化工设计第八章设计概论与化工制图课件

设计概论与化工制图1工厂基本建设过程

1、可行性研究2、初步设计3、施工图设计4、施工、试车、验收｛｝

1、厂址选择2、总平面设计3、工艺设计1、工艺流程设计2、化工计算3、设备的选型与设计4、车间布置设计5、管道设计6、公用工程7、向有关专业提供条件8、工程概预算9、技术经济分析10、安全生产与环境保护2

化工管道的投资约占全厂化工设备装置的15--20％，化工管道设计是工艺设计中一项相当复杂而工作量又相当大的工作，化工管道设计是施工图设计阶段的主要内容之一。

第八章管道设计

3.避免死角。.坡度为3/1000-5/1000,含固体结晶为1/100。.根据物料的性质来选择管材。.管道阀门选择旋塞阀,球阀,截止阀。.输送腐蚀性介质管道不得位于通道上方,法兰连接处要装护套,与其它管道保持一定距离,并略低一些。.输送易凝固的物料管道应考虑吹扫和加热保温。.防爆管道,易产生静电管道应注意安装接地。1、物料管道:凡输送原料,半成品,成品,废料等的管线统称为物料管道。52、蒸汽管道.根据蒸汽用量和压力选择管材规格。.坡度为5/1000。.适当地点应设置疏水器放水孔。.适当地点应设置膨胀器。.蒸汽加热设备的冷凝水应尽量回收。.选定保温材料及保温层厚度。.选定支架形式及其跨度。63、污水管道.充分考虑综合利用,尽量减少污水排放。.合流式分流式。.根据废水的不同成分和组成,选择管道材料。.废水中含有可燃性溶剂,应导入窨井回收。.污水管道启闭器常选用旋塞或球阀。.污水管道坡度为1/1000。7

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,外径相同,但内径随壁厚而异。9二、材质与常用管道种类1、材质1)金属类耐温范围大,耐压力高,有一定的耐腐蚀性。2)非金属类:耐腐蚀性好,品种多,资源丰富。

.耐酸陶瓷:耐酸,但强度低,热稳定性差。

.玻璃钢:耐酸碱,耐高温,强度高。

.硬聚氯乙烯:耐腐蚀,耐酸碱,电绝缘。

.聚四氟乙烯:耐腐蚀,耐酸碱,摩擦系数小。102、常用管道种类1)钢管

.有缝钢管:钢板卷焊而成,强度低,可靠性差。.无缝钢管:由管坯热轧而成,耐高温,高压。2)有色金属管常见的是铜管和黄铜管,铅管和铅合金管,铝管和铝合金管,都无缝管,用作换热管,真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。11四、常用阀门和阀件的选择及阀门的标注1、常用阀门和阀件的选择

1)旋塞:结构简单,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,但结构复杂密封面易损。3)截止阀:结构简单,价格便宜,开关力大,密封性能差。4)节流发:外形小,重量轻,调节性能好,用于低温高压。

5)球阀:结构简单,开关力小,外形小,重量轻,阻力小。

6)止回阀:介质不能倒流。

7)减压阀:通过阀瓣时产生阻力,造成压力损失。

8)安全阀:压力超过规定值时,自动开启泄压。

9)隔膜阀:隔膜夹于阀体与阀盖之间,增加了密封强度。10)疏水阀:自动排出管道中的冷凝水。11)管道过滤器:Y型过滤器,用于疏水器前,或仪表前。2、阀门的标准、型号和标志:JB308-75规定。13五、流速选择与管径计算1、管径选择:当输送流体的能力一定时,管径的大小直接影响到经济效益。管径大:管壁,重量,阀门,管件加大,保温,基建费增加。管径小:流速增加,阻力增大,动力消耗大输送费增加。2、流速选取:液体流速一般不超过3m/s气体流速一般不超过100m/s具体选择时可从附录五中选取143、管径计算:根据附录五中选取的流速用下式计算长管道要校核压力降,不符合要求调整流速和管径。4、管道压力降计算

.计算压力降的目的是为了选择合适的泵,压缩机,鼓风机等输送设备和校核选择流速或管径。.用公式计算比较麻烦,工程上常用算图计算压力降。(例)153、保温层厚度的选择根据输送介质的温度,保温材料的导热系数及管道直径,参考表8-5选择保温层厚度。4、保温形式及热载体的选择1)保温形式:除一般绝热保温外,有时还采用夹套保温或伴热管保温,物料凝固点(或熔点)＜50℃时采用伴热管保温,＞150℃采用夹套保温。2)热载体的选择:常用的热载体有热水,蒸汽,烟道气,热空气,高温时用联苯混合物,熔盐。17二、管道的热补偿1、管道的热变形与热应力

