化工設(shè)計課程設(shè)計--管道設(shè)計計算講解

1、化工專業(yè)課程設(shè)計化工專業(yè)課程設(shè)計中南民族大學(xué)化工專業(yè)課程設(shè)計學(xué)院:專業(yè)：化學(xué)工程與工藝年級：2011 級題目:KNO 3水溶液三效蒸發(fā)工藝設(shè)計學(xué)生姓名:學(xué)號:*指導(dǎo)教師姓名：*職稱:教授2014 年 12 月 29 日化工專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：KNO水溶液三效蒸發(fā)工藝設(shè)計設(shè)計條件：41. 年處理能力為7.92 XO t/a KNO 3水溶液；2. 設(shè)備型式中央循環(huán)管式蒸發(fā)器；3. KNO3水溶液的原料液濃度為 8%,完成液濃度為48%，原料液溫度為20T，比熱容為 3.5kJ/(kg. C)；4. 加熱蒸汽壓力為400kPa (絕壓)，冷凝器壓力為20kPa(絕壓);5. 各效加熱蒸汽的

2、總傳熱系數(shù)：K仁2000W/(m2?C) ； K2=1000W/( m2?C)； K3=500W/ / m2?°C)；6. 各效加熱蒸汽的冷凝液均在飽和溫度下排出。各效傳熱面積相等，并忽 略濃縮熱和熱損失，不計靜壓效應(yīng)和流體阻力對沸點的影響；7. 每年按300天計，每天24小時運行；設(shè)計任務(wù)：1. 設(shè)計方案簡介：對確定的工藝流程進(jìn)行簡要論述。2. 蒸發(fā)器和換熱器的工藝計算：確定蒸發(fā)器、換熱器的傳熱面積。3. 蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計。4. 主要輔助設(shè)備選型，包括氣液分離器及換熱器等。5. 繪制KNO3水溶液三效蒸發(fā)裝置的流程圖及蒸發(fā)器設(shè)備工藝簡圖。姓名：班級：化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)號：

3、指導(dǎo)教師簽字：化工專業(yè)課程設(shè)計目錄1概述11.1蒸發(fā)簡介11.2蒸發(fā)操作的分類 11.3蒸發(fā)操作的特點42設(shè)計條件及設(shè)計方案說明 52.1設(shè)計方案的確定以及蒸發(fā)器選型 52.2工藝流程簡介63.物性數(shù)據(jù)及相關(guān)計算73.2換熱器設(shè)計計算83.3管道選材及計算93.3.1料液管道管徑的確定 103.3.2加熱蒸汽管道與二次蒸氣管道管徑的確定 103.3.3冷凝水管道管徑的確定 103.4管材的選擇114 對本次設(shè)計任務(wù)的評價 16化工專業(yè)課程設(shè)計1概述1.1蒸發(fā)簡介在化工、輕工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)中，常常需要將溶有固體溶質(zhì)的稀溶液加以濃縮，以 便得到濃溶液（固體產(chǎn)品）或制取溶劑，例如硝酸銨、燒堿、抗

4、生素、食糖等生產(chǎn)以及海水 淡化等。工業(yè)上常用的濃縮方法是蒸發(fā)，蒸發(fā)是采用加熱的方法， 使含有不揮發(fā)性雜質(zhì) （如鹽類）的溶液沸騰，除去其中被汽化單位部分雜質(zhì)，使溶液得以濃縮的單元操作過程。化工生產(chǎn)中蒸發(fā)主要用于以下幾種目的：（1）獲得濃縮的溶液產(chǎn)品；（2）將溶液蒸發(fā)增濃后，冷卻結(jié)晶，用以獲得固體產(chǎn)品，如燒堿、抗生素、糖等產(chǎn)品；（3）脫除雜質(zhì)，獲得純凈的溶劑或半成品，如海水淡化。進(jìn)行蒸發(fā)操作的設(shè)備叫做蒸 發(fā)器。蒸發(fā)器內(nèi)要有足夠的加熱面積，使溶液受熱沸騰。溶液在蒸發(fā)器內(nèi)因各處密度的差異而形成某種循環(huán)流動，被濃縮到規(guī)定濃度后排出蒸發(fā)器外。蒸發(fā)器內(nèi)部有足夠的分離空間，以除去汽化的蒸汽夾帶的霧沫和液滴，或

