化工设计---第七章--化工管道设计ppt课件.ppt
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1、第七章第七章 化工管道设计化工管道设计2015年年8月月6日日普通高等学校十二五规划教材普通高等学校十二五规划教材 化工设计化工设计第七章第七章 化工管道设计化工管道设计第一节第一节 概概 述述 教学内容:教学内容: 了解化工车间布置设计的任务和要求。 重点和难点:重点和难点: 重点了解化工车间布置设计的原则性要求。第七章第七章 化工管道设计化工管道设计一、化工车间管道布置设计的任务 1.确定车间中各个设备的管口方位和与之相连接的管段的接口位置。 2.确定各管段(包括管道、管件、阀门及控制仪表)在空间的位置。 3.确定管道的安装连接和铺设、支承方式。 4.画出管道布置图,表示出车间中所有管道在
2、平面、立面的空间位置,作为管道安装的依据。 5.编制管道综合材料表,包括管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量。二、化工车间管道布置设计的要求 1.符合工艺流程; 2.便于操作管理,保证安全生产; 3.便于安装维护; 4.合理整齐美观,节约材料投资。 第七章第七章 化工管道设计化工管道设计 化工车间管道布置除了符合前面要求外,还应仔细考虑下列问题。 1.物料因素 2.考虑施工、操作及维修 3.安全生产 4.其他因素第七章第七章 化工管道设计化工管道设计1. 物料因素(1)输送易燃易爆,有毒及有腐蚀性的物料管道不得铺设在生活间、楼梯、走廊和门等处,这些管道上还应设置安全阀、防爆膜、阻火器和水
3、封等防火防爆装置,并应将放空管引至指定地点或高过屋面2米以上。(2)布置腐蚀性介质、有毒介质和高压管道时,应避免由于法兰、螺纹和填料密封等泄漏而造成对人身和设备的危害。易泄漏部位应避免位于人行通道或机泵上方,否则应设安全防护,不得铺设在通道上空和并列管线的上方或内侧。(3)全厂性管道敷设应有坡度,并宜与地面坡度一致。管道的最小坡度宜为2。管道变坡点宜设在转弯处或固定点附近。(4)真空管线应尽量短,尽量减少弯头和阀门,以降低阻力,达到更高的真空度。第七章第七章 化工管道设计化工管道设计2. 考虑施工,操作及维修(1)永久性的工艺、热力管道不得穿越工厂的发展用地。(2)厂区内的全厂性管道的敷设,应
4、与厂区内的装置(单元)、道路、建筑物、构筑物等协调,避免管道包围装置(单元),减少管道与铁路、道路的交叉。(3)全厂性管架或管墩上(包括穿越涵洞)应留有10%30%的空位,并考虑其荷重。装置主管廊管架宜留有10%20%的空位,并考虑其荷重。(4)管道布置应使管道系统具有必要的柔性。在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的情况下,应使管道最短,组成件最少。(5) 管道应尽量集中布置在公用管架上,管道应平行走直线,少拐弯,少交叉,不妨碍门窗开启和设备、阀门及管件的安装和维修,并列管道的阀门应尽量错开排列。第七章第七章 化工管道设计化工管道设计(6) 支管多的管道应布置在并列
5、管线的外侧,引出支管时气体管道应从上方引出,液体管道应从下方引出。管道布置宜做到“步步高”或“步步低”,减少气袋或液袋。否则应根据操作、检修要求设置放空、放净管线。管道应尽量避免出现“气袋”、“口袋”和“盲肠”。(7) 管道应尽量沿墙面铺设,或布置在固定在墙上的管架上,管道与墙面之间的距离以能容纳管件、阀门及方便安装维修为原则。 表6-1 弯管最小弯曲半径管道设计压力MPa 弯管制作方式 最小弯曲半径 10.0 热弯 3.5DN 冷弯 4.0DN 10.0 冷、热弯 5.0DN第七章第七章 化工管道设计化工管道设计(9)管道布置时管道焊缝的设置,应符合下列要求:管道对接焊缝的中心与弯管起弯点的
