分考虑管道线路的布局，避免不必要的管道延长和弯曲，降低管道运输的阻力，降低能耗。
3. 高效高效是管道工程设计的另一个重要原则。
在管道工程设计中，需要合理选择管道直径和流速，以保证管道流体的正常运输，避免管道内积存物，增加管道清洗和维护工作。
4. 环保管道工程设计需要充分考虑环保因素，避免对环境造成污染、危害。
包括管道使用的材料、管道设计的冷却、清洗系统等。
5. 可靠管道工程必须保证系统的可靠性，避免管道出现漏水、爆炸、堵塞等情况。
因此，管道材料的选择和管道安装工艺是非常重要的。
三、管道工程设计步骤1. 确定管道系统的输送对象根据化工生产的实际情况，确定要输送的原料、中间产品或成品的特性、化学成分、物理参数等。
2. 确定管道系统的输送方式根据输送对象的性质，确定输送方式，包括压力输送、液位输送、重力输送等。
3. 确定管道系统的输送参数根据输送方式，确定输送参数，包括流量、压力、温度等。
4. 确定管道系统的布局根据输送对象和输送方式，确定管道系统的布局。
包括管道的起止点、管线走向、管道的支架、管道的排气、排液系统等。
5. 确定管道系统的材料根据输送对象的性质和输送参数，确定管道系统的材料。
化工管路的构成与标准化管理措施
化工管路的构成与标准化管理措施化工管路是化工企业中极为重要的组成部分，其主要作用是将流体介质从储藏设备、加工设备、反应设备等输送到目标位置，是化工生产过程中输送介质的载体。
为确保管路在化工生产过程中的安全和可靠性，需要严格遵循标准化管理措施。
化工管路的构成化工管路是由管道、阀门、法兰、管接件、支架和附件等部分组成的。
其中，管道管道是输送介质的主体，一般是由钢、铸铁、铜、塑料、玻璃钢等材料制成。
在化工生产中，由于介质特性的差异，管道材料需根据介质性质、温度、压力、流量、腐蚀性等因素进行综合考虑。
阀门阀门是管道系统中控制介质流动的装置，一般用于开启、关闭、调节和方向控制等方面。
阀门种类繁多，如截止阀、调节阀、止回阀、球阀、蝶阀等。
对于不同介质和工况，选择相应的阀门种类是确保管道系统运行安全的关键。
法兰法兰是管道连接件的一种，具有接头牢固、密封性好、维修方便等特点。
根据不同作用，法兰可分为法兰、盲板、管夹、管卡、快速接头等类型。
化工生产中，其选型须满足管道设计和介质特性的要求。
管接件管接件主要用于连接管道、阀门、法兰等设备组成管道系统，包括弯头、三通、四通、异径管、管帽等。
选料时应考虑管道系统的性能和可靠性，以及维护和运行的便捷性。
支架支架是管路系统固定和支撑的装置，用于在管路敷设和安装的过程中确保管道保持固定的位置和方向，防止弯曲或振动。
附件附件是化工管路中用于增强管路连接件、增加管路的强度和可靠性、改善流动状态和调节流量等的一些辅助装置，如支吊架、法兰密封垫片、密封填料、变径接头等。
标准化管理措施为确保化工管路系统的安全和可靠性，必须制定符合国家标准的标准化管理措施。
其主要内容包括以下几点：整体和局部设计符合国家标准化工管路设计符合国家标准，包括涉及到反应性、毒性、易燃、易爆、高温、高压等危险性介质的储存和输送要求。
此外，在设计过程中还应充分考虑管道的材料、尺寸、厚度、定位、支承等方面的问题。
管路制作和施工符合相关标准化工管路的制作和施工符合相关质量要求，如截面尺寸和管道壁厚度等应根据设计要求选取标准型号，熟练掌握工艺技术，确保管路的质量。
化工管路教案设计
化工管路教案设计教案标题：化工管路教案设计教学目标：1. 理解化工管路的基本概念和作用。
2. 掌握化工管路的设计原则和方法。
3. 能够应用所学知识设计简单的化工管路。
教学内容：1. 化工管路的定义和分类。
2. 化工管路的基本元素和组成。
3. 化工管路的设计原则和方法。
4. 化工管路的安全与维护。
教学步骤：1. 导入（5分钟）- 引入化工管路的概念，让学生了解化工管路在化工工艺中的重要性。
2. 知识讲解（20分钟）- 介绍化工管路的定义和分类，包括输送管路、回收管路、分配管路等。
- 解释化工管路的基本元素，如管道、阀门、泵等，并讲解它们在管路中的作用。
- 阐述化工管路的设计原则，如流体力学原理、安全性、经济性等，并介绍常用的管路设计方法。
3. 实例分析（20分钟）- 提供一些实际的化工管路设计案例，引导学生分析和思考如何根据给定的要求进行设计。
- 引导学生讨论不同设计方案的优缺点，并指导他们选择最合适的设计方案。
4. 设计练习（25分钟）- 将学生分成小组，每个小组设计一个简单的化工管路。
- 学生根据所学知识和实例分析的经验，选择合适的管道、阀门和泵等元素，并进行管路布局设计。
- 学生需要考虑流体的输送要求、安全性和经济性等因素，并进行相应的计算和分析。
5. 总结与展望（10分钟）- 学生汇报各小组的设计成果，并进行讨论和评价。
- 总结本节课所学内容，强调化工管路设计的重要性和应用前景。
教学资源：1. 化工管路设计案例2. 相关课件和教材3. 实验室或工厂中的化工管路实例评估方法：1. 学生设计的化工管路方案评价。
2. 学生对化工管路设计原则和方法的理解程度。
3. 学生在设计过程中的分析和解决问题能力。
教学延伸：1. 鼓励学生深入研究更复杂的化工管路设计案例，并进行更深入的分析和讨论。
2. 引导学生了解和学习相关的软件工具，如CAD软件和流体模拟软件，以提高化工管路设计的效率和准确性。
3. 组织实地考察，参观化工厂或实验室中的管路设计和应用，让学生更直观地了解化工管路的实际应用情况。
