化工管道设计PPT学习教案

1、会计学1化工管道设计化工管道设计第1页/共44页第一节第一节 设计原则及注意事项设计原则及注意事项第2页/共44页二、注意事项二、注意事项1 1、物料管道（凡输送原料、物料管道（凡输送原料, ,半成品半成品, ,成品成品, ,废废料等的管线统称为物料管道）料等的管线统称为物料管道）避免死角。避免死角。坡度为坡度为3/1000-5/1000,3/1000-5/1000,含固体结晶为含固体结晶为1/1001/100。根据物料的性质来选择管材。根据物料的性质来选择管材。管道阀门选择旋塞阀管道阀门选择旋塞阀, ,球阀球阀, ,截止阀。截止阀。输送腐蚀性介质管道不得位于通道上方输送腐蚀性介质管道不得位于

2、通道上方, ,法兰法兰连接处要装护套连接处要装护套, ,与其它管道保持一定距离与其它管道保持一定距离, ,并略低一些。并略低一些。输送易凝固的物料管道应考虑吹扫和加热保输送易凝固的物料管道应考虑吹扫和加热保温。温。防爆管道防爆管道, ,易产生静电管道应注意安装接地。易产生静电管道应注意安装接地。第3页/共44页2 2、蒸汽管道、蒸汽管道第4页/共44页。3、污水管道、污水管道第5页/共44页 .压缩空气管道坡度为4/1000。 .压缩空气管道启闭阀常用球阀。第6页/共44页同一公称直径的钢管,外径相同,但内径随壁厚而异。第7页/共44页二、材质与常用管道种类二、材质与常用管道种类1 1、材质、

3、材质 1) 1)金属类：耐温范围大金属类：耐温范围大, ,耐压力高耐压力高, ,有一定的有一定的耐腐蚀性。耐腐蚀性。 2) 2)非金属类：耐腐蚀性好非金属类：耐腐蚀性好, ,品种多品种多, ,资源丰富资源丰富。第8页/共44页空管及输送酸性物料。 3)非金属管品种繁多如硬聚氯乙烯,聚四氟乙烯,玻璃钢。第9页/共44页、,水泥管。5、卡箍连接:金属插入非金属管后卡箍箍紧。三、管道连接三、管道连接第10页/共44页四、常用阀门和阀件的选择及阀门的标注四、常用阀门和阀件的选择及阀门的标注2 2、常用阀门和阀件的选择、常用阀门和阀件的选择1 1、阀门的标准、型号和标志、阀门的标准、型号和标志:JB 3

4、08-75:JB 308-75规定规定。第11页/共44页5)5)球阀球阀: :结构简单结构简单, ,开关力小开关力小, ,外形小外形小, ,重量轻重量轻, ,阻力小。阻力小。6)6)止回阀止回阀: :介质不能倒流。介质不能倒流。7)7)减压阀减压阀: :通过阀瓣时产生阻力通过阀瓣时产生阻力, ,造成压力损造成压力损失。失。8)8)安全阀安全阀: :压力超过规定值时压力超过规定值时, ,自动开启泄压自动开启泄压。9)9)隔膜阀隔膜阀: :隔膜夹于阀体与阀盖之间隔膜夹于阀体与阀盖之间, ,增加了增加了密封强度。密封强度。10)10)疏水阀疏水阀: :自动排出管道中的冷凝水。自动排出管道中的冷凝水

5、。11)11)管道过滤器管道过滤器:Y:Y型过滤器型过滤器, ,用于疏水器前用于疏水器前, ,或仪表前。或仪表前。第12页/共44页五、流速选择与管径计算五、流速选择与管径计算 第13页/共44页15d:d:管径为管径为 (mm) (mm)Q:Q:流体的体积流量流体的体积流量 (m (m3 3/s)/s)V:V:流体的平均流速（流体的平均流速（m/sm/s）第14页/共44页1. 1. 管道隔热的一般规定管道隔热的一般规定（1）热力管道及其附件，凡表面温度大于）热力管道及其附件，凡表面温度大于50oC以上时，须考虑隔热，隔热后的管道外表以上时，须考虑隔热，隔热后的管道外表温度不应超过下列数值：

