化工管道布置图化学工艺.docx
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化工管道布置图化学工艺
第十章化工管道布置图
管道的布置和设计是以管道仪表流程图、设备布置图及有关土建、仪表、电气、机泵等方面的图纸和资料为依据的。
设计首先应满足工艺要求，使管道便于安装、操作及维修，另外应合理、整齐和美观。
根据HG/T20549-1998《化工装置管道布置设计规定》（国际通用设计体制和方法）的要求，化工装置管道布置设计的图样包括：
管道布置图、管道轴测图、管口方位图、管架图与管件图，本章将分别介绍这五种图样。
10.1管道布置图
10.1.1管道布置图的作用和内容
管道布置图（配管图），主要用于表达车间或装置内管道的空间位置、尺寸规格，以及与机器、设备的连接关系。
管道布置图是管道安装施工的重要依据。
图10-1为天然气脱硫系统管道布置图。
从图中可以看出，管道布置图一般包括以下内容。
⑴一组视图视图按正投影法绘制，包括平面图和剖视图，用以表达整个车间（装置）建筑物和设备的基本结构以及管道、阀、管件、仪表控制点等的布置安装情况。
⑵尺寸和标注包括管道、管件、阀门、仪表控制点的定位尺寸和其他必要的相关标注和说明等。
⑶管口表
⑷安装方位标
⑸标题栏及修改栏
10.1.2绘制管道布置图应遵循的规定
管道布置图的设计要遵循HG/T20549-1998（国际通用设计体制和方法）《化工装置管道布置设计规定》。
具体到管道布置图的绘制应遵循下列规定：
⑴图线宽度（HG20549.1—1998），见本章附录一。
⑵管道布置图上的管子、管件、阀门及管道特殊件图例（HG/T20549.2-1998第2章），见本章附录二。
⑶管道布置图中有关设备布置内容的绘制，应符合“化工装置设备布置设计内容和深度规定”（HG20546.1第六章），见第九章附录四。
⑷管道布置图的分区应符合“化工装置设备布置设计内容和深度规定”（HG20546.1第四章），见第九章9.3的内容介绍。
⑸管道布置图尚应符合有关机械制图的国家标准。
10.1.3管道布置图的视图
1．图幅与比例
⑴图幅
管道布置图图幅应尽量采用A0，比较简单的也可采用Al或A2。
同区的图应采用同一种图幅。
图幅不宜加长或加宽。
⑵比例
常用比例为1:
30，也可采用1:
25或l:
50，但同区的或各分层的平面图，应采用同一比例。
2.图面安排及视图要求
⑴管道布置图应按设备布置图或分区索引图所划分的的区域（以小区为基本单位）绘制。
区域边界线用粗双点画线表示。
在区域边界线的外侧标注分界线的代号、坐标和与此图标高相同的相邻部分的管道布置图图号，如图10-2所示。
注：
B.L——表示装置边界；M.L——表示接续线；COD——表示接续图
图10-2区域分界线的表示方法
⑵管道布置图一般只绘平面图。
当平面图中局部表示不够清楚时，可绘制剖视图或轴测图，此剖视图或轴测图可画在管道平面布置图边界线以外的空白处（不允许在管道平面布置图内的空白处再画小的剖视图或轴测图）或绘在单独的图纸上。
绘制剖视图时要按比例画，可根据需要标注尺寸。
轴测图可不按比例，但应标注尺寸，表示方法见本章10.2。
剖视符号规定用A—A、B—B……等大写英文字母表示，在同一小区内符号不得重复。
平面图上要表示所剖截面的剖切位置、方向及编号。
⑶对于多层建筑物、构筑物的管道平面布置图应按层次绘制，如在同—张图纸上绘制几层平面图时，应从最低层起，在图纸上由下至上或由左至右依次排列，并于各平面图下注明“EL×××.×××平面”。
3．图示方法
管道布置图采用正投影法绘制。
管道布置图中视图的表达内容主要是三部分，一是建筑物及其构件，二是设备，三是管道，现分别讨论如下。