6、距离不应小于管子外径,且不小于100mm;管道上两相邻对接焊缝的中心间距: a 、对于公称直径小于150mm的管道,不应小于外径,且不得小于50mm。 b 、对于公称直径等于或大于150mm的管道,不应小于150mm。(10)管道除与阀门、仪表、设备等需要用法兰或螺纹连接者外,应采用焊接连接。下列情况应考虑法兰、螺纹或其他可拆卸连接: 因检修、清洗、吹扫需拆卸的场合; 衬里管道或夹套管道; 管道由两段异种材料组成且不宜用焊接连接者; 焊缝现场热处理有困难的管道连接点; 公称直径小于或等于l00mm的镀锌管道; 设置盲板或“8”字盲板的位置。第七章第七章 化工管道设计化工管道设计(11) 管道穿
7、过建筑物的楼板、屋顶或墙面时,应加套管,套管与管道间的空隙应密封。套管的直径应大于管道隔热层的外径,并不得影响管道的热位移。管道上的焊缝不应在套管内,并距离套管端部不应小于150mm。套管应高出楼板、屋顶面50mm。管道穿过屋顶时应设防雨罩。管道不应穿过防火墙或防爆墙。(12) 管道上的阀门和仪表的布置高度可参考以下数据 阀门(包括球阀,截止阀,闸阀) 1.2 1.6m安全阀 2.2m温度计、压力计 1.4 1.6m(13) 为了方便管道的安装,检修及防止变形后碰撞,管道间应保持一定的间距。阀门、法兰应尽量错开排列,以减少间距。第七章第七章 化工管道设计化工管道设计3. 安全生产(1)直接埋地
8、或管沟中铺设的管道通过公路时应加套管等加以保护。(2)为了防止介质在管内流动产生静电聚集而发生危险,易燃易爆介质的管道应采取接地措施,保证安全生产(3)长距离输送蒸汽或其他热物料的管道,应考虑热补偿问题,如在两个固定支架之间设置补偿器和滑动支架。有隔热层的管道,在管墩、管架处应设管托。无隔热层的管道,如无要求,可不设管托。当隔热层厚度小于或等于80mm时,选用高100mm 的管托;隔热层厚度大于80mm时,选用高150mm的管托;隔热层厚度大于130mm时,选用高200mm的管托。保冷管道应选用保冷管托。第七章第七章 化工管道设计化工管道设计(4)对于跨越、穿越厂区内铁路和道路的管道,在其跨越
9、段或穿越段上不得装设阀门、金属波纹管补偿器和法兰、螺纹接头等管道组成件。(5)有热位移的埋地管道,在管道强度允许的条件下可设置挡墩,否则应采取热补偿措施。(6)玻璃管等脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹,避免管道破裂时溅出液体,发生意外。(7)为了避免发生电化学腐蚀,不锈钢管道不宜与碳钢管道直接接触,要采用胶垫隔离等措施。4. 其他因素 (1)管道和阀门一般不宜直接支撑在设备 上。 (2)距离较近的两设备间的连接管道,不应直连,应用45或90弯接。 (3)管道布置时应兼顾电缆、照明、仪 表、及采暖通风等其他非工艺管道的布置。第二节 管道、阀门和管件的选择 第七章第七章 化工管道设计化工管道设
10、计教学内容:教学内容:了解管架的类型和应用场合,管道在管架上的平面布置和立面布置的原则。重点和难点:重点和难点:重点理解管道在管架上的平面布置和立面布置的原则。一、管道在管架上的平面布置原则第七章第七章 化工管道设计化工管道设计 (1) 固定支架 用在管道上不允许有任何位移的地方。它除支撑管道的重量外,还承受管道的水平作用力。如在热力管线的各个补偿器之间设置固定支架,可以分配各补偿器分担的补偿量,并且两个固定支架之间必须安装补偿器,否则这段管子将会因热胀冷缩而损坏。在设备管口附近设置固定支架,可减少设备管口的受力。 (2)滑动支架 滑动支架只起支撑作用,允许管道在平面上有一定的位移。 (3)导
11、向支架 用于允许轴向位移而不允许横向位移的地方,如型补偿器的两端和铸铁阀的两侧。 (4)弹簧吊架 当管道有垂直位移时,例如热力管线的水平管段或垂直管到顶部弯管处,以及沿楼板下面铺设的管道,均可采用弹簧吊架。弹簧有弹性,当管道垂直位移时仍然可以提供必要的支吊力。一、管道在管架上的平面布置原则 (5)较重的管道(大直径、液体管道等)应布置在靠近支柱处;公用工程管道布置在管架当中,支管引向左侧的布置在左侧,反之置于右侧;形补偿器应组合布置,将补偿器升高一定高度后水平地置于管道的上方,并将最热和直径大的管道放在最外边。 (6)连接管廊同侧设备的管道布置在设备同侧的外边;连接管架两侧的设备的管道布置在公
