化工管道設計學習教案

1、會計學1化工管道設計化工管道設計第一頁，編輯于星期一：六點 二十七分。第1頁/共44頁第二頁，編輯于星期一：六點 二十七分。第一節(jié)第一節(jié) 設計原則及注意事項設計原則及注意事項第2頁/共44頁第三頁，編輯于星期一：六點 二十七分。二、注意事項二、注意事項1 1、物料管道（凡輸送原料、物料管道（凡輸送原料, ,半成品半成品, ,成品成品, ,廢料等廢料等的管線統(tǒng)稱為物料管道）的管線統(tǒng)稱為物料管道）避免死角。避免死角。坡度為坡度為3/1000-5/1000,3/1000-5/1000,含固體結(jié)晶為含固體結(jié)晶為1/1001/100。根據(jù)物料的性質(zhì)來選擇管材。根據(jù)物料的性質(zhì)來選擇管材。管道閥門選擇旋塞閥

2、管道閥門選擇旋塞閥, ,球閥球閥, ,截止閥。截止閥。輸送腐蝕性介質(zhì)管道不得位于通道上方輸送腐蝕性介質(zhì)管道不得位于通道上方, ,法蘭連接法蘭連接處要裝護套處要裝護套, ,與其它管道保持一定距離與其它管道保持一定距離, ,并略低一些并略低一些。輸送易凝固的物料管道應考慮吹掃和加熱保溫。輸送易凝固的物料管道應考慮吹掃和加熱保溫。防爆管道防爆管道, ,易產(chǎn)生靜電管道應注意安裝接地。易產(chǎn)生靜電管道應注意安裝接地。第3頁/共44頁第四頁，編輯于星期一：六點 二十七分。2 2、蒸汽管道、蒸汽管道第4頁/共44頁第五頁，編輯于星期一：六點 二十七分。3、污水管道、污水管道第5頁/共44頁第六頁，編輯于星期一

3、：六點 二十七分。 .壓縮空氣管道啟閉閥常用球閥。第6頁/共44頁第七頁，編輯于星期一：六點 二十七分。同一公稱直徑的鋼管,外徑相同,但內(nèi)徑隨壁厚而異。第7頁/共44頁第八頁，編輯于星期一：六點 二十七分。二、材質(zhì)與常用管道種類二、材質(zhì)與常用管道種類1 1、材質(zhì)、材質(zhì) 1) 1)金屬類：耐溫范圍大金屬類：耐溫范圍大, ,耐壓力高耐壓力高, ,有一定的耐有一定的耐腐蝕性。腐蝕性。 2) 2)非金屬類：耐腐蝕性好非金屬類：耐腐蝕性好, ,品種多品種多, ,資源豐富。資源豐富。第8頁/共44頁第九頁，編輯于星期一：六點 二十七分。 3)非金屬管品種繁多如硬聚氯乙烯,聚四氟乙烯,玻璃鋼。第9頁/共44

4、頁第十頁，編輯于星期一：六點 二十七分。水泥管。5、卡箍連接:金屬插入非金屬管后卡箍箍緊。三、管道連接三、管道連接第10頁/共44頁第十一頁，編輯于星期一：六點 二十七分。四、常用閥門和閥件的選擇及閥門的標注四、常用閥門和閥件的選擇及閥門的標注2 2、常用閥門和閥件的選擇、常用閥門和閥件的選擇1 1、閥門的標準、型號和標志、閥門的標準、型號和標志:JB 308-75:JB 308-75規(guī)定。規(guī)定。第11頁/共44頁第十二頁，編輯于星期一：六點 二十七分。5)5)球閥球閥: :結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單, ,開關(guān)力小開關(guān)力小, ,外形小外形小, ,重量輕重量輕, ,阻阻力小。力小。6)6)止回閥止回閥:

