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1、第八章管道布置设计及配管图化工厂中,设备之间的连接,物料、蒸汽、水气体的输送都要用到各种管径材质不同的管道,管在道纵横、交叉重叠排列,长途管路几公里以上,管道费用占总投资的15%20%因此化工管路安装设计是化工设计中重要组成部分,是管道安装文件。是根据流程图和设备布置图进行设计的。8.1管路设计包含的内容:(1)管子管间和阀门的选择(2)管路布置设计(3)管路保温设计(4)管路支架配置(热管路要计算)(5)管路的热补偿设计(6)编制管道安装材料表(7)图纸文件(施工图阶段)a.管道布置平立面图,单向视图b.管段图:也叫三维图视图或单线图,它是一段管道的立体图样。c.管架和非标管件图。由管段表:
2、按管子序号列出管子的规格、材质、长度、管件、阀门的名称型号、规格和数量,管道的试压、涂色和保温防腐要求。e.管架安装示意图。f.综合材料表(包括工艺的所有材料)。g.设备管方位图。8.1.1管道、管件及管架8.1.1.1管道确定(1)压力等级:比操作压大广2个压力等级。(2)材质:介质的腐蚀性、毒性、温度、压力等。B-碳钢E-不锈钢、D-合金、F-有色金属A-铸铁、G-非金属(3)法兰的密封面平面:一般性质FF-全平面RF一突面凹凸面:易燃易爆MFM梯槽面:剧毒TG(4)管道壁厚:E=Pd20%+pt壁厚mmP管内压力Mpad管外径mmti一一操作温度下的设计压力Mpa1)铸铁管:给水总管、埋
3、地水管、煤气管、污水管道2)硅铁管:0.25MPa腐蚀介质3)水煤气管:镀锌钢管:水、煤气、PA,真空、LS等低压无腐蚀物料。(镀锌的称为白铁管,不镀锌的称为黑铁管。)1/8”,1/4,3/8,1/4,3/4,1,2,3等4)无缝钢管:应用广泛,输送易燃易爆、有压力的物料,强度好、质地均匀。5)有色金属管:a.铜管:换热器、低温管道、仪表管道。b.铝管:浓硝酸、醋酸等。6)非金属管:(耐腐蚀管)a.陶瓷管:0.2MpaT150C腐蚀介质(氢氟酸除外)b.玻璃管:T:-30C150CT80oC(防止骤变)c.PVC管(聚氯乙烯)0.25MpaT60Cd.ABS管:P1.0MpaT120oCe.橡
4、胶管:耐酸碱、抗腐蚀性好、有弹性、可任意弯曲,一般用作临时性管道。(铠装软管6.4Mpa)f.内衬管:内衬玻璃、搪瓷、玻璃钢8.1.2管道计算D最经济管径的选择:管道投资费用与克服管道阻力所消耗动力有关。管径Dt-投资费用tf动力消耗Nl管径Dl投资费用I一动力消耗Nt长管道:大管径应根据经济管径选择短管道:小管径根据经验决定也可进行图解:见表8-3、图8-1也可用计算近似估算:碳钢管:D 最佳二282 Wo.G流量一 kg/s。密度一kg/nP不锈钢管:D最佳=226G203$D最佳mm例题81求Hel气体,5atm,15,流量G=7000kgh(1atm,0,HCI气体体积22.4m3km
5、ol)操作状态下的密度:P_p RTo _ _M RTO 一RT1 一 RTi36.5X5X27322.4X1X288= 7.72kgm3Dt120C工作压力低于公称压力不同温度下工作压力与公称压力的关系见表8-1P295b.公称直径:既不是外径也不是内径,而是与之相近的数c.常用管壁厚:插手侧,也可计算。(通过管子的许用应力计算)碳钢:20#:-20C475C10#:-40C375C16MnRn:-40C475C18X325X332X338X345X3.5DN15DN20DN25DN32DN4057X3.576X489X4108X4133X4DN50DN65DN80DNlOODN125159
6、X4.5219X6273X8325X8379X9DN150DN200DN250DN300DN350见表84,5,6,4)管压降计算:化工原理第一章讲过管路热应力计算:工程软件,也可手算。8.1.3阀门分2类:切断阀调节阀(一)常用阀1)旋塞阀优点:结构简单,关开迅速,阻力小,可输送悬浮颗粒液体,缺点:不能调节,不得用于整齐、高温液体。2)球阀:优点:易操作,易调节。缺点:不得输送含结晶和悬浮液体。3)闸阀:优点:同上,但一般用于大管径缺点:同上。4)隔膜法:优点:密封性好,阻力小,用于输送悬浮液或腐蚀性液体。缺点:不适用于有机溶剂和强氧化介质。5)止回阀、底阀:也叫单向阀,用于清净介质。升降是