5、裝有適當(dāng)形式的除沫器以除去液沫，排出的蒸汽可回收熱量加以利用，或經(jīng)過冷凝器冷凝蒸發(fā)過程中經(jīng)常采用飽和蒸汽間壁加熱的方法，通常把作熱源用的蒸汽稱做一次蒸汽， 從溶液蒸發(fā)出來的蒸汽叫做二次蒸汽。1.2蒸發(fā)操作的分類按操作的方式可以分為間歇式和連續(xù)式，工業(yè)上大多數(shù)蒸發(fā)過程為連續(xù)穩(wěn)定操作的過 程。按操作壓力，蒸發(fā)可以分為常壓蒸發(fā)、加壓或減壓蒸發(fā)。真空蒸發(fā)有許多優(yōu)點：（1）在低壓下操作，溶液沸點較低，有利于提高蒸發(fā)的傳熱溫度差，減小蒸發(fā)器的傳熱面積；（2）可以利用低壓蒸氣作為加熱劑；（3）有利于對熱敏性物料的蒸發(fā)；（4）操作溫度低，熱損失較小。按二次蒸汽的利用情況可以分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)，倘若將加熱蒸

6、汽通入一蒸發(fā)器，則液體受熱而沸騰，所產(chǎn)生的二次蒸汽，其壓力與溫度比較原加熱蒸汽（生蒸汽）為低。但 此二次蒸汽仍可設(shè)法加以利用。 最普遍的利用方法是將其當(dāng)作加熱蒸汽，引入另一個蒸發(fā)器，只要后者的蒸發(fā)室壓力和溶液沸點均較原來蒸發(fā)器中為低，則引入的二次蒸汽仍能起到加熱作用。此時第二個蒸發(fā)器的加熱室便是第一個蒸發(fā)器的冷凝器，這就是多效蒸發(fā)的原理。將多個蒸發(fā)器這樣連接起來一同操作，即組成一個多效蒸發(fā)器。 每一蒸發(fā)器稱為一效， 通入生 蒸汽的，稱為第一效，利用第一效的二次蒸汽為加熱蒸汽的稱為第二效，以此類推。由于各 效（最后一效除外）的二次蒸汽都作為下一效蒸發(fā)器的加熱蒸汽，提高了生蒸汽的利用率， 節(jié)省了生

7、蒸汽用量，所以，在蒸發(fā)大量水分時，廣泛采用多效蒸發(fā)，常用的多效蒸發(fā)有雙效、 三效或四效，有的多達(dá)六效。多效蒸發(fā)按加料方式又可分為以下四種： 溶液與蒸汽成并流的方法，簡稱并流法； 溶液與蒸汽成逆流的方法，簡稱為逆流法； 溶液與蒸汽在有些效間成并流而在有些效間則成逆流，簡稱錯流法； I每一效都加入原料液的方法，簡稱平流法。以三效為例加以說明，當(dāng)效數(shù)有所增減時，其原則不變。（1）并流法不凝性氣體完成液水圖1三效蒸發(fā)并流加料流程并流法是工業(yè)中最常用的為并流加料法，如圖1所示，溶液流向與蒸汽相同， 即第一效順序流至末效。因為后一效蒸發(fā)室的壓力較前一效為低，故各效之間可無須用泵輸送溶液， 此為并流法的優(yōu)點

8、之一。 其另一優(yōu)點為前一效的溶液沸點較后一效的為高，因此當(dāng)溶液自前一效至后一效內(nèi)，即成過熱狀態(tài)而立即自行蒸發(fā)（常稱為自蒸發(fā)或閃蒸），可以發(fā)生更多的二次蒸汽，使能在次一效蒸發(fā)更多的溶液。其缺點則為最后一效的溶液的濃度較前一效的大， 而溫度又較低，粘度增加顯著，因而傳熱系數(shù)就小很多。 這種情況在最末一、 二效尤為嚴(yán)重， 使整個蒸發(fā)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力降低。因此，如果遇到溶液的粘度隨濃度的增大而很快增加的情況，不宜采用并流法。(2) 逆流法冷卻水水加I熱然汽圖2三效蒸發(fā)逆流加料流程如圖2所示，原料液由末效流入， 而由泵打入前一效。 逆流法的優(yōu)點在于溶液的濃度愈大時蒸發(fā)的溫度亦愈高，使各效溶液均不致出現(xiàn)粘度

