第八章车间管路设计

第八章车间管路设计8.1车间管路设计的内容8.2化工用管8.3化工管路常用阀门和管件8.4管路布置设计8.5管路布置图18.1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。2一、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。3二、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，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。4三、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）。5四、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。（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。68.2化工用管一、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。7二、管道的分类与等级*1、按设计压力分级别名称设计压力/MPa真空管道p＜0低压管道0≤p≤1.6中压管道1.6≤p≤10高压管道p＞10或p≥9.0且T≥500℃82.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≥10MPa的SHB介质的管道。SHBSHB1毒性程度为高度危害介质的管道、设计压力小于10MPa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。9(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)非金属管三、化工常用管路108.3化工工管路常用用阀门和管管件常见的管道道、管件连连接方式*:焊接、承插插焊、法兰兰、螺纹、、承插连接接、卡套连连接、卡箍箍连接等。。一、化化工管路常常用阀门阀门主要功功能*：接通和截断断介质；防防止介质倒倒流；调节节介质压力力、流量；；分离、混混合或分配配介质；防防止介质压压力超过规规定数值，，以保证管管道或设备备安全运行行等。选用阀门主主要从装置置无故障操操作和经济济两方面考考虑。111.分类按作用分：：有截止阀阀、调节阀阀、止逆阀阀、稳压阀阀、减压阀阀和转向阀阀等；按阀门的形形状和构造造区分：球球心阀、闸闸阀、旋塞塞、蝶阀、、针形阀等等。2.化工管路路常用阀门*(1)球心阀阀：又称称截止阀。优点是易于调调节流量，操操作可靠，广广泛用于各种种受压流体管管路。在蒸汽汽和压缩空气气管路上也经经常使用缺点：球心阀阀不能用于输输送含有悬浮浮物和易结晶晶物料的管路路。12(2)闸阀：：又叫闸板阀阀。原理：利用闸闸板升降进行行启闭和调节节流量。闸阀的优点：：阻力小，容容易调节流量量，既可用来来切断管路又又可用来调节节流量，故广广泛用于各种种气体和液体体管路上。缺点：不宜用用于流体中含含有固体物质质的管路，也也不宜用于输输送腐蚀性流流体的管路。。尺寸较大，，价格较贵。。13(3)旋塞阀阀：又叫叫考克。优点是结构简简单、体积小小、启闭迅速速、阻力小经经久耐用。适适用于合有悬悬浮物质和固固体杂质的管管路。缺点：不能精精确地调节流流量。旋塞只只适合用于公公称直径15~80mm的小口径管管路以及温度度不高，公称称压力在10×105Pa以下的管管路。14(4)蝶阀：：又叫翻翻板阀。由于蝶阀不易易和管壁严密密配合，所以以只适用于调调节流量，而而不能用于切切断管路。在在输送空气和和烟气的管路路上经常用于于调节流量。。(5)针形阀阀针形阀的结构构与球心阀相相似、只是阀阀盘作成锥形形，由于阀盘盘与阀座接触触面大，所以以它的密封性性能好，易于于启闭，容易易操作，特别别适用于高压压操作和要求求精确调节流流量的管路。。15(6)止逆阀阀：又叫叫单向阀或止止回阀。作用是防止倒倒流。当工艺艺管路只允许许流体向一个个方向流动时时要使用止逆逆阀。(7)安全阀阀：是一种能能使设备自动动泄压而防止止超压爆炸的的自动阀门。。杠杆重锤式安安全阀：能耐耐高温，一般般用在锅炉上上；弹簧式安全阀阀：不适用于于高温管道，，且需经常校校验，但体积积小，安装要要求比前者低低。16(8)减压阀阀：减压阀的的作用是能自自动地将高压压流体按工艺艺要求减为低低压流体，通通常在加压水水蒸气和压缩缩空气管路上上。(9)疏水水器：：又叫叫阻气气排水水阀或或凝液液排除除器。。