管道设计与布置

第七章，管道设计与布置、样本、7.1管道设计与布置内容、管道设计计算主要包括：管径计算、管道减压计算、管道保温绝热工程、管道应力分析、热补偿计算、管道选择、管道支架计算等。 管道布置设计的主要内容：设计控制管道在空间位置相连、阀构件、接头构件、仪表设置情况的图纸。 配管设计和配置的具体内容，配管设计和配置的具体内容，14，描绘配管的配置图，13，选择配管固定件，15，制作配管、配管、阀门、配管和绝热材料的材料表和综合明细表，16，选择配管的防腐蚀对策，17，制作施工说明书， 7.2配管和阀的选定7.2.1基本概念7.2.2配管7.2.3常用阀7.2.4常用管材7.2.5凸缘、凸缘盖、紧固件、密封垫片、7.2.1基本概念、(2)配管的公称压力公称压力是指配管、管材和阀在一定温度范围内(碳钢为200以下、合金钢为250以下) 公称压力用PN表示。 (1)可标称直径连接的管和法兰、管和管、管和阀规定这两个连接件具有相同的标称直径。 相同公称直径的钢管，外径相等，内径因壁厚而异。 公称直径用DN表示。、7.2.2配管1、配管材料的选择、配管材质有两种，一种是金属类，另一种是非金属类。 金属类材质的特点是耐温范围高，耐压高，具有一定的耐腐蚀性，加工方便，安装方便。 非金属类材质特点耐腐蚀性能好，品种多，资源丰富，缺点是耐热、耐压不高。 管材的选择主要根据工艺要求，综合考虑运输介质的温度、压力、性质(酸性、碱性、毒性、腐蚀性和可燃性等)、供应和价格等因素来决定。 (1)温度-40350使用碳钢，-196-40使用耐低温合金钢、铝及铝镁合金，温度高于350时使用合金钢。 (2)压力小于9.8MPa (表压)为碳钢，9.831.4MPa (表压)为碳钢或低合金钢，压力为31.4MPa (表压)为高强度合金钢。 (3)介质性质，2 )常用管道，(1)钢管分为缝隙和无缝两种。 钢管有无电镀钢(黑铁管)和镀锌钢管(白铁管)。 按壁厚分普通钢管和厚壁钢管。 (2)有色金属管最常用的是铜、铅、铝或铝合金管，均为无缝管。 (3)非金属管、3、管及壁厚的计算与选择、1、管径a .公式b .图表法、2、管壁厚的连接根据管的工作压力、公称直径，以化工工艺设计手册的常用公称压力来调查管壁厚的选择表，可确定管壁厚。 4、管道连接、焊接是化工厂最常用的管道连接方法。 施工方便，以焊接可靠不漏为特点，成本低廉。 特点是连接简单，拆装方便，成本低，但连接可靠性低，螺纹部容易发生泄漏。 (1)焊接，(2)螺纹连接，该连接适用于在金属管中插入非金属管，在插入口之外，用金属制的带子紧固，防止介质泄漏，暂时装置和要求频繁清洗的清洁管。 装卸灵活。 适用于沿、埋地或墙铺设的给水排水管，如铸铁管、陶瓷管、石棉水泥管与管道、阀门的连接。应用广泛，优点是结合高度强，密封可靠，拆装方便，缺点是费用高。 适用于要求较大管径、密封性的配管连接。 (3)凸缘连接、(4)插座连接、(5)带连接、4、管连接、loremipsumdoloremisumdolorem、管连接、螺纹连接、凸缘连接、管连接、插座连接、带连接7.2.3常用(1)阀功能(2)阀尺寸、(3)电阻损失、(4)阀材质、(1)阀的选择依据、(1)阀根据阀杆的螺纹位置分为明杆式和暗杆式，根据快门板的结构特征，可以分为v形肋带式和平行式。2、常用阀的特性和选择条件；(2)截止阀、截止阀与闸阀相比，调节性能好，密封性能差，结构简单，制造修理容易，流体阻力大，价格便宜。 适用于蒸汽等介质，粘度大，含有粒子，难以用于容易沉淀的介质，也难以用于真空阀和低真空系统的阀。 节流阀是通过改变节流截面和节流长度来控制流体流量的阀，外形尺寸小，重量轻，调节性能比盘式截止阀和针阀好，但调节精度低。 由于流速大，容易侵蚀密封面，因此适用于温度低、压力高的介质或需要调节流量和压力的部位，不适用于粘度大的介质或含有固体粒子的介质，因此不能作为截止阀。 (3)节流阀、(4)止回阀、止回阀是用于依赖介质自身的流动自动开闭阀、防止介质逆流的阀，也称为止回阀、止回阀、逆流阀、背压阀。 止回阀的作用是通过限制介质的流动方向，使介质不能逆流，但是不能防止泄漏。 止回阀按结构分为上下式和启发式。 (5)球阀、球阀结构简单，开关快，操作容易，体积小，重量轻，零件少，流体阻力小，结构比闸阀、截止阀简单的密封面比塞阀容易加工，不易受损。 适用于低温、高压、粘度大的介质，不能用于流量调节。 (6)活塞阀、活塞阀结构简单，开关快，操作简单，流体阻力小，零件少，重量轻。 适用于温度低、粘度大的介质和对开关的迅速性有要求的部位，一般不适用于蒸汽和温度高的介质。 (7)蝶阀、蝶阀尺寸小，重量轻，开关快，具有一定的调节性能，适用于口径较大的阀门。 (8)膜阀、膜阀结构简单，密封性能好，维护方便，流体阻力小，温度小于200，压力小于1.0MPa，适用于含油品、水、酸性介质和悬浮物的介质，不适用于含有有机溶剂和强氧化剂的介质。 (9)减压阀、减压阀在流体通过阀时产生阻力，引起压力损失，达到减压的目的。 活塞式减压阀不能用于液体的减压，流体中不含固体粒子，因此在减压阀前安装配管过滤器。 (10 )安全阀、安全阀在工作压力超过规定值时自动打开，使流体流出外部，压力恢复后自动关闭，保护设备和配管，使生产安全运行。 (11 )截流阀、(1)截流阀的作用是自动排除设备和配管中的结露水、空气、其他不凝结性气体，同时阻止蒸汽的流出。 (2)诱捕器根据其工作原理分为热动力型、热静力型和机械型3种。 (3)存水弯的安装。 29、(12 )配管过滤器是用于在配管上除去流体介质中固体物质的阀部件，是液压系统的配管部分的过滤器。 既有保护陷阱、提高陷阱性能的作用，又对仪表设备等的保护有一定作用。 3 .以阀形式和显示、Z41T-10P闸阀为例，说明阀形式的显示方法的Z阀形式编号4阀连接面形式编号1各种阀形式构造编号T-10T表示阀座密封面或衬里材料编号10表示压力等级， 0.1MPaP阀材料编号、31、阀型的显示表7.4阀型号、32、阀座密封面或衬里材料用字母编号表示，表7.5阀座密封面或衬里材料编号、33、常用管元件、(1)管元件管元件和外齿管2、管元件3、管块4、尺寸头5、内外线、(2)管元件(3)分流管元件(4)配管附件、凸缘、凸缘盖、紧固部件和密封垫片、(1)凸缘：凸缘为配管和配管、配管与设备间的管法兰根据与管道的连接方式，可分为平焊、焊接、螺纹、套管焊接、松动法兰等5个基本类型。(2)法兰盖：法兰盖也称为盲法兰，设备和泵上不需要出现配管的喷嘴，一般用法兰盖堵塞，配管上配合配管的端部和配管的法兰盖。 (3)法兰紧固片-螺栓、螺母(4)密封垫片非金属密封垫片、半金属密封垫片和金属密封垫片、7.3管道压力降的计算、直管阻力的计算中重要的管道或长管道压力降的计算。 验证各种泵的选择、介质输送设备标高的确定或配管直径的选择。 局部阻力计算(1)当量长度法(2)阻力系数法、单相流(非压缩流体)，本规定进行适用于牛顿型单相流体在配管中流动的压力降的计算的系统的水力计算。 根据化工技术要求计算各主要设备之间管道(包括管段、阀门、控制阀、流量计、管道等)的压力降，将系统总压力降控制在规定的工作压力范围内，然后控制管道尺寸、设备连接口尺寸、控制阀和流量计的允许压力降、安全阀和爆破在流动过程中剪应力与剪切变形率之比一定，与其动力粘度相等的流体称为牛顿型流体。 气体都是牛顿型流体，除了工业上的高分子量液体、胶体、悬浊液、乳浊液以外，大部分液体也是牛顿型流体。 计算方法、计算方法不考虑安全系数，计算时应根据情况选择合理的数值。 通常，使用平均510年的钢管，摩擦系数加上20%30%的安全系数，如果超过能够适应该粗糙度条件变化的510年，则条件经常稳定，可能会进一步恶化。 该系数没有考虑流量增加引起的压力降，因此必须进一步增加10%20%的安全系数。 规定以摩擦压力降的计算结果为1.15倍的系数确定系统的摩擦压力降，但静压力降和其他压力降不乘系数。 要计算精度，在工程计算中，计算结果最好取小数的后两位有效数字。 在用当量长度计算压力降的各计算中，最后取的有效数字还没有超过小数以下的两位数。 确定管径、管径的一般原则(a )应根据设计条件确定管径。 必要时，可在设计条件下增加压力降的15%25%的馀量。 