9、太大的情況，因而傳熱系數(shù)也就不致過小。其缺點是，除進(jìn)入末效的溶液外，效與效之間皆需用泵輸送溶液，且各效進(jìn)料溫度(末 效除外)都較沸點為低，故與并流法比較，所產(chǎn)生的二次蒸汽量減少。(3) 平流法不聲性氣郵3化工專業(yè)課程設(shè)計#化工專業(yè)課程設(shè)計圖3三效蒸發(fā)平流加料流程#化工專業(yè)課程設(shè)計此法是按各效分別進(jìn)料并分別出料的方式進(jìn)行的，如圖3所示。此法適用于在蒸發(fā)過程中同時有結(jié)晶體析出的場合。例如食鹽溶液，當(dāng)蒸發(fā)至27%左右的濃度即達(dá)飽和，若繼續(xù)蒸發(fā)，就有結(jié)晶析出；此結(jié)晶不便在效與效之間輸送，故可采用此種流 程將含結(jié)晶的濃溶液自各效分別取出。(4) 錯流法此法的特點是在各效間兼用并流和逆流加料法。例如在三效

10、蒸發(fā)設(shè)備中， 溶液的流向可為3 1 2或2 3 1。此法的目的是利用以上并流法和逆流法的優(yōu)點，克服或減 輕二者的缺點，但其操作比較復(fù)雜。在加壓蒸發(fā)中，所得到的二次蒸氣溫度較高， 可作為下一效的加熱蒸氣加以利用。因此，單效蒸發(fā)多為真空蒸發(fā)；多效蒸發(fā)的前效為加壓或常壓操作，而后效則在真空下操作。1.3蒸發(fā)操作的特點從上述對蒸發(fā)過程的簡單介紹可知，常見的蒸發(fā)時間壁兩側(cè)分別為蒸氣冷凝和液體沸騰的傳熱過程，蒸發(fā)器也就是一種換熱器。 但和一般的傳熱過程相比， 蒸發(fā)操作又有如下特點：(1) 沸點升高蒸發(fā)的溶液中含有不揮發(fā)性的溶質(zhì)，在港臺壓力下溶液的蒸氣壓較同溫度下純?nèi)軇┑恼魵鈮旱?，使溶液的沸點高于純?nèi)芤旱姆?/p>

11、點，這種現(xiàn)象稱為溶液沸點的升高。在加熱蒸氣溫度一定的情況下，蒸發(fā)溶液時的傳熱溫差必定小于加熱純?nèi)軇┑募儫釡夭?，而且溶液的濃度越高，這種影響也越顯著。(2) 物料的工藝特性蒸發(fā)的溶液本身具有某些特性，例如有些物料在濃縮時可能析出晶體，或易于結(jié)垢；有些則具有較大的黏度或較強(qiáng)的腐蝕性等。如何根據(jù)物料的特性和工藝要求，選擇適宜的蒸發(fā)流程和設(shè)備是蒸發(fā)工藝設(shè)計時必須要考慮的問題。(3) 節(jié)約能源蒸發(fā)時汽化的溶劑量較大，需要消耗較大的加熱蒸氣。如何充分利用熱量，提高加熱蒸氣的利用率是蒸發(fā)操作要考慮的另一個問題。1.4蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備的作用是使進(jìn)入蒸發(fā)器的原料液被加熱，部分汽化，得到濃縮的完成液，同時需要排出