.管道的热膨胀,冷缩ΔL=α·LΔt

.若管道不能自由伸缩,将产生热应力。应力大小可由下式计算:σ=Eε=αEΔt2、管道的热补偿1)自然热补偿: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器有L形有Z形，自然热补偿可不用补偿器,简单经济。182)补偿器补偿:自然补偿达不到要求时,要采用补偿器补偿,常见的补偿器有Π形和U形两种

Π形补偿器应用最多,优点耐压可靠,补偿能力大,制造方便,缺点尺寸大,流体阻力大,安装时要预拉伸或预压缩。19二、管架宽度计算

W=f‧n‧s+A三、管架间距与管道间距1、管架间距:附录7提供了固定支架,活动支架间距。2、管道间距:附录8附录9列出了管道间距。四、管道支吊架负荷计算1、活动支吊架负荷计算:Q=q‧L2、弹簧支吊架负荷计算:Q=q‧L3、固定支架:Q=q‧L21

第五节生产系统管道布置要求

一、几种常见设备的工艺配管1、泵的管道布置:泵的吸入管要短,直,阻力小,避免突然缩小直径,

.吸入管的直径不应小于泵的入口,当泵的吸入口为水平方向时,吸入管道上应配置偏心异径管,管顶取平,以免形成气袋。.泵的排出管一般均设止回阀,旁路管。.往复泵,齿轮泵,旋涡泵在排出管设安全阀。

.蒸汽泵,计量泵,非金属泵入口处设过滤器。222、塔的管道布置1)管口方位人孔:设在安全方便的操作侧,面对过道。回流孔:设置在配管区180°的地方。

塔顶出汽孔:靠近人孔的操作平台。

再沸器接口:出口在2a°范围,入口避开封液板。仪表口:温度计压力计液位计在操作平台上方。

2)塔的配管塔平面配管:在人孔,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。232)管道布置立式容器:.两设备一般不用直管连接。

.进料管设在设备前部。.出料管在底部中心引出。卧式容器:

.管口大多在一条直线上。.阀门大多装在管口上。254、换热器的管道布置1)管口布置和流体流动方向管壳式换热器已标准化,有系列产品可供使用但管口大小,方位和安装结构由设计人员决定见图8-17a,b,c,d,e,f。2)换热器的配管管箱面对操作通道,封头对管廊。仪表,阀门应靠进换热器,能在通道上操作。换热器两端和法兰周围应留出足够空间。26

第六节管道布置图

管道布置图又称配管图或管道安装图,它表示车间内外设备间管道的连接,阀门,管件及控制仪表等安装情况的详图,连同工艺管道一览表管架表一起供施工安装使用。29一、有关资料准备1、带控制点工艺流程图:满足工艺要求。2、总平面图:了解公用工程车间位置。3、车间建筑图:了解门,窗,柱,梁,楼梯位置。4、车间设备布置图:以设备布置平剖面图为据。5、设备图:根据设备管口安装不同管道与管件。6、梁板布置图和节点详图:管道穿过楼板位置。二、管道及配件安装设计的图例代号

见附录10表1.2.3.4及GB140-141-930三、管道布置图的内容及表示方法1、平、剖面配管图1:251:501:100。

1)平、剖面配管图的表示方法。.建筑物,构筑物,墙,柱,门,窗,孔,洞,沟,坑。用细实线画出,标注总体,定位,高度尺寸。

.细实线画出设备的轮廓,标注位号,管口代号。

.用粗实线画出管线,标注管径管材,物料代号。

.用细实线画出所有阀门,标注代号规格。.以设备中心线,设备管口法兰,建筑物轴线,墙31壁为准,标注管道的定位尺寸。

.进出车间管线应注明从何而来,到何而去。

.列出工艺管道一览表。2)管道在各个视图的表示方法立管弯头三通3)伴随管,夹套管的表示方法伴随管夹套管4)其它情况的表示坡度管架在图纸右上方阀门,介质,管材,仪表的代号表。322、透视图该图是按轴侧投影原理绘制的一种局部立体图样,立体感强,容易识读,利于施工。表示方法1)设备可画外形,或只绘进出口和设备中心线。

2)用粗实线画出管线,标注管段号,物料号,管材,管径,标高,绘出管件阀门。

333、管段图表达一个设备到另一个设备间一段管及所属管件,阀门,仪表,控制点具体配置的情况,管段图画法有两种。大管段图:一个设备到另一个设备透视图表达。小管段图:以法