化工设计管道设计
5、其他因素 (1)管道与阀门一般不宜直接支承在设备上。 (2)距离较近的两设备间不应直连，应用45o
或90o弯接。 (3)管道布置时应兼顾电缆、照明、仪表及
采暖通风等其他非工艺管道的布置。
三、 管道布置图（管道安装图、配管图 ）
• 设计依据
– 控制点工艺流程图 – 设备布置图 – 设备装配图 – 土建、自控、电气等专业的有关图样、资料
⑤注出地面、设备基础、管道和阀门的 标高尺寸。
（3）绘制方位标 （4）绘制附表及注写说明 （5）校核与审定
五、管道布置图的阅读
1. 明确视图数量及关系 • 了解平面图的分区情况，了解平面图、
立面剖视图的数量及配置情况，在此基 础上弄清各立面剖视图在平面图上的剖 切位置及各个视图之间的关系，注意管 道布置图样的类型、数量、有无管段图 及设计模型，有无管件图、管架图等。
⑤ 管件、阀件的名称、型号、规格和数量， 以及管道试压、涂色和保温要求
⑥ 管架表：列出标准和非标准管架的编号、 标准号、名称和数量
⑦ 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。
⑧ 设备管口方位图（最终）。
二、考虑因素：
1.物料因素
(1)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。
(5)编制管道综合材料表，包括管道、管件、 阀门、型钢等的材质、规格和数量。
2、设计要求
(1)符合工艺流程的需要，满足生产要求； (2)便于操作管理，保证安全生产； (3)便于管道的安装和维护； (4)整齐美观，节约材料和投资。
3、最终成品
化工管道设计流程
化工管道设计流程英文版：Chemical Engineering Pipeline Design Process1. Pre-design PreparationBefore commencing pipeline design, a comprehensive analysis of the project must be conducted, including understanding the scale, purpose, location, budget, etc. Simultaneously, collect relevant laws, regulations, standards, and specifications, and conduct an on-site survey to provide basic data for subsequent design.2. Process Flow AnalysisAnalyzing the process flow is the core of pipeline design. It is necessary to understand the properties, flow rates, temperatures, pressures, and other parameters of various media in the process flow, determine the routing, branches, interfaces, etc., of the pipeline system, to ensure that the pipeline can meet the needs of the process flow.3. Material Selection & EvaluationSelect appropriate pipeline materials based on the requirements of the process flow. Consider factors such as material corrosion resistance, high-temperature resistance, mechanical strength, and cost, to select the most cost-effective material.4. Pipeline Layout DesignBased on the process flow and site environment, conduct pipeline layout design. Consider the safety, operability, and maintainability of the pipeline to ensure a reasonable, aesthetically pleasing, and practical pipeline layout.5. Strength & Safety AnalysisConduct strength analysis and safety assessments of the pipeline to ensure itssafe and stable operation under various working conditions. Consider factors such as pipeline stress, temperature effects, vibrations, etc., and perform