12、二次蒸氣，并使之與所夾帶的液滴和霧沫相分離。蒸發(fā)的主體設(shè)備是蒸發(fā)器， 它主要由加熱室和蒸發(fā)室組成。 蒸發(fā)的輔助設(shè)備包括： 使液 沫進(jìn)一步分離的除沫器， 和使二次蒸氣全部冷凝的冷凝器。 減壓操作時還需真空裝置。 茲分 述如下：由于生產(chǎn)要求的不同，蒸發(fā)設(shè)備有多種不同的結(jié)構(gòu)型式。對常用的間壁傳熱式蒸發(fā)器， 按溶液在蒸發(fā)器中的運動情況，大致可分為以下兩大類：（1）循環(huán)型蒸發(fā)器特點：溶液在蒸發(fā)器中做循環(huán)流動，蒸發(fā)器內(nèi)溶液濃度基本相同，接近于完成液的濃度。操作穩(wěn)定。此類蒸發(fā)器主要有：a. 中央循環(huán)管式蒸發(fā)器b. 懸筐式蒸發(fā)器c. 外熱式蒸發(fā)器d. 列文式蒸發(fā)器e強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器其中，前四種為自然循環(huán)蒸發(fā)器。

13、（2）單程型蒸發(fā)器特點：溶液以液膜的形式一次通過加熱室，不進(jìn)行循環(huán)。優(yōu)點：溶液停留時間短，故特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)；溫度差損失較小，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較大。缺點：設(shè)計或操作不當(dāng)時不易成膜，熱流量將明顯下降；不適用于易結(jié)晶、結(jié)垢物料的蒸發(fā)。此類蒸發(fā)器主要有：a. 升 膜式蒸發(fā)器b. 降膜式蒸發(fā)器c. 刮板式蒸發(fā)器2設(shè)計條件及設(shè)計方案說明2.1設(shè)計方案的確定以及蒸發(fā)器選型本次設(shè)計要求采用中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，在工業(yè)上被稱為標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器（如圖4所示）。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，傳熱較好，操作可靠等優(yōu)點，應(yīng)用十分廣泛，有"標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器”之稱。它的加熱室由垂直的加熱管束組成，在管束中央有一根直徑很大

14、的管子，稱為中央循環(huán)管。當(dāng)管內(nèi)液體被加熱沸騰時，中央循環(huán)管內(nèi)氣液混合物的平均密度較大；而其余加熱管內(nèi)氣液混合物的平均密度較小。在密度差的作用下， 溶液由中央循環(huán)管下降， 而由加熱管上升，做自然循環(huán)流動。溶液的循環(huán)流動提高了沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，強(qiáng)化了蒸發(fā)過程。為使溶液有良好的循環(huán)，中央循環(huán)管的截面積，一般為其余加熱管總截面積的40%100% ;加熱管的高度一般為12m ;加熱管徑多為2575mm之間。但實際上，由于結(jié)構(gòu)上的限制，其循環(huán)速度一般在0.40.5m/s以下；蒸發(fā)器內(nèi)溶液濃度始終接近完成液濃度；清洗和維修也不 夠方便。在蒸發(fā)操作中，為保證傳熱的正常進(jìn)行，根據(jù)經(jīng)驗，每效分配到的溫差不能小于

15、57 C。通常，對于 沸點升高較大的電解質(zhì)溶液，應(yīng)采取23效。由于本次設(shè)計任務(wù)是處理 KNO3溶液。這種溶液是一種沸 點升高較大的電解質(zhì)，故選用三效蒸發(fā)器。另外，由 于KNO3溶液是一種粘度不大的料液，故多效蒸發(fā)流 程采用并流操作。多效蒸發(fā)器工藝設(shè)計的主要依據(jù)是物料衡算、熱量衡算及傳熱速率方程。計算的主要項目有：加熱蒸 氣（生蒸氣）的消耗量，各效溶劑蒸發(fā)量以及各效的傳 熱面積等。多效蒸發(fā)器的計算一般采用迭代計算法。外殼；卜加熱至：吳屮央循 壞詹；4-蒸發(fā)室；5-除沐臊匚圖4中央循環(huán)管式蒸發(fā)器原料液生蒸汽次蒸汽三次蒸汽去冷卻器2.2工藝流程簡介7化工專業(yè)課程設(shè)計#化工專業(yè)課程設(shè)計冷氟水去III換