7、:阻漏性好,但阻力大。H41H-16卧式,用于水平管道H42H-16立式,用于垂直管道。旋启式:可任意安装在水平、垂直、倾斜路上。6)安全阀:根据介质压力能自动开启阀的阀门,能使设备自动泄压而防止设备超压。重要的地方装两个。a.杠杆式:可靠,高温时使用,安装时需保持阀盘轴线的垂直。b.弹簧式:精巧,可任意安装。但需经常校验。7)截止阀:优点:比闸阀调节性好,简单便宜。缺点:不适用于粘度大,含颗粒,易沉淀的介质。不宜作放空,低压、真空系统阀,因密封性差。8)蝶阀:小、轻、开启快,具有调节性,适合制成大口径阀,(大于100DN)法兰对夹。D:4(T2000mm9)减压阀:能自动的将高压流体按工艺要
8、求减为低压流体,常用于加压水蒸气和压缩空气管路上。(二)阀门的型号和标志附体材料公称压力一封底座或衬里材料结构型式 管道联接方式 阀门类型闸阀Z旋塞阀X截止阀J球阀Q安全阀A蝶阀D节流阀L减压阀J止回阀H阀门类型代号用汉语拼音字母表示。连接形式代号用阿拉伯数字内螺纹1外螺纹2法兰4焊接6对夹7卡箍8卡套90结构形式代号用阿拉伯数字每一种阀都有自己的结构代号:如:止回阀一升降式一浮球式O、多瓣式1、离式2旋启式-*单瓣式4、多瓣式5、双瓣式6闸阀:明杆楔式一单闸板1明杆平行式一双闸板2截止阀:一直通式1角式2m阀座密封面或衬里材料代号用汉语拼音表示如:N 尼龙塑料T 铜合金Hf合金钢Cf唐瓷X
9、一软橡胶B一衬胶回公称压力Kgcm2 or MpaBf巴氏合金Ff氟塑料Wf由阀体直接加工的阀座密 封面。D -搪瓷比工作压力大一级或二级。执行试验压力、工作压力规定、工称压力规定。回阀体材料!Crl8Ni9Ti-P一不锈钢lCrl8Nil2Mo2Ti-*R合金ZG25II-C一铸钢H62-Tf铜TA2-Ti-钛材Q一球墨铸铁Eg:JllT-16J41H25Q41F25CZ41H-16CD71X16Z41W-40PX17W-10Z41Y160PY43H-40BZ41H-16C(带保温套闸阀)8. 1.4管道连接1)焊接:所有压力管道都应尽量考虑焊接,D32m电焊D200nmeO_3Ih-保护管
10、J_I_d_异径管%Il1阀主连接%1螺纹连接%D1承插连接c飞-飞飞-ZJZC管路投影相交(9)各种阀的国法截止阀(I纹连接)TT爰)连Jx闸阀,灸T厂因1球阀1日T止回阀IZHCHD)安全阀蝶阀占区TAMT三通旋塞阀,由IT(10)配管图(1)立面平面i=(2)立面平面C(3)立面CBoPEL3.00IrBOPEL2.50T、.JBPEL2,008.3.5管段图D作用及内容:管段图是表达了一个设备到另一个设备的(或另一管段)间的一段管线及其附管件、阀件、仪表控制点等具体配置情况的立体图样。用轴测图表示,供施工人员在密集的管线中能清晰完整的看到管线的走向及安装尺寸。2)实用性:合金贵重管路和
11、内衬管路复杂管路:管件夹套管等。各种内衬、非金属管路。3)画法:用正等轴侧投影绘制,北向与平面图北向一致。(见图D不必按比例绘制,但各种阀门、管件之间要大小比例协调。粗实线(0.61.2mm),画箭头、标注尺寸、标高、代号等。管道上环焊缝用圆点表示,水平管法兰用垂直短线表示,垂直管法兰与邻近的水平管平行。螺纹连接、承插焊连接均同法兰画法。(见图2)阀门的手轮用短线表示,与所在管线平行。阀杆中心线按设计方向画。(见图2)尺寸标注:只标注水平管路,尺寸界限为垂直短线。偏置管的标注:对于45偏置管要标出角度和一个偏置尺寸,对于非45。偏置管要标出两个偏置尺寸,而省略角度。(见图3)8.3.6如何阅图管路布置图是根据流程、设备布置图和设备图进行绘制的。因此,在阅图之前,应先看懂这些图。阅图时,随时参阅这些图,一般以平面为主,立面为辅,对照阅读。阅图步骤:1)概括了解图示内容。2) 了解厂房、设备及其布局。3) 了解设备的定位尺寸、接管方位、标高。4)查清管路走向和配件安装位置TT0x)x(Tx识图举例:H)2.练习识图,作业