第八章管道布置设计及配管图.docx

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1、第八章管道布置设计及配管图化工厂中,设备之间的连接,物料、蒸汽、水气体的输送都要用到各种管径材质不同的管道,管在道纵横、交叉重叠排列,长途管路几公里以上,管道费用占总投资的15%20%因此化工管路安装设计是化工设计中重要组成部分,是管道安装文件。是根据流程图和设备布置图进行设计的。8.1管路设计包含的内容:(1)管子管间和阀门的选择(2)管路布置设计(3)管路保温设计(4)管路支架配置(热管路要计算)(5)管路的热补偿设计(6)编制管道安装材料表(7)图纸文件(施工图阶段)a.管道布置平立面图,单向视图b.管段图:也叫三维图视图或单线图,它是一段管道的立体图样。c.管架和非标管件图。由管段表:

2、按管子序号列出管子的规格、材质、长度、管件、阀门的名称型号、规格和数量,管道的试压、涂色和保温防腐要求。e.管架安装示意图。f.综合材料表(包括工艺的所有材料)。g.设备管方位图。8.1.1管道、管件及管架8.1.1.1管道确定(1)压力等级:比操作压大广2个压力等级。(2)材质:介质的腐蚀性、毒性、温度、压力等。B-碳钢E-不锈钢、D-合金、F-有色金属A-铸铁、G-非金属(3)法兰的密封面平面:一般性质FF-全平面RF一突面凹凸面:易燃易爆MFM梯槽面:剧毒TG(4)管道壁厚:E=Pd20%+pt壁厚mmP管内压力Mpad管外径mmti一一操作温度下的设计压力Mpa1)铸铁管:给水总管、埋

3、地水管、煤气管、污水管道2)硅铁管:0.25MPa腐蚀介质3)水煤气管:镀锌钢管:水、煤气、PA,真空、LS等低压无腐蚀物料。(镀锌的称为白铁管,不镀锌的称为黑铁管。)1/8”,1/4,3/8,1/4,3/4,1,2,3等4)无缝钢管:应用广泛,输送易燃易爆、有压力的物料,强度好、质地均匀。5)有色金属管:a.铜管:换热器、低温管道、仪表管道。b.铝管:浓硝酸、醋酸等。6)非金属管:(耐腐蚀管)a.陶瓷管:0.2MpaT150C腐蚀介质(氢氟酸除外)b.玻璃管:T:-30C150CT80oC(防止骤变)c.PVC管(聚氯乙烯)0.25MpaT60Cd.ABS管:P1.0MpaT120oCe.橡

4、胶管:耐酸碱、抗腐蚀性好、有弹性、可任意弯曲,一般用作临时性管道。(铠装软管6.4Mpa)f.内衬管:内衬玻璃、搪瓷、玻璃钢8.1.2管道计算D最经济管径的选择:管道投资费用与克服管道阻力所消耗动力有关。管径Dt-投资费用tf动力消耗Nl管径Dl投资费用I一动力消耗Nt长管道:大管径应根据经济管径选择短管道:小管径根据经验决定也可进行图解:见表8-3、图8-1也可用计算近似估算:碳钢管:D 最佳二282 Wo.G流量一 kg/s。密度一kg/nP不锈钢管:D最佳=226G203$D最佳mm例题81求Hel气体,5atm,15,流量G=7000kgh(1atm,0,HCI气体体积22.4m3km

5、ol)操作状态下的密度:P_p RTo _ _M RTO 一RT1 一 RTi36.5X5X27322.4X1X288= 7.72kgm3Dt120C工作压力低于公称压力不同温度下工作压力与公称压力的关系见表8-1P295b.公称直径:既不是外径也不是内径,而是与之相近的数c.常用管壁厚:插手侧,也可计算。(通过管子的许用应力计算)碳钢:20#:-20C475C10#:-40C375C16MnRn:-40C475C18X325X332X338X345X3.5DN15DN20DN25DN32DN4057X3.576X489X4108X4133X4DN50DN65DN80DNlOODN125159

6、X4.5219X6273X8325X8379X9DN150DN200DN250DN300DN350见表84,5,6,4)管压降计算:化工原理第一章讲过管路热应力计算:工程软件,也可手算。8.1.3阀门分2类:切断阀调节阀(一)常用阀1)旋塞阀优点:结构简单,关开迅速,阻力小,可输送悬浮颗粒液体,缺点:不能调节,不得用于整齐、高温液体。2)球阀:优点:易操作,易调节。缺点:不得输送含结晶和悬浮液体。3)闸阀:优点:同上,但一般用于大管径缺点:同上。4)隔膜法:优点:密封性好,阻力小,用于输送悬浮液或腐蚀性液体。缺点:不适用于有机溶剂和强氧化介质。5)止回阀、底阀:也叫单向阀,用于清净介质。升降是

7、:阻漏性好,但阻力大。H41H-16卧式,用于水平管道H42H-16立式,用于垂直管道。旋启式:可任意安装在水平、垂直、倾斜路上。6)安全阀:根据介质压力能自动开启阀的阀门,能使设备自动泄压而防止设备超压。重要的地方装两个。a.杠杆式:可靠,高温时使用,安装时需保持阀盘轴线的垂直。b.弹簧式:精巧,可任意安装。但需经常校验。7)截止阀:优点:比闸阀调节性好,简单便宜。缺点:不适用于粘度大,含颗粒,易沉淀的介质。不宜作放空,低压、真空系统阀,因密封性差。8)蝶阀:小、轻、开启快,具有调节性,适合制成大口径阀,(大于100DN)法兰对夹。D:4(T2000mm9)减压阀:能自动的将高压流体按工艺要

