第六章化工管路设计

设备布置图绘图步骤(1)考虑设备布置图的视图配置；(2)选定适当的幅面及绘图比例；(3)绘制平面图(从底层平面起逐张绘制)；①用点划线画建筑定位轴线；②用细实线画与设备布置有关的建筑基本结构；③用点划线画设备中心线；④用粗实线画设备、基础、平台等的轮廓形状；⑤标拄尺寸；⑥标注定位轴线、编号及设备位号名称；⑦图上如分区，还需画分区界线、标注。设备布置图绘图步骤(5)绘制剖视图(绘制步骤与平面图大致相同，逐个画出各剖视图)；(6)绘制方位标；(7)注写有关说明，填写标题栏；(8)检查、校核，最后完成图样。第七章化工管路设计第一节管道设计基础一、管道设计条件（1）设计压力（2）设计温度（3）其他与设计有关的因素第一节管道设计基础二、管道分类及选用1.压力管道了解2、管径及壁厚的计算与选取1）管径的计算：（1）根据流体常用流速计算（2）根据管长压力降计算（3）根据允许压力降和流量，由表选定(2)管壁厚度的选取根据管子的工作压力、公称直径，查《化工工艺设计手册》的常用公称压力下管道壁厚选用表，可确定管壁厚度。3、管道材料的选择管道的材质有两大类，一是金属类，另一类是非金属类。金属类的特点耐温范围大、耐压力高，有一定耐腐蚀性，易加工，安装。非金属类的特点耐腐蚀性能好，品种多资源丰富，缺点，耐热、耐压不高。管道的材料主要根据输送介质的温度、压力、性质、货源和价格等因素综合考虑决定。常用管道（1）钢管钢管分有缝与无缝二类。•有缝钢管由碳钢板卷焊制成，它们强度低、可靠性差。•无缝钢管由普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金结构钢和合金结构钢等的管坯热轧和冷拔(冷轧)而成，它们品质均匀，强度高，用于高压、高温或易燃、易爆和有毒物质的输送。它在化学工业中应用最为广泛。3、管道材料的选择常用管道(2)有色金属管有色金属管最常用的是铜、铅、铝或铝合金管，它们都是无缝管。3、管道材料的选择3、管道材料的选择常用管道(3)非金属管非金属管品种繁多，如硬聚氯乙烯管、软聚氯乙烯管、聚丙烯管、聚乙烯管、聚四氟乙烯管、搪玻璃管、耐酸酚醛塑料管、玻璃钢管、耐酸陶瓷管、不透性石墨管、胶管等。4、管道等级•（1）管道等级把管道按不同的材质、压力和温度等要求分成不同的等级。•（2）管道材质等级号B:管道材料类别1:管道顺序号N:管道压力等级B1N焊接：特点是施工方便，焊接可靠不漏，成本低。凡是不需要拆装的地方，都应尽量采用焊接。所有压力管道如煤气、蒸汽、空气、真空管道等都应尽量采用。螺纹连接：特点是连接简单，拆装方便，成本低，但连接的可靠性低，容易在螺纹处发生渗漏。一般适用于管径≤50mm、工作压力低于980kPa、介质温度≤100℃的焊接钢管、镀锌焊接钢管、硬聚氯乙烯管与管道、管件、阀门相连接。在化工厂中一般只用于输送上下水、压缩空气等介质的管道，不宜用于易燃、易爆和有毒介质的管道。法兰连接：优点是结合强度高，密封可靠，拆装方便；缺点是费用较高。一般适用于大管径、密封性要求高的管道连接；也适用于玻璃、塑料、阀件与管道或设备的连接。承插连接适用于埋地或沿墙敷设的供排水管，如铸铁管、陶瓷管、石棉水泥管与管或管件、阀门的连接。卡箍连接：该连接适用于金属管插入非金属管(橡胶管及各种软塑料管)，在插入口外，用金属箍箍紧，防止介质外漏。它适用于临时装置或要求经常拆洗的洁净管。卡套连接：适用于管径≤42mm的金属管与金属管件或非金属管件、阀件的连接。中间加一垫片，施工方便，拆卸容易，一般用于仪表控制系统等处。5、管道连接方式三、管道组成元件•管道组成元件指用于连接或装配管道的元件•包括管子、管件、法兰、垫片、阀门、疏水器、过滤器等等。1、常用阀门阀门选用依据(1)阀门功能：即根据工艺要求来确定阀门的功能。(2)阀门尺寸：即根据流体的流量和允许的压力降决定阀门的大小。(3)阻力损失：(4)阀门材质：主要由介质的温度、压力和特性决定。备种阀门的阻力损失有时相差较大，可按工艺允许压力损失选择。闸阀常用阀门•闸阀闸阀的密封性能较截止阀好，可接通或截断流体的通路，闸阀流体阻力小，启闭省力，广泛用于各种介质管道的启闭。截止阀常用阀门•截止阀其调节性能好，用以调节流量和压力；密封性能差，流体阻力较大。