5、:介質(zhì)不能倒流。介質(zhì)不能倒流。7)7)減壓閥減壓閥: :通過閥瓣時產(chǎn)生阻力通過閥瓣時產(chǎn)生阻力, ,造成壓力損造成壓力損失。失。8)8)安全閥安全閥: :壓力超過規(guī)定值時壓力超過規(guī)定值時, ,自動開啟泄壓。自動開啟泄壓。9)9)隔膜閥隔膜閥: :隔膜夾于閥體與閥蓋之間隔膜夾于閥體與閥蓋之間, ,增加了增加了密封強度。密封強度。10)10)疏水閥疏水閥: :自動排出管道中的冷凝水。自動排出管道中的冷凝水。11)11)管道過濾器管道過濾器:Y:Y型過濾器型過濾器, ,用于疏水器前用于疏水器前, ,或或儀表前。儀表前。第12頁/共44頁第十三頁，編輯于星期一：六點 二十七分。五、流速選擇與管徑計算五、

6、流速選擇與管徑計算 第13頁/共44頁第十四頁，編輯于星期一：六點 二十七分。15d:d:管徑為管徑為 (mm) (mm)Q:Q:流體的體積流量流體的體積流量 (m (m3 3/s)/s)V:V:流體的平均流速（流體的平均流速（m/sm/s）第14頁/共44頁第十五頁，編輯于星期一：六點 二十七分。1. 1. 管道隔熱的一般規(guī)定管道隔熱的一般規(guī)定（1）熱力管道及其附件，凡表面溫度大于）熱力管道及其附件，凡表面溫度大于50oC以上時以上時，須考慮隔熱，隔熱后的管道外表溫度不應超，須考慮隔熱，隔熱后的管道外表溫度不應超過下列數(shù)值：過下列數(shù)值：（2）室外架空敷設的非干燥氣體管道及附件，又）室外架空敷

7、設的非干燥氣體管道及附件，又處于處于0oC以下溫度時，應考慮防凍。以下溫度時，應考慮防凍。室外管道，當溫度室外管道，當溫度25oC時為時為60oC，當氣溫，當氣溫25oC時時為為40oC。室內(nèi)管道，當操作地點按室內(nèi)管道，當操作地點按25oC考慮時為考慮時為50oC。第15頁/共44頁第十六頁，編輯于星期一：六點 二十七分。（4）所有可能在）所有可能在0oC以下的煤氣管及氣體氣體管道的以下的煤氣管及氣體氣體管道的排水管必須進行隔熱防凍。排水管必須進行隔熱防凍。（3）室外架空敷設的冷煤氣管道，有處于）室外架空敷設的冷煤氣管道，有處于0oC以下可能以下可能時，一般應按以下規(guī)定隔熱、防凍。時，一般應按

8、以下規(guī)定隔熱、防凍。當室外氣溫為當室外氣溫為0 0到到-10-10o oC C時，時，DN300DN300的管道應做的管道應做隔熱防凍。隔熱防凍。當室外氣溫為當室外氣溫為-10-10到到-20-20o oC C時，時，DN500DN500的管道應做的管道應做隔熱防凍。隔熱防凍。當室外氣溫為當室外氣溫為-20-20以下時，所有管道應進行隔以下時，所有管道應進行隔熱防凍。熱防凍。第16頁/共44頁第十七頁，編輯于星期一：六點 二十七分。密度小，在密度小，在450kg/m3450kg/m3以下以下機械強度大，一般可承受以上；機械強度大，一般可承受以上；導熱系數(shù)小，導熱系數(shù)小，350350以下時導熱系

9、數(shù)小于以下時導熱系數(shù)小于0.14W/mK, ,化學穩(wěn)定性好，耐腐蝕，耐火，膨脹??；化學穩(wěn)定性好，耐腐蝕，耐火，膨脹小；能耐一定溫度，對潮濕，水分的寢室有頂?shù)哪苣鸵欢囟?，對潮濕，水分的寢室有頂?shù)牡挚沽?；抵抗力；價格便宜，易于施工。價格便宜，易于施工。按導熱系數(shù)按導熱系數(shù)（W/mKW/mK）劃分為：）劃分為： 一級隔熱材料一級隔熱材料 ；二級隔熱材料；二級隔熱材料 ；三級隔熱材料；三級隔熱材料 ；四級隔熱材料；四級隔熱材料第17頁/共44頁第十八頁，編輯于星期一：六點 二十七分。3 3、常用保溫材料的特性與應用范圍、常用保溫材料的特性與應用范圍保溫材料的導熱系數(shù)隨溫度的增加而增加。保溫材料的導熱