detailed calculations and simulation analyses.6. Environmental Protection MeasuresDuring the pipeline design process, environmental protection factors must be considered. Implement reasonable anti-corrosion measures, noise reduction measures, leakage prevention and control measures, etc., to minimize the impact of the pipeline on the environment.7. Construction Drawings PreparationAfter completing the pipeline design, detailed construction drawings must be prepared. The drawings should include information such as the plane layout, elevation layout, and section layout of the pipeline, to provide guidance for construction.8. Design Optimization & ReviewAfter completing the preparation of construction drawings, design optimization and review are necessary. Through design optimization, the performance and reliability of the pipeline can be further improved; through review, it is ensured that the design complies with relevant regulations and standards, providing assurance for the smooth implementation of the project.中文版：1. 设计前期准备在开始管道设计之前，必须对项目进行全面分析，包括了解项目的规模、目的、地点、预算等。
化工设计第五章
化工设计第五章介绍化工设计第五章是一个涉及化工工程设计的重要部分。
在这一章中，我们将讨论化工设备的选择和设计原则。
化工设备的选择是一个关键的决策，它将直接影响到生产过程的效率和产品质量。
在本章中，我们将首先介绍化工设备的分类和常用的化工设备，然后我们将详细讨论每种设备的设计原则和技术要求。
最后，我们将通过一个实际的案例研究来展示如何应用这些设计原则和技术要求。
化工设备的分类化工设备可以根据其功能和用途进行分类。
常见的化工设备包括反应器、分离设备、传质设备、加热设备等。
反应器反应器是化工过程中最常用的设备之一。
它用于进行化学反应，并在一定的条件下实现物质的转化。
反应器可以根据其结构和操作方式进行分类，常见的反应器有批式反应器、连续反应器、固定床反应器等。
分离设备分离设备用于将混合物中的不同组分进行分离。
常见的分离设备包括蒸馏塔、吸收塔、萃取器等。
这些设备的选择和设计需要考虑分离效率、能耗和设备成本等因素。
传质设备传质设备用于在化工过程中进行物质传递，常见的传质设备包括传质塔、吸附塔等。
传质设备的设计需要考虑传质效率、传质速率和设备尺寸等因素。
加热设备加热设备用于提供热量，常见的加热设备包括加热炉、换热器等。
加热设备的设计需要考虑传热效率、能源消耗和设备成本等因素。
设计原则和技术要求化工设备的设计需要遵循一些基本的原则和满足一定的技术要求。
以下是一些常见的设计原则和技术要求：1.安全性：化工设备的设计应考虑操作安全和生产环境的安全。
设备应具有合适的安全装置和控制系统，以防止事故和污染的发生。
2.可靠性：化工设备的设计应考虑其可靠性和稳定性。
设备应能够在长时间运行和承受不同条件下的工作。
3.效率：化工设备的设计应追求高效率和低能耗。
设备的结构和操作应能够提高生产过程的效率，减少能源消耗和废物产生。
4.经济性：化工设备的设计应考虑经济成本。
设备的成本应合理，并且在使用寿命中具有较低的运行和维护成本。
5.可持续性：化工设备的设计应考虑环境保护和资源节约。
《化工管道设计》PPT课件
第二节 管件选择与管径计算
一、管道和管件的公称压力及公称直径系列 1、管道和管件的公称压力系列 碳钢在200℃,合金钢在250℃以下,最大的允 许工作压力(表压),称为公称压力PN(MPa〕。 2、管道和管件的公称直径系列 以外径表示钢管的直径，称为公称直径
DN(mm) 同一公称直径的钢管,外径一样,但内径随壁 厚而异。
1、焊接:施工方便,可靠不漏,本钱低,尽量用焊接, 管径大于32mm电焊,管径小于32mm气焊。
2、螺纹连接:连接简单,拆装方便,本钱低,但连接 可靠性低,不宜用于易燃易爆有毒管线。
3、法兰连接:连接强度高,拆装方便,密封可靠但 费用高,用于大管径,密封要求高的管道。
4、承插连接:用于供排水管,陶瓷管,水泥管。
