生物工厂设计07

第七章管道设计与布置,第一节概述第二节工艺管道的设计计算第三节管道布置设计第四节管道布置图,第一节概述,一、管道布置设计的意义二、管道设计与布置的内容和步骤,一、管道布置设计的意义,生物工程工厂属于有多种化工操作单元的工业企业，各种物料、蒸汽、水及气体都要用管道来输送，设备之间相互连接、操作单元之间的相互联系也要依靠管道，各种管道纵横交错。因此管道是生物工程工厂中十分重要的组成部分。在施工图阶段，工作量最大、费时最多的是管道布置设计。,管道布置设计又称为配管设计，是施工图设计阶段的主要内容之一。为了用管道把车间布置设计固定下来的设备连接起来，使之形成一个完整连贯的生产工艺流程，车间管道布置设计的任务就是确定各个设备的管口方位和各个管段（包括阀门、管件和仪表）的空间位置以及安装、连接和支承方式等。,通常车间设备布置合理，管道布置就容易进行。在进行车间布置设计时，要考虑管道安装的要求和原则，而在车间管道布置设计时，为了满足管道安装的要求，对设备有时要进行适当的调整，尤其是在确定设备安装的管口方位时。因此，在车间布置设计中，设备布置和管道布置要相辅相成，以使整个工艺流程通畅顺利。,二、管道设计与布置的内容和步骤,（一）管道设计与布置的内容（二）管道设计与布置的步骤,（一）管道设计与布置的内容,两部分：管道的设计计算管道的布置,（二）管道设计与布置的步骤,1、选择管道材料2、选择介质的流速3、确定管径4、确定管壁厚度5、确定管道连接方式6、选阀门和管件7、选管道的热补偿器8、绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择9、管道布置：,10、计算管道的阻力损失11、选择管架及固定方式12、确定管架跨度13、选定管道固定用具14、绘制管道图15、编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综合汇总表。16、确定管道的防腐措施，选择合适的表面处理方法和涂料及涂层顺序，编制材料及工程量表。,1、选择管道材料,影响因素：输送介质的腐蚀情况（化学性质、流动状态）、温度、压力，管道材料的成本等。管道材料常用的有：普通碳钢、合金钢、不锈钢、铜、铝、铸铁等材料制成的管子。,2、选择介质的流速,计算管径时，关键是管道内介质流速的选择。流速大、管径小，可以节省材料即节省投资，但增加了输送过程的能量消耗，增大了生产成本。影响因素：输送介质的组成成分、化学性质、流动状态、粘度、流量、相连接的设备等。参照有关表格数据，选择合理经济的介质流速。如P179-180表7-1管内常用流速范围确定。,3、确定管径,影响因素：输送介质的流量和流速。方法是首先计算管子内径：直接公式计算；用管径算图确定。通过计算或查图所求的管子内径，换算为接近的实际管径，再用实际使用的管子内径校核流速，检查管内物料的流速是否符合规定的范围。,4、确定管壁厚度,影响因素：输送介质的压力、管道材料。一般情况下，根据公称压力PN，查管材表确定即可。如果工作压力和温度过高，则应用P180的公式来验算管壁厚度。选择几段介质压力较大，或管壁较薄的管道，进行管道强度的校核，以检查所确定的管壁厚度是否符合要求。,5、确定管道连接方式,管道-管道，管道-设备，管道-阀门，设备-阀门都存在连接的问题。影响因素：管道材料、管径、管道或设备的使用检修状态，输送介质的压力、组成成分、化学性质、用途等。管道连接方式有等径连接与不等径连接两种。,6、选阀门和管件,介质的流动状态有：分、合、转弯、变速等。管件的种类有：弯头、三通、异径管、法兰等。阀门的种类有：截止阀、闸阀、隔膜阀、旋塞等。影响因素：工艺及安全要求的输送介质的流动状态。,7、选管道的热补偿器,影响因素：由于安装和使用中的温差而存在的热应力。热应力的效果用热膨胀长度衡量。解决方法分为自然补偿和采用热补偿器两种。自然补偿：利用管道的转弯、支管、固定等，用于热膨胀长度较小的情况。热补偿器有波形、方形、弧形、套筒形等型式，用于热膨胀长度较大的情况。,一般使用温度低于100度和公称直径小于DN50的管道可不进行热应力计算。直径大、直管段长、管壁厚的管道要进行热应力计算，如蒸汽管道，使管道的热变形限定在允许的范围内。有关管道热变形计算和管道热补偿设计，见P184管道热补偿计算和设计。,8、绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择,影响因素：输送介质的组成成分、化学性质、温度等特性，工艺要求，环境状况（温度、振动、腐蚀性等），管道材料、使用寿命，成本等。绝热方式有：加热保护、保温、保冷。需要进行热力管道的热损失计算。,9、管道布置,影响因素：生产流程、流向等工艺要求，输送介质的组成成分、化学性质等特性，相连设备的位置、环境、安装、操作、检修等情况，管道垂直面的排布、水平面的排布、管间距离、管与墙的距离、管道坡度、管道穿墙、管道穿楼板、管道与设备连接等。管道敷设方式：明装、暗设。,10、计算管道的阻力损失,物料在管道中流动时，由于管壁摩擦和管件的局部障碍，产生直管阻力和局部阻力，造成压力损失，以致物料的总压头（总扬程）减少，尤其是长距离管道输送，压力损失大。因此在施工图阶段要进行管道压力降计算，以校验泵、设备、管件、阀门等选型的合理性。