球阀常用阀门•球阀球阀结构简单，开关迅速、操作方便、体积小、重量轻、零部件少，流体阻力小。不能作调节流量用，一般用于需快速启闭或要求阻力小的场合。止回阀常用阀门•止回阀止回阀的作用是限制介质的流动方向，介质不能倒流，但不能防止渗漏。止回阀按结构可分为升降式和旋启式两种。止回阀一般适用于清净介质，不宜用于含固体颗粒和粘度较大的介质。旋塞阀常用阀门•旋塞阀旋塞阀的结构简单，开关迅速，操作方便，流体阻力小，零部件少，重量轻。适用于温度较低、粘度较大的介质和要求开关迅速的部位，一般不适用于蒸汽和温度较高的介质。蝶阀常用阀门•蝶阀蝶阀与相同公称压力等级的平行式闸板阀比较，其尺寸小、重量轻、开闭迅速、具有一定的调节性能，适合制成较大口径阀门，它用于温度小于80℃、压力小于1.0MPa的原油、油品及水等介质。隔膜阀常用阀门•隔膜阀阀的启闭件是一块橡胶隔膜，夹于阀体与阀盖之间。密封性能好，便于维修，流体阻力小，适用于温度小于200℃,压力小于1.OMPa的油品、水、酸性介质和含悬浮物的介质，不适用于有机溶剂和强氧化剂的介质。减压阀常用阀门•减压阀减压阀是使流体通过阀瓣时产生阻力，造成压力损耗，来达到减低压力的目的。安全阀常用阀门•安全阀当工作压力超过规定值时即自动开启使流体外泄，压力回复后即自动关闭，以保护设备和管道，使生产安全运行。疏水阀常用阀门•疏水阀疏水阀的作用是自动排除设备或管道中的凝结水、空气及其他不凝性气体，又同时阻止蒸汽的逸出。凡是需要蒸汽加热的设备、蒸汽管道等都应装疏水器，以保证工艺所需的温度和热量，使加热均匀，防止水击，达到节能的作用。疏水阀的种类颇多，按其工作原理可分为热动力型，热静力型和机械型三种。阀门型号标志2.法兰、法兰盖、紧固件、垫片(1)法兰法兰是管道与管道，管道与设备、阀门和管件的连接元件。连接方式分成以下五种基本类型：平焊、对焊、螺纹、承插焊和松套法兰等五种基本类型。法兰密封面有突面、光面、凹凸面、榫槽面和梯形槽面等。(2)法兰盖法兰盖又称盲法兰，设备、机泵上不需接出管道的管嘴，一般用法兰盖封住。(3)法兰紧固件—螺栓、螺母(4)垫片。常用的法兰垫片有非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。3、常用管件1）连接管件（1）管节（2）活管节（3）管堵（4）大小头（5）内外丝（内外螺纹管接头）2）导流管件主要用于改变流体方向之用。450、900弯头异径弯头3）分合流管件将流体分成几条流向或合并流体为同一流向。如三通，四通还有异径三通、四通等。4）管路附件附属于管道上的各种物件如防雨帽、视镜、阻火器、过滤器、漏斗、汽水混合器、取样口、取样冷却器、阀门伸长杆等。管道过滤器作业1.管道的连接方式？2.止回阀，疏水阀的作用？一、管道设计内容1）管子、管件和阀门的选择2）管道的布置设计3）管道支吊架的配制4）管路的绝热设计5）管路的涂漆和防腐设计6）管路的柔性计算与应力分析7）综合材料表的编制8）配管工程说明第二节管道设计与布置的内容和步骤第二节管道设计与布置的内容和步骤二、管道设计与布置的步骤(1)选择管道材料。(2)选择介质的流速。(3)确定管径。(4)确定管壁厚度。(5)确定管道连接方式。(6)选阀门和管件。(7)选管道的热补偿器。(8)绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择。(9)管道布置。(10)计算管道的阻力损失。第二节管道设计与布置的内容和步骤二、管道设计与布置的步骤(11)选择管架及固定方式。(12)确定管架跨度。(13)选定管道固定用具。(14)绘制管道布置图。(15)编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料的材料表及综合汇总表。(16)选择管道的防腐蚀措施，选择合适的表面处理方法和涂料及涂层顺序，编制材料及工程量表。(17)编制施工说明书。三、管道布置设计的依据(1)厂区总平面图。(2)管道及仪表流程图（PI图)。(3)设备布置图。(4)设备装配图，管口方位图、设备安装详图。(5)有关配管规范、要求。(6)厂房建筑平、立面图。(7)工艺物料衡算和热量衡算资料。