1）建筑物及其构件
如图10-1所示，厂房建筑物及其构件的画法为：
a.建筑物和构筑物应按比例，根据设备布置图用细点画线、细实线画出厂房的定位轴线和柱、梁、楼板、门、窗、楼梯、平台、安装孔、管沟、篦子板、散水坡、管廊架、围堰、通道、栏杆、梯子和安全护圈等。
b.为避免与管道相碰，按比例用细点画线画出就地仪表盘、电气盘的外轮廓及电气、仪表电缆槽或架和电缆沟，但不必标注尺寸。
2）设备
用细点画线、细实线，按设备布置图所确定的位置画出所有设备的中心线（或定位线）以及设备的外形和基础。
但是为了避免管道布置设计考虑不周到，发生管道和辅助设施的碰撞，或操作检修的不方便，要在原有设备布置图的基础上画出以下几部分内容：
a.用细实线表示吊车梁、吊杆、吊钩和起重机操作室。
b.按比例用细实线画出卧式设备的支撑底座，并标注固定支座的位置，支座下如为混凝土基础时，应按比例画出基础的大小，不需标注尺寸。
c.对于立式容器或塔还应用细实线表示出裙座人孔的位置及标记符号。
d.对于工业炉，凡是与炉子和其平台有关的柱子及炉子外壳和总管联箱的外形、风道、烟道等均应用细实线表示出。
e.用细点画线按比例表示出重型或超限设备的“吊装区”或“检修区”和换热器抽芯的预留空地。
但不标注尺寸,如图10-3所示。
图10-3设备检修或抽芯区示意图
f.对于设备自带的液面计、液面报警器、排气、排液、取样点、测温点、测压点等，按管道仪表流程图给定的符号画出，其中某项若有管道及阀门应画出，不必标注尺寸。
3）管道
管道上不仅包括管子而且还有管道附件（阀门、管件及仪表控制点）和管道支架。
⑴管子画法
a.管道单线、双线的画法
管道布置图中，公称直径（DN）大于和等于40Omm或16英寸的管道用双线表示，小于和等于350mm或14英寸的管道用单线表示。
如果管道布置图中，大口径的管道不多时，则公称直径（DN）大于和等于25Omm或10英寸的管道用双线表示，小于和等于250mm或8英寸的管道用单线表示。
单线用粗实线（或粗虚线），双线用中粗实线（或中粗虚线），如图10-4所示。
图10-4管道单线、双线的表示方法
a.管道箭头的画法
在适当位置画箭头表示物料流向，单线管道箭头画在管线上，双线管道箭头画在中心线上，如图10-5所示。
图10-5管道单线、双线箭头的表示方法
b.管道转折的画法
向下弯折90°角的管道，画法如图10-6a所示；向上弯折90°角的管道，画法如图10-6b所示；大于90°角的弯折管道，画法如图10-6c所示。
管道公称直径小于和等于40mm或
英寸的弯头一律用直角表示。
图10-6管道转折的表示方法
c.管道交叉的画法
当两管道交叉时，可把被遮挡的管道的投影断开，画法如图10-7a所示；也可将上面管道的投影断开表示，以便看见下面的管道，画法如图10-7b所示。
图10-7管道交叉的表示方法
e.管道重叠的画法
当管道投影重叠时，将上面（或前面）管道的投影断开表示，下面管道的投影画至重影处，稍留间隙断开，如图10-8a、c所示；当多条管道投影重叠时，可将最上（或最前）的一条用“双重断开”符号表示，如图10-8b所示，也可在投影断开处注上相应的小写字母，如图10-8d所示。
f.管道连接画法
两段直管道相连有4种型式，如图10-9a所示。
当管道用三通连接时，可能形成三个不同方向的视图，其画法如图10-9b所示。
图10-8管道重叠的表示方法
图10-9管道连接的表示方法
⑵管道附件（阀门、管件及仪表控制点）画法
管道上的阀门、管件通常在管道布置图中按比例、以细实线并根据本章附录二所示图例的简化画法画出，但应注意以下两点：
a.管件不同连接方式要按照本章附录二的图例表示出来，如90°弯头有三种连接方式，分别为螺纹或承插焊连接、对焊连接和法兰连接，它们的表示方法如图10-10所示。