影响因素：管道的管径、实际长度、相连设备的相对标高、管壁状态，介质流速，管件，阀门等。管道压力降计算见书P181管道压力降计算。,11、选择管架及固定方式,影响因素：管道的强度、刚度、线膨胀系数、运行时的受力状态、管道数目，介质的温度、工作压力，车间的梁柱墙壁楼板等土木建筑等。,12、确定管架跨度,影响因素：管道材料、固定方式、垂直荷重、水平推力、强度、刚度，介质，管件等。通过计算或查表确定。,13、选定管道固定用具,影响因素：管架类型、管道固定方式。管道附件即管道固定用具，分标准件和非标准件。所选管架附件是标准件，可列出图号。是非标准件，需绘出制作图。,14、绘制管道图,管道图包括：平面配管图、剖面配管图、透视图、管架图、工艺管道支吊点预埋件布置图。,15、编制汇总表,编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综合汇总表。,16、确定防腐措施,选择合适的表面处理方法和涂料及涂层顺序，编制材料及工程量表。P194表7-10管道的涂色。,第二节工艺管道的设计计算,一、管子、管件和阀门的选择二、管径、壁厚计算三、管道压力降计算四、管道热补偿计算,一、管子、管件和阀门的选择,（一）公称直径、公称压力（二）管材选择（三）管件与阀门,（一）公称直径、公称压力,国家有关部门制定了管子、法兰和阀门等管道用零部件标准。对于管子、法兰和阀门等标准化的最基本参数：公称直径和公称压力,1、公称直径,将管子和管道用的零部件的直径加以标准化以后的标准直径，称公称直径，以DN表示，其后附加公称直径的尺寸，单位为mm。如：公称直径为100mm，用DN100表示。管子的公称直径是指管子的名义直径，既不是管子内径，也不是它的外径。而是与外径相近又小于外径的一个数值。管子的公称直径一定，管子的外径也就确定。,如输送流体用的（GB/T81631999）DN150的热扎无缝钢管，其外径都是159mm，但常用壁厚有4.5mm和6.0mm，则内径分别为150mm和147mm。设计管路时应将初步计算的管径调整到相近的标准管子直径，以便按标准管选择。法兰或阀门的公称直径是指与它们相配的管子的公称直径。管路的各种附件和阀门的公称直径，一般都等于管件和阀门的实际内径。,2、公称压力,公称压力，就是管道和管件在一定温度范围内（碳钢在200以下，合金钢在250以下）的最大允许工作压力，称为公称压力，用PN表示，单位为兆帕MPa。,在制订管道及管道用零、部件标准时，只有公称直径这样一个参数是不够的，公称直径相同的管道、法兰或阀门，它们能承受的工作压力是不同的，它们的连接尺寸也不一样。所以要把管道及所用法兰、阀门等零部件所承受的压力，也分成若干个规定的压力等级，这种规定的标准压力等级就是公称压力。,公称压力系列为24.5（2.5）、59（6）、98（10）、157（16）、245（25）、392（40）、627（64）、980（100）、1570（160）、1960（200）、2450（250）、2940（300），单位为102MPa，括号中单位为kgfcm2。,按照现行规定，可分为低、中、高压管道低压管道分为:2.5、6、10、16(105Pa)四个压力等级，中压管道分为:25、40、64、100(105Pa)四个压力等级，高压管道分为;160、200、250、300(105Pa)四个压力等级。选择管道及管道用的法兰或阀门，调整，然后根据DN和PN：就可以选择标准管道及法兰或阀门等管件，同时，可以选择合适的密封结构和密封材料等。,（二）管材选择,根据输送介质的温度、压力以及腐蚀情况等选择所用管子材料。常用管子材料有普通碳钢、合金钢、不锈钢、铜、铝、铸铁以及非金属材料制成的管子。生物工程工厂常用的管材有：1.钢管2.铸铁管3.有色金属管4.非金属管,1、钢管,（1）无缝钢管材料为碳钢，用于输送有压力的物料、蒸汽、压缩空气等管路。如果温度超过435，则须用合金钢管。无缝钢管分热轧和冷拉两种。热轧无缝钢管的外径为32600mm，壁厚2.550mm。冷拉钢管外径为4150nun，壁厚为112mm。标注方法是“外径壁厚”。例453.5表示,（2）电焊钢管螺旋电焊钢管：材料是用碳钢板条卷制，连续螺旋焊接，壁厚68mm。用于大口径(200)低温低压的管道，按公称通径标注。钢板卷管：材料为碳钢板卷制，直缝焊接，壁厚812mm，用于大口径(600)低温低压管道，按公称通径标注，安装单位现场制作。,（3）水煤气钢管碳钢，有普通和加厚两种，分镀锌和不镀锌两种(白铁管和黑铁管)，用于低温低压的水管。普通管壁厚为2.754.5mm，加厚管3.255.5mm。可按普通或加厚管壁厚和公称通径标注。（4）不锈钢管对于输送有腐蚀性介质、氨水、酸、碱等，且有温压的或食品卫生要求高的管道，可用不锈钢管（含镍、铬、钼），可耐800950高温。,用于室外给水和室内排水管线，也可用来输送碱液或浓硫酸，埋于地下或管沟。用砂型离心浇铸普压管，工作压力7.5kg/cm2，高压管工作压力(10kg/cm2，接口为承插式内径75-500mm，壁厚7.5200mm。用砂型立式浇铸的铸铁管也有低压工作压力4.5kg/cm2、普压和高压三种。壁厚9.030.0mm，用公称内径标注。高硅铸铁管、衬铅铸铁管系输送腐蚀介质用管道，公称通径Dg10400mm。,2、铸铁管,规格均为外径壁厚。