管道.docx

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管道

目录

第一节概述2

一、管道设计与布置的意义2

二、管道设计与布置的内容2

第二节工艺管道的设计计算5

一、管道、管件及阀门的选用5

二、管径、壁厚的计算21

三、管道压力降的计算22

第三节管道布置设计24

一、管道布置设计的任务24

二、管道布置设计的主要依据24

三、管道布置设计的主要原则24

四、管道敷设方式26

第四节管道布置图27

一、管道布置图的内容27

二、管道布置图的绘制要求28

第五节材料清单表30

第一节概述

一、管道设计与布置的意义

1）、管道设计布置工作量约占工厂工艺设计工作总量的40%；

2）、管道安装工作量约占工程安装工作总量的35%；

3）、管道的费用约占工程总投资的20%。

二、管道设计与布置的内容

1、管径计算、管壁厚计算、管道压降计算、管道保温绝热工管道应力分析、热补偿计算、管件选择、管道支吊架计算等。

2、管道设计计算

设计绘制表示管道在空间位置连接，阀件、管件及控制仪表安装

情况的图样。

管道布置设计具体内容如下：

1、选择管道材料

输送介质的化学性质、流动状态、温度、压力等因素。

2、选择介质的流速

介质的性质、输送的状态，及相接的设备、流量等。

3、确定管径

流量和流速

4、确定管壁厚度

介质的压力及所选择的管道材料

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。

6、选阀门和管件

有分、有合、转弯、变速等。

弯头、三通、异径管、法兰等管件和各种阀门。

7、选管道的热补偿器

采用转弯、支管、固定等方式自然补偿；

选择合适的热补偿器。

8、绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择

9、管道布置

确定管道的敷设方式——明装或暗设。

在垂直面和水平面的排布。

10、计算管道的阻力损失

校核检查选泵、选设备、选管道等前述各步骤是否正确合理。

11、选择管架及固定方式、确定管架跨度、选定管道固定用具

12、绘制管道图

平、剖面配管图、透视图、管架图和工艺管道支吊点预埋件布置图等。

13、编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综合汇总表

14、选择管道的防腐蚀措施

表面处理方法和涂料及涂层顺序，编制材料及工程量表。

第二节工艺管道的设计计算

一、管道、管件及阀门的选用

（一）基本概念

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。

公称压力——管道、管件、阀门在一定温度范围内的最大允许工作压力。

（二）管道

1、管道材料的选择

（1）选择依据

输送介质的温度、压力以及腐蚀情况、货源、价格等。

（2）分类

金属类

——耐温高、耐压高，易加工、安装。

非金属类

——耐腐蚀性能好，品种多，但耐热、耐压不高。

（3）生物工厂常用的管材

a.铸铁管

b.钢管

c.有色金属管

d.非金属管

a.铸铁管

●常用作埋于地下的给水总管及污水管；

化工厂用来输送碱液及浓硫酸；

铸铁管不能用来输送蒸汽及在压力下输送爆炸性与有毒的气体。

b.钢管

●无缝钢管

品质均匀且强度大，可用来输送有压力的物料、水蒸汽、高压水、过热水以及可燃性和有爆炸危险的及有毒性的物料。

●水煤气钢管

常用作给水、煤气、暖气、压缩空气、真空、低压蒸汽和冷凝液以及无腐蚀性物料的管道。

●不锈钢

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，可耐800-950℃高温。

c.有色金属管

铜、铅、铝或铝合金管。

●铜管与黄铜管

多用作低温管道（冷冻系统）、仪表的测压管线。

●铝管

常用来输送浓硝酸、醋酸、甲酸等物料，但不能抗碱，在温度大于160℃时不宜在压力下操作，极限工作温度为200℃。

●铅管

常用作硫酸管道或酸性物料管道，但由于强度低，重量大，抗热性差等缺点，已逐步被耐酸合金管，尤其为塑料管所代替。

d.非金属管

品种很多，如硬聚氯乙烯管、软聚氯乙烯管、聚四氟乙烯管、搪玻璃管、耐酸酚醛塑料管、玻璃管、耐酸陶瓷管、胶管等。

（三）管道的连接

（1）焊接

●特点：

施工方便，可靠不漏，成本低。