5、卡箍连接:金属插入非金属管后卡箍箍紧。
四、常用阀门和阀件的选择及阀门的标注
1、阀门的标准、型号和标志:JB 308-75规定。 2、常用阀门和阀件的选择
1)旋塞:构造简单,操作方便,阻力小,但密封面 易磨损。
2)闸阀:流体阻力小开关力小,但构造复杂密封 面易损。
3)截止阀:构造简单,价格廉价,开关力大,密封 性能差。
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管道设计
一般，在化工装置工程建立中， 管道设计工作量占工程设计总工作量 40%，管道工程材料费用占设备材料 总费用的20%，管道安装工时占施工 总工时的40%以上，工艺生产装置能 否长期平安运行与管道设计的好坏密 切相关。
化工原理管路计算-[兼容模式]
![化工原理管路计算-[兼容模式]](https://img.taocdn.com/s3/m/41962783856a561253d36f1e.png)
本节的主要内容一、简单管路的计算二、复杂管路的计算经济性在总费用最少的条件下，选择适当的流速（2）操作问题：计算管道中流体的流速或流量进行核算。
1V q 2V q 3V q 管路的分类：复杂管路（1）分支管路（2）并联管路没有分支的管路1V q 2V q 3V q Vq 简单管路（2）整个管路的阻力损失等于各管段阻力损失之和，即++=∑21f f fh h h12V V q q ===常数（1）通过各管段的体积流量不变，对于不可压缩流体，有1V q 2V q 3V q 一、简单管路的计算(3.5.1)(3.5.2)【例题3.5.1】水从水箱中经弯管流出。
已知管径d ＝15cm ，l 1＝30m ，l 2＝60m ，H 2＝15m 。
管道中沿程摩擦系数λ＝0.023，弯头ζ＝0.9，40°开度蝶阀的ζ＝10.8。
问（1）当H 1＝10m 时，通过弯管的流量为多少？（2）如流量为60L/s ，箱中水头H 1应为多少？解：（1）取水箱水面为1-1截面，弯管出口内侧断面为2-2截面，基准面0-0。
在1-1和2-2截面之间列机械能衡算方程，有（一）分支管路各支管的流动彼此影响，相互制约（A）对于不可压缩流体，总管的流量等于各支管流量之和12134V V V V V V q q q q q q =+=++Vq 2V q 3V q 4V q 1V q 二、复杂管路的计算忽略交叉点处的局部损失(3.5.3)（B）主管内各段的流量不同，阻力损失需分段加以计算，即fAG fAB fBD fDGh h h h =++（C）流体在分支点处无论以后向何处分流，其总机械能为一定值，即B C fBC D fBDE E h E h =+=+DF fDFG fDGE E h E h =+=+单位流体的机械能总衡算方程Vq 2V q 3V q 4V q 1V q (3.5.4)(3.5.5)(3.5.6)（一）分支管路22112122u p u gz ρ++=第五节管路计算。
化工流体管路设计讲解
流体输送管路设计目录1.任务书2.设计过程2.1流程图2.2管道设计2.2.1主管道规格确定2.2.2管道特性方程估算2.3泵的设计2.3.1项目基础数据及相关信息2.3.2泵型号确定及其基础特性参数2.3.3泵工作点确定及其性能参数的校正2.3.4泵的安装高度估算2.4设计结果一览图表3．条件变化对输送系统的影响分析4．操作过程及注意事项5．设计评述6．参考文献7.符号说明一、任务书某工厂需要将一定量溶剂从贮槽送往高位槽,两槽液面稳定,其间的垂直距离为10m, 溶剂温度20℃,溶剂贮槽液面与地面的距离为3m,试解决下列问题：⑴选择输送管子,并画出示意图；⑵选择合适类型的泵；⑶求泵的轴功率和电机功率；⑷确定泵的安装位置；⑸确定泵的工作点、损耗在阀门上的轴功率；⑹现若流量需增加10%,可采取什么措施? 分析管路设计中可行的节能措施。
注：学号单号同学选用溶剂为乙醇，双号同学选用溶剂为甲醇，输送量为（50+学号最后两位）吨/小时。
要求：查阅相关工程设计手册或其它文献，写出设计报告，对工艺参数的选用附上相关出处。
二、设计过程1.流程图2.管道设计2.1物理参数及操作环境条件在20℃，即303.15K 下进行，储罐A 与大气相通，其液面上方大气压假定为1atm ，离心泵根据管路计算选择。
输送量为61000kg/h 。
常压、303.15K 下，乙醇的物性数据为：密度ρ=789kg/m 3,黏度μ=1.15*10-3Pa ·s 。
2.2管径、流速、雷诺数的计算与流型的判断工程设计中．易燃易爆液体管道直径的大小．与安全流速值的大小有直接的关系。
根据化工设计手册[1]乙醇的安全流速u ≤5m/s,结合乙醇在管路输送的经济流速[2]，和泵吸入管的推荐流速0.5≤u ≤2.0m/s 和排出管的推荐流速2.4≤u ≤3.0m/s[3]。
假定液体在吸入管道内的流速0u =2.2s m ，在泵排出管内的流速u 1=3.0m/s,已知流量s / 0.0215/ 77.333m h m V a==，由流量计算式u d V 22⎪⎭⎫⎝⎛=π得吸入管径为：002u V d a π==mm 2.214.30.02152⨯=112mm 同理得排出管径为：112u V d a π==mm 3.014.30.02152⨯=96mm 查流体输送用不锈钢无缝钢管规格表【4】选取吸入管规格mm mm 4 121⨯φ。
化工管路部分
管冒、丝堵