(1)铜管与黄铜管多用于制造换热设备，也用作低温管道、仪表的测压管线或传送有压力的流体(如油压系统、润滑系统)。当温度大于250时不宜在压力下使用。(2)铝管系拉制而成的无缝管。常用于输送浓硝酸、醋酸等物料，或用作换热器，但铝管不能抗碱。在温度大于160时不宜在压力下操作，极限工作温度为200。,3、有色金属管,4、非金属管,非金属管道种类很多，常见的有塑料、硅酸盐材料、石墨、工业橡胶以及其他非金属衬里材料等。(1)硅酸盐材料管有陶瓷管、玻璃管，它们耐腐蚀性能强，缺点是耐压低，性脆易碎。钢筋混凝土管，石棉水泥管，用于室外排水管道，近年，给水管道用内径500-1000mm的预应力钢筋混凝土管增多，工作压力可达6kg/cm2。,(2)塑料管60以下的腐蚀性介质可用硬聚氯乙烯管或用聚氯乙烯管，标注按外径壁厚。常温下轻型管材的工作压力不超过2.5105Pa，重型管材(管壁较厚)工作压力不超过6105Pa。塑料管还用软聚氯乙烯塑料、酚醛塑料、聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)，增强塑料(玻璃钢)与聚乙烯、尼龙1010管、聚四氟乙烯管等制成的管材。(3)橡胶管橡胶管一般用作临时管道及某些管道的挠性件，不作为永久管道。耐酸碱，抗腐蚀，有弹性可任意弯曲。,（三）管件与阀门,管道中除管子以外，还有许多其他构件，如短管、弯头、三通、异径管、法兰、盲板、阀门等，我们通常称这些构件为管路附件，简称管件。,1、弯头,弯头的作用主要用来改变管路的走向，常见的有90、45、180弯头。,2、三通,当一条管道与另一条管道相连通时，或管道需要有旁路分流时，其接头处的管件称为三通。根据接入管的角度不同或口径大小差异，可定名为正接三通，斜接三通，或等径三通、异径三通。如需要更多接口，可用四通、五通等管件。,3、短接管和异径管,当管道装配中短缺一小段，或因检修需要在管路中增设一小段可拆的管段时，经常采用短接管。它是一短段直管，有的带连接头（如法兰、螺纹等）。将二个不等管径的管口连通起来的管件称为异径管。通常称为大小头。,4、法兰、活接头接头、盲板,为便于安装和检修，管路中常常采用可拆连接，法兰、活络管接头是常用的连接零件。活络管接头大多用于管径不大(100)的水煤气钢管管道，而法兰连接则用于大多数钢管管道。在有的管路上，为清理和检修需要而设置手孔盲板，也有的直接在管端装盲板，或在管道中的某一段中断管道与系统联系。,5、阀门,阀门在管道中用来调节流量，切断或切换管道，或对管道起安全、控制作用。阀门的选择是根据工作压力、介质温度、介质性质(含有固体颗粒、粘度大小、腐蚀性)和操作要求(启闭或调节等)进行的。发酵工厂常用的阀门有：(1)旋塞阀(2)截止阀(3)闸阀,(4)隔膜阀(5)球阀(6)针形阀(7)止回阀止逆阀、单向阀。(8)安全阀(9)减压阀(10)疏水器(11)蝶阀又称翻板阀。,截止阀,二、管径、壁厚计算,（一）管径的计算与选择（二）管道介质流速选择（三）管子壁厚计算,（一）管径的计算与选择,先求出液体的流量，根据流体在管内的流量、流速与管径之间的关系即可计算出管道的内径：,Q流体流量(m3/h)w流体的流速(m/s),也可应用有关流速、流量、管径算图求取管径。通过计算或查图所求取的管径，未必符合管径系列，需圆整到最接近的略大些的管径。然后按采用的管径复核流体速度，流速应符合选取流速规定的范围。,（二）管道介质流速选择,要根据输送介质的种类、性质和输送条件选择合适的流速。表7-1为管内流体常用范围，可供管径计算时选用。确定流体流速的原则，除特殊情况外，液体流速一般不超过3m/s，气体流速一般不超过100m/s。压力降较小的管线，如常压自流管，选低的流速；压力降较大的管线可选用较高流速。,（三）管子壁厚计算,根据公称压力PN，公称直径DN，可查表确定管壁厚度。如工作压力和温度过高，则应进行验算，其计算公式为：,S钢管允许最小壁厚(mm)d管子内径(mm)许用应力(kPa)焊缝系数，无缝1，直焊缝0.8P试验压力(kPa),P=KPgPg工作压力（表压，kPa）K压力系数；Pg98kPa,K=2Pg245kPaK=1.5C壁厚附加量，C=C1+C2+C3C1壁厚负偏差，壁厚的1015%mmC2腐蚀裕度C3加工减薄量，螺纹管为螺纹深度，常见55o圆锥状管螺纹=1.21.5mm,三、管道压力降计算,流体在管道中流动时的总阻力H分为：直管阻力H1局部阻力H2。直管阻力（沿程阻力）是流体流经一定管径的直管时，由于摩擦产生的阻力。它是伴随着流体流动同时出现的。局部阻力是流体在流动中，由于管道的某些局部障碍（如管道中的管件、阀门、弯头、流量计及管子出人口等）所引起的。,（一）直管阻力H1计算,P压力降kPaH1直管阻力m流体柱摩擦系数l、d管道总长度、内径m流体重度kg/m3w流体流速m/s,（二）局部阻力H2计算,常用两种方法：当量长度法；阻力系数法。1、当量长度法：流体通过某一管件或阀门时，因局部阻力而造成的压力损失，相当于流体通过与其具有相同管径的若干米长度的直管的压力损失，这个直管长度称为当量长度，用符号le表示。,2、阻力系数法流体通过某一管件或阀门的压头损失用流体在管路中的速度头(动压头)倍数来表示这种计算局部阻力的方法，称为阻力系数法。,h1局部阻力损失的压头m流体柱w管路中流体速度m/s阻力系数，实验测定,计算过程中，根据经验计算流体阻力。