8、求减为低压流体,常用于加压水蒸气和压缩空气管路上。(二)阀门的型号和标志附体材料公称压力一封底座或衬里材料结构型式 管道联接方式 阀门类型闸阀Z旋塞阀X截止阀J球阀Q安全阀A蝶阀D节流阀L减压阀J止回阀H阀门类型代号用汉语拼音字母表示。连接形式代号用阿拉伯数字内螺纹1外螺纹2法兰4焊接6对夹7卡箍8卡套90结构形式代号用阿拉伯数字每一种阀都有自己的结构代号:如:止回阀一升降式一浮球式O、多瓣式1、离式2旋启式-*单瓣式4、多瓣式5、双瓣式6闸阀:明杆楔式一单闸板1明杆平行式一双闸板2截止阀:一直通式1角式2m阀座密封面或衬里材料代号用汉语拼音表示如:N 尼龙塑料T 铜合金Hf合金钢Cf唐瓷X

9、一软橡胶B一衬胶回公称压力Kgcm2 or MpaBf巴氏合金Ff氟塑料Wf由阀体直接加工的阀座密 封面。D -搪瓷比工作压力大一级或二级。执行试验压力、工作压力规定、工称压力规定。回阀体材料!Crl8Ni9Ti-P一不锈钢lCrl8Nil2Mo2Ti-*R合金ZG25II-C一铸钢H62-Tf铜TA2-Ti-钛材Q一球墨铸铁Eg:JllT-16J41H25Q41F25CZ41H-16CD71X16Z41W-40PX17W-10Z41Y160PY43H-40BZ41H-16C(带保温套闸阀)8. 1.4管道连接1)焊接:所有压力管道都应尽量考虑焊接,D32m电焊D32mm气焊2)承插焊:密封性

10、要求高的,施工方便3)法兰焊接:用于大管径,密封性要求高的管子连接,也适于玻璃、塑料、阀件与管道或设备的连接。便于安装与检修。4)螺纹连接一般用于W50mm,P0.IMpa,T100C5)承插连接:适用于水泥管、塑料管、玻璃管等。6)卡套连接:用于50mm金属管、或非金属管、拆卸方便,一般用于仪表、控制系统。7)卡箍套:适用于金属与非金属管连接。9. 1.5管件与管架(1)管件:活结头、螺纹短节、丝堵、管接口、三通、四通异径管:同心、不同心弯头:9045018OoR:1.5D,2D,4D选用标准件。(2)管架:类别:固定架、导向架、滑动架、吊架、弹簧吊架、弹簧支架等。表示方法:管架安装示意图:

11、化工部有统一规定,将型号注明即可,非标要画详图支架间距:按规定(见设计手册)或计算8.2.管路布置设计应考虑的问题8.2.1物料因素D有腐蚀性物料管道应布置在平列管道的下方或外侧,易燃易爆有毒和有腐蚀性的物料管道不应敷设在生活间、楼梯间、走廊处,应配置安全阀、防爆膜、阻火器、水封等防火防爆措施,放空管应引至室外指定地点或高出屋面2米以上排放。2)冷热管尽量分开布置,分不开时,热管在上,冷管在下。3)真空管线应尽量短,减小阻力,达到更大真空度。4)管道应力:自然补偿,波纹补偿器5)坡度及管间距8.2.2施工操作及维修D支管多的管道应布置在并列管的外侧,引支管时,气相管从上方引出,也向管从下方引出

12、。2)管道应集中架空布置。尽量走直线,不挡窗。9.2.3安全生产D阀门要布置在便于操作的部位。操作频繁的阀应按顺序排列。容易开错且会引起事故的阀门应拉大距离。并涂上不同颜色2)管道与阀门的重量不应考虑支撑在设备上。3)地上管路通过有负荷地区,应加保护措施。8.2.4其它因素1)距离较近的两设备之间,管道不宜直连,因垫片不宜配准,建议采用4590弯接。2)不锈钢与碳钢不宜直接接触,以防电话学腐蚀。3)穿楼板、墙时,应安装套管,套管应高出楼板表面50mm。4)管道布置中应照应到电气专业及电控专业的电缆桥架,暖管道等。8.2.5保温工程D目的:根据生产过程工艺条件要求,或为了减少热量、冷量损失、或为

13、了改善操作环境、或为防止人员烫伤。2)保温范围凡表面温度高于120C管道。保冷,低于空气露点温度。输送易凝、易结晶介质管线,采用蒸汽伴热,加套管伴热等。受环境影响,可能使管道介质汽化而影响生产者。保温材料的性质要求;a.导热系数小,绝热性能好b.物理化学性能稳定,吸湿率小c.容重小,机械强度高d.价格低,易于就地取材e.施工方便3)保温厚度的选用:计算法,图解法。查看厂家样本,选用厂家推荐的公式常参保温材料:保温管壳,保温涂料。见保温设计手册8.3管道布置图管道布置图所包含的图纸资料:D管路布置图(平、立、视图)2)蒸汽系统管道布置图(对于复杂工程,在一张图上表示不清楚的)3)单线图(空视图)4)管架图5)管件图我们主要讲,平面图、单线图(管段图)8.3.1作用及内容:它是车间管道施工安装的依据,是在设备布置图上添加管路、阀件、管件、管架、仪表控制点等。制图依据:1)带控制点工艺流程图2)设备布置图3)设备图4)土建图5)电气、自控等专业的有关图纸及图样。对管道做出适合工厂操作要求的合理的布置设计。并绘制出管路布置图。8. 3.2绘制管

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