16、冷凝水去I換拎嚨水去II換產(chǎn)品圖5蒸發(fā)工藝流程簡圖如圖5所示，20C的原料液三臺列管式換熱器換熱后達(dá)到泡點進(jìn)入第I效蒸發(fā)器，在生蒸汽的給熱下蒸發(fā)大量水蒸氣形成二次蒸汽，同時生蒸汽損失熱量發(fā)生相變冷凝成水，但此時其溫度仍很高，是品味很高的熱源， 可做為第川換熱器的熱流體，由并流加料法的特點知第n效蒸發(fā)器壓力較第I效為低，故第I效中產(chǎn)生的大量二次蒸汽作為第n效的加熱蒸汽進(jìn)入第n效，經(jīng)加熱料液冷凝成冷凝水， 但較第I效的冷凝水溫度為低，作為第n換熱器的熱源對原料液進(jìn)行預(yù)熱。 第n效料液的沸點較第I效為低，故第I效的完成液一進(jìn)入第n效便成過熱狀態(tài)而立即蒸發(fā)出大量二次蒸汽，同理，該二次蒸氣作為加熱蒸汽進(jìn)

17、入第川效蒸發(fā)器，其冷凝水溫度進(jìn)一步降低，只能作為第I換熱器的熱源，對常溫下的原料液進(jìn)行初步的預(yù)熱。第川效蒸發(fā)器的二次蒸汽經(jīng)冷卻器冷卻，冷凝成水后回收利用。 從第三效蒸發(fā)器出來的料液已達(dá)到所需濃度要求，可輸送到儲槽儲存利用。 為實現(xiàn)能量利用的最大化， 選擇泡點進(jìn)料，但經(jīng)換熱器I川預(yù)熱后的原料液無法達(dá)到泡點，故用高溫的過熱蒸汽在換熱器w中對原料液進(jìn)行進(jìn)一步加熱使其達(dá)到泡點。3.物性數(shù)據(jù)及相關(guān)計算3.1蒸發(fā)器設(shè)計計算圖6并流加料三效蒸發(fā)的物料衡算及熱量衡算圖對三效蒸發(fā)器進(jìn)行物料衡算和熱量衡算，得到下述結(jié)果:表1物料計算的結(jié)果效次In出冷凝器加熱蒸汽溫度，°C143.4132.64109.9

18、560.1操作壓力P'i,kPa273.33146.662020溶液溫度(沸點)ti,°c133.62111.4464.15完成液濃度Xi,%10.917.548蒸發(fā)量Wi, kg/h2897.53078.33190.9蒸氣消耗量D，kg/h2764.1傳熱面積Si,m283.283.283.2完成液流量kg/h8073.45028.61833.33.2換熱器設(shè)計計算對換熱器進(jìn)行物料衡算和熱量衡算得到如下結(jié)果:表2物料計算結(jié)果效次In出IV管程進(jìn)/出口溫度，0c20/4949.0/76.576.598.6/殼程進(jìn)/出口溫度，°C109.5/57.976.5132.6

19、/8143.143.4官程流量kg/s57.93.1殼程流量kg/s0.7680.8050.85管程流體密度kg/m31300殼程流體密度kg/m3950.1932.3922.50.1307管程流體比熱容kJ/ (kg?C)1.869殼程流體比熱容(kJ/?()g?C)4.2334.184.181.850管程流體粘度10-7 Pa?s43000殼程流體粘度a?S°-7Pa?s2.1142.8282.72145管程流體熱導(dǎo)率 W/n?C0.521殼程流體熱導(dǎo)率 W/n?C0.6850.6860.680.029表3換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)效次inmIV熱流量，KW5900傳熱系數(shù)，W/(m K)6

20、00裕度/%10形式固定板式換熱器殼體內(nèi)徑mm273400管徑mm25 2.525 2.5管長mm20003000管子根數(shù)3876臺數(shù)31管程數(shù)14管子排列材質(zhì)碳鋼3.3管道選材及計算流體進(jìn)出口計算公式4Vsd 二冗u表4各效冷凝水密度效次in溶液溫度tjc133.62111.4464.15完成液濃度Xj,%10.917.548冷凝水的密度匕水kg/m3931.7949.9981.0各效中溶液的平均密度計算：上一F丄i V V水 F-FXj/水 i Xi、931.731045.7 kg/m1-0.109949.93込1151.4kg /m31-0.175981.0 =1886.5cg/m31-