以当量长度法为主。例如，某一个输送系统的管路中，如直管的长度为l(m)，则在计算该系统的流体总阻力H时，取(l+le)为l的1.3至2倍，即：H=(l+le)=(1.32)l在选取这个倍数时，须考虑到管路的长短、形状（直的或弯的）、管径的大小和管路中管件及阀门等的数目多少。在计算管道阻力或压力降时，应当考虑有15的富裕量。,四、管道热补偿计算,（一）管道的热变形与热应力计算（二）管道热补偿设计,（一）管道的热变形与热应力计算,一根自由放置的长度为l的管子，因温度变化t而引起的伸长为:L=lt膨胀系数若管道两端固定，管道受到拉伸或压缩时，由温度变化而引起热应力，热应力产生的轴向推力P为：p=F=EtF式中E材料的弹性模数，2.11011PaF管子截面积(m2),一般使用温度低于100和直径小于DN50的管道可不进行热应力计算。,1、自然补偿2、补偿器补偿,（二）管道热补偿设计,1、自然补偿,自然补偿利用管道敷设时自然形成的转弯吸收热伸长量。这个弯管段就称自然补偿器。管道设计时，尽量利用自然补偿，仅当其不足补偿热膨胀时，才采用其他补偿器。热力管道（直管道）可不装补偿器的最大尺寸，见表7-4。,（1）L形补偿当管道有90转弯时，称L形补偿,（2）Z形补偿,L型与Z型补偿可查有关算图设计,2、补偿器补偿,补偿器：方形(门形)补偿器、波形补偿器、填料函补偿器。其中以方形补偿器最为常用，制造方便，补偿能力大。方形补偿器一般由管子煨制而成，或由冲压弯头组对而成。方形补偿器有4种型式，其差别在于臂长A和边长B的比值不同。参见图7-3。,第三节管道布置设计,管道布置设计又称配管设计，是施工图设计阶段的主要内容之一。生物工程工厂工艺设计是以车间工艺设计为主，因此，本节以车间管道布置设计为中心内容,一、车间管道布置设计的任务和原则,（一）车间管道布置设计的任务车间管道布置设计的任务是用管道把由车间布置固定下来的设备连接起来，使之形成一条完整连贯的生产工艺流程。管道布置设计的主要依据是带控制点的工艺流程图、设备布置图（施）、土建图和有关配管规范等。,（二）车间管道布置设计的原则,1、应满足生产需要和工艺设备的要求，便于安装、检修和操作管理。2、管线最短、阀件最少。避免管道在平面上迂回，立面上弯转扭曲等不合理布置。凡高浓度介质尽可能采用重力自流转送，需要保持设备一定真空度的水腿等管线，尽可能保持垂直泻下状态。,3、车间内管道一般采用明线敷设，安装费用低，检修安装方便，操作人员容易掌握管道的排列和操作。4、车间内工艺管道布置采用沿墙、楼板底或柱子的成排安装法，使管线成排成行平行直走，并协调各条管道的标高和平面坐标位置，力争共架敷设，使其占空间小。尽量减少拐弯，避免挡光和门窗启闭，适当照顾美观。,5、管架标高应不影响车辆和人行交通，管底或管架梁底距行车道路面高度要大于4.5m，人行道要大于2.2m，车间次要通道最小净空高度为2m，管廊下通道的净空要大于3.2m，有泵时要大于4m。6、分层布置时，大管径管道、热介质管道、气体管道、保温管道和无腐蚀性管道在上；小管径、液体、不保温、冷介质和有腐蚀性介质管道在下。引支管时，气体管从上方引出，液体管从下方引出。,7、管径大的、常温的、支管少的、不常检修的和无腐蚀性介质的管道靠墙；管径小的，热力管道、常检修的支管多的和有腐蚀性介质管道靠外。8、管道穿过楼板、墙壁时，应预先留孔。穿过楼板或墙壁的管道不得位于楼板或墙壁之中。9、易堵塞管道在阀门前接上水管或压缩空气管。10、管道应避免经过电动机或配电板的上空，以及两者的邻近。,11、输送腐蚀性介质管道的法兰不得位于通道上空；与其他介质管道并列时，应保持定距离，且略低。12、阀门和就地仪表的安装高度应满足操作和检查的方便。如果阀门位置过高，可接长阀杆，使开关手轮或手柄位于适合操作的位置。13、室外架空管道的走向宜平行于厂区干道和建筑物。,14、不锈钢管道不得与碳钢支架或管托架长期直接接触，以免形成腐蚀核心。必须在管托上涂漆或衬以不锈钢板块予以隔离。15、一般的上下水管及废水管适用于埋地敷设，埋地管的安装深度应在冰冻线以下。,二、车间管道布置设计的内容,1、管道布置图2、特殊管件制造图。3、施工说明书，管道材料表，包括管道的保温层、保温情况，油漆颜色及保温材料等,三、生物工程车间管道布置的特点,管道布置，除了必须遵守上述设计原则外，还必须考虑到发酵无菌要求的特殊性。对发酵车间管道布置的特殊要求，必须重视。尤其是发酵车间，应考虑到符合防止微生物污染的特殊要求。车间管道布置的特点：1、选择恰当的的管材和阀门2、选择正确的的管道连接3、合理布置管道4、消灭管道死角,1、选择恰当的管材和阀门,发酵液具有一定的酸度和含有某些腐蚀性强的物质（如硫酸铵、亚硫酸盐等），管道和阀门容易受到腐蚀引起渗漏，造成染菌。发酵罐上下水管用无缝钢管，物料管路用不锈钢管。阀门用截止阀、闸阀、针阀和橡皮隔膜阀。,2、选择正确的管道连接,除上下水管可以用螺纹连接外，其余管道以焊接和法兰连接为宜。需要经常拆卸检修处可用管法兰连接或快装接头。,3、合理布置管道,满足生产工艺流程要求外，还要考虑满足清洗和灭菌彻底的要求，管道和阀门本身不漏外，还要考虑：（1）尽量减少管道（管道越短越好），节省投资，同时减少染菌机会。安装要整齐美观。（2）要保证发酵罐（种子罐）罐体和有关管道都可用蒸汽进行灭菌，蒸汽能够达到所有需要灭菌的地方。