10、系數(shù)隨溫度的增加而增加。在高溫管道可先包覆耐熱性較高的保溫材料在高溫管道可先包覆耐熱性較高的保溫材料, ,然然后再敷以導熱系數(shù)較小的保溫材料。后再敷以導熱系數(shù)較小的保溫材料。參考：參考：HG/T 206832005第18頁/共44頁第十九頁，編輯于星期一：六點 二十七分。4 4、隔熱層厚度的選擇、隔熱層厚度的選擇隔熱層厚度的計算較為復雜，隨厚隔熱層厚度的計算較為復雜，隨厚度的增加，管道熱量損失可以減少，但隔度的增加，管道熱量損失可以減少，但隔熱的投資費和折舊費卻在增加，一次需要熱的投資費和折舊費卻在增加，一次需要進行經(jīng)濟核算來去頂最適宜的厚度。進行經(jīng)濟核算來去頂最適宜的厚度。D Dw w：管道

11、或圓柱形設備的外徑，：管道或圓柱形設備的外徑，mmmm；：隔熱材料的導熱系數(shù)，：隔熱材料的導熱系數(shù)，W/mKW/mK；t1t1：管道或圓柱形設備的外表面溫度，：管道或圓柱形設備的外表面溫度，o oC C；q q：最大允許熱損失，：最大允許熱損失，W/mW/m（可參考相關(guān)標準）（可參考相關(guān)標準）第19頁/共44頁第二十頁，編輯于星期一：六點 二十七分。1)1)隔熱形式隔熱形式: :除一般絕熱隔熱外除一般絕熱隔熱外, ,有時還采用有時還采用夾套保溫或伴熱管保溫夾套保溫或伴熱管保溫, ,物料凝固點物料凝固點( (或熔或熔點點) )5050時采用伴熱管保溫時采用伴熱管保溫, ,150150采用采用夾套

12、保溫。夾套保溫。2)2)熱載體的選擇熱載體的選擇: :常用的熱載體有熱水常用的熱載體有熱水, ,蒸汽蒸汽, ,煙道氣煙道氣, ,熱空氣熱空氣, ,高溫時用聯(lián)苯混合物高溫時用聯(lián)苯混合物, ,熔鹽熔鹽。5 5、隔熱形式及熱載體的選擇、隔熱形式及熱載體的選擇第20頁/共44頁第二十一頁，編輯于星期一：六點 二十七分。二、管道的熱補償二、管道的熱補償 管道的熱膨脹管道的熱膨脹, ,冷縮：冷縮：L=Lt若管道不能自由伸縮若管道不能自由伸縮, ,將產(chǎn)生熱應力。應將產(chǎn)生熱應力。應力大小可由下式計算力大小可由下式計算: :=E=EtL：線形熱膨脹或體積熱膨脹值；：線形熱膨脹或體積熱膨脹值；：材料膨脹系數(shù)；：材

13、料膨脹系數(shù)；t：溫度變化：溫度變化E：材料彈性模量；：材料彈性模量；：材料膨脹系數(shù)；：材料膨脹系數(shù)；t：溫度變化：溫度變化第21頁/共44頁第二十二頁，編輯于星期一：六點 二十七分。1 1）自然熱補償：）自然熱補償：利用管道部置時的自然彎曲來利用管道部置時的自然彎曲來吸收熱伸長量，此彎段稱自然熱補償器。吸收熱伸長量，此彎段稱自然熱補償器。有有L L形有形有Z Z形，自然熱補償可不用補償器形，自然熱補償可不用補償器，簡單經(jīng)濟。，簡單經(jīng)濟。 2 2、管道的熱補償、管道的熱補償?shù)?2頁/共44頁第二十三頁，編輯于星期一：六點 二十七分。1. 固定式支架固定式支架：在管道上不允許有任何的位移，緊卡：在