21、0.483.3.1料液管道管徑的確定為統(tǒng)一管徑，按第I效的流量計算，溶液的適宜流速按強(qiáng)制流動算，即u =0.815 m/s，此處選取 u =0.8 m/s則Vs110001045.7 3600= 0.0029 m3/s4 0.00290.06795m = 67.95mm 二 0.811化工專業(yè)課程設(shè)計#化工專業(yè)課程設(shè)計依據(jù)鋼管的常用規(guī)格選為76 3.5mm的標(biāo)準(zhǔn)管。3.3.2加熱蒸汽管道與二次蒸氣管道管徑的確定表5流體的適宜流速強(qiáng)制流體的液體，m/s自然流體的液體，m/s飽和蒸汽，m/s空氣及其他氣體，m/s0.8 150.08-0.1520 3015 20飽和蒸汽適宜的流速u = 20 30

22、 m/s,此處取u氣二30 m/s為統(tǒng)一管徑，取體積流量最大的末效流量為計算管徑的體積流量，則W3=319°.9*7816m3/sS3p30.1307 3600n氣d氣4Vs34 6.7816 = 0.5366m = 536.6mm二 30依據(jù)無縫鋼管的常用規(guī)格選用為600 10mm的標(biāo)準(zhǔn)管。3.3.3冷凝水管道管徑的確定冷凝水的排出屬于自然流，u二0.08 0.15 m /s,設(shè)u冷凝水=0.15 m /s分別計算各效冷凝水的管徑：d1 =d2 二2764.1= 8.24x 10* m3/sPK1 931.7 3600n冷凝水4VsiW144 8.24 10一3x 10 = 83.

23、65mm -：0.152897.58.47 10, m3/sP水2949.9x36004Vs24 跆7 10" 1084.83 mm二 0.153190.99.04 10* m3/s皿冷凝水4Vs3d3二PK 3981.0 36004 9.04 1010 87.60mm二 0.15為統(tǒng)一管徑，取計算得到各效最大的管徑為設(shè)計的管徑，則d3 = 87.60mm依據(jù)無縫鋼管的常用規(guī)格選用直徑為95 3.5mm的標(biāo)準(zhǔn)管。表6 主要管道尺寸的確定加熱管主要結(jié)構(gòu)設(shè)計尺寸料液輸送管道管徑76 3.5mm加熱蒸氣與二次蒸氣輸送管道管徑600 10mm冷凝水管道管徑©95疋 3.5mm3.4

24、管材的選擇在進(jìn)行壓力管道設(shè)計時，管徑經(jīng)計算確定以后，就要選擇管子的材料。壓力管道常用管 子材料的使用是根據(jù)所輸送介質(zhì)的操作條件（如壓力、溫度）及其在該條件下的介質(zhì)特性決定的。材料選擇不當(dāng)，會造成浪費或埋下事故隱患。如可以用普通材料的管子時，選用了較昂貴材料的管子，就增加了不必要的基建投資。該用耐酸不銹鋼的場合用了碳鋼就會直接影響壓力管道的正常運行，甚至留下禍根。所以在選擇管子材料時，要求設(shè)計人員首先要了解管 子的種類、規(guī)格、性能、使用范圍，最好還要調(diào)查該管子在其他類似的壓力管道的應(yīng)用情況, 再根據(jù)以下的原則確定管子的材料。(1)優(yōu)先選用的管材在選用管子材料時，一般先考慮采用金屬材料，金屬材料不

25、適用時，再考慮非金屬材 料。金屬材料優(yōu)先選擇鋼制管材，后考慮選用有色金屬材料。鋼制管材中，先考慮采用碳 鋼，不適用時再選用不銹鋼。在考慮碳鋼材料時，先考慮焊接鋼管，不適用時再選用無縫 鋼管。(2)介質(zhì)壓力的影響輸送介質(zhì)的壓力越高，管子的壁厚就越厚，對管子材料的要求一般也越高。介質(zhì)壓力在1. 6MPa以上時，可選用無縫鋼管或有色金屬管子。壓力很高時，如在合成氨、尿素和甲醇生產(chǎn)中，有的管子介質(zhì)壓力高達(dá) 32MPa 般選用材料為20鋼或15MnV的高壓無縫 鋼管。在真空設(shè)備上的管子及壓力大于10MPa時的氧氣管子，一般采用銅管和黃銅管。介質(zhì)壓力在1 . 6MPa以下時，可考慮采用焊接鋼管、鑄鐵管或非