,（3）各发酵罐(种子罐)的排气管不能因要节约管材，而互相连接在一条总管道上。（4）要避免冷凝水排入已灭菌的发酵罐和空气过滤器中。（5）在空气过滤器和发酵罐之间应装有单向阀(止逆阀)，以免在压缩空气系统突然停气将发酵液倒压至过滤器，引起生产事故。（6）蒸汽总管道应安装分水罐、减压阀和安全阀，以保证蒸汽的干燥及避免过高压力的蒸汽在灭菌时造成设备压损或爆炸事故。,4、消灭管道死角,管道死角是指灭菌时因某些原因使灭菌温度达不到或不易达到的局部位置。管道中如有死角存在，会因死角内潜伏的杂菌没有杀死而引起连续染菌，影响正常生产。管道中常见的死角有下列几种。,（1）管道连接的死角（2）种子罐放料管的死角（3）排气管的死角,凡管路需要分段灭菌的，则在管路上安装一个带有辫子的阀门。物料管则选用便于清洗和灭菌的隔膜阀门。,接种管路灭菌,排料管路和取样管路的灭菌,四、车间管道布置设计的有关参数,1、管道间距2、管道支架分布的距离3、阀件及仪表的安装高度4、管道安装坡度5、管道的涂色,1、管道间距,考虑安装检修方便。平行管道间最突出物间的距离不能小于5080mm；管道最突出部分距墙、管架边和柱边不小于100mm。为了减少管间距，阀门、法兰，应尽量错开排列。法兰和阀对齐时管道间距参考表7-6。法兰相错时的管道间距参考表7-7。两管间中心距和管中心到墙边的距离参考表7-8。,视管径、重量、作用力等因素，通过计算确定。表7-9为支架间距的参考数字。,2、管道支架分布的距离,室内管道支架，因多数利用建筑物墙或柱等固定，考虑建筑模数，一般可按下列数值选取：管径(mm)间距(m)保温管道：Dg322.0Dg401003.0Dg1256.0不保温管道：Dg403.0Dg506.0,考虑操作方便和安全。下列数据可供参考：阀门（截止阀、闸阀及旋塞等）1.2m安全阀2.2m温度计1.5m压力表1.6m,3、阀件及仪表的安装高度,4、管道安装坡度,原则上对不间断运行并没有沉积可能的管道可以没有坡度外，都应有坡度。重力自流管道的坡度要求：料浆管：35，顺流向，拐弯处应设清洗弯头；污水管：1，顺流向，拐弯处应设清洗弯头。,压力管道的坡度要求：清水管：0.10.2，反流向；蒸汽管：0.2，反流向，最低处或积水处安装放（疏）水阀；凝结水管：0.2，反流向，最高处安装放汽阀；压缩空气管：0.2，顺流向，最低处安装排油水阀；料浆管：0.51.0，反流向。,5、管道的涂色,介质颜色水绿蒸汽白压缩空气深蓝真空气灰排气黄物料红酸类红白圈碱类粉红油类棕阴沟管黑,五、制药厂GMP洁净车间管道布置的要求及规定,1、管道及管件材质要求2、管道布置的规定,1、管道及管件材质要求,1）管道材料应根据所输送物料的理化性质和使用工况选用。采用的材料应保证满足工艺要求，使用可靠，不吸附和不污染介质，施工和维护方便。2）工艺物料的管道不宜采用软性管道。不得采用铸铁、陶瓷、玻璃等脆性材料。当采用塑性较差的材料时，应有加固和保护措施。3）输送纯水、注射用水、无菌介质和成品的管道材料宜采用低碳优质不锈钢或其他不污染物料的材料。引入洁净室的各支管材料宜采用不锈钢。,4、工艺管道上阀门、管件和材料应与所在管道的材料相适应。洁净室内采用的阀门、管件除满足工艺要求外，应采用拆卸、清洗、检修均方便的结构形式。5、螺纹或法兰连接处的密封材料应采用聚四氟乙烯。6、管道保温层表面必须平整、光洁、不得有颗粒性物质脱落，并宜用金属外壳保护。,2、管道布置的规定,医药工业洁净厂房设计规范1）有空气洁净度要求的区域，工艺管道的主管宜敷设在技术夹层、技术夹道中。需要拆洗、消毒的管道宜明敷。易燃、易爆、有毒物料管道也宜明敷，如敷设在技术夹层、技术夹道内，应采取相应的通风措施。2）在满足工艺要求的前提下，工艺管道应尽量缩短。与本洁净室无关的管道不宜穿越本洁净室。,第四节管道布置图,一、概述二、管道布置图的绘制,（一）管道布置设计的图样,管道布置设计是根据施工图设计阶段带控制点的工艺流程图（管道仪表流程图PID）、设备布置图及有关的土建，仪表，电气等专业有关图样和资料为依据，对管道进行合理的布置设计，绘制出的下列图样：,（1）管道平面设计图,管道平面设计图使每个工程的平面设计中，都需要绘制的平面设计图。此图是一种综合性的条件图，它包括最后设计所需的一切内容，如：主要管道走向；设备支座、平台、梯子、栏杆的位置和尺寸；电缆托架和电缆沟的走向；基础建筑物、构筑物的外形；吊车梁、吊杆、吊钩的位置和起重能力；主要管架的位置、管口，支架，人孔，手孔，吊耳，铭牌方位；物料站、空调设施、排水地漏等。,（2）管道布置图P196图7-6,管道布置图是用来表达车间(或装置)内管道的空间位置情况的图样，又称管道配管图或安装图。管道平面布置图是根据管道平面设计图来绘制的。一般情况下，只需要绘制管道平面布置图，但是，在某些情况下，可以在管道平面布置图上或单独的图纸上绘出需要表示的立面或剖面图。平面布置图也是管道空视图的主要依据。,（3）管段图（管道空视图）,用来表达一个设备至另一个设备（或另一个管道）间的一个管段及其所附管件、阀门、控制点等具体配制情况的立体图样。管道空视图按正等轴测投影绘制。它立体感强，图面清晰、美观，便于阅读，利于施工。在施工图设计阶段中，一般都要绘制管段图，但由于管段图只是每段管段的图样，它反映的只是个别局部，需要有反映整个车间（装置）设备、管道布置全貌的管道布置平、立面剖视图与之配合。