14、管道上不允許有任何的位移，緊卡在或固定在牢固的生根架上。一般使用在熱管、冷在或固定在牢固的生根架上。一般使用在熱管、冷管上直線很長的場合，為防止熱膨冷縮位移量過大管上直線很長的場合，為防止熱膨冷縮位移量過大，在固定管架之間須設置補償器或利用管道拐彎自，在固定管架之間須設置補償器或利用管道拐彎自然補償。然補償。2. 活動支（吊）架活動支（吊）架：該支（吊）架用于管道的正常支：該支（吊）架用于管道的正常支撐，這種支（吊）架在支撐面上允許有縱向和橫撐，這種支（吊）架在支撐面上允許有縱向和橫向的移動，是配管使用比較多的一種，根據(jù)管道向的移動，是配管使用比較多的一種，根據(jù)管道允許跨度，確定其位置。允許跨

15、度，確定其位置。第23頁/共44頁第二十四頁，編輯于星期一：六點 二十七分。3. 導向支架導向支架：又叫限位移支架，只限于某個方向的位移：又叫限位移支架，只限于某個方向的位移，一般僅允許軸向移動，不允許橫向移動。多用于設，一般僅允許軸向移動，不允許橫向移動。多用于設備入口，鑄鐵閥門的兩側(cè)，以避免產(chǎn)生彎距；還用于備入口，鑄鐵閥門的兩側(cè)，以避免產(chǎn)生彎距；還用于波形伸縮器，高管伸縮器的直管線上，以保持軸向位波形伸縮器，高管伸縮器的直管線上，以保持軸向位移。移。4. 彈簧支（吊）架彈簧支（吊）架：利用彈簧的伸長或壓縮，伴隨：利用彈簧的伸長或壓縮，伴隨管道垂直位移起支撐作用。一般布置在垂直管道管道垂直位

16、移起支撐作用。一般布置在垂直管道的兩側(cè)和頂端，如水平管道受垂直管道的影響有的兩側(cè)和頂端，如水平管道受垂直管道的影響有上下位移的場合需要用彈簧支架。上下位移的場合需要用彈簧支架。各種支架類型、配件及圖示各種支架類型、配件及圖示參考：參考：HG/T 21629-1999 管架標準圖管架標準圖第24頁/共44頁第二十五頁，編輯于星期一：六點 二十七分。W：管架總寬度，：管架總寬度，m；f：安全因素，按工藝流程圖估計管數(shù)時，取，按施工工：安全因素，按工藝流程圖估計管數(shù)時，取，按施工工藝圖估算時，；藝圖估算時，；S：管道的平均距離，一般，當管徑時，取；：管道的平均距離，一般，當管徑時，??；n：管件根數(shù)；

17、：管件根數(shù)；A：擴建需要的預留寬度，需要仔細考慮，一般為。：擴建需要的預留寬度，需要仔細考慮，一般為。W一般為一般為6-8m，大于，大于9m時要采用雙層管架。管架時要采用雙層管架。管架寬度也收起下面布置的設備和通道影響。寬度也收起下面布置的設備和通道影響。第25頁/共44頁第二十六頁，編輯于星期一：六點 二十七分。三、管道支吊架載荷計算三、管道支吊架載荷計算不同支（吊）架形式、管道走向及閥門控不同支（吊）架形式、管道走向及閥門控制等，有不同的計算方法，可參考相關(guān)資制等，有不同的計算方法，可參考相關(guān)資料，如工程力學等。料，如工程力學等。abABCG：承受的載荷，：承受的載荷，NQ：單位長度的基本

18、載荷，：單位長度的基本載荷，N/m確定管道支架時要預先考慮管道支架的載荷確定管道支架時要預先考慮管道支架的載荷水平直管水平直管無集中負無集中負荷時荷時第26頁/共44頁第二十七頁，編輯于星期一：六點 二十七分。三、管間距三、管間距1. 各種情況的管間距可查相關(guān)手冊，間距確定的一般考各種情況的管間距可查相關(guān)手冊，間距確定的一般考慮原則為：慮原則為：無法蘭不保溫或保溫、保冷管道，其突出部分凈距無法蘭不保溫或保溫、保冷管道，其突出部分凈距離不小于離不小于80mm；有法蘭的不保溫管道，其突出部分的凈距離不小有法蘭的不保溫管道，其突出部分的凈距離不小50mm；法蘭相錯的管道，按大管道上有法蘭與小管道無法