●凡是不需要拆装的地方，都应尽量采用焊接。

●所有压力管道都应尽量采用焊接。

电焊：

管径大于32mm，厚度在4mm以上的管道。

气焊：

管径在32mm以下，厚度在3.5以下的管道。

（2）螺纹连接

●特点：

连接简单，拆装方便，成本低。

●缺点：

连接的可靠性低，容易在螺纹处发生渗漏。

●一般只用于输送上、下水，压缩空气等介质的管道。

●不宜用于易燃、易爆和有毒介质的管道。

（3）法兰连接

●特点：

结合强度高，密封可靠，拆装方便，应用极为广泛。

●缺点：

费用较高。

●一般用于大管径，密封性要求高的管道连接。

（4）卡箍连接

●特点：

拆装灵活。

●适用于临时装置或要求经常拆洗的洁净管。

●用凸缘式管口，管与管之见用O形密封圈，凸缘外用金属扎紧。

（四）常用阀门

1、阀门选择依据

①阀门的功能

②阀门尺寸

③阻力损失

④阀门材质

2、常用阀门的特性和选用条件

（1）闸阀

●特点：

●流体阻力小，具有一定的调节性能。

●主要用途：

●用以启闭管路或设备中的介质，具有一定的调节流量性能，从阀杆的升降高低可以看出阀的开度大小。

（2）截止阀

●特点：

●流体阻力大，密封性能差。

●主要用途：

●主要用以启闭管路或设备中的介质，可调节流量，不适宜带颗粒和粘度大的介质。

（3）球阀

●特点：

●流体阻力小，快速启闭，结构简单，体积小。

●主要用途：

●用于切断介质，不能作调节流量。

●适于低温、高压及粘度大的介质。

（4）止回阀

●特点：

●靠流体自身力量开闭，限制介质流动方向，介质不能倒流。

●主要用途：

●主要用于防止介质倒流。

●适用于清净介质，不适宜带颗粒和粘度较大介质。

（5）蝶阀

●特点：

●开闭迅速，结构简单，外形尺寸小，密封性差。

●主要用途：

●只适用于调节流量，不能用于切断管路。

（6）旋塞阀

●特点：

●开闭迅速，流体阻力小，重量轻。

●主要用途：

●适用于温度较低、粘度较大的介质和要求开关迅速的部位。

一般不适用于蒸汽和温度较高的介质。

（7）针形阀

●特点：

●能精确地控制流体流量。

●主要用途：

●主要用于取样管道上。

（8）隔膜阀

●特点：

●结构简单，密封性能好。

●主要用途：

●适用于温度小于200℃，压力小于1.0MPa的油品、水、酸性介质，不适用于有机溶剂和强氧化剂的介质。

（9）安全阀

●特点：

在工作压力超过规定值时自动开启使流体外泄，压力回复后自动关闭，以保护设备和管道，使生产安全运行。

●主要用途：

●应用于锅炉、管道和各种压力容器中。

（10）减压阀

●特点：

流体通过阀瓣时产生阻力，造成压力损耗，达到减低压力的目的。

●主要用途：

●在蒸汽管道中应用较广。

（11）疏水阀

●特点：

自动排除设备或管道中的冷凝水，又同时阻止蒸汽的逸出。

●主要用途：

●凡是需要蒸汽加热的设备、蒸汽管道等都应装疏水阀

（五）常用管件

在管道上，常用的管件有如下几种：

（1）连接管件

（2）导流管件

（3）分合流管件

二、管径、壁厚的计算

（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

D——管径（m）

Q——流体流量（m3/h）

w——流体的流速（m/s）

（二）管子壁厚的计算

根据公称压力Pg和工程直径Dg，可以查表确定管壁厚度。

如果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）

（σ）——许用应力（kPa）

φ——焊缝系数，无缝钢管1，直焊缝钢管0.8

P——试验压力（kPa）

P=KPg

Pg——工作压力（表压，kPa）

K——压力系数；Pg≤98kPa,K=2

Pg≥245kPaK=1.5

C——壁厚附加量，C=C1+C2+C3

C1——壁厚负偏差，壁厚的10~15%mm

C2——腐蚀裕度

C3——加工减薄量，螺纹管为螺纹深度，

常见55圆锥状管螺纹=1.2~1.5mm

三、管道压力降的计算

流体在管道中流动时，遇到各种不同的阻力，造成压力损失，以致流体总压头减小。

（一）直管阻力H1计算

△P——压力降kPa

H1——直管阻力m流体柱

λ——摩擦系数

d——管道总长度、内径m

γ——流体重度kg/m3

w——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

w——管路中流体速度m/s

ξ——阻力系数.