因此，管道图配合管道布置平、立面剖视图，作为设备、管道布置设计中的重要方式（特别是大、中型工程项目），有利于加快管道安装进度，提高施工质量。,（4）蒸汽伴管系统布置图表达车间内蒸汽分配管与冷凝液收集管系统平、立面布置的图样。（5）管件图表达管件的零部件图样，有时需画出特殊管件的管件图。（6）管架图表达管架的零部件图样。,管道布置图的设计首先应满足工艺要求，便于安装，操作及维修，并要合理，整齐，美观。管道布置图在施工图设计阶段具有重要的意义。好的管道布置图不仅能使安装者容易读懂图纸所要表达的含义，加快施工进程，同时也发现和改进设备布置设计安装。,（二）管道布置图的内容P196图7-6,一组视图：按正投影原理绘制的一组平、立面剖视图，表达整个车间的设备、建构筑物简单轮廓以及管道、管件、阀门、控制点等的布置情况。尺寸和标注：与管道布置有关的尺寸和建筑轴线的编号、设备的位号、管段序号、控制点代号等的标注。分区简图：说明车间分区的绘制图纸情况。方位标：指示安装方位基准的图标。标题栏：注写图名、图号、设计阶段等内容。,二、管道布置图的绘制,管道布置图绘制的标准和规范管道布置图的绘制方法,管道平面布置图的画法,1、用细实线画出厂房平面图。2、用细实线按比例画出带有关口方位的设备布置图，加注位号及名称。3、根据管道布置的原则画出管道平面图，并标注管道编号、规格、物料及其流向箭头。4、在管道平面布置图上根据设计所要求的部位画出管件、骨架、阀门、仪表控制点等。5、标注出厂房的定位轴线、设备定位尺寸、管道定位尺寸、有时在平面布置图上也注出标高尺寸。,管道立面剖视图的画法,1、画出地平线和设备基础。2、用细实线按比例画出设备及其管口并加注位号及名称。3、布置管道、画出管道立面剖视图，并标注管道的编号、规格、物料及其流向箭头。4、布置阀门，画出阀门的立面图。5、注出地面、设备基础、管道和阀门的标高尺寸。,如何阅读管道布置图,（1）明确视图数量及关系（2）看懂管道的来龙去脉（3）分析管道位置,管道布置图绘制的标准和规范一般规定管道布置图要表示出所有管道、管件、阀门、仪表和管架等的安装位置，管道与设备、厂房的关系。安装单位根据管道布置图进行管道安装。管道布置图应包括以下内容：a.厂房、建构筑物外形，标注建构筑物标高及厂房方位：b.全部设备的布置外形，标注设备位号及设备名称；c.操作平台的位置及标高；d.当管道平面布置图表示不清楚时，应绘制必要的剖视图；e.表示所有管道、管件及仪表的位置、尺寸和管道的标高、管架位置及管架编号等；f.标高均以0.000为基准，单位为m，其它尺寸（如管段长度、管道间距）以mm为单位,只注数字，不注单位。管道公称通经以mm表示。如采用英制单位时应加注英寸符号如：2、3/4”。g.在平面布置图的右上角应绘制一个与设备布置图设计方向一致的方向标。,绘制要求a.图幅和比例管道布置图图幅一般采用A0，比较简单的也可采用A1或A2，同区的图宜采用同一图幅，图幅不宜加长或加宽。常用比例为1：25、1：50也可用1：100，但同区的或各分层的平面图应采用同一比例。b.线条要求直径小于250mm管道用粗实线单线绘制，直径为250mm及2500mm以上的管道用中粗实线双线绘制，管道中心线用细实线绘制。建筑物、设备基础、设备外形、臂件、阀门、仪表接头、尺寸线以及剖视符号的箭头方向线等均用细实线绘制，中心线用点划线。c.其它管道与外管道相连接的管道应画至厂房轴线外1m处，或按项目要求接至界区界线处。地下管道及平台下的管道用虚线表示。d.管道标高管道的安装高度以标高形式注出，管道标高均指管底标高。e.管道转弯管道水平方向转弯，对于单线管道的弯头可简化为直角表示，双线管道应按比例画出圆弧。f.其它事项有的局部管道比较复杂，因受比例限制不能表示清楚时，应画出局部放大图。,平面图a.平面图上应画出管架位置，并编管架号。b.按设备布置图要求绘制各层厂房及有关构筑物外形，设备可不注定位尺寸出设备支架及设备上的传动装置，但需绘出设备上所有安装的管道接口。c.同一位号两套以上的设备，如接管方式完全相同，可以只画其中一套的全部接管，其余几套可画出与总管连接的支管接头和位置。d.穿过楼板的设备应在下一层的平面图上用双点划线表示设备投影。与该设备有关的管道用粗实线表示。e.管道间距尺寸均指两管中心尺寸，以毫米为单位，当管道转弯时如无定位基准，应注明转弯处的定位尺寸。有特殊安装要求的阀门岗度及管件定位尺寸必须注出。剖视图a.剖视图应根据剖切的位置和方向(如剖切到建筑轴线使应正确表示建筑轴线)，标出轴线墙号，但不必标注总尺寸。b.当管道平面布置图表示不够清楚时应绘制必要的剖视图。剖视图应选择能清楚表示管道为宜。如有几排设备的管道，为使主要设备管道表示清楚，都可选择剖视图表达。c.剖切面可以是全厂房剖面，也可以是每层楼面的局部剖面。,管道布置图的标注标注内容a.建(构)筑物建(构)筑物的基本结构构件常被作为管道布置的定位基准，所以在管道平面布置图和立面剖视图中必须标注建筑定位轴线的编号及柱距尺寸，标注出平台和构筑物的标高。b.设备设备是管道布置的主要定位基准，在管道布置图上必须标注设备的位号及名称。其位号的标注方法应与带控制点的工艺流程图和设备布置图一致。也有的管道布置图上只标注设备的位号，不注名称。还有的将设备位号写在图形里。