图10-10管件连接的表示
b.阀门与控制元件（传动结构）组合作为自动控制系统执行器，不仅要画出控制阀门，而且要将控制元件表示出来。
如图10-11a只是控制元件，图10-11b则为阀门与控制元件（传动结构）组合作为自动控制系统执行器的画法。
管道的检测或控制仪表（压力、温度、流量、液面、分析、料位、取样等）在管道布置平面图上用￠10mm的圆圈表示，并用细实线和圆圈连接起来。
圆内按PID检测或控制仪表的符号及编号填写。
图10-11阀门与控制元件组合的表示
⑶管道支架
管道支架是用来支承和固定管道的，其位置一般在平面图上用符号表示，如图10-12所示。
图10-12管道支架的表示方法
10.1.4管道布置图的尺寸及必要标注
管道布置图中标注的标高、坐标以米为单位，小数以下应取三位数至毫米为止。
其余的尺寸一律以毫米为单位，只注数字，不注单位。
管子公称直径一律用毫米表示。
基准地平面的设计标高宜表示为：
EL100.000m，低于基准地平面者可表示为：
9×.××××m。
1.厂房建筑、构件的尺寸和标注
⑴标注建构筑物定位轴线编号及柱距尺寸。
⑵标注地面、楼面、平台面、吊车的标高。
⑶标注电缆托架、电缆沟、仪表电缆槽、架的宽度和底面标高以及就地电气、仪表控制盘的定位尺寸。
⑷标注吊车梁定位尺寸、梁底标高、荷载或起重能力。
⑸标注管廊柱距尺寸（或坐标）及各层的顶面标高。
2．设备的尺寸和标注
⑴按设备布置图标注所有设备的定位尺寸和基础面（或中心线、支撑面）标高。
⑵按设备图用5mm×5mm的方块标注设备管口符号、管口方位（或角度）、底部或顶部管口法兰面标高、侧面管口的中心线标高和斜接管口的工作点标高等，如图10-13所示。
⑶在管道布置图的设备中心线上方标注与流程图一致的设备位号，下方标注支撑点（如POSEL×××.×××）或主轴中心线（如￠EL×××.×××）或支架架顶（如TOSEL×××.×××）的标高。
剖视图的设备位号注在设备近侧或设备内。
图10-13管口方位标注示意图
3.管道的尺寸和标注
⑴主要标注部位
a.以建筑物或构筑物的定位轴线、设备中心线、设备管口中心线、区域界线（或接续图分界线）等作为基准标注管道、管件、阀门和仪表控制点的定位尺寸。
b.按PID在管道上方（双线管道在中心线上方）标注管道号（包括介质代号、管道编号、公称直径、管道等级及隔热型式）及流向，下方标注管道标高（标高以管道中心线为基准时，只需标注数字如EL×××.×××，以管底为基准时，在数字前加注管底代号如BOPEL×××.×××），写不下时可引出标注。
由于管道布置图表示内容较多，为使图纸清晰，PID上的管道号与管道布置图上的管道号写法略有不同。
PID的管道号：
管道布置图的管道号：
c.在仪表控制点的圆内按PID的符号及编号填写。
⑵其他标注部位
a.有特殊要求的管道要标注其要求的定位尺寸或标高，如液封高度、有袋形弯的管道等应标注相应尺寸、文字或符号。
b.标出异径管前后端管子的公称通径，如：
DN80／50或80×50。
c.有坡度的管道，应标注坡度（代号号用i）和坡向，如图10-14所示。
d.非90°的弯管和非90°的支管连接，要注出角度。
e.每个管架标注一个独立的管架号。
图10-14管道坡度的标注
10.1.5其他
1.管口表
管口表在管道布置图的右上角，填写该管道布置图中设备管口。
管口表的格式见表10-1。
表10-1管口表格式（HG/T20549.1-1998）
管口表
设备位号
管口
符号
公称通径
DN（mm）
公称压力
PN（Mpa）
密封面型式
连接法兰标准号
长度
mm
标高
m
坐标
方位
N
E（W）
垂直角
水平角
T1304
a
65
1.0
RF
GB9115
104.100
b
