化工管路設計課件

第九章化工管路設計

一.概述1.管路設計的內(nèi)容：1）管徑的設計。2）管道的選材及其規(guī)格選用。3）接管方式的選擇。4）管件的配用。5）閥件的選擇。6）管架的設計7)管道的配置

2.管路的模型設計：

（1）給人以一種直觀、真實的空間概念。（2）模型的制作過程可隨時發(fā)現(xiàn)工藝問題。（3）為設計人員提供一個預實習的機會。（4）為施工人員提供實物模型，加速理解設計意圖.（5）為操作工人進行預培訓。

3.管路布置圖及其說明1）管路配置圖（配管圖）2）管架圖。3）樓板墻基穿孔圖。4）管架預埋螺栓位置圖。5）管道施工說明。5管道設計的基礎資料（依據(jù)）（1）施工流程圖（2）平面布置圖和立面布置圖（3）設備施工圖（4）物料衡算和熱量衡算（5）工廠地質(zhì)情況（地下水位及凍結層的深度）（6）地區(qū)氣候條件（7）其他（鍋爐房蒸汽壓力和壓縮空氣壓力）二.管道的設計

1.管徑的計算和選擇

（1）工藝計算法

M=E+PA

M:每年生產(chǎn)與原始投資費用之和E:每年生產(chǎn)消耗于克服管道阻力的能量費用A:管道材料安裝和檢修維護費用的總和（設備費用）

P:每年消耗部分，以占設備費用%表示

經(jīng)驗式d=11.40.207

0.033qv0.38P100-0.207d:管內(nèi)徑mmqv:操作條件下流體的體積流率m3/h

:流體運動粘度mm2/sP100:每百米管長允許壓力降，kPa

（2）圖表法根據(jù)流量、經(jīng)濟流速、查表得管徑2.管道的規(guī)格和選材

（2）管道的材料鑄鐵管：埋于下地的管道，用于濃硫酸、液堿（常溫）及地下污水管。焊接管：（白鐵管、黑鐵管、鍍鋅管）用于供水、煤氣、低壓蒸汽等，溫度低于135℃。

無縫鋼管：用于有壓力的場合和易燃、易爆及有害介質(zhì)。不銹鋼管：用于有壓力的場合，易燃、易爆場合，有衛(wèi)生要求的場合及有害介質(zhì)和腐蝕性介質(zhì)非金屬管：用于腐蝕性介質(zhì)，不適應高溫場合。（聚氯乙烯管P.V.C.聚丙烯管..P.P.

環(huán)氧樹脂玻璃鋼管，酚醛樹脂玻璃鋼管等）有色金屬管：用于一些特殊場合，深冷、防腐蝕等。3.管道的表示方法

（1）圖紙和圖幅：

多層建筑、須按層次或按不同標高，分繪幾張平面圖，立面圖則根據(jù)需要分若干剖視表示，比例1:25,1:50(常用）1:100。圖幅采用0號圖，比較簡單的也可用1或2號圖。（2）管線：

單線法

雙線法3.管道的表示方法

（4）管道代號：

φ108×4-Zc-1011aP-T1301-80-B2A-H+3.50(EL3.5)3.管道的表示方法

（5）管道交叉：

（6）管道的連接形式：此管在前此管在前此管在前螺紋法蘭承插焊接（7）管道的重疊：∫∫∫∫∫∫∫∫

（8）管道的彎折和分流：

⊙

⊙⊙1，212平面立面J41W-40PDN50NN1002-15-4.0K1CCL.EL4.600CL.EL5.200PG1003-50-4.0KCL.EL.6.000EL.4.900Z41W-40PDN15CL.EL6.450EL6.200CL.EL4.400R-101工藝管線平（豎）面布置圖圖號比列設計階段1：331BA2700600400PG1004-20-4.0K1BOP.EL4.300尾氣去裝置總管，有建設單位現(xiàn)場接PF.EL4.1001:505.管配件

（1）彎頭：用于改變管路的方向（2）三通：用于管路的分流和設置旁路。（3）短接：用于同徑管道的連接。（4）異徑管：用于不同管徑管道的連接。（5）法蘭：用于管道的連接。（6）盲板：用于切斷管道的流通。三管道設計及安裝的基本要求盡可能明線鋪設成列平行、走直線、少交叉轉(zhuǎn)彎成直角、最好以一頭為悶頭的堵塞三通代替肘管或煨彎管，以便清理或添設支管。4.并列管道上管件、閥件應錯開安裝在螺紋或焊接連接的管道上，應設置一些活管接。管道過人行道h≮2m，過公路≮4.5m，過鐵路≮6m。管子應集中鋪設，尤其是穿墻或樓板。管道過墻應開預留孔，過墻時加套管，環(huán)隙間應充滿填料。閥件及儀表的安裝高度考慮方便和安全閥門1.2m