作用是是排除除冷凝凝液而而不让让气体体排出出，一一般用用于蒸蒸汽管管路上上或蒸蒸汽加加热器器的冷冷凝水水排除除管路路上。。173.阀阀门的的表示示方法法以Z41T-10P闸阀阀为例例，说说明阀阀门型型号的的表示示方法法。Z-阀阀门类类型代代号，，（闸闸阀Z、截截止阀阀J节节流阀阀L球球阀Q蝶阀阀D隔隔膜阀阀G旋旋塞阀阀X止止回阀阀或底底阀H安全全阀A减压压阀Y疏水水阀S管夹夹阀GJ））4-阀阀门连连接面面形式式代号号1-各各种阀阀体结结构代代号T-阀阀座密密封面面或衬衬里材材料代代号10-压力力等级级，ⅹⅹ0.1MPaP-阀阀体材材料代代号18二、化化工管管路常常用管管件*(1)法兰兰化工管管路中中最常常见的的联接接方式式有法法兰联联接和和焊接接。法兰联联接装装拆方方便，，密闭闭可靠靠，适适用的的压力力、温温度和和管径径范围围大，，所以以是化化工管管路中中最广广泛使使用的的联接接方法法，因因而法兰就就是一一种最最常用用的管管件。管道用用法兰兰有化化学工工业部部管法法兰部部颁标标难，，可根根据公公称压压力，，公称称直径径和操操作温温度来来选用用。法兰与与管子子的连连接方方式：平焊焊、对对焊、、螺纹纹、承承插焊焊和松松套法法兰等等。法兰密密封面面：凸面面、光光面、、凹凸凸面、、榫槽槽面和和梯形形面等等。19(2)法兰兰垫圈圈它是法法兰联联接中中必须须使用用的管管路附附件，，在管管路设设计工工作中中主要要是耍耍选择择合适适的垫垫片材材料，，垫片片材料料由管管路通通过的的介质质的性性质，，最高高工作作温度度和最最大工工作压压力决决定。。可查查阅有有关手手册确确定。。（3））法法兰兰盖盖：盲盲法法兰兰。。法法兰兰盖盖的的公公称称直直径径和和密密封封面面形形式式应应与与该该管管道道所所选选用用的的法法兰兰完完全全一一致致。。（4））法法兰兰紧紧固固件件：螺螺栓栓、、螺螺母母，，直直径径、、长长度度、、数数量量应应符符合合法法兰兰的的要要求求，，螺螺栓栓、、螺螺母母的的种种类类和和材材质质由由管管道道等等级级确确定定。。20(3)其其他他管管件件管节节(或或叫叫内内牙牙管管)和和外牙牙管管一般般用用于于小小口口径径水水煤煤气气管管的的管管路路连连接接。。活管管接用用于于需需要要经经常常拆拆卸卸的的水水煤煤气气管管路路。。管堵用于堵塞塞管路端端口；大小头用于改变变管路的的管径。。弯头用于改变变管路的的方向。。三通和四四通用于管路路的分流流和合流流。管子、阀阀门和管管件的特特性参数数用公称压力力和公称称直径表示。管径和壁壁厚的确确定：计计算后圆圆整。21228.4管管路布置置设计一、管道道敷设的的种类*管道敷设设方式可可以分为为地面以以上架空空敷设和和地面以以下敷设设两大类类。（1）架空空敷设架空敷设是是化工装置置管道敷设设的主要方方式，它具具有便于施施工、操作作、检查、、维修以及及较为经济济的特点。。架空敷设大大致有下列列几种类型型。a)管道成成排地集中中敷设在管管廊、管架架或管墩上上。b)管道敷敷设在支吊吊架上，这这些支吊架架通常生根根于建筑物物、构筑物物，设备外外壁和设备备平台上。。c)某些特特殊管道，，如有色金金属、玻璃璃、搪瓷、、塑料等管管道，由于于其低的强强度和高的的脆性，因因此在支承承上要给予予特别的考考虑。23(2)地下下敷设a.埋地敷敷设。埋地敷设的的优点是利利用了地下下的空间。。缺点：如腐腐蚀，检查查和维修困困难，在车车行道处有有时需特别别处理以承承受大的载载荷，低点点排液不便便以及易凝凝物料凝固固在管内时时处理困难难等。直接埋地敷敷设的管道道最好是输输送无腐蚀蚀性或腐蚀蚀性轻微的的介质，常常温或温度度不高的、、不易凝固固的、不含含固体、不不易自聚的的介质。无无隔热层的的液体和气气体介质管管道。例如设备或或管道的低低点自流排排液管或排排液汇集管管；无法架架空的泵吸吸入管；安安装在地面面的冷却器器的冷却水水管，泵的的冷却水、、封汕、冲冲洗油管等等架空敷设设困难时，，也可埋地地敷设。24b)管沟敷敷设。管沟可以分分为地下式式和半地下下式两种，，前者整个个沟体包括括沟盖都在在地面以下下，后者的的沟壁和沟沟盖有一部部分露出在在地面以上上。管沟内内通常设有有支架和排排水地漏，，除阀井外外，一般管管沟不考虑虑人的通行行。与埋地地敷设相比比，管沟敷敷设提供了了较方便的的检查维修修条件，同同时可以敷敷设有隔热热层的、温温度高的、、输送易凝凝介质或有有腐蚀性介介质的管道道，这是比比埋地敷设设更优越的的地方。