華南理工大學(xué)發(fā)酵工廠設(shè)計(jì) 管道設(shè)計(jì)與布置final

1、第八章 管道設(shè)計(jì)與布置主要內(nèi)容一、車(chē)間布置設(shè)計(jì)的目的、依據(jù)與成果二、車(chē)間布置設(shè)計(jì)的原那么三、設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的原那么四、車(chē)間布置設(shè)計(jì)的步驟與方法五、車(chē)間布置設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)與技術(shù)六、管道布置設(shè)計(jì)的意義與步驟七、工藝管道的設(shè)計(jì)計(jì)算八、管道布置設(shè)計(jì)的原那么與任務(wù)九、發(fā)酵車(chē)間管道布置的特點(diǎn)1. 管道布置設(shè)計(jì)的意義操作方便性建設(shè)指標(biāo)的先進(jìn)性整齊美觀通風(fēng)采光工作量大第一節(jié) 概 述2. 管道設(shè)計(jì)與布置的內(nèi)容管道的設(shè)計(jì)計(jì)算管道的布置第一節(jié) 概 述3.管道設(shè)計(jì)與布置的步驟選擇管道材料選擇介質(zhì)的流速確定管徑確定管壁厚度確定管道連接方式選閥門(mén)和管件選管道的熱補(bǔ)償器絕熱形式、絕熱層厚度及保溫材料的選擇選擇管道材料選擇介

2、質(zhì)的流速確定管徑確定管壁厚度確定管道連接方式選閥門(mén)和管件選管道的熱補(bǔ)償器絕熱形式、絕熱層厚度及保溫材料的選擇 1. 管子、管件和閥門(mén)的選擇公稱(chēng)直徑將管子和管道用的零部件的直徑加以標(biāo)準(zhǔn)化以后的直徑，稱(chēng)公稱(chēng)直徑，并以Dg表示，其后附加公稱(chēng)直徑的尺寸例如：公稱(chēng)直徑為100mm，用Dg100表示管子的公稱(chēng)直徑是指管子的名義直徑，是與管子的外徑相近又小于外徑的一個(gè)數(shù)值。只要公稱(chēng)直徑一定，外徑也就確定，而內(nèi)徑那么根據(jù)壁厚不同而不同例如：Dg150的無(wú)縫鋼管，外徑都是159mm假設(shè)壁厚是4.5mm，內(nèi)徑是150mm假設(shè)壁厚是6.0mm，內(nèi)徑是147mm第二節(jié) 工藝管道的設(shè)計(jì)計(jì)算公稱(chēng)壓力把管道及所用閥蘭、閥門(mén)

3、等零部件所承受的壓力，也分為假設(shè)干個(gè)規(guī)定的壓力等級(jí)，這種規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力等級(jí)就是公稱(chēng)壓力，以Pg表示，其后附加公稱(chēng)壓力的數(shù)值例如：公稱(chēng)壓力為25105Pa，用Pg25表示按照現(xiàn)行規(guī)定：低壓管道的公稱(chēng)壓力分為2.5、6.0、10、16 105Pa四個(gè)等級(jí)；中壓管道的公稱(chēng)壓力分為25、40、64、100 105Pa四個(gè)等級(jí)；高壓管道的公稱(chēng)壓力分為160、200、250、300 105Pa四個(gè)等級(jí)管材選擇鑄鐵管：埋于下地的管道，用于濃硫酸、液堿常溫及地下污水管。焊接管：白鐵管、黑鐵管、鍍鋅管用于供水、煤氣、低壓蒸汽等，溫度低于135。無(wú)縫鋼管：用于有壓力的場(chǎng)合和易燃、易爆及有害介質(zhì)。不銹鋼管：用于有壓