6、温度不应超过下列数值：（2）室外架空敷设的非干燥气体管道及附件，）室外架空敷设的非干燥气体管道及附件，又处于又处于0oC以下温度时，应考虑防冻。以下温度时，应考虑防冻。室外管道，当温度室外管道，当温度25oC时为时为60oC，当气温，当气温25oC时为时为40oC。室内管道，当操作地点按室内管道，当操作地点按25oC考虑时为考虑时为50oC。第15页/共44页（4）所有可能在）所有可能在0oC以下的煤气管及气体气体以下的煤气管及气体气体管道的排水管必须进行隔热防冻。管道的排水管必须进行隔热防冻。（3）室外架空敷设的冷煤气管道，有处于）室外架空敷设的冷煤气管道，有处于0oC以以下可能时，一般应按

7、以下规定隔热、防冻下可能时，一般应按以下规定隔热、防冻。当室外气温为当室外气温为0 0到到-10-10o oC C时，时，DN300DN300的管道应的管道应做隔热防冻。做隔热防冻。当室外气温为当室外气温为-10-10到到-20-20o oC C时，时，DN500DN500的管道的管道应做隔热防冻。应做隔热防冻。当室外气温为当室外气温为-20-20以下时，所有管道应进行以下时，所有管道应进行隔热防冻。隔热防冻。第16页/共44页密度小，在密度小，在450kg/m3450kg/m3以下以下机械强度大，一般可承受以上；机械强度大，一般可承受以上；导热系数小，导热系数小，350350以下时导热系数小

8、于以下时导热系数小于0.14W/mK, ,化学稳定性好，耐腐蚀，耐火，膨胀小；化学稳定性好，耐腐蚀，耐火，膨胀小；能耐一定温度，对潮湿，水分的寝室有顶能耐一定温度，对潮湿，水分的寝室有顶的抵抗力；的抵抗力；价格便宜，易于施工。价格便宜，易于施工。按导热系数按导热系数（W/mKW/mK）划分为：）划分为： 一级隔热材一级隔热材料料 ；二级隔热材料；二级隔热材料 ；三级隔热材料；三级隔热材料 ；四级；四级隔热材料隔热材料第17页/共44页3 3、常用保温材料的特性与应用范围、常用保温材料的特性与应用范围保温材料的导热系数随温度的增加而增加。保温材料的导热系数随温度的增加而增加。在高温管道可先包覆耐

9、热性较高的保温材料在高温管道可先包覆耐热性较高的保温材料, ,然后再敷以导热系数较小的保温材料。然后再敷以导热系数较小的保温材料。参考：参考：HG/T 206832005第18页/共44页4 4、隔热层厚度的选择、隔热层厚度的选择隔热层厚度的计算较为复杂，随厚隔热层厚度的计算较为复杂，随厚度的增加，管道热量损失可以减少，但隔度的增加，管道热量损失可以减少，但隔热的投资费和折旧费却在增加，一次需要热的投资费和折旧费却在增加，一次需要进行经济核算来去顶最适宜的厚度。进行经济核算来去顶最适宜的厚度。D Dw w：管道或圆柱形设备的外径，：管道或圆柱形设备的外径，mmmm；：隔热材料的导热系数，：隔热

10、材料的导热系数，W/mKW/mK；t1t1：管道或圆柱形设备的外表面温度，：管道或圆柱形设备的外表面温度，o oC C；q q：最大允许热损失，：最大允许热损失，W/mW/m（可参考相关标准（可参考相关标准）第19页/共44页1)1)隔热形式隔热形式: :除一般绝热隔热外除一般绝热隔热外, ,有时还采有时还采用夹套保温或伴热管保温用夹套保温或伴热管保温, ,物料凝固点物料凝固点( (或熔点或熔点) )5050时采用伴热管保温时采用伴热管保温, ,150150采用夹套保温。采用夹套保温。2)2)热载体的选择热载体的选择: :常用的热载体有热水常用的热载体有热水, ,蒸蒸汽汽, ,烟道气烟道气,