第三节管道布置设计

一、管道布置设计的任务

用管道把车间布置固定下来的设备连接起来，使之成为一条完整连贯的生产工艺流程。

二、管道布置设计的主要依据

①带控制点的工艺流程图；

②设备布置图；

③设备装配图、管口方位图、设备安装详图；

④厂房建筑平、立面图；

⑤有关配管规范、要求。

3、管道布置设计的主要原则

1、物料因素

（1）输送有毒或有腐蚀性介质的管道

不得在人行道上空设置阀体、法兰等；

若与其他管道并列时，应在外侧或下方安装。

（2）输送易燃、易爆介质的管道

不应敷设在生活间、楼梯和走廊等处；

一般应设置安全阀、防爆膜、阻火器等防火防爆安全装置。

（3）输送冷热流体的管道

应相互避开，不能避开时，冷管在下，热管在上。

保温层外表面的间距，上下并行时一般不应小于0.5m，交

叉排列时，不应小于0.25m。

（4）管道敷设坡度

坡度方向：

一般为介质流动方向。

坡度大小：

1/100～5/1000。

（5）蒸汽管道

尽量不要把高压蒸汽直接引入低压蒸汽系统，如果必要，应装减压阀，在低压系统上装安全阀。

（6）真空管线

尽量缩短，避免过多曲折，尽量减少弯头和阀门，使阻力小，达到更大的真空度。

2、考虑施工、操作及维修

（1）管道应尽量集中明线敷设；

（2）管道尽量架空敷设，平行成列走直线，少拐弯，少交叉；

（3）支管多的应布置在并行管的外侧，引支管时，气体管从上方引出，液体管从下方引出；

（4）管道布置不得妨碍门窗开启及阀门、管件、设备、机泵和自控仪表的操作检修；

（5）管道应避免通过电动机、仪表盘、配电盘上空；

（6）管道应尽可能沿墙面敷设，或固定在墙上的管架上；

（7）管道之间、管道与墙壁之间应保持一定的距离;

（8）管道安装时间能量避免出现“气袋”、“口袋”和盲肠；

（9）阀门、仪表的安装应方便操作与维修;

3、安全生产

（1）不锈钢管不得与普通碳钢制的管架直接接触，以免产生因点位差造成腐蚀核心；

（2）在人员通行处，管道底部的净高不宜小于2.2米，通行大型检修机械或车辆时，净高不小于4.5m；

（3）埋地管道应在冻土层以下；

（4）为防止管道在工作中产生振动、变形及损坏，合理确定其支承与固定结构；

（5）阀门要布置在便于操作的部位，容易开错且引起重大事故的阀门，相互间距要拉开，并涂刷不同颜色；

（6）管道在穿墙和楼板时，应在墙面和楼板上预埋一个直径大的套管；

（7）长距离输送蒸汽或其它热物料的管道，应考虑热补偿。

四、管道敷设方式

管廊、管架或管墩敷设、架空敷设、支吊架敷设、埋地敷设、地下

敷设、管沟敷设等

第四节管道布置图

●管道布置图主要用于表达车间内管道的空间位置、尺寸规格，以及与设备的连接关系。

●又称配管图或管道安装图。

●是管道布置设计的主要文件，也是管道施工安装的依据。

一、管道布置图的内容

（1）一组视图

包括平面图和剖视图，用以表达整个车间的设备、建筑物的简单轮廓以及管道、管件、阀门、仪表控制点等的布置情况。

（2）尺寸和标注

平面位置尺寸和标高。

管段号、控制点代号等。

（3）分区简图

车间分区的简单情况。

（4）方位标（设计北箭头）

（5）标题栏

二、管道布置图的绘制要求

（一）一般规定

1、图幅：

A0，较简单的可采用A1或A2。

2、比例：

1：

50和1：

100，复杂的可1：

20或1：

30。

3、尺寸单位：

管道布置图中标注的标高、坐标以米为单位，小数点后取三位数，止毫米为止；其余的尺寸一律以毫米为单位，只注数字，不注单位。

管子通经一律用毫米表示。

4，图幅：

同区的图应采用同一图幅；图幅不宜加长或加宽。

（二）视图配置

一平面图为主，当管道布置在平面图上不能全面表达管道的走向和分布时，可采用立面剖视图或向视图补充表示。

（三）视图的表示方法

1、建（构）筑物：

2、设备：

3、管道:

（1）管子的图示

（2）管子连接的画法

（3）管子转折的画法

（4）管子交叉的画法

（5）管子重叠的画法

（6）管道分叉的画法

（7）异径管的画法

（8）管道内物料流向

第五节材料清单表