在管道布置图上还应注出与容器或设备相对的柱中心线的尺寸。c.管道管道布置图以平面图为主，标注出所有管道的定位尺寸及标高，物料的流动方向和管号。如绘有立面剖视图时，则所有的标高应注在立面剖视图上。管号标注在管中心线上方，标高注在管中心线下方。在管道平面布置图上，根据实际情况，管道的定位尺寸可以以建筑定位轴线(或墙高)、设备中心线、设备管口法兰为基础进行标注。与设备管口相连的直线管段，则不需注定位尺寸。,管道安装标高均以m为单位，以室内地面0.000为基准，管道一般注管中心线标高加上标高符号，如4.500。必要时也可标注管底标高，如“EL4.000”,见图7-1。零点标高注成0.000，正标高前可不加正号(+)，负标高前必须加注负号()。管道布置图上的所有管道应与带控制点的工艺流程图一致，都需要标注公称直径、物料代号、管段序号。如“SC32175”，其中321表示管道编号，75表示管径，SC表示介质或物料代号，这里SC时表示蒸汽冷凝液。又如“W300573.5”，其中57表示管径，3.5表示管壁厚，W表示此物料介质时液态液化气。管段编号应注在管道上方或左方。写不下时，可用指引线引出标注，还可以几条管道一起标注，见图7-2。,图7-2管道的标注,图7-1标高的标注,d.管件管道上的附件有管接头、异径接头、弯头、三通、管堵、法兰等。这些管件使管道改变方向、变化口径、连通和分流以及调节和切换管道中的流体等。在管道布置图中，应按规定符号画出管件，一般不标注定位尺寸。本区域内管道改变方向，管件的位置尺寸应相对于容器、设备、管口或邻近管口或邻近管道的中心来标注。对某些有特殊要求的管件，应标注出某些要求和说明。如在异径接头的下方或旁边标注出两端的公称直径DN80/50，有特殊要求的法兰注明型号等。为了便于制造安装，应画出管件图，完整的表达管径的详细结构和尺寸，其内容与画法同零件图，对标准化的管件则可不画。e.阀门管道平面布置图上的阀门按规定符号画出，一般不标注尺寸，只要在立面剖视图上注出安装标高。当管道中阀门较多时，在阀门符号旁边应注明其编号及公称直径。f.仪表控制点仪表控制点的标注与带控制点的工艺流程图一致。用指引线从仪表控制点的安装位置引出，也可以在水平线上写出规定符号。,图7-3管道转折的表示方法,管道的表示方法管道转折、交叉及重叠的俯视图画法如图7-3图7-5所示。,图7-4交叉管道的表示方法,（a）重叠管道(b)重叠管道,(c)重叠管道标注(d)平行管道标注,图7-5重叠管道的表示方法,设置图层、比例及图框设置图层本图中共设计11个图层，其中0图层是不能重命名的图层，故实际使用的是10个图层。本图层设置中除阀门、仪表和管件和设备主结构线的线宽为0.3mm和管道线的线宽为0.6mm以外，其余均为0.13mm，以符合工程制图中对线宽的要求。各图层的具体内容见图7-7。,图7-7图层设置结果,设置比例和图纸大小此处只作举例说明，所以选用ISOA3(420.00mm297.00mm)图纸。绘制图框命令:_rectang指定第一个角点或倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):40,10(P0点坐标)指定另一个角点或尺寸(D):d指定矩形的长度:332指定矩形的宽度:238指定另一个角点或尺寸(D):,图7-8图框,图7-9全图中心线布置,画中心线,首先把中心线图层设置为当前图层。厂房建筑中心线命令:_line(绘制P1P2所在直线)指定第一点:56,212指定下一点或放弃(U):190,212指定下一点或放弃(U):命令:_line(绘制P3P4所在直线)指定第一点:56,145指定下一点或放弃(U):190,145指定下一点或放弃(U):命令:_line(绘制P1P3所在直线)指定第一点:82,216指定下一点或放弃(U):82,112指定下一点或放弃(U):命令:_line(绘制P2P4所在直线)指定第一点:181，112指定下一点或放弃(U):181，216指定下一点或放弃(U):命令:_line(绘制P6所在的水平直线)指定第一点:180，170指定下一点或放弃(U):192，170指定下一点或放弃(U):,图7-10厂房中心线,命令:_line(绘制P6所在的垂直直线)指定第一点:183，165指定下一点或放弃(U):183，175指定下一点或放弃(U):命令:_line(绘制P5所在的水平直线)指定第一点:182，161指定下一点或放弃(U):190，161指定下一点或放弃(U):室内各设备中心线室内各设备的中心线应根据设备平面布置图的具体数据，按比例进行绘制，本图因是示范图，具体定位工作只是按大致的距离加以确定，确定各设备中心线后的效果图见图7-11。图中P1为容器中心点，P2为泵的中心定位点，P3为塔设备的中心点，P4为各阀门的插入点。,图7-11室内各设备中心线,剖视图中设备中心线剖视图为图纸左下方的AA和BB剖视图，其绘制结果见图7-12，具体定位工作前面相似。,图7-12剖视图中心线,画主体结构厂房建筑平面图的绘制下面要绘制的是如图7-13所示的厂房主体结构。