26、金屬管子。但鑄鐵管子承受介質(zhì)的壓力不得大于 1 . 0MPa非金屬管子所能承受的介質(zhì)壓力，與非金屬材料品種有關(guān)，如硬聚氯乙烯管子，使用壓力小于或等于1. 6MPa增強(qiáng)聚丙烯管子，使用壓力小于或等于1 . OMPa ABS管子，使用壓力小于或等于0. 6MPa對水管，當(dāng)水的壓力在1. OMPa以下時，通常采用材料為 Q235A的焊接鋼管；當(dāng)水的壓力大于 2. 5MPa時，一般采用材料 為20鋼的無縫鋼管。(3 )介質(zhì)溫度的影響不同材料的管子，適用于不同的溫度范圍。壓力為1 . OMPa的氫氣，當(dāng)氫氣的溫度小于350C時，一般采用20無縫鋼管，當(dāng)氫氣的溫度在 351400C范圍時，一般采用15Mn

27、V 或12CrMo無縫鋼管。表7不同材料管道的使用溫度范圍材料牌號受壓管子使用溫度范圍C材料牌號受壓管子使用溫度范圍CQ235AF0 250純鈦< 350Q235A0 350鋁-268 15020R-20 475銅、黃銅-196 20020g-20 475純鋁< 12016MnR-14 475硬鋁W 14016Mn-40 475灰鑄鐵W 2500.5MoW 520球墨鑄鐵W 350Cr18Ni9-196 700(4) 介質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響輸送不同介質(zhì)，采用不同的管材。有的介質(zhì)呈中性，一般對材料要求不高，可選用普通碳鋼管；有的介質(zhì)呈酸性或堿性，就要選擇耐酸或耐堿的管材。強(qiáng)酸強(qiáng)堿與弱酸弱

28、堿對管子的材料要求也不一樣，同樣的酸或堿，濃度不同對管子的材料要求也有區(qū)別。如輸送水及水蒸汽，采用碳鋼材料的管子就可以了。如在尿素裝置中，輸送二氧化碳的管子，一般采用不銹鋼管，因為二氧化碳遇水形成碳酸，碳酸對一般鋼管有腐蝕作用。如發(fā)煙硫酸可選用碳鋼管子，稀硫酸就不得用碳鋼管子，因為稀硫酸和碳鋼能起化學(xué)反應(yīng)，對碳鋼有腐蝕，可采用硬鋁管。(5) 管子本身功能的影響有些管子除需具備輸送介質(zhì)的功能外，還要具有吸震的功能、 吸收熱脹冷縮的功能,在工作狀況下，能經(jīng)常移動的功能。如民用液化石油氣、氧氣、乙炔氣在灌瓶的部位，管子常采用高壓鋼絲編織膠管，而不能使用移動不方便的硬質(zhì)鋼管。(6 )常用管道的類型一般

29、用途及選用材料情況參見下表：表8常用管道的類型、選材、一般用途一覽表序口 號管道類型選用材料一般用途標(biāo)準(zhǔn)號1無 縫 鋼 管中低壓 用普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼輸送對碳鋼無腐蝕或腐蝕速 度很小的各種流體GB8163-87GB3082-82GB9948-88高壓用2!0、15MnV等合成氨、尿素、甲醇生產(chǎn)中大 量使用GB6479-86不銹鋼1Cr18Ni9Ti 等液堿、丁醛、丁醇、液氨、硝 酸、硝銨溶液的輸送GB2270-802焊 接 鋼 管水煤氣輸送鋼管Q235- A適用于輸送水、壓縮空氣、煤 氣、乏汽，冷凝水和采暖系統(tǒng)的管路GB3091-93螺旋縫 電焊鋼管Q235 16Mn

30、 等SY5036-83不銹鋼1Cr18Ni9Ti 等HG20537-3.4-92焊接鋼管3金 屬 軟 管纖焊不 銹鋼軟管1Cr18Ni9Ti一般適用于輸送帶有腐蝕性 氣體P2型耐 壓軟管低碳鍍鋅鋼一般用于輸送中性的液體、氣 體及混合物P3型吸 塵管低碳鍍鋅鋼一般用于通風(fēng)、吸塵的管道PM1型耐壓管低碳鍍鋅鋼一般用于輸送中性液體4有 色 金 屬銅管和 黃銅管T2、T3、T4、TUPTU1、TU2、H6& H62適用于一般工業(yè)部門，用作機(jī) 器和真空設(shè)備上的管路及壓 力小于10MPa時的氧氣管路GB15271530-87鉛及其 合金管純鉛，Pb4、Pb5、Pb6, 鉛銻合金（硬鉛），PbSb4

