华南理工大学发酵工厂设计 管道设计与布置final

1、第八章 管道设计与布置主要内容一、车间布置设计的目的、依据与成果二、车间布置设计的原那么三、设备设计与选型的原那么四、车间布置设计的步骤与方法五、车间布置设计的有关参数与技术六、管道布置设计的意义与步骤七、工艺管道的设计计算八、管道布置设计的原那么与任务九、发酵车间管道布置的特点1. 管道布置设计的意义操作方便性建设指标的先进性整齐美观通风采光工作量大第一节 概 述2. 管道设计与布置的内容管道的设计计算管道的布置第一节 概 述3.管道设计与布置的步骤选择管道材料选择介质的流速确定管径确定管壁厚度确定管道连接方式选阀门和管件选管道的热补偿器绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择选择管道材料选择介

2、质的流速确定管径确定管壁厚度确定管道连接方式选阀门和管件选管道的热补偿器绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择 1. 管子、管件和阀门的选择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直径，称公称直径，并以Dg表示，其后附加公称直径的尺寸例如：公称直径为100mm，用Dg100表示管子的公称直径是指管子的名义直径，是与管子的外径相近又小于外径的一个数值。只要公称直径一定，外径也就确定，而内径那么根据壁厚不同而不同例如：Dg150的无缝钢管，外径都是159mm假设壁厚是4.5mm，内径是150mm假设壁厚是6.0mm，内径是147mm第二节 工艺管道的设计计算公称压力把管道及所用阀兰、阀门

3、等零部件所承受的压力，也分为假设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，以Pg表示，其后附加公称压力的数值例如：公称压力为25105Pa，用Pg25表示按照现行规定：低压管道的公称压力分为2.5、6.0、10、16 105Pa四个等级；中压管道的公称压力分为25、40、64、100 105Pa四个等级；高压管道的公称压力分为160、200、250、300 105Pa四个等级管材选择铸铁管：埋于下地的管道，用于浓硫酸、液碱常温及地下污水管。焊接管：白铁管、黑铁管、镀锌管用于供水、煤气、低压蒸汽等，温度低于135。无缝钢管：用于有压力的场合和易燃、易爆及有害介质。不锈钢管：用于有压

4、力的场合，易燃、易爆场合，有卫生要求的场合及有害介质和腐蚀性介质非金属管：用于腐蚀性介质，不适应高温场合。聚氯乙烯管P.V.C. 聚丙烯管.P.P.) 环氧树脂玻璃钢管，酚醛树脂玻璃钢管等有色金属管：用于一些特殊场合，深冷、防腐蚀等管件弯头三通短接管异径管法兰活络管接头盲板阀门旋塞 截止阀闸阀 隔膜阀球阀 针形阀止回阀 平安阀减压阀 疏水阀蝶阀2. 管径计算式中：d-管道内径mmQ-流体流量m3/hW-流体流速m/s选取流速，计算管径；查管径系列表，选用距计算值最接近而又略大些的管径；按选用的管径复核流体速度，应符合流速规定的范围。例如：麦芽汁 选取w=1.2 m/s要求 Q=30 m3/h那

5、么 d=94mm查表选用Dg100无缝钢管，外径108mm，壁厚4mm，内径100mm，W=Q18.82/d2=1.06 m/s符合选取流速规定的范围。根据公称压力Pg，公称直径Dg，可以查表确定管壁厚度。一般情况下，很少计算管壁厚度。如果工作压力和温度过高，那么应进行验算，计算公式见课本174页。3.管子壁厚计算管道的保温、热膨胀及补偿1.保温的目的a 减少设备和管道向周围环境散发或吸收热量而造成能量损失。b 改善劳动保护条件和生产条件。c 提高设备的防火等级2. 管道的保温材料要求1保温材料的密度要小、导热系数低。2富有弹性及多孔性、化学性能稳定。3能耐热和耐冷，易于施工并具有足够的机械强