管冒又叫：封头、堵头、盖头、管子盖、闷头。 用途：焊接在管端或装在管端外螺纹上以盖堵管子的 管件。用来封闭管路，作用与丝堵相同。 管帽包括凸形管帽、锥壳、变径段、平盖及紧缩口的 设计。
丝堵又叫塞头。装在管端内螺纹上， 以堵塞管子的管件。水暖安装中常 用于管道尽头,防止漏水 。
内外螺纹接头
反应釜
广义理解即有物理或化学反应的不锈钢容器， 通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要 求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。随 之 反应过程中的压力要求对容器的设计要求也不 尽相同。生产必须严格按照相应的标准加工、检 测并试运行。不锈钢反应釜 根据不同的生产工艺、 操作条件等不尽相同，反应釜的设计结构及参数 不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容 器设备。
根据我们工作需要，将所有组成可细化为：管子，管件，法 兰，垫片，容器，设备，阀门，泵釜，计量表（流量、温 度），防腐，保温，保冷。
管子
(1)金属管
①铸铁管：污水管、低压给水管
②钢管：低压流体焊接钢管（低压无腐介质）、 无缝钢管（较高温度、压力的流体） ③有色金属管： 紫铜管和黄铜管：换热器用管 或低温流体
手动球阀系列
自动球阀系列
蝶阀系列
截止阀系列
泵
泵是受原动机控制，驱使介质运动，是将原 动机输出的能量转换为介质压力能的能量转 换装置。泵主要用来输送液体包括水、油、 酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也 可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物 的液体。
化工容器、设备
换热器
• 是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备， 又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食 品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占 有重要地位。
化工管路手册
化工管路手册（最新版）目录1.化工管路手册概述2.化工管路的分类3.化工管路的设计与施工4.化工管路的维护与管理5.化工管路的安全注意事项正文【化工管路手册概述】化工管路手册是一本关于化工管路设计、施工、维护和管理的专业指南。
本书旨在为广大工程技术人员提供一本实用的参考书，以便更好地了解和掌握化工管路的相关知识。
书中详细介绍了化工管路的分类、设计与施工、维护与管理以及安全注意事项等方面的内容，以期提高工程技术人员在实际工作中的应用能力。
【化工管路的分类】化工管路根据材质、用途和输送介质的不同，可分为以下几类：1.根据材质：碳钢管、不锈钢管、铸铁管等；2.根据用途：流程管、冷热水管、消防管等；3.根据输送介质：气体管、液体管、固体管等。
【化工管路的设计与施工】化工管路的设计与施工应遵循以下原则：1.设计：根据工程需要，结合介质的特性，选择合适的管材、管件和阀门；2.施工：施工前应进行管路布置设计，合理安排管路走向，确保施工顺利进行。
同时，在施工过程中要注意管材、管件和阀门的安装质量，确保整个管路系统的稳定性和安全性。
【化工管路的维护与管理】化工管路的维护与管理主要包括以下几个方面：1.定期检查：对管路进行定期检查，发现问题及时处理，确保管路系统的正常运行；2.清洗：定期对管路进行清洗，去除管内沉积物，防止管路堵塞；3.维修：对损坏的管材、管件和阀门进行及时维修或更换，保证管路系统的完整性。
【化工管路的安全注意事项】在化工管路的使用过程中，应注意以下几点安全事项：1.严禁超压使用：确保管路系统的工作压力在设计范围内，防止超压造成管路破裂等事故；2.严禁管路泄漏：发现管路泄漏应及时处理，防止泄漏引发火灾、爆炸等事故；3.做好防护措施：在管路附近设置明显的警示标志，提醒人员注意安全，同时做好防护设施，防止意外事故发生。
通过以上介绍，我们可以了解到化工管路手册的内容涵盖了化工管路的各个方面，为广大工程技术人员提供了一本实用的参考书。
化工管路设计与安装要求1
4 在输送腐蚀性介质的管道上安装的法兰应设置塑料保护罩，并且 在通道上部不得设置法兰，以防泄漏发生安全事故；
5 管道穿越楼板、平台、屋面及墙壁时要加保护套管，套管直径应 大于法兰直径或管道保温后的直径；
PVC管可分为0.5、0.6、1.0、1.6四个压力等级； 适应温度范围：-15～60℃，温度过低易开裂过高易 老化。
PVC管一般分为轻型管和重型管两种。
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玻璃钢管（FRP管）：
玻璃钢管是将浸有树脂基体的纤维增强材料，按照 特定的工艺条件逐层缠绕到芯模上并进行固化而成。其 管壁是一种层状结构。
9 气体和蒸汽管道应从主管上部引出支管，以减少冷凝液的携带 排液口设置在底部以排尽冷凝液；
种类：FRP-W型、 FRP-R型、 FRP-F型、 FRP-H
型
聚丙烯/玻璃钢复合管（PP/FRP管）：
衬里管：衬橡胶、塑料、玻璃、陶瓷、搪瓷等。