但是，除以下情况外： 1、有燃料油循环管路系统的排出管尺寸，必须考虑一定的循环量2、泵、压缩机和鼓风机的配管以工艺的最大流量(以设备设计允许的流速)决定尺寸，不能以机械的最大能力决定配管尺寸3、断续使用的配管(例如用于开工的巴士) 、直管阻力H1计算、局部阻力H2计算、当量长度法、阻力系数法、7.4管道热补偿设计、热补偿产生原因热膨胀收缩、应力产生、推力形成、管道变形、管道系统工作状态稳定与安全受到影响，为缓解这一影响采取的措施。 另外，热补偿计算、自由放置的长度l的管、温度变化t所产生的伸长l为L=L(t2-t1)，管的两端固定时，管伸长或压缩时，会产生温度变化所产生的热应力，热应力所产生的推力p可以根据上述式子求出，P=A=EtA 热补偿设计，1 .自然补偿(利用管道本身的弯曲)分为l型、z型、空间自然补偿2补偿器分为方形补偿器、套筒式、波纹、球形补偿器、旋转式补偿器。 自然补偿计算1.L型直角弯曲自然补偿l型直角弯曲臂长l通过下式计算，2.Z型角弯曲自然补偿的短壁长l通过下式计算，2 .补偿器补偿2.1角形补偿器、2.2球形补偿器、球形补偿器是热管热膨胀补偿的新型补偿器。 在球体的旋转中心自由旋转以吸收管道的热位移，从而减小管道的应力。另外，2.3波纹补偿器(也称为膨胀节)、轴向型、横向型、方向型、b横向型(平面横向位移补偿)、2套式补偿器具有GSJ型套管补偿器、自控式套管补偿器、SB41SA-16/25C型自传导式高温补偿器、PNB-E型平衡补偿器、7.5配管绝热设计、一、绝热的目的：防止生产中的设备和管道等向周围环境散热或吸收热量，节约能源，减少能耗，改善操作条件，保护环境，保障设备和管道的安全运行，(3)隔热意义，(1)隔热减少设备、管道及其附件的热(冷)量损失。 (2)确保作业人员安全，改善工作条件，防止烧伤，防止热量散发到作业区域。 (3)长距离输送介质时，通过绝热控制热损失，满足生产所需的温度。 (4)冬季保温，以延缓或防止设备、管道内液体的冻结。 (5)设备配管内的介质温度低于周围的空气露点温度时，通过采用绝热能够防止设备配管表面结露。 (6)用耐火材料隔热可提高设备防火等级。 (7)工艺设备和窑采用隔热措施，不仅可以减少热损失，还可以提高生产能力。 绝热范围在设备、管道及附件有下列任一情况下，一般应采取绝热措施。 外表面温度大于50且外表面温度为50以下，但工艺需要保温的设备、配管及附件。 工艺生产过程中必须减少介质的温度下降，或者必须延迟介质的冷凝。 介质温度低于周围空气露点温度时，以及在环境温度下设备或配管的外表面不结露时。 工艺生产中无需保温的设备、管道及配件，其外表面温度超过60，常需维护，其他措施无法防止烫伤。 用绝热提高设备耐火等级时，例如直径在1.5m以上的设备支架和裙座需要两面绝热，直径不足1.5m的设备支架和裙座需要外侧绝热。 减少制冷剂的生产和运输中的冷热损失和冷冻系统的冷冻设备、冷热配管等。 与保冷设备或管道连接的仪表及其管道。 0以上常温以下的设备或配管的外表面不结露时。 5、不采取绝热措施时，对于要求及时发现必须散热或露出的设备和要求配管的泄漏设备和配管法兰的技术没有特别要求，要求经常监视开放、排出管路，防止损坏的部位。 隔热结构、隔热结构是保温结构和保冷结构的总称。 为了减少散热损失，复盖在设备和配管表面的绝热材料是以绝热层和保护层为主体，由其支撑、固定的附件构成的统一体，被称为绝热结构。 (1)绝热层利用保温材料的优良绝热性能，达到增加热阻、减少散热的目的。 绝热层是绝热结构的主要组成部分。 (2)防潮层防潮层的作用是蒸汽渗透、防潮、防水。 (3)保护层利用保护层材料的强度、韧性和致密性等，保护保温层免受外力和雨水的侵蚀，延长保温层的使用年限，使保温结构外形干净整洁。 管道热计算的基本任务是： (1)知道热设备或管道保温结构的保温层的厚度，计算其热损失；(2)根据允许的热损失来计算热设备或管道保温层的厚度；(3)知道保温结构的厚度和热损失，计算保温层的表面温度；(4)根据给定保温结构的表面温度来计算保温层的厚度。管道绝热计算，7.6化工管道防腐和标识，管道防腐化工管道输送的各种流体，多为具有一定腐蚀性的材料，即使是输送水、蒸汽、油类的管道，有时也会与其他化工管道、设备连接，受周围环境的影响，产生一定的腐蚀性，金属管道暴露在大