11、,热空气热空气, ,高温时用联苯混合物高温时用联苯混合物, ,熔盐。熔盐。5 5、隔热形式及热载体的选择、隔热形式及热载体的选择第20页/共44页二、管道的热补偿二、管道的热补偿 管道的热膨胀管道的热膨胀, ,冷缩：冷缩：L=Lt若管道不能自由伸缩若管道不能自由伸缩, ,将产生热应力。将产生热应力。应力大小可由下式计算应力大小可由下式计算: :=E=EtL：线形热膨胀或体积热膨胀值；：线形热膨胀或体积热膨胀值；：材料膨胀系数；：材料膨胀系数；t：温度变化：温度变化E：材料弹性模量；：材料弹性模量；：材料膨胀系数；：材料膨胀系数；t：温度变化：温度变化第21页/共44页1 1）自然热补偿：）自然

12、热补偿：利用管道部置时的自然弯曲利用管道部置时的自然弯曲来吸收热伸长量，此弯段称自然热补偿来吸收热伸长量，此弯段称自然热补偿器。有器。有L L形有形有Z Z形，自然热补偿可不用补形，自然热补偿可不用补偿器，简单经济。偿器，简单经济。 2 2、管道的热补偿、管道的热补偿第22页/共44页1. 固定式支架固定式支架：在管道上不允许有任何的位移，：在管道上不允许有任何的位移，紧卡在或固定在牢固的生根架上。一般使用在紧卡在或固定在牢固的生根架上。一般使用在热管、冷管上直线很长的场合，为防止热膨冷热管、冷管上直线很长的场合，为防止热膨冷缩位移量过大，在固定管架之间须设置补偿器缩位移量过大，在固定管架之间

13、须设置补偿器或利用管道拐弯自然补偿。或利用管道拐弯自然补偿。2. 活动支（吊）架活动支（吊）架：该支（吊）架用于管道的正：该支（吊）架用于管道的正常支撑，这种支（吊）架在支撑面上允许有纵常支撑，这种支（吊）架在支撑面上允许有纵向和横向的移动，是配管使用比较多的一种，向和横向的移动，是配管使用比较多的一种，根据管道允许跨度，确定其位置。根据管道允许跨度，确定其位置。第23页/共44页3. 导向支架导向支架：又叫限位移支架，只限于某个方向：又叫限位移支架，只限于某个方向的位移，一般仅允许轴向移动，不允许横向移的位移，一般仅允许轴向移动，不允许横向移动。多用于设备入口，铸铁阀门的两侧，以避动。多用于

14、设备入口，铸铁阀门的两侧，以避免产生弯距；还用于波形伸缩器，高管伸缩器免产生弯距；还用于波形伸缩器，高管伸缩器的直管线上，以保持轴向位移。的直管线上，以保持轴向位移。4. 弹簧支（吊）架弹簧支（吊）架：利用弹簧的伸长或压缩，伴：利用弹簧的伸长或压缩，伴随管道垂直位移起支撑作用。一般布置在垂直随管道垂直位移起支撑作用。一般布置在垂直管道的两侧和顶端，如水平管道受垂直管道的管道的两侧和顶端，如水平管道受垂直管道的影响有上下位移的场合需要用弹簧支架。影响有上下位移的场合需要用弹簧支架。各种支架类型、配件及图示各种支架类型、配件及图示参考：参考：HG/T 21629-1999 管架标准图管架标准图第2

15、4页/共44页W：管架总宽度，：管架总宽度，m；f：安全因素，按工艺流程图估计管数时，取，按施工：安全因素，按工艺流程图估计管数时，取，按施工工艺图估算时，；工艺图估算时，；S：管道的平均距离，一般，当管径时，取；：管道的平均距离，一般，当管径时，取；n：管件根数；：管件根数；A：扩建需要的预留宽度，需要仔细考虑，一般为。：扩建需要的预留宽度，需要仔细考虑，一般为。W一般为一般为6-8m，大于，大于9m时要采用双层管架。时要采用双层管架。管架宽度也收起下面布置的设备和通道影响。管架宽度也收起下面布置的设备和通道影响。第25页/共44页三、管道支吊架载荷计算三、管道支吊架载荷计算不同支（吊）架形