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第二节 管 件
管件在管道系统中起着改变走向、改变标高或改变直 径、封闭管端以及由主管引出支管的作用。在石油化工 装置中管道品种多，管系复杂，形状各异、繁简不同， 所采用的管件品种、材质、数量也就很多，选用时需要 考虑的因素也很复杂。
一条管道的设计压力（表压），不应小于运行
中遇到的可能内压或外压与温度相偶合时最严重条件 下的压力。
设计温度
管道的设计温度是指正常操作过程中，由压力和 温度构成的最苛刻条件下的材料温度。
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公称压力
公称压力为管子、管件、阀门等在规 定温度下允许承受的以压力等级表示的工 作压力。公称压力的符号为PN，其公制单 位为MPa。
化工设计管道设计
• 用细线按比例画出全部设备外形轮廓， 画出设备上连接管口位置或非定型设备。 另外，还应画出设备的基础支架。简单 设备的外形轮廓可画得更简略。复杂机 械可按需要画出全部外形轮廓或只画出 与配管有关的局部外形。不同标高的多 排管廊，也须将每一层分开画。
▲水平沿墙排列原则：
• 大管道靠墙，小管道在外边(即大管道靠 近支撑承重点);
–材料表
以上设计内容都在施工图设计文件(说明 书)中表现出来，主要有下列图、表； ① 管道布置图：有管道布置平面、竖面和剖视图 （或向视图） ② 管段图 表示一段管段在空间的位置，也叫空 视图或单线图，它是一段管道的立体图样。 ③ 管架和非标准管件图。 ④ 管段表 管段表按管段列出管道的材料、规格 尺寸和长度
• 立面剖视图要按比例画，不需要标注尺寸，在 平面图上必须标注剖切位置。在剖视图的下方 应注明相应的剖视图名称。如“A—A”、“B 一B”、……或“1—1”、“2—2”、……或 “I—I”、“Ⅱ一Ⅱ”、……等。
管道垂直面排列的基本原则
–热介质管道在上，冷介质管道在下 –无腐蚀的管道在上，有腐蚀的管道在下 –小管道支承在大管道上方或吊在大管道
(5)编制管道综合材料表，包括管道、管件、 阀门、型钢等的材质、规格和数量。
2、设计要求
(1)符合工艺流程的需要，满足生产要求； (2)便于操作管理，保证安全生产； (3)便于管道的安装和维护； (4)整齐美观，节约材料和投资。
3、最终成品
–说明书 –管道布置图
• 平面图 • 竖面图 • 剖视图 • 管段图
• PN（Mpa）: • 1.6、2.5 、4、6.4、10、16、20
3、管道材质
• 铸铁：下水道、污水管、低压场合 • 碳素：各种无缝钢管，最常用，换热器 • 低合金：16Mn • 合金钢：不锈钢（304，304L，316，316L） • 铜及其合金：黄铜、紫铜、铜镍合金（蒙乃尔）
化工管道设计概述
2021/7/4
51
隔膜阀
2021/7/4
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常用阀门
• 隔膜阀
阀的启闭件是一块橡胶隔膜，夹于阀体与 阀盖之间。隔膜中间突出部分固定在阀杆上， 阀体内衬是有橡胶，由于介质不进入阀盖内腔， 因此，无需填料箱,隔膜阀结构简单，密封性能 好，便于维修，流体阻力小，适用于温度小于 200℃,压力小于1.OMPa的油品、水、酸性介质 和含悬浮物的介质，不适用于有机溶剂和强氧 化剂的介质。
第一章 管道设计基础知识
第一节 管道、管件及阀门的选用 第二节 法兰、法兰盖、紧固件、垫片 第三节 管道材料统计
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专业 会签
姓名
日期
专业
姓名
日期
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排净管
2 1 0
/批准人
浙江工程设计有限公司 项目名称
图纸名称 专业
版次
设计证书编号（甲级）：121116-sj
12
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常用阀门
• 旋塞阀 旋塞阀的结构简单，开关迅速，
操作方便，流体阻力小，零部件少， 重量轻。适用于温度较低、粘度较大 的介质和要求开关迅速的部位，一般 不适用于蒸汽和温度较高的介质。
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49
蝶阀
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常用阀门
• 蝶阀
蝶阀与相同公称压力等级的平 行式闸板阀比较，其尺寸小、重量轻、 开闭迅速、具有一定的调节性能，适 合制成较大口径阀门，它用于温度小 于80℃、压力小于1.0MPa的原油、油 品及水等介质。
57
疏水阀
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常用阀门
• 疏水阀
疏水阀的作用是自动排除设备或管道中的 凝结水、空气及其他不凝性气体，又同时阻止 蒸汽的逸出。凡是需要蒸汽加热的设备、蒸汽 管道等都应装疏水器，以保证工艺所需的温度 和热量，使加热均匀，防止水击，达到节能的 作用。
化工设计管道专业设计流程
后续要进行管道材料统计工作,包括管 道材料,管道支架材料,保温材料,涂漆材料 的统计工作. 所有工作完成.