左侧厂房命令:_rectang指定第一个角点或倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):72,135指定另一个角点或尺寸(D):d指定矩形的长度:119指定矩形的宽度:87指定另一个角点或尺寸(D):,图7-13厂房建筑,命令:_offset指定偏移距离或通过(T):8选择要偏移的对象或:(点击矩形)指定点以确定偏移所在一侧:（点击矩形内侧）选择要偏移的对象或:（回车确定）命令:_offset指定偏移距离或通过(T):4选择要偏移的对象或:（点击内侧矩形）指定点以确定偏移所在一侧:(点击矩形内侧)选择要偏移的对象或:(回车确定)命令:_line指定第一点:（点击最外侧矩形一角）指定下一点或放弃(U):（点击中间矩形与外矩形同一方向的一角）指定下一点或放弃(U):（单击右键确定）重复“line”命令三次，连接两外矩形的其他三对相近角，得图7-14。,图7-14左侧厂房,右侧厂房命令:_rectang指定第一个角点或倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):指定另一个角点或尺寸(D):d指定矩形的长度:81.2指定矩形的宽度:41.7指定另一个角点或尺寸(D):命令:_offset指定偏移距离或通过(T):0.5选择要偏移的对象或:（点击右侧新建矩形）指定点以确定偏移所在一侧:(点击矩形内侧)选择要偏移的对象或:（回车确定）命令:_explode选择对象:找到1个(点击右侧厂房内侧墙壁矩形)选择对象:,厂房出口的绘制（如图7-15所示，具体命令如下）命令:_rectang指定第一个角点或倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):指定另一个角点或尺寸(D):d指定矩形的长度:12.5指定矩形的宽度:18指定另一个角点或尺寸(D):命令:_arc指定圆弧的起点或圆心(C):指定圆弧的第二个点或圆心(C)/端点(E):指定圆弧的端点:命令:_mirror,图7-15厂房出口,选择对象:找到1个(点击圆弧)选择对象:指定镜像线的第一点:指定镜像线的第二点:是否删除源对象？是(Y)/否(N):命令:_trim当前设置:投影=UCS，边=无选择剪切边.选择对象:找到1个选择对象:找到1个，总计2个选择对象:找到1个，总计3个选择对象:找到1个，总计4个选择对象:(用“line”命令连接需要连接的地方，用“trim”命令剪切多余的部分，用“cutclip”命令或快捷工具删除多余线段。)命令:_circle（启动“circle”命令来绘制厂房左侧和下方各中心线定位圆）指定圆的圆心或三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T):指定圆的半径或直径(D):d指定圆的直径0.0000:4重复“circle”命令来绘制圆，然后用“trim”命令删除圆内线段。,主要设备绘制容器的绘制a.容器壁命令:_circle指定圆的圆心或三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T):（点击中心线交点）指定圆的半径或直径(D):r需要数值半径、圆周上的点或直径(D)。指定圆的半径或直径(D):8命令:_offset指定偏移距离或通过(T):3选择要偏移的对象或:（点击圆）指定点以确定偏移所在一侧:（点击圆内侧）选择要偏移的对象或:（回车确定）命令:_offset指定偏移距离或通过(T):1.8选择要偏移的对象或:（点击内侧圆）指定点以确定偏移所在一侧:（点击圆内侧）选择要偏移的对象或:（回车确定，结果见右图）,b.各出口位置命令:_circle指定圆的圆心或三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T):指定圆的半径或直径(D):r需要数值半径、圆周上的点或直径(D)。指定圆的半径或直径(D):1.5命令:_circle指定圆的圆心或三点(3P)/两点(2P)/相切、相切、半径(T):指定圆的半径或直径(D):r需要数值半径、圆周上的点或直径(D)。指定圆的半径或直径(D):1,相同的同心双圆可以重复上述步骤，也可以用“ctrl+shift+c”带基点复制和“ctrl+shift+v”带基点粘贴命令完成，单圆绘制用“circle”，结果见右图。,c.输出孔的绘制命令:_line（启动“line”命令连接两外侧圆，直线平行于半径）指定第一点:_nea到（捕捉到最近点）指定下一点或放弃(U):指定下一点或放弃(U):（回车确定）命令:_line（同上）指定第一点:_near到指定下一点或放弃(U):指定下一点或放弃(U):命令:_line指定第一点:指定下一点或放弃(U):指定下一点或放弃(U):,d.人孔的绘制命令:_rectang指定第一个角点或倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):指定另一个角点或尺寸(D):命令:_trim当前设置:投影=UCS，边=无选择剪切边.选择对象:找到1个（点击外圆部分的矩形）选择对象:选择要修剪的对象，或按住Shift键选择要延伸的对象，或投影(P)/边(E)/放弃(U):选择要修剪的对象，或按住Shift键选择要延伸的对象，或投影(P)/边(E)/放弃(U):（结果见右图）：,e.输入管口阀门的绘制命令:_line（绘制圆外直线）指定第一点:111