6、度。4不侵蚀金属管道，水分较少，不引出鼠、菌等生物，不污染空气。5就地取材，经济适宜3. 常用的保温材料1纤维型：玻璃棉、矿渣棉、岩石棉。2发泡型：硅藻土、发泡混凝土、微孔硅酸盐。3泡沫塑料：泡沫玻璃、聚苯乙烯、聚氨基甲酸脂4多孔颗粒：膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、炭化软木4. 保温范围a 凡外表温度高于333K以上的管道，都要保温，以防烫伤。b 外表温度低于周围空气露点温度。不保温将在外表产生凝结水c 假设管道内介质温度降低使流动困难，或者产生冷凝液使管道产生腐蚀者皆应保温。假设必要可加蒸汽伴管，再外加绝热层d 由于环境温度影响，可能使管道内介质汽化而影响生产。1. 车间管道布置设计的任务用管道把由

7、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第三节 管道布置设计2. 车间管道布置设计的原那么管道布置首先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；尽可能使管线最短，阀件最少；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；车间内工艺管道布置普遍采用沿墙、楼板底或柱子的成排安装法；管架标高应不影响车辆和人行交通；分层布置时，大管径、热介质、气体、保温和无腐蚀的管道在上；小管径、液体、不保温、冷介质和有腐蚀性介质的管道在下；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

8、管多的和有腐蚀性介质管道靠外；管道穿过楼板、墙壁时，应预留孔，穿过楼板或墙壁的管道，其阀兰或焊口不得位于楼板或墙壁之中；易堵塞管道在阀门前接上水管或压缩空气管；管道防止经过电动机或配电板上空以及邻近；输送腐蚀性介质管道的阀兰不得位于通道上空；阀门和就地仪表的安装高度应满足操作和检查的方便；室外架空管道的走向宜平行于厂区干道和建筑物；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；一般的上下水管及废水管适用埋地敷设，埋地管的安装深度应在冰冻线以下。3. 发酵工厂车间管道布置的特点选择恰当的管材和阀门1防腐蚀2防染菌3防倒流选择正确的管道连接1宜焊接和阀兰连接2不宜螺纹连接截止阀2

9、6截止阀28截止阀A 安装时尽可能将阀座一侧与罐相连，而阀杆一侧不与罐相连。B 阀芯最好用聚四氟乙烯垫圈。C 必要时阀座上另外安装小边阀。截止阀截止阀上安装小边阀针型阀针型阀针型阀一般由不锈钢制成，适用于小流量的调节。例如：用于取样、接种和补料的管道上。橡皮隔膜阀橡皮隔膜阀橡皮隔膜阀A 橡皮隔膜阀具有严密可靠、阀杆不与物料接触的优点。B 但所用的橡皮隔膜必须耐高温。闸阀闸阀大口径的空气管和蒸汽罐一般用闸阀。402.7 平安阀平安阀的作用原理是基于力平衡，一旦阀瓣所受压力大于弹簧设定压力时，阀瓣就会被此压力推开，其压力容器内的气液体会被排出，以降低该压力容器内的压力。41424344452.8

10、调节阀调节阀主要工作原理，是靠改变阀门阀瓣与阀座间的流通面积，到达调节压力、流量等参数的目的。 本节主要介绍调节阀的阀体和阀芯的主要结构，调节阀的流量特性以及有关阀芯气蚀噪音问题的解决方法。462.8.1 阀体结构直通单座阀(GLOBE)阀体内只有一个阀座和密封面，结构简单,密封效果好,是使用较多的一种阀体类型。 47直通双座阀(GLOBE)阀体内有两个阀座和密封面，流通能力大,不平衡力小,但泄漏量大,切断效果差,是使用较多的一种阀体类型48套筒阀(CAGE)阀体内部阀芯由套筒导向套筒上开有窗口用于决定流量与流量特性阀芯上可开有平衡孔,减小不平衡力套筒阀可调比大,振动小,不平衡力小,互换性好,可适用于大局部单双座阀的应用场合不适用于有颗粒及较脏污介质是使用最为广泛的一种阀体类型4950球阀、蝶阀、隔膜阀等都可以作为调节阀合理布置管道1尽量减少管道，可节省投资，减少染菌时机；2要保证发酵罐种子罐罐体和有关管道都可用蒸气