设备布置图
工艺:复核是否满足工艺要求 建筑:设计基础条件 结构:设计基础条件
暖通:设计相关条件
消防:设计相关条件 水道:设计相关条件
仪表:设计相关条件
电气:设计相关条件 总图:设计相关条件
对于工艺专业来说,设备布置图应由其 复核是否满足其工艺要求.比如说,如果工艺 要求管线1应由设备A自流向设备B,那么设备 时设备A应高于设备B,且高差应满足自流的 要求;塔釜液相出口到泵的吸入口的高差,应 满足泵的正净吸入压头; 对于建筑,结构专业来说,设备布置图是 其设计的基础,建筑专业由设备布置图来确 定楼梯,墙等相关建筑体的设计;结构专业由 设备图来进行其专业的详细设计,包括具体 的梁柱设计,平台,设备支承点的设计,地沟, 围堰等建筑物的设计
管道设计
应力:设计基础条件 材料:设计相关条件 结构:设计相关条件
水道:设计相关条件
仪表:设计相关条件 电气:设计相关条件
设备:设计相关条件
系统:设计相关条件
具体的管道设计阶段,应先进行重要管 道的布置,如反应器,塔器,泵相关管道及高 温高压管道,低温管道的设计. 此时应力专业会根据工艺专业提供的管 道命名表来确定需要进行应力计算的临界管 线,管道专业应根据临界管线表,将需要进行 计算的管线绘制成空视图,提交应力专业核 算,对于难于通过计算的管道,与应力专业沟 通,通过改变管道走向等方式,协助应力专业 完成相关设计.同时根据应力专业的结果,更 新本专业的管道布置及设备布置. 很多情况下,应力计算难于通过,需要改 变管道走向,甚至有时需要改变设备布置,通
如向设备专业提交设备的管口方位图及 设备上的梯子平台条件.对于重要设备,如塔, 反应器的管口方位,考虑时需仔细谨慎,满足 工艺要求的同时也要保证操作,检修的可行 性与易行性. 向结构专业提交新增的平台条件,与楼 面开孔条件.对于不易接触到又需要经常操 作的阀门,仪表等,应考虑设置平台,并向结 构专业提交条件.楼面开孔条件对结构专业 的次梁设计有很大影响,应及时提出以避免 结构专业做重复性工作. 当管道设计工作基本完成时,需向水道 专业提交与其管道的接点图;向仪表专业提 交仪表件的安装位置与标高,以便其进行仪
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以及无侵蚀性物料管道。
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第五章化工管路设计
•4、无缝钢管 特点是品质均匀和强度高， 可用于输送有压力的物料、蒸汽、高压水、 过热水以及输送燃烧性、爆炸性和有毒害 性的物料，极限工作温度为435℃。 输送 强腐蚀性或高温介质(可达900～950℃)则 用合金钢或耐热钢制成的无缝钢管。
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•5、管件 •管件的分类
• 按用途分类表
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第五章化工管路设计
•各种管件举例 •弯头
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第五章化工管路设计
•异径管
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第五章化工管路设计
•法兰的密封面 •宽面、光面、凹凸面、榫槽面 和梯形槽面等。
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•管道法兰均按 公称压力选用
第五章化工管路设计
•有色金属管
1. 铜管与黄铜管 制造换热设备，亦有用
作低温管道、仪表的测压管线或传送有
压力的流体。
2. 铝管 用来输送浓硝酸、醋酸、蚁酸等
物料，或用作换热管，不抗碱。
3. 铅管 用作硫酸管道或酸性物料管道，
但由于强度低、重度大、抗热性差等缺
点，巳逐步为耐酸合金管，尤其是为塑
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第五章化工管路设计
一、 管道设计基础
• 1 概述-设计依据 （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
• 5）卡箍连接： 适用于金属管插入非金 属管的连接。
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第五章化工管路设计
•6. 管径计算
•(1)管子直径 •的计算和选择
•管内流体的常见速度范围
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第五章化工管路设计
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第五章化工管路设计
•(2)最经济管径的选择
•M：每年生产费用与原始投 资费用之和; • ：每年消耗于克服管路阻力 的能量费用; •A：管路设备材料、安装、 检修和维护费用的总和； •P：设备每年消耗部分。
第五章化工管路设计
•5、管道连接
1) 焊接：施工方便、可靠不漏，用于不需拆卸 的管道连接。
2) 螺纹连接： 简单，拆卸方便，成本低，可靠 性差。
3) 法兰连接 ：结合强度高，密封可靠，拆卸方 便，，费用高，适用于大管径、密封性要求 高的管道连接。
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第五章化工管路设计
• 4）承插连接：适用于埋地或沿墙敷设 的供排水管，如铸铁管、陶瓷管和水泥 管等。
第五章化工管路设计
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2020/12/11
第五章化工管路设计
管道是化工生产过程中不可缺少的部分 各种工艺物料、蒸汽、水以及气体都要用管 道来输送；
设备与设备间的连接，要用管道来沟通；
据统计，管道安装的费用约占全厂化工设备 总投资的15％一20％，化工管道的设计（计算） 和敷设（布置）是化工厂常遇到的一个十分重 要的普遍性问题．
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第五章化工管路设计
材料代号
•A—铸铁及硅铸铁；B — 碳素钢；C — 普通低合金钢；D —合金钢； E — 不锈 耐酸钢；F —有色金属； G —非金属； H —衬里管；
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第五章化工管路设计
•3、材质与常用管道种类
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第五章化工管路设计
金属 管 •1、铸铁管 常用作埋于地下的给水总管、
空气站空气压力等）。