安全閥2.2m

溫度計、壓力計1.5-1.6m當管道改變標高或走向，應避免形成“氣袋”或“液袋”如不可避免，應設高點放空閥、低點放凈閥。輸送腐蝕性介質(zhì)的管道法蘭不得位于通道的上空。冷流體管（冷凍鹽水）與熱流體管應相互避開，聚氯乙烯與襯橡膠鋼管應避開熱管道。管道應避免經(jīng)過電動機或配電板上空。醇、醚、醛或烴類液化氣在管內(nèi)流動會產(chǎn)生靜電，應注意接地。鑄鐵管較脆，地下埋設應在0.7m以下。溫度計在管道上的安裝

a測溫點應在流體流動穩(wěn)定處，不應在死角。

b熱電偶套管應超過管中心線5-10mm，使溫度計頂端在中心處。

c測溫點最好在拐彎處，有較大的插入深度。四單元設備的管道布置A管廊上的管道布置（1）大直徑輸送液體管道應靠近管架柱子或在管架柱子的上方（2）對于雙層管廊，熱的管道布置在上層，液體、冷的、有腐蝕性介質(zhì)的管道布置在下層。（3）低溫冷凍管道、液化石油氣管道不宜布置在熱管道上方或緊靠不保溫的熱管道。（4）在布置管廊的管道時，要同儀表專業(yè)協(xié)商，為儀表槽架留好位置。B塔的配管（1）塔周圍原則上分操作側(cè)（或維修側(cè)）和配管側(cè)，操作側(cè)主要有臂吊、人孔、梯子、平臺，配管側(cè)主要敷設管道，不設平臺。平臺是作為人孔、液面計、閥門等操作用。（2）塔頂出氣管道應從塔頂引出，在塔的側(cè)面直線向下布置。（3）塔底管道上的法蘭接口和閥門，不要裝在狹小的裙座內(nèi)。（以防操作人員在泄漏物料時躲閃不及）（4）為使閥門關閉后不積液，管道上的閥門宜直接與塔體開口相接。（3）再沸器有兩個升汽口時，升汽管應對稱布置，否則會使管內(nèi)流量不等，熱量分配不均。（4）再沸器抽出的液體為飽和液體，應控制管道的壓降，以防產(chǎn)生汽液兩相流，影響控制、測量儀表。（5）當板式換熱器的活動端板側(cè)設有進出口接管時，管道布置必須具有一定的柔性。F調(diào)節(jié)閥組（1）調(diào)節(jié)閥應盡量靠近與其有關的一次指示儀表，便于手動操作時能觀察一次儀表。（2）調(diào)節(jié)閥應盡量正立垂直安裝于水平管道上。（3）調(diào)節(jié)閥組中隔斷閥應選用閘閥、旁通閥應選用截止閥，但DN>150mm時，也可選用閘閥。（4）檢修調(diào)節(jié)閥時需要泄壓和排液，可在調(diào)節(jié)閥的上游與隔斷閥之間的低點設排液閘閥。五管道的保溫、熱膨脹及補償保溫的目的

a減少設備和管道向周圍環(huán)境散發(fā)或吸收熱量而造成能量損失。

b改善勞動保護條件和生產(chǎn)條件。

c提高設備的防火等級。.五.管道的保溫、熱膨脹及補償

3.常用的保溫材料

（1）纖維型：玻璃棉、礦渣棉、巖石棉。（2）發(fā)泡型：硅藻土、發(fā)泡混凝土、微孔硅酸鹽。（3）泡沫塑料：泡沫玻璃、聚苯乙烯、聚氨基甲酸脂（4）多孔顆粒：膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、炭化軟木。4.保溫范圍a凡表面溫度高于333K以上的管道，都要保溫，以防燙傷。

b表面溫度低于周圍空氣露點溫度。（不保溫將在表面產(chǎn)生凝結水）

c若管道內(nèi)介質(zhì)溫度降低使流動困難，或者產(chǎn)生冷凝液使管道產(chǎn)生腐蝕者皆應保溫。（若必要可加蒸汽伴管，再外加絕熱層）

d由于環(huán)境溫度影響，可能使管道內(nèi)介質(zhì)汽化而影響生產(chǎn)。六.管道保溫厚度的計算

經(jīng)濟厚度：設備、管道采用保溫結構后年熱損失值與保溫工程投資費的年分攤率價值之和為最小值時的保溫厚度。要求表面溫度厚度允許熱損失厚度限制溫降或溫升厚度計算（1）經(jīng)驗選擇

（查表）（2）保溫經(jīng)濟厚度計算對于外徑≤1m的管道、圓筒型設備D1：保溫層外徑（m)D0：管道外徑(m)：絕熱材料平均導熱系數(shù)(kcal/m.h.℃)1：室外總給熱系數(shù)(kcal/m2.h.℃)

1=0+6w1/2

w:風速(m/s)0：一般取10kcal/m2.h.℃Y：年運行時數(shù)(h)B：熱能價格，元/百萬大卡tf：被絕熱管道、設備的外壁溫度