19、蘭相錯的管道，按大管道上有法蘭與小管道無法蘭考慮間距；法蘭考慮間距；管道最突出部分距墻壁或柱邊的凈空不小于管道最突出部分距墻壁或柱邊的凈空不小于100mm第27頁/共44頁第二十八頁，編輯于星期一：六點 二十七分。3. 并排管道上并排安裝用手輪操作的閥門時，管并排管道上并排安裝用手輪操作的閥門時，管間距離處考慮法蘭大小及凈距離外，還要考間距離處考慮法蘭大小及凈距離外，還要考慮手輪大小及其凈距離（一般選慮手輪大小及其凈距離（一般選100mm），），采用兩者中較大值。采用兩者中較大值。4. 管道通過人行道時，最低點離地面不小于管道通過人行道時，最低點離地面不小于2m；離公路不小于；離鐵路不小于離公

20、路不小于；離鐵路不小于6m；離廠交通；離廠交通干線一般為干線一般為5m。2. 管道最突出部分距管架梁端部距離不小管道最突出部分距管架梁端部距離不小100mm，距管架柱距離也不小于距管架柱距離也不小于100mm第28頁/共44頁第二十九頁，編輯于星期一：六點 二十七分。吸入管的直徑不應小于泵的入口，入口進泵吸入管的直徑不應小于泵的入口，入口進泵為水平方向時，入口管道應配置偏心異徑管為水平方向時，入口管道應配置偏心異徑管，取頂平安裝，以免形成氣袋。，取頂平安裝，以免形成氣袋。泵的排出管一般均按止回閥，旁路管。泵的排出管一般均按止回閥，旁路管。往復泵往復泵, ,齒輪泵齒輪泵, ,旋渦泵在排出管設安全

21、閥旋渦泵在排出管設安全閥。蒸汽泵蒸汽泵, ,計量泵計量泵, ,非金屬泵入口處設過濾器。非金屬泵入口處設過濾器。第29頁/共44頁第三十頁，編輯于星期一：六點 二十七分。、區(qū)不排管。塔立面配管:主要反映管道,平臺的標高走向。2 2、塔的管道布置、塔的管道布置第30頁/共44頁第三十一頁，編輯于星期一：六點 二十七分。3 3、容器的管道布置、容器的管道布置立式容器立式容器: :分操作側(cè)面分操作側(cè)面和和配管側(cè)面配管側(cè)面, ,操作側(cè)面有操作側(cè)面有加料孔加料孔, ,視鏡視鏡, ,壓力表壓力表, ,溫度計；溫度計；人孔人孔, ,氣孔在頂部出料孔在底部氣孔在頂部出料孔在底部。臥式容器臥式容器: :液體液體,

22、 ,氣體進口在一端的頂部氣體進口在一端的頂部, ,液體液體出口在另一端的底部出口在另一端的底部, ,蒸汽出口蒸汽出口則在液體出口的頂上則在液體出口的頂上, ,人孔可在人孔可在頂上頂上, ,側(cè)面或封頭中心。側(cè)面或封頭中心。第31頁/共44頁第三十二頁，編輯于星期一：六點 二十七分。2)2)管道布置管道布置臥式容器臥式容器: :兩設備一般不用直管連接。兩設備一般不用直管連接。進料管設在設備前部。進料管設在設備前部。出料管在底部中心引出。出料管在底部中心引出。管口大多在一條直線上。管口大多在一條直線上。閥門大多裝在管口上。閥門大多裝在管口上。第32頁/共44頁第三十三頁，編輯于星期一：六點 二十七分。4 4、換熱器的管道布置、換熱器的管道布置2)2)換熱器的配管換熱器的配管管殼式換熱器已標準化管殼式換熱器已標準化, ,有系列產(chǎn)品有系列產(chǎn)品可供使用但管口大小可供使用但管口大小, ,方位和安裝結(jié)構(gòu)由方位和安裝結(jié)構(gòu)由設計人員決定。設計人員決定。管箱面對操作通道，封頭對管廊。管箱面對操作通道，封頭對管廊。儀表，閥門應靠進換熱器，能在通道上儀表，閥門應靠進換熱器，能在通道上操作。操作。換熱器兩