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第五章化工管路设计
• 1 概述-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，做到整齐美观。
（4）根据介质性质及工艺操作条件，经济合理地选择 管材。
管道中作启闭阀；价贵、)制造和修理较困难、
不易用非金属抗腐蚀材料制造、不得用于输送
含用晶体和悬浮物的液体管道中。
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第五章化工管路设计
3、截止阀 结构简单、维修方便、价格便宜、 流量调节方便；密封性能差，开关力较大。
4、节流阀 用于需调节流量和压力的部位、但 调节精度不高；适用于温度较低、压力较高的 介质，不适合黏度大和含有固体颗粒的介质。
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第五章化工管路设计
（4）提出下列资料：
a）将各种断面的地沟长度提供给土建；
b）将车间上水、下水、冷冻盐水、压缩空气及蒸汽 等管道管径及要求（如温度、压力等条件）提供 给公用工程；
c）统计各种介质管道（包括管子、管件及阀件等） 的材料、规格和数量；
（5）编写施工说明书：
施工中应注意的问题;
•阀门的标准、型号和标志(p225)
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第五章化工管路设计
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•碟阀
第五章化工管路设计
•截止阀
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第五章化工管路设计
•闸阀
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第五章化工管路设计
•止回阀
•过滤器
•
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柱 塞 阀
第五章化工管路设计
•阀门类型选择表
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第五章化工管路设计
（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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第五章化工管路设计
• 1 概述-设计内容
碱类和盐类浓液都稳定，但对强氧化剂是不
稳定。可用来输送60℃以下的介质。
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第五章化工管路设计
•4.阀门的选择
1、旋塞 装置简单、启闭迅速、流体阻力小， 可用于输送含有晶体和悬浮物的液体管路中； 不适于调节流量、磨光旋塞费人工、旋转旋塞 较费力，在高温时会由于膨胀而旋转不动。
2、闸阀 阻力小、易调节流量，但—般用于大
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第五章化工管路设计
•2、管道等级 •管道等级代号的确定 •× × ×
•
第三单元，表示相同的公称压力和类
•
似的或相同的基本材料下的变化顺序号
•
第二单元，表示基本材质
•
第一单元，表示法兰的公称压力。
•例：1.6k1，2.5C3，10G1等
•同一管道等级下有管子、管件、阀门、法兰。
•2.5C3：PN2.5，材质12CrMo，阀门材质为铬钼钢。
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第五章化工管路设计
•(1)保温管道的热损失计算
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保 温 管 道 的 热 损 失 算 图
•q＝at0
第五章化工管路设计
•
•例1．管子外径为150mm，保温层厚度为60mm， 保温材料的导热系数为0.1 kcal/m.h.℃，管内流体 温度为220℃，周围空气温度为20℃，求每m保温 管子的热损失。
•50 以下
•40 •50 •60 •70
•管道直径（mm）
•60～ 100
•50 •60 •70 •80
•125 ～ 200
•60 •70 •80 •90
•225 ～ 300
•70 •80 •90 •100
•325～ 400
•70 •80 •90 •100
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第五章化工管路设计
• 保温材料的性质影响保温厚度的 大小，在选用时，应使保温厚度不超 过最大允许值。
（1）管径
（2）地沟断面的决定
（3）管道配置图 ：
a）以代号或符号表示介质名称、管子材料和规格、 介质流向以及管件、阀件、汽水分离器。补偿器 等；
b）注明管道的标高和坡度，标高以地平面为基准面， 或以楼板为基准面；
c）同一水平面或同一垂直面上有数种管道安装时应 予以注明；
d）绘出地沟的轮廓线；
e）管架敷设情况。
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第五章化工管路设计
•2、硅铁管 适用于输送公称压力2.5kg／ cm2以下的腐蚀性介质。高硅铁能耐强酸， 而含铂的抗氯硅铁更可耐各种浓度、温 度的盐酸。
•3、水煤气管 用软钢焊成，分镀锌和不镀
锌两种，镀锌的称为白铁管，不镀锌的称
为黑铁管。水煤气管常用作给水、煤气、
暖气、压缩空气、真空、低压蒸汽和凝液
煤气管及污水管等，亦可用来输送矿液及
浓硫酸．不可用铸铁管输送蒸汽及在压力
下输送爆炸性与有毒害性的气体；铸铁管
的公称直径有50、75、100、125、150、
200、250、300、350、400，450、500、
600、700、800、900和1000mm多种，长度
有2、3、4、5和6m，视管径而异 。
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第五章化工管路设计
•8.管道的热膨胀及其补偿
•(1)管道热膨胀
• 化工管道都是在室温下安装的，当操作 温度与安装时的温度不同时，管子的长度就 有伸缩。管道因温度变化Δt而引起的伸长为:
•式中:α—线膨胀系数，钢为12×10-6/℃。
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第五章化工管路设计
• 若管道两端固定，管道受到拉伸或压 缩时，由温度变化而引起的热应力为：
料管所代替。
第五章化工管路设计
非金属管
•1、陶瓷管 耐蚀性能很好，缺点是陶瓷性脆、
机械强度低和不能耐温度剧变。
•2、玻璃管 耐蚀，清洁，透明，易于清洗，