16、式、管道走向及阀门控不同支（吊）架形式、管道走向及阀门控制等，有不同的计算方法，可参考相关资制等，有不同的计算方法，可参考相关资料，如工程力学等。料，如工程力学等。abABCG：承受的载荷，：承受的载荷，NQ：单位长度的基本载荷，：单位长度的基本载荷，N/m确定管道支架时要预先考虑管道支架的载荷确定管道支架时要预先考虑管道支架的载荷水平直管水平直管无集中负无集中负荷时荷时第26页/共44页三、管间距三、管间距1. 各种情况的管间距可查相关手册，间距确定各种情况的管间距可查相关手册，间距确定的一般考虑原则为：的一般考虑原则为：无法兰不保温或保温、保冷管道，其突出部分净无法兰不保温或保温、保冷管道

17、，其突出部分净距离不小于距离不小于80mm；有法兰的不保温管道，其突出部分的净距离不小有法兰的不保温管道，其突出部分的净距离不小50mm；法兰相错的管道，按大管道上有法兰与小管道无法兰相错的管道，按大管道上有法兰与小管道无法兰考虑间距；法兰考虑间距；管道最突出部分距墙壁或柱边的净空不小于管道最突出部分距墙壁或柱边的净空不小于100mm第27页/共44页3. 并排管道上并排安装用手轮操作的阀门时，并排管道上并排安装用手轮操作的阀门时，管间距离处考虑法兰大小及净距离外，还要管间距离处考虑法兰大小及净距离外，还要考虑手轮大小及其净距离（一般选考虑手轮大小及其净距离（一般选100mm），采用两者中较大

18、值。），采用两者中较大值。4. 管道通过人行道时，最低点离地面不小于管道通过人行道时，最低点离地面不小于2m；离公路不小于；离铁路不小于；离公路不小于；离铁路不小于6m；离厂；离厂交通干线一般为交通干线一般为5m。2. 管道最突出部分距管架梁端部距离不小管道最突出部分距管架梁端部距离不小100mm，距管架柱距离也不小于，距管架柱距离也不小于100mm第28页/共44页吸入管的直径不应小于泵的入口，入口进吸入管的直径不应小于泵的入口，入口进泵为水平方向时，入口管道应配置偏心异泵为水平方向时，入口管道应配置偏心异径管，取顶平安装，以免形成气袋。径管，取顶平安装，以免形成气袋。泵的排出管一般均按止回

19、阀，旁路管。泵的排出管一般均按止回阀，旁路管。往复泵往复泵, ,齿轮泵齿轮泵, ,旋涡泵在排出管设安全阀旋涡泵在排出管设安全阀。蒸汽泵蒸汽泵, ,计量泵计量泵, ,非金属泵入口处设过滤器非金属泵入口处设过滤器。第29页/共44页2)塔的配管塔平面配管:人孔的90、270扇区不排管。塔立面配管:主要反映管道,平台的标高走向。2 2、塔的管道布置、塔的管道布置第30页/共44页3 3、容器的管道布置、容器的管道布置立式容器立式容器: :分操作侧面分操作侧面和和配管侧面配管侧面, ,操作侧面操作侧面有加料孔有加料孔, ,视镜视镜, ,压力表压力表, ,温度温度计；人孔计；人孔, ,气孔在顶部出料孔气

20、孔在顶部出料孔在底部。在底部。卧式容器卧式容器: :液体液体, ,气体进口在一端的顶部气体进口在一端的顶部, ,液液体出口在另一端的底部体出口在另一端的底部, ,蒸汽蒸汽出口则在液体出口的顶上出口则在液体出口的顶上, ,人人孔可在顶上孔可在顶上, ,侧面或封头中心侧面或封头中心。第31页/共44页2)2)管道布置管道布置卧式容器卧式容器: :两设备一般不用直管连接。两设备一般不用直管连接。进料管设在设备前部。进料管设在设备前部。出料管在底部中心引出。出料管在底部中心引出。管口大多在一条直线上。管口大多在一条直线上。阀门大多装在管口上。阀门大多装在管口上。第32页/共44页4 4、换热器的管道布置、换热器的管道布置2)2)换热器的配管换热器的配管管壳式换热器已标准化管壳式换热器已标准化, ,有系列产品有系列产品