选用输送管路并布置

1、回顾与告知

项目一将原料丙烯酸（AA）从罐区原料槽自动控制1841.36kg/h的流量输送到预热器。

任务1）能够根据流体输送任务选用管材与管子；2）能够选用适宜的管件；3）能够合理布置管路。选用输送管路并布置(Determiningandarrangingtube)

一、化工管路的基本构成1化工管材非金属管化工管材有色金属管钢管水煤气管无缝钢管铸铁管2常用管件用以改变管径：异径管、内外螺纹接头等管件种类及用途用以连接支管：三通、四通等用以改变流向：弯头用以堵截管路：管帽、丝堵（堵头）、盲板等用以堵塞管路：丝堵、盲板等3常用阀门

球阀常用阀门止回阀闸阀截止阀旋塞隔膜阀此外，在生产过程中还有蝶阀、减压阀、安全阀、疏水阀等，它们各有自己的特殊构造与作用。蝶阀4化工管路的连接方式（1)法兰连接管路的连接包括管子与管子、管子与各种管件、阀门以及设备接口处的连接。目前，工程上常用的是以下几种连接方式：

法兰连接是工程上最常用的一种连接方式。法兰与钢管通过螺纹或焊接在一起，铸铁管的法兰则与管身铸为一体。法兰与法兰之间装上密封垫片。比较常用的垫片材料有石棉板、橡胶或软金属片等。

法兰连接的优点是拆装方便，密封可靠，适用的温度、压力、管径范围大。缺点是价格稍高。螺纹连接是借助于一个带有螺纹的“活管接”将两根管路连接起来的一种连接方式。主要用于管径较小（<65mm）、压力也不大（<10MPa）的有缝钢管（水煤气管）。螺纹连接是先在管的连接端绞出外螺纹丝口，然后用管件“活管接”将其连接，如图所示。为了保证连接处的密封，通常在螺纹连接处缠以涂有油漆的麻丝、聚四氟乙烯薄膜（俗称生料带）等。

(2)螺纹连接

螺纹连接的优点是拆装方便，密封性能比较好，缺点是可靠性没有法兰连接好。

(3)承插连接

承插连接适用于铸铁管、陶瓷管和水泥管。它是将管子的小端插在另一根管子大端的插套内，然后在连接处的环隙内填入麻绳、水泥或沥青等起密封作用的物质。承插连接方式的优点是安装比较方便，允许两个管段的中心线有少许偏差。缺点是难以拆卸，耐压不高，主要用于埋在地下的给、排水管道中。

(4)焊接

焊接是比上述方法都更为经济、方便，而且更严密的一种连接方式。煤气管和各种压力管路（蒸汽、压缩空气、真空）以及输送物料的管路都应当尽量采用焊接。但是它只能用在不需拆卸的场合。为了检修的方便，绝不能把全部管路都采用焊接。

另外，在实验室和化工厂中，在压力不是很高的情况下，有的地方还可以用软连接，即用塑料等材料制成的软管将两金属硬管连接。连接处用包箍密封。5化工管路布置的一般原则(1)便于安装、检修、操作和节省基建费用等考虑

①除了下水道、上水总管和煤气管外，管路铺设就尽可能采用明线；②并列管路上的管件和阀门就互相错开；③车间内的管路就尽可能沿厂房墙壁安装，管与管之间和管与墙壁之间和距离以能容纳活动接头或法兰，以及便于检修为宜；④管路的倾斜度通常为3/1000~5/1000，对含有固体结晶或颗粒较大的物料管就大于或等于1/100；⑤为了便于区别各种类型的管路，通常应在管路的保护层或保温层表面涂以颜色。

①所有管路，特别是输送腐蚀性介质的管路，在穿越通道时，不得装设各种管件、阀门以及可拆卸连接，以防止因滴漏而造成对人体的伤害；②管路离地面的高度以便于检修为准，但通过人行横道时，最低点距地面不小于2m，通过公路时不得小于4.5m，与铁路路轨净距离不得小于6m；③管路的跨距（两支座间的距离）应按照一定的规定；④输送腐蚀性介质的管路与其它管路并列时，应保持一定距离，而且其位置应略低一些，或采用三角支架，这样可避免发生滴漏时影响其它管路；⑤输送易燃易爆（如醇类烃类流体等）物料时，由于在物料流动时常有静力产生而使管路成为带电体，为了防止静电积聚，必须将管路可靠接地；⑥随着季节的变化、以及管道中介质温度的影响，管路的工作温度往往与安装时的温度相差较大，由于热胀冷缩的作用，管子的长度亦相应地要发生变化。

(2)保证操作与人身安全

①各种管路应集中铺设，这样可以共同利用管架；铺设时要尽量走直线，少拐弯，少交叉，而且力求整齐美观。②热的管路应避开冷的管子，特别是冷冻盐水的管路；衬橡胶管或聚氯乙烯塑料管应避开热的管路；如果这些管路装在同一支架上，应将热的管路装在最上面；③管路安装完毕后，应按规定进行强度和严密性试验；未经试验合格，在焊接及其它连接处不得涂漆和保温；管路在第一次使用前须用压缩空气或惰性气体进行吹扫。