(8)厂区地质情况及排水方向。(1)确定车间中各个设备的管口方位和与之相连接的管段的接口位置。(2)确定管道的安装连接和铺设、支承方式。(3)确定各管段（包括管道、管件、阀门及控制仪表）在空间的位置。(4)画出管道布置图，表示出车间中所有管道在平面、立面的空间位置，作为管道安装的依据。(5)编制管道综合材料表，包括管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量。四、化工车间管道布置设计的任务五、化工车间管道布置设计的要求应符合“化工装置管道布置设计定”HG/T20549-1998和“石油化工管道布置设计通则”SH3012-2000的规定，1.符合生产工艺流程的要求,并能满足生产的要求2.便于操作管理,并能保证安全生产；3.便于管道的安装和维护；4.要求整齐美观,并尽量节约材料和投资；5.管道布置设计应符合管道及仪表流程图的要求。管道布置的基本要求•1.管道布置一般要求•2.管道排列的基本原则•3.管道敷设方式•4.管道布置设计中注意问题•5.阀门布置一般要求1.物料因素(1)输送易燃易爆,有毒及有腐蚀性的物料管道不得铺设在生活间、楼梯、走廊和门等处,这些管道上还应设置安全阀、防爆膜、阻火器和水封等防火防爆装置,并应将放空管引至指定地点或高过屋面2米以上。(2)布置腐蚀性介质、有毒介质和高压管道时，应避免由于法兰、螺纹和填料密封等泄漏而造成对人身和设备的危害。易泄漏部位应避免位于人行通道或机泵上方，否则应设安全防护,不得铺设在通道上空和并列管线的上方或内侧。(3)全厂性管道敷设应有坡度，并宜与地面坡度一致。管道的最小坡度宜为2‰。管道变坡点宜设在转弯处或固定点附近。(4)真空管线应尽量短,尽量减少弯头和阀门,以降低阻力,达到更高的真空度。2.考虑施工,操作及维修(1)永久性的工艺、热力管道不得穿越工厂的发展用地。(2)厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区内的装置(单元)、道路、建筑物、构筑物等协调，避免管道包围装置(单元)，减少管道与铁路、道路的交叉。(3)全厂性管架或管墩上(包括穿越涵洞)应留有10%～30%的空位，并考虑其荷重。装置主管廊管架宜留有10%～20%的空位，并考虑其荷重。(4)管道布置应使管道系统具有必要的柔性。在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的情况下，应使管道最短，组成件最少。(5)管道应尽量集中布置在公用管架上,管道应平行走直线,少拐弯,少交叉,不妨碍门窗开启和设备、阀门及管件的安装和维修,并列管道的阀门应尽量错开排列。(6)支管多的管道应布置在并列管线的外侧,引出支管时气体管道应从上方引出,液体管道应从下方引出。管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。否则应根据操作、检修要求设置放空、放净管线。管道应尽量避免出现“气袋”、“口袋”和“盲肠”。(7)管道应尽量沿墙面铺设,或布置在固定在墙上的管架上,管道与墙面之间的距离以能容纳管件、阀门及方便安装维修为原则。(9)管道布置时管道焊缝的设置，应符合下列要求：①管道对接焊缝的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径，且不小于100mm；②管道上两相邻对接焊缝的中心间距：a、对于公称直径小于150mm的管道，不应小于外径，且不得小于50mm。b、对于公称直径等于或大于150mm的管道，不应小于150mm。（10）管道除与阀门、仪表、设备等需要用法兰或螺纹连接者外，应采用焊接连接。下列情况应考虑法兰、螺纹或其他可拆卸连接：①因检修、清洗、吹扫需拆卸的场合；②衬里管道或夹套管道；③管道由两段异种材料组成且不宜用焊接连接者；④焊缝现场热处理有困难的管道连接点；⑤公称直径小于或等于l00mm的镀锌管道；⑥设置盲板或“8”字盲板的位置。(11)管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时，应加套管，套管与管道间的空隙应密封。套管的直径应大于管道隔