100
1.0
RF
GB9115
400
103.800
180
c
50
1.0
RF
GB9115
400
101.700
V1301
a
50
1.0
RF
GB9115
101.700
180
b
65
1.0
RF
GB9115
800
100.400
135
c
65
1.0
RF
GB9115
101.700
120
d
50
1.0
RF
GB9115
101.700
270
2．安装方位标
在绘有管道平面图的图纸的右上角，管口表的左边，画一个与设备布置图的设计北向一致的方位标。
3．标题栏和修改栏
标题栏中要注写图名、图号、比例、设计者等内容。
图名一般分成两行，上行写“××××管道布置图”，下行写“EL×××.×××平面”或“×—×剖视”等。
10.1.6管道布置图的阅读
阅读管道布置图的目的，是了解管道、管件、阀门、仪表控制点等，在车间（装置）中的具体布置情况，阅读设备布置图的步骤如下：
⑴了解概况
由于管道布置设计是在工艺管道仪表流程图和设备布置图的基础上进行的，因此首先应找出相关的工艺管道仪表流程图、设备布置图及分区索引图等图样，了解生产工艺过程、设备配置和分区情况，再通过本张图的初步阅读，明确表达重点。
⑵看懂管道的来龙去脉
参考工艺管道仪表流程图，从起点设备开始按流程顺序、管道编号，对照平面图和剖视图，逐条弄清其投影关系，明确管道走向，并在图中找出管件、阀门、控制点、管架等位置。
⑶建立起设备与管道连接的空间形状
在看懂管道走向的基础上，在平面图上，以建筑定位轴线、设备中心线、设备管口法兰等
为尺寸基准，阅读管道的水平定位尺寸；在剖视图上，以地面为基准，阅读管道的安装标高；管口表上阅读管道在设备上的位置及标高；最后参考安装方位标、管道轴测图最终建立起设备与管道连接的空间形状。
[例10-1]阅读天然气脱硫系统管道布置图，见图10-1。
⑴了解概况
通过第八、九章管道仪表流程图和设备布置图的阅读，了解天然气脱硫系统的生产工艺过程和设备的布置，再通过本图的初步阅读和标题栏内容，了解到本张图重点是EL100.000米平面的管道配置。
⑵看懂管道的来龙去脉
a.天然气管道
NG0701-100、NG0702-100：
天然气管道从室外南墙分两路进入厂房，由南向北，再向下拐进入罗茨鼓风机（J0701A、B）气体入口管，此管道上装有闸阀；
NG0703-100、NG0704-100：
由罗茨鼓风机加压后的气体通过出口管由下而上，再从北向南，向西拐，两根出口管汇合后出厂房，向下拐进入脱硫塔（E0701）的气体进口管，此管道上装有闸阀和就地压力指示仪表；
NG0705-100：
脱硫后的气体从塔顶出去，向西拐，再向下拐从底部进入除尘塔（E0702），此管道上装有闸阀；
NG0706-100：
除尘后的气体从除尘塔塔顶出去后，向南拐出界区。
b.氨水管道
AMW0701-50：
氨水由界区的北面进入，由北向南，正对氨水贮罐（F0701）的进液口（a管口）向下打了一个U型弯（目的阀门操作）进入氨水贮罐，此管道上装有截止阀；
AMW0702-50：
氨水从贮罐的底部出去接了一个阀门后，向下拐，进入地沟，再从东向西进入厂房、由北拐向南、由东向西拐、由下而上分两根管路进入氨水泵（J0702A、B），此管道上装有截止阀；
AMW0703-50、AMW0704-50、AMW0705-50：
氨水经氨水泵加压后，从氨水泵（J0702A）的出口管（AMW0703-50），自下而上，向东拐，连在氨水泵（J0702B）的出口管（AMW0704-50）上，汇集后，由北向南、由西向东出厂房，再经过脱硫塔和除尘塔后，向北拐、向下打了一个U型弯（目的阀门操作）、由东向西进入再生塔（E0703）将氨水再生；
同时，加压氨水还至脱硫塔进行脱硫（AMW0705-50）；
