化工管路设计课件

第九章化工管路设计

一.概述1.管路设计的内容：1）管径的设计。2）管道的选材及其规格选用。3）接管方式的选择。4）管件的配用。5）阀件的选择。6）管架的设计7)管道的配置

2.管路的模型设计：

（1）给人以一种直观、真实的空间概念。（2）模型的制作过程可随时发现工艺问题。（3）为设计人员提供一个预实习的机会。（4）为施工人员提供实物模型，加速理解设计意图.（5）为操作工人进行预培训。

3.管路布置图及其说明1）管路配置图（配管图）2）管架图。3）楼板墙基穿孔图。4）管架预埋螺栓位置图。5）管道施工说明。5管道设计的基础资料（依据）（1）施工流程图（2）平面布置图和立面布置图（3）设备施工图（4）物料衡算和热量衡算（5）工厂地质情况（地下水位及冻结层的深度）（6）地区气候条件（7）其他（锅炉房蒸汽压力和压缩空气压力）二.管道的设计

1.管径的计算和选择

（1）工艺计算法

M=E+PA

M:每年生产与原始投资费用之和E:每年生产消耗于克服管道阻力的能量费用A:管道材料安装和检修维护费用的总和（设备费用）

P:每年消耗部分，以占设备费用%表示

经验式d=11.40.207

0.033qv0.38P100-0.207d:管内径mmqv:操作条件下流体的体积流率m3/h

:流体运动粘度mm2/sP100:每百米管长允许压力降，kPa

（2）图表法根据流量、经济流速、查表得管径2.管道的规格和选材

（2）管道的材料铸铁管：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。3.管道的表示方法

（1）图纸和图幅：

多层建筑、须按层次或按不同标高，分绘几张平面图，立面图则根据需要分若干剖视表示，比例1:25,1:50(常用）1:100。图幅采用0号图，比较简单的也可用1或2号图。（2）管线：

单线法

双线法3.管道的表示方法

（4）管道代号：

φ108×4-Zc-1011aP-T1301-80-B2A-H+3.50(EL3.5)3.管道的表示方法

（5）管道交叉：

（6）管道的连接形式：此管在前此管在前此管在前螺纹法兰承插焊接（7）管道的重叠：∫∫∫∫∫∫∫∫

（8）管道的弯折和分流：

⊙

⊙⊙1，212平面立面J41W-40PDN50NN1002-15-4.0K1CCL.EL4.600CL.EL5.200PG1003-50-4.0KCL.EL.6.000EL.4.900Z41W-40PDN15CL.EL6.450EL6.200CL.EL4.400R-101工艺管线平（竖）面布置图图号比列设计阶段1：331BA2700600400PG1004-20-4.0K1BOP.EL4.300尾气去装置总管，有建设单位现场接PF.EL4.1001:505.管配件

（1）弯头：用于改变管路的方向（2）三通：用于管路的分流和设置旁路。（3）短接：用于同径管道的连接。（4）异径管：用于不同管径管道的连接。（5）法兰：用于管道的连接。（6）盲板：用于切断管道的流通。三管道设计及安装的基本要求尽可能明线铺设成列平行、走直线、少交叉转弯成直角、最好以一头为闷头的堵塞三通代替肘管或煨弯管，以便清理或添设支管。4.并列管道上管件、阀件应错开安装在螺纹或焊接连接的管道上，应设置一些活管接。管道过人行道h≮2m，过公路≮4.5m，过铁路≮6m。管子应集中铺设，尤其是穿墙或楼板。管道过墙应开预留孔，过墙时加套管，环隙间应充满填料。阀件及仪表的安装高度考虑方便和安全阀门1.2m

安全阀2.2m

温度计、压力计1.5-1.6m当管道改变标高或走向，应避免形成“气袋”或“液袋”如不可避免，应设高点放空阀、低点放净阀。输送腐蚀性介质的管道法兰不得位于通道的上空。冷流体管（冷冻盐水）与热流体管应相互避开，聚氯乙烯与衬橡胶钢管应避开热管道。管道应避免经过电动机或配电板上空。醇、醚、醛或烃类液化气在管内流动会产生静电，应注意接地。铸铁管较脆，地下埋设应在0.7m以下。温度计在管道上的安装

a测温点应在流体流动稳定处，不应在死角。

b热电偶套管应超过管中心线5-10mm，使温度计顶端在中心处。

c测温点最好在拐弯处，有较大的插入深度。四单元设备的管道布置A管廊上的管道布置（1）大直径输送液体管道应靠近管架柱子或在管架柱子的上方（2）对于双层管廊，热的管道布置在上层，液体、冷的、有腐蚀性介质的管道布置在下层。（3）低温冷冻管道、液化石油气管道不宜布置在热管道上方或紧靠不保温的热管道。（4）在布置管廊的管道时，要同仪表专业协商，为仪表槽架留好位置。B塔的配管（1）塔周围原则上分操作侧（或维修侧）和配管侧，操作侧主要有臂吊、人孔、梯子、平台，配管侧主要敷设管道，不设平台。平台是作为人孔、液面计、阀门等操作用。（2）塔顶出气管道应从塔顶引出，在塔的侧面直线向下布置。（3）塔底管道上的法兰接口和阀门，不要装在狭小的裙座内。（以防操作人员在泄漏物料时躲闪不及）（4）为使阀门关闭后不积液，管道上的阀门宜直接与塔体开口相接。（3）再沸器有两个升汽口时，升汽管应对称布置，否则会使管内流量不等，热量分配不均。（4）再沸器抽出的液体为饱和液体，应控制管道的压降，以防产生汽液两相流，影响控制、测量仪表。（5）当板式换热器的活动端板侧设有进出口接管时，管道布置必须具有一定的柔性。F调节阀组（1）调节阀应尽量靠近与其有关的一次指示仪表，便于手动操作时能观察一次仪表。（2）调节阀应尽量正立垂直安装于水平管道上。（3）调节阀组中隔断阀应选用闸阀、旁通阀应选用截止阀，但DN>150mm时，也可选用闸阀。（4）检修调节阀时需要泄压和排液，可在调节阀的上游与隔断阀之间的低点设排液闸阀。五管道的保温、热膨胀及补偿保温的目的

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。.五.管道的保温、热膨胀及补偿

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凡表面温度高于333K以上的管道，都要保温，以防烫伤。

b表面温度低于周围空气露点温度。（不保温将在表面产生凝结水）

c若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。（若必要可加蒸汽伴管，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。六.管道保温厚度的计算

经济厚度：设备、管道采用保温结构后年热损失值与保温工程投资费的年分摊率价值之和为最小值时的保温厚度。要求表面温度厚度允许热损失厚度限制温降或温升厚度计算（1）经验选择

（查表）（2）保温经济厚度计算对于外径≤1m的管道、圆筒型设备D1：保温层外径（m)D0：管道外径(m)：绝热材料平均导热系数(kcal/m.h.℃)1：室外总给热系数(kcal/m2.h.℃)

1=0+6w1/2

w:风速(m/s)0：一般取10kcal/m2.h.℃Y：年运行时数(h)B：热能价格，元/百万大卡tf：被绝热管道、设备的外壁温度