4、力的場(chǎng)合，易燃、易爆場(chǎng)合，有衛(wèi)生要求的場(chǎng)合及有害介質(zhì)和腐蝕性介質(zhì)非金屬管：用于腐蝕性介質(zhì)，不適應(yīng)高溫場(chǎng)合。聚氯乙烯管P.V.C. 聚丙烯管.P.P.) 環(huán)氧樹(shù)脂玻璃鋼管，酚醛樹(shù)脂玻璃鋼管等有色金屬管：用于一些特殊場(chǎng)合，深冷、防腐蝕等管件彎頭三通短接管異徑管法蘭活絡(luò)管接頭盲板閥門(mén)旋塞 截止閥閘閥 隔膜閥球閥 針形閥止回閥 平安閥減壓閥 疏水閥蝶閥2. 管徑計(jì)算式中：d-管道內(nèi)徑mmQ-流體流量m3/hW-流體流速m/s選取流速，計(jì)算管徑；查管徑系列表，選用距計(jì)算值最接近而又略大些的管徑；按選用的管徑復(fù)核流體速度，應(yīng)符合流速規(guī)定的范圍。例如：麥芽汁 選取w=1.2 m/s要求 Q=30 m3/h那

5、么 d=94mm查表選用Dg100無(wú)縫鋼管，外徑108mm，壁厚4mm，內(nèi)徑100mm，W=Q18.82/d2=1.06 m/s符合選取流速規(guī)定的范圍。根據(jù)公稱(chēng)壓力Pg，公稱(chēng)直徑Dg，可以查表確定管壁厚度。一般情況下，很少計(jì)算管壁厚度。如果工作壓力和溫度過(guò)高，那么應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算公式見(jiàn)課本174頁(yè)。3.管子壁厚計(jì)算管道的保溫、熱膨脹及補(bǔ)償1.保溫的目的a 減少設(shè)備和管道向周?chē)h(huán)境散發(fā)或吸收熱量而造成能量損失。b 改善勞動(dòng)保護(hù)條件和生產(chǎn)條件。c 提高設(shè)備的防火等級(jí)2. 管道的保溫材料要求1保溫材料的密度要小、導(dǎo)熱系數(shù)低。2富有彈性及多孔性、化學(xué)性能穩(wěn)定。3能耐熱和耐冷，易于施工并具有足夠的機(jī)械強(qiáng)

6、度。4不侵蝕金屬管道，水分較少，不引出鼠、菌等生物，不污染空氣。5就地取材，經(jīng)濟(jì)適宜3. 常用的保溫材料1纖維型：玻璃棉、礦渣棉、巖石棉。2發(fā)泡型：硅藻土、發(fā)泡混凝土、微孔硅酸鹽。3泡沫塑料：泡沫玻璃、聚苯乙烯、聚氨基甲酸脂4多孔顆粒：膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、炭化軟木4. 保溫范圍a 凡外表溫度高于333K以上的管道，都要保溫，以防燙傷。b 外表溫度低于周?chē)諝饴饵c(diǎn)溫度。不保溫將在外表產(chǎn)生凝結(jié)水c 假設(shè)管道內(nèi)介質(zhì)溫度降低使流動(dòng)困難，或者產(chǎn)生冷凝液使管道產(chǎn)生腐蝕者皆應(yīng)保溫。假設(shè)必要可加蒸汽伴管，再外加絕熱層d 由于環(huán)境溫度影響，可能使管道內(nèi)介質(zhì)汽化而影響生產(chǎn)。1. 車(chē)間管道布置設(shè)計(jì)的任務(wù)用管道把由

7、車(chē)間布置固定下來(lái)的設(shè)備連接起來(lái)，使之形成一條完整連貫的生產(chǎn)工藝流程第三節(jié) 管道布置設(shè)計(jì)2. 車(chē)間管道布置設(shè)計(jì)的原那么管道布置首先應(yīng)滿足生產(chǎn)需要和工藝設(shè)備的要求，便于安裝、檢修和操作管理；盡可能使管線最短，閥件最少；車(chē)間內(nèi)管道一般采用明線敷設(shè)，安裝費(fèi)用低，檢修安裝方便，操作人員容易掌握管道的排列和操作；車(chē)間內(nèi)工藝管道布置普遍采用沿墻、樓板底或柱子的成排安裝法；管架標(biāo)高應(yīng)不影響車(chē)輛和人行交通；分層布置時(shí)，大管徑、熱介質(zhì)、氣體、保溫和無(wú)腐蝕的管道在上；小管徑、液體、不保溫、冷介質(zhì)和有腐蝕性介質(zhì)的管道在下；管徑大的、常溫的、支管少的，不常檢修的和無(wú)腐蝕性介質(zhì)的管道靠墻；管徑小的，熱力管道、常檢修的、支