在AMW0703-50管道上装有一个截止阀和一个止回阀，AMW0704-50管道上装有一个截止阀和一个止回阀，在AMW0705-50管道上装有一个截止阀；
AMW0706-50、AMW0707-50：
经过再生后的氨水与脱硫塔的氨水汇合，由南向北、再向下接在氨水泵入口管道上（AMW0702-50），氨水循环使用。
在AMW0706-50、AMW0707-50管道上各装有一个截止阀。
c.原水管道
RAW0701-50:
原水由界区自南向北，正对除尘塔的进液口（c管口），向下打了一个U型弯（目的阀门操作），然后由东向西进入除尘塔，此管道上装有一个截止阀。
⑶建立起设备与管道连接的空间形状
10.2.7管道布置图的绘制
1.绘图前的准备工作
1）了解有关图纸和资料
在绘制管道布置图之前，应先从有关图纸资料中了解设计说明、本项目工程对管道布置的要求以及管道设计的基本任务，充分了解和掌握工艺生产流程、厂房建筑的基本结构、设备布置情况及管口的配置。
2）考虑管道布置的合理性
管道布置将直接影响工艺操作、安全生产、输出介质的能量损耗及管道的投资，同时也
存在管道布置美观的问题。
对于管道布置的合理性，主要需要掌握化工装置管道布置设计工程规定（HG20549.2-1998）和化工装置管道布置设计技术规定（HG20549.5-1998）的知识。
下面简要介绍合理布置管道的一些主要原则及应考虑问题。
⑴物料因素
对易燃、易爆、有毒及腐蚀性的物料管道应避免敷设在生活间、楼梯和走廊处，并应配置安全装置（如安全阀、防爆膜及阻火器等），其放空管要引至室外指定地点，并符合规定的高度。
腐蚀性强的物料管道，应布置在平行管道的外侧或下方，以防泄漏时腐蚀其它管道。
冷、热管道应分开布置，无法避开时，热管在上，冷管在下。
管外保温层表面的间距，在上下并行时不少于0.5m，交叉排列时不少于0.25m。
为了防止停工时物料积存在管内，管道设计时一般应有1／100至5／1000的坡度。
当被输送的物料含有固体颗粒或粘度较高时，管道坡度还应比上述值大一些。
对于坡度和坡向无明确规定的管道，可将敷设坡度定为2／1000，坡向朝着便于流体流动和排放的方向。
⑵便于操作及安全生产
管道布置的空间位置不应妨碍设备的操作，如设备的人孔，手孔的前方不能有管道通过，以免影响其正常使用。
阀门要安装布置在便于操作的部位，对操作时频繁使用的阀门，应按操作的顺序依次排列。
不同物料的管道及阀门，可涂刷不同颜色的油漆加以区别。
容易开错的阀门，相互要拉开间距布置，并在明显处加以明确的标志。
管道和阀门的重量，不要支承在设备上。
距离较近的两设备之间，管道一般不应直连，如图11-15a所示。
因垫片不易配准，难以紧密连接，且会因热胀冷缩而损坏设备。
建议用波形伸缩器或采用45°斜接和90°弯连接，如图10-15b、c、d所示。
图10-15两设备较近时的管道连接
不同材料的管道与管架之间（如不锈钢管与碳钢管架），不应直接接触，以防止电化学腐蚀。
管道通过楼板、屋顶、墙壁或裙座时，应安装一个直径较大的管套，管套两端伸出50mm左右。
管道的敷设，要避免通过电动机、配电盘、仪表盘的上空，以防止管道中介质的跑、冒、滴、漏造成事故。
此外，对于管道上的温差补偿装置、管架的间距，管子在管架上的固定端及活动端分布等问题，都要给予充分考虑和注意，还应顾及电缆，照明，仪表、暖风等其他管道。
⑶考虑施工、操作及维修方便
对敷设集中的并行管道，应将较重的管道布置在管架的支承部位，将支管及管件较多的管道安排在并行管的外侧。
引出支管时，若是气体管或蒸汽管要从管上方引出，液体管则在管下方引出。
有可能时管道要集中布置，共用管架。
除了进行温差补偿需要外，管道应尽量走直线，且不应妨碍交通、门窗、设备使用及维修。