25二、管道布布置设计中中的基本要要求化工管道布置置应符合下列列要求：（I）必须符符合PID图图、进出装置置的管道应与与界区外管道道连接相吻合合；（2）确定管管道与自控仪仪表及变送器器等的位置，，并不与仪表表电缆碰撞；；（3）管道与与装置内的电电缆、照明灯灯分区行走；；（4）管道不不影响设备吊吊装及安全设设施；（5）管道应应避开门、窗窗和梁；（6）管道布布置应保证安安全生产，满满足操作，维维修方便和人人，货道路畅畅通。26化工管道布置置除了符合上上述要求外，，还应仔细考考虑以下问题题。（I）从生产产中的物料因因素考虑*。。a)输送易燃燃、易爆、有有毒及有腐蚀蚀性的物料管管道不得铺设设在生活间、、楼梯、走廊廊和门等处，，这些管道上上还应设置安安全阀、防爆爆膜、阻火器器和水封等防防火防爆装置置，并应将放放空管引至指指定地点或高高过屋面2m以上。b)有腐蚀性性物料的管道道，不得铺设设在通道上空空和并列管线线的上方或内内侧。c）管道铺设设时应有一定定的坡度，坡坡度方向一般般是沿物流的的方向。d)真空管线线应尽量短，，尽量减少弯弯头和阀门，，以降低阻力力，达到更高高的真空度。。27(2)从施工工、操作及维维修考虑*。。a)管道应尽尽量集中布置置在公用管架架上，平行走走直线，少拐拐弯，少交叉叉，不妨碍门门窗开启和设设备。阀门及及管件的安装装维修，并列列管道的阀门门应尽量错开开排列。b)支管多的的管道应布置置在并行管线线的外侧，引引出支管时，，气体管道应应从上方引出出，液体管道道应从下方引引出，管道应应尽量避免出出现“气袋””、“口袋””和“盲肠””。c）管道应尽尽量沿墙面铺铺设，或布置置在固定在墙墙上的管架上上，管道与墙墙面之间的距距离以能容纳纳管件、阀门门及方便安装装维修为原则则。28(2)从施工工、操作及维维修考虑*。。d)管道穿过过墙壁和楼板板时，应在墙墙面和楼板上上预埋一个直直径大的套管管，让管线穿穿过套管，防防止管道移动动或振动时对对墙面或楼板板造成损坏。。套管应高出出楼板、平台台表面50mm。e)为了安装装和操作方便便，管道上的的阀门和仪表表应有合适的的布置高度（（高出地面、、楼板、平台台表面的高度度）。f)为了方便便管道的安装装、检修及防防止变形后碰碰撞，管道间间应保持一定定的间距，阀阀门、法兰应应尽量错开排排列，以减小小间距。29（3）从安全全生产考虑*。a)管道跨跨越通道时，，最低点离地地距离：通过过人行道时不不小于2m;通过公路时时不小于4.5m;通过过铁路时不小小于6m;通通过厂区主要要交通干线时时不小于5m.。b)直接埋地地或管沟中铺铺设的管道通通过道路时应应加套管等加加以保护。c)为了防止止介质在管内内流动产生静静电聚集而发发生危险，易易燃、易爆介介质的管道应应采取接地措措施，以保证证安全生产。。30d)长距离输输送蒸汽或其其他热物料的的管道，应考考虑热补偿问问题，如在两两个固定支架架之间设置补补偿器和滑动动支架。e)玻璃管等等脆性材料管管道的外面最最好用塑料薄薄膜包裹，避避免管道破裂裂时溅出液体体，发生意外外。f)为了避免免发生电化学学腐蚀，不锈锈钢管道不宜宜与碳钢管道道直接接触，，要采用胶垫垫隔离等措施施。31(4)其他因因素。a)管道与阀阀门一般不宜宜直接支承在在设备上。b)距离较近近的两设备间间的连接管道道，不应直连连，应用450或900弯接。c）管道布置置时应兼顾电电缆、照明、、仪表及采暖暖通风等其他他非工艺管道道布置。32三、管道间距距及坡度(1)管道间间距。管道间距如表表8.7所示示。(2)管道敷敷设坡度。管道敷设应有有坡度，坡度度方向一般均均沿着介质流流动方向，但但也有与介质质流动方向相相反的。坡度一般为1/100一一3/1000。输送流流体粘度大的的介质的管道道，坡度要求求大一些，可可达1/100。埋地管道及敷敷设在地沟中中的管道，如如在停止生产产时其积存介介质不考虑排排尽，则不考考虑敷设坡度度。化工厂中中管道的的坡度，，对一般般蒸汽、、冷凝水水、清水水、冷冻冻水及压压缩空气气、氮气气为1/1000一5/1000。338.5管管路布置置图管道布置置图归入入施工图设设计阶段段的设计文文件中，，它是管管道安装装的施工工依据。。一、视视图图的配配置内容：：管道布布置图图应完完整地地表示示出车车间内内全部部管道道、阀阀门、、管道道上的的仪表表控制制点、、管件件等的的布置置安装装情况况，以以及设设备的的简单单形状状，建建(构构)筑筑物轮轮廓等等。视图的的配置置管道布布置采采用一一组视视图，，它们们是；；平面面图、、剖视视图、、向视视图和和局部部放大大图。。二、视视图的的画法法管道、、阀门门、建建（构构）筑筑物、、设备备、管管架按按规定定的标标识法法画出出。P302-30534三、管管路布布置图图的标标注(1)建(构)筑物物因为在在管路路布置置图中中，构构成建建(构构)筑