(3)尽量降低基建费用和操作费用化工常用管子类型及适用场合1、钢管——有缝钢管:输送压力较低的水、暖气、压缩空气等；无缝钢管:用来输送压强较高、温度较高的物料输送2、铸铁管——通常用作于埋在地下的给水总管、煤气管和污水管，也可以用来输送碱液和浓硫酸等腐蚀性介质3、有色金属管——做某些特殊性能的换热器，也可以作为机械设备的润滑或油压系统以及某些仪表管路等4、非金属管——用作下水道管材或输送腐蚀性流体确定管材（根据被输送液体的性质）结论：采用无缝钢管理由：①丙烯酸的性质：丙烯酸是具有刺激性、酸性较强，有腐蚀性，易聚合的不饱和单体。与氧化剂能发生强烈反应，遇热、光、水分，过氧化物及铁质易自聚而引起爆炸，遇高热可发生聚合反应放出热量，引起容器的破裂和爆炸事故。②无缝钢管的优点：无缝钢管质地均匀，强度高，广泛应用于压强较高，温度较高的物料输送。③无缝钢管的一些物性数据齐全，能为后面的计算提供有利条件。选管初估管径根据管子规格选管1、确定计算公式：2、确定流速：3、计算管径：1.5~3m/s1841.36kg/h？1.流速、流量2.连续性方程一、流量与流速

体积流量质量流量Gs、Gh：单位kg/s或kg/h。Vs、Vh：单位m3/s或m3/h。体积流速u：单位m/s质量流速w：单位kg/(m2

•s)稳定流动与不稳定流动连续流动：流体质点在所取截面上不间断，完全充满整个空间的流动。稳定流动（定态流动）：指流动系统中各物理量的大小仅随位置变化、不随时间变化的系统。不稳定流动（非定态流动）：流动系统中各物理量的大小不仅位置变化、且随时间变化的系统。着重讨论稳态流动问题。二、连续性方程式输入质量流量=输出质量流量Gs1=

Gs2

1122u1S1ρ1=u2S2ρ2=…=uSρ=常数连续性方程式对于不可压缩的流体，即:ρ＝常数，可得到u1S1=u2S2=…=uS=常数u1S1=u2S2对于在圆管内作稳态流动的不可压缩流体：式中d1及d2分别为管道上截面1和截面2处的管内径。上式说明不可压缩流体在管道中的流速与管道内径的平方成反比。在分支管路中，还需要依据物料衡算进行，即：流体流动的连续性方程式仅适用于稳定流动时的连续性流体。1、讨论：（2）系统截面一定要具有连续性，而内部连不连续、发生什么过程可以不管；（1）适用范围：

（3）分支管路的连续性方程式即

2、连续性方程的应用－选用管径初估管径流量Vs一般由生产任务决定。对于圆形管道

：

流速选择：u↑流动阻力↑→动力消耗↑→操作费↑均衡考虑→d↓→

设备费用↓表1-12某些流体在管路中的常用流速范围流体的类别及情况流速范围m/s流体的类别及情况流速范围m/s自来水（300kpa左右）1-1.5高压空气15-25水及低粘度流体（100-1000kpa）1.5-3一般气体（常压）10-20高粘度流体0.5-1鼓风机吸入管10-15工业供水（800kpa以下）1.5-3鼓风机排出管15-20锅炉供水（800kpa以下）>3离心泵吸入管（水一类液体）1.5-2饱和蒸汽20-40离心泵排出管（水一类液体）2.5-3过热蒸汽30-50往复泵吸入管（水一类液体）0.75-1蛇管或螺旋管的冷却水低压空气<1往复泵排出管（水一类液体）1-2低压空气12-15真空操作下的气体<10通常表示方法有两种：公称直径（英寸）DN铸铁管，水煤气管规格常用公称直径或英寸表示。铸铁管公称直径表示内径，如DN100；水煤气管公称直径（或为Ø英寸）既不表示内径，也不表示外径φ外径×壁厚内径=外径－2×壁厚管子规格注意：如不加说明，单位都认为mm。管路选用与布置情况：相关设备阀门图例截止阀闸阀止回阀节流阀三通阀角阀球阀安全阀气动阀Ｓ电磁阀Ｍ电机操作汽缸操作管路选用与布置情况：*丙烯酸原料罐上方要有放空管；*阀门、弯头等管件的个数与种类；*预热器上方要有压力表、安全阀。放空管：1个；转子流量计：1个；闸阀：1个；球阀：1个；截止阀：3个；压力表：2个；温度表：1个；标准弯头：1个；标准三通管：4个任务整改

完善修改任务单，知识点总结。

布置任务

完成项目引领任务单1-4选用输送机械的类型项目液体输送机械类型特点适用情况选用输送机械类型动力式启动方法，流量调节方法多样，维修简便流量均匀并具有恒定性范围可大可小适合场合多样，流量压大，相应范围大黏度不太高容积式（正