在行走的过道地面至2.2m的空间，也不应安装管道。
管道应避免出现“气袋”、“口袋”或“盲肠”。
管道应集中并架空布置，应尽量沿厂房墙壁安装，管道与墙壁间应能容纳管件、阀门等，同时也要考虑方便维修。
2.绘图方法与步骤
下面以天然气脱硫系统管道布置图为例介绍绘图方法与步骤。
⑴确定视图配置
详见本章10.1.3相应内容的介绍。
⑵选定比例与图幅
详见本章10.1.3相应内容的介绍。
⑶绘制管道布置平面图
a.参照设备平面布置图，用细点画线、细实线和粗双点画线，画出具有厂房建构筑物、带有管口方位的设备和管道布置界区的平面图，见图10-16a所示。
b.按流程顺序，管道布置原则，管道、管件、管架、阀门、仪表控制点线型要求按比例用粗实线（粗虚线）、中粗实线（中粗虚线）、细实线画出管道平面图，见图10-16b所示。
c.对厂房建构筑物、设备和管道进行标注，见图10-16c所示。
d.最后在检查无误的情况下，画出方位标、管口表，并注写管口表内容。
⑷绘制管道剖视图
与管道布置平面图基本相同。
图10-16管道布置图的绘制
10.2管道轴测图（管段图、空视图）
10.2.1管道轴测图的作用和内容
管道轴测图是用来表达一个设备至另一设备、或某区间一段管道的空间走向，以及管道上所附管件、阀门、仪表控制点等安装布置情况的立体图样。
管道轴测图能全面、清晰地反映管道布置的设计和施工细节，便于识读，还可以发现在设计中可能出现的差误，避免发生在图样上不易发现的管道碰撞等情况，有利于管道的预制和加快安装施工进度。
利用计算机绘图，绘制区域较大的管段图，还可以代替模型设计。
图11-17为某工段泵出入口管道的轴测图。
从图中可以看出，管道轴测图一般包括以下内容。
⑴图形按正等轴测投影绘制的管道及其所附管件、阀门等符号的图形。
⑵尺寸及标注包括管道编号、管道所接设备的位号及其管口序号和安装尺寸等。
⑶方向标
⑷技术要求
⑸材料表
⑹标题栏
10.2.2管道轴测图图形的表示方法
管道轴测图的图形按正等轴测投影绘制而成，在表示方法还应注意以下几点。
⑴管道轴测图反映的是个别局部管道，原则上一个管段号画一张管道轴测图。
对于复杂的管段，或长而多次改变方向的管段，可利用法兰或焊接点作为自然点断开，分别绘制几张管道轴测图，但需用一个图号注明页数。
对比较简单，物料、材质均相同的几个管段，也可画在一张图样上，并分别注出管段号。
⑵绘制管段图可以不按比例，根据具体情况而定，但位置要合理整齐，图面要均匀美观，即各种阀门、管件的大小及在管道中的位置、相对比例要协调。
⑶管道一律用粗实线单线绘制，管件（弯头、三通除外）、阀门、控制点和管道与管件的连接则用细实线以规定的图形符号（本章附录二，管道布置图和轴侧图上管子、管件、阀门及管道特殊件图例）绘制，相接的设备可用细双点画线绘制，弯头可以不画成圆弧。
⑷阀门的手轮用一短线表示，短线与管道平行。
阀杆中心线按所设计的方向画出。
⑸管道与管件、阀门连接时，注意保持线向的一致，如图10-18所示。
图10-18空间管道连接（线向）
⑹为便于安装维修和操作管理，并保证劳动场所整齐美观，一般工艺管道布置大都力求平直，使管道走向同三轴测方向一致，但有时为了避让，或由于工艺、施工的特殊要求，必须将管道倾斜布置，此时称为偏置管（offset也称斜管）。
在平面内的偏置管，用对角平面或轴向细实线段平面表示，如图10-19a所示；对于立体偏置管，可将偏置管绘在由三个坐标组成的六面体内，如图10-19b所示。
图10-19空间偏置管表示法
⑺必要时，画出阀门上控制元件图示符号，传动结构、型式适合于各种类型的阀门。
如图10-2
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