8、管多的和有腐蝕性介質(zhì)管道靠外；管道穿過(guò)樓板、墻壁時(shí)，應(yīng)預(yù)留孔，穿過(guò)樓板或墻壁的管道，其閥蘭或焊口不得位于樓板或墻壁之中；易堵塞管道在閥門(mén)前接上水管或壓縮空氣管；管道防止經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)或配電板上空以及鄰近；輸送腐蝕性介質(zhì)管道的閥蘭不得位于通道上空；閥門(mén)和就地儀表的安裝高度應(yīng)滿足操作和檢查的方便；室外架空管道的走向宜平行于廠區(qū)干道和建筑物；不銹鋼管道不得與碳鋼支架或管托架長(zhǎng)期直接接觸，以免形成腐蝕核心；一般的上下水管及廢水管適用埋地敷設(shè)，埋地管的安裝深度應(yīng)在冰凍線以下。3. 發(fā)酵工廠車(chē)間管道布置的特點(diǎn)選擇恰當(dāng)?shù)墓懿暮烷y門(mén)1防腐蝕2防染菌3防倒流選擇正確的管道連接1宜焊接和閥蘭連接2不宜螺紋連接截止閥2

9、6截止閥28截止閥A 安裝時(shí)盡可能將閥座一側(cè)與罐相連，而閥桿一側(cè)不與罐相連。B 閥芯最好用聚四氟乙烯墊圈。C 必要時(shí)閥座上另外安裝小邊閥。截止閥截止閥上安裝小邊閥針型閥針型閥針型閥一般由不銹鋼制成，適用于小流量的調(diào)節(jié)。例如：用于取樣、接種和補(bǔ)料的管道上。橡皮隔膜閥橡皮隔膜閥橡皮隔膜閥A 橡皮隔膜閥具有嚴(yán)密可靠、閥桿不與物料接觸的優(yōu)點(diǎn)。B 但所用的橡皮隔膜必須耐高溫。閘閥閘閥大口徑的空氣管和蒸汽罐一般用閘閥。402.7 平安閥平安閥的作用原理是基于力平衡，一旦閥瓣所受壓力大于彈簧設(shè)定壓力時(shí)，閥瓣就會(huì)被此壓力推開(kāi)，其壓力容器內(nèi)的氣液體會(huì)被排出，以降低該壓力容器內(nèi)的壓力。41424344452.8

10、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥主要工作原理，是靠改變閥門(mén)閥瓣與閥座間的流通面積，到達(dá)調(diào)節(jié)壓力、流量等參數(shù)的目的。 本節(jié)主要介紹調(diào)節(jié)閥的閥體和閥芯的主要結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)閥的流量特性以及有關(guān)閥芯氣蝕噪音問(wèn)題的解決方法。462.8.1 閥體結(jié)構(gòu)直通單座閥(GLOBE)閥體內(nèi)只有一個(gè)閥座和密封面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,密封效果好,是使用較多的一種閥體類(lèi)型。 47直通雙座閥(GLOBE)閥體內(nèi)有兩個(gè)閥座和密封面，流通能力大,不平衡力小,但泄漏量大,切斷效果差,是使用較多的一種閥體類(lèi)型48套筒閥(CAGE)閥體內(nèi)部閥芯由套筒導(dǎo)向套筒上開(kāi)有窗口用于決定流量與流量特性閥芯上可開(kāi)有平衡孔,減小不平衡力套筒閥可調(diào)比大,振動(dòng)小,不平衡力小,互換性好,可適用于大局部單雙座閥的應(yīng)用場(chǎng)合不適用于有顆粒及較臟污介質(zhì)是使用最為廣泛的一種閥體類(lèi)型4950球閥、蝶閥、隔膜閥等都可以作為調(diào)節(jié)閥合理布置管道1盡量減少管道，可節(jié)省投資，減少染菌時(shí)機(jī)；2要保證發(fā)酵罐種子罐罐體和有關(guān)管道都可用蒸氣