31、 PbSb6 PbSb8適用于化學(xué)、染料、制藥及其 它工業(yè)部門作耐酸材料和管道，如輸關(guān)1565%的硫酸、干或濕的二氧化硫、60% 的氫氟酸、濃度小于80%的醋酸、鉛管的 最高使用溫度為200C，但溫度高于140C 時，不宜在壓力下使用。GB1472-88鋁及其合金L2、L3、工業(yè)純鋁鋁管用于輸送脂及酸、硫化氫 及二氧化碳，鋁管最咼使用溫度C, 溫度咼于160C時，不宜在壓力下使用，鋁管還可 以用于輸送濃硝酸、醋酸、蟻酸、硫的化全 物及硫酸鹽。不能用于鹽酸、堿液，特別是 含氯離子的化合物。鋁管不可用對鋁有腐蝕 的碳酸鎂、含堿玻璃棉保溫。GB6893-86GB4436-845纖 維 纏 繞 玻 璃

32、 鋼承插膠粘直管、對接直管和0型環(huán)承插連 進(jìn)管玻璃鋼一般在公稱壓力 0.61.6MPa、公稱直徑大于50mm勺管道上HGJS34-91玻璃鋼烯玻璃鋼低壓接觸成型進(jìn)管使用壓力管管小于等于0.6MPa,長絲纏繞直 管，合用壓力小等于 1.6MPa。6增強(qiáng)聚丙烯管聚丙烯具有輕質(zhì)咼強(qiáng)、耐腐蝕性好、 致密性好，價格低等特點。使 用溫度為120C，合用壓力為小于等于1.0MPa。HG20539-927玻璃管增強(qiáng)聚氣乙烯復(fù)合管玻璃、聚氣乙烯一般用于公稱直徑 15400mm PN小于等于1.6MPa管道上。HG20520-928玻璃鋼增強(qiáng)聚氣乙烯復(fù)合管玻璃鋼、聚氣乙烯使用壓力小于等于 1.6MPa。HGJ51

33、5-879鋼襯改性聚丙燃復(fù)合管鋼、聚丙烯使用壓力可大于 1.6MPa。10鋼襯聚四氟乙燃推壓管鋼、聚四氟乙烯使用壓力可大于 1.6MPaHG/T21562-9411鋼襯高性能聚 乙烯管鋼、聚乙烯具有耐腐蝕、耐磨損等特點12鋼噴涂聚乙烯 管鋼、聚乙烯使用壓力小于等于 0.6MPa13鋼襯橡膠管二鋼、橡膠使用壓力可大于 1.6MPaHG21501-9314鋼襯玻璃管鋼、玻璃使用壓力可大于 1.6MPa15搪玻璃管鋼、瓷釉使用壓力小于 0.6MPaHG/T2130-9116硬聚氣乙烯管聚氣乙烯使用壓力小于等于 1.6MPaGB4219-8417ABS管ABS使用壓力小于等于 0.6MPa18耐酸陶瓷管陶瓷使用壓力小于等于 0.6MPaZB/TG94004-8619聚丙烯管 聚丙烯一般用于化工防腐蝕管道上SG246-8120氟塑料管二聚四氟乙烯耐腐蝕，且耐負(fù)壓ZBG33001-8521輸水、吸水膠 管橡膠a. 夾套輸水膠管，輸送常溫水 和一般中性液體，公稱壓力小于等于0.7MPab. 纖維纏繞輸水膠管，輸送常 溫水，工作壓力小于等于1.0MPac. 吸水膠管，適用于常溫水和 一般中性液體HG2184-8122夾布輸氣管橡膠一般適用輸送壓縮空氣和惰 性氣體用23輸油、吸油膠 管耐油橡膠a.夾布吸油膠管，適用于輸關(guān) 40 C以下的汽油、煤油、柴油、 機(jī)油、潤滑油及其