12、用工程管线的左、右两边。进出车间的原料和产品管道可根据其转向布置在右侧或左侧。第七章第七章 化工管道设计化工管道设计一、管道在管架上的平面布置原则 (7)当采用双层管架时,一般将公用工程管道置于上层,工艺管道置于下层。有腐蚀性介质的道应布置在下层和外侧,防止泄漏到下面管道上,也便于发现问题和方便检修。小直径管道可支承在大直径管道上,节约管架宽度,节省材料。 (8)管架上支管上的切断阀应布置成一排,其位置应能从操作台或管廊上的人行道上进行操作和维修 (9)高温或低温的管道要用管托,将管道从管架上升高0.1m,以便于保温。 (10)支架间的间距要适当。第七章第七章 化工管道设计化工管道设计二、管道
13、和管架的立面布置原则 (1)当管架下方为通道时,管底距车行道路路面的距离要大于4.5m;道路为主干道时要大于6m;是人行道时要大于2.2m;管廊下有泵时要大于4m 。 (2)通常使同方向的两层管道的标高相差1.0 - 1.6m,从总管上引出的支管比总管高或低0.5一0.8m。在管道改变方向时要同时改变标高。大口径管道需要在水平面上转向时,要将它布置在管架最外侧。 (3)管架下布置机泵时,其标高应符合机泵布置时的净空要求。若操作平台下面的管道进人管道上层,则上层管道标高可根据操作平台标高来确定。 (4)装有孔板的管道宜布置在管架外侧,并尽量靠近柱子。自动调节阀可靠近柱子布置,并用柱子固定。若管廊
14、上层设有局部平台或人行道时,需常操作或维修的阀门和仪表宜布置在管架上层。第七章第七章 化工管道设计化工管道设计第七章第七章 化工管道设计化工管道设计第三节第三节 管道安装布置设计管道安装布置设计 1. 立式容器立式容器(包括反应器包括反应器) (1) 管口方位 立式容器的管口方位 取决于管道布置的需 要。一般划分为操作 区与配管区两部分。 加料口、温度计和视 镜等经常操作及观察 的管口布置在操作区, 排出管布置在容器底 部。2022-8-4第六章18 1. 1. 立式容器立式容器( (包括反应器包括反应器) ) (2) 管道布置立式容器(包括反应器)一般成排布置,因此把操作相同的管道一起布置在
15、容器的相应位置,可避免错误操作,比较安全。第七章第七章 化工管道设计化工管道设计第七章第七章 化工管道设计化工管道设计 2卧式容器卧式容器 (1)管口方位: 液体和气体的进口一般布置在容器一端的顶上,液体出口一般在另一端的底部,蒸汽出口则在液体出口的顶上。进口也能从底部伸入,在对着管口的地方设防冲板,这种布置适合于大口径管道。第七章第七章 化工管道设计化工管道设计 2卧式容器卧式容器 (1)管口方位: 放空管在容器一端的顶上,放净口在另一端的底下,同时使容器向放净口那头倾斜。若容器水平安装,则放净口可安装在易于操作的任何位置或出料管上。如果人孔设在顶部,放空口则设在人孔盖上。 安全阀可设在顶部
16、任何地方,最好放在有阀的管道附近,这可与阀共用平台和通道。 2卧式容器 (2)管道布置: 管口一般布置在一条直线上,各种阀门也直接安装在管口上。若容器底部离操作台面较高,则可将出料管阀门布置在台面上,在台面上操作;否则应将出料管阀门布置在台面下,并将阀杆接长,伸到台面上进行操作。第七章第七章 化工管道设计化工管道设计 3换热器换热器 1.管口布置与流体流动方向: 2.管道布置 (1)平面配管: 换热器的管箱正对道路, 便于抽出管箱,顶盖对 着管廊。 配管前先确定换热器两 端和法兰周围的安装和 维修空间,在这个空间 内不能有任何障碍物。 第七章第七章 化工管道设计化工管道设计 (2)立面配管:
17、与管廊连接的管道、管廊下泵的出口管、高度比管廊低的设备和换热器的接管的标高,均应比管廊低0.5 -0.8m。 若一层排不下时,可置于再下一层上,两层之间相隔0.5 - 0.8m。 蒸汽支管应从总管上方引出,以防止凝液进人换热器应有合适的支架,不能让管道重量都压在换热器的接口上。 仪表应布置在便于观测和维修的地方。 4. 塔器设备塔器设备 1管口方位:管口方位: 塔的布置常分成操作区和配管区两部分。 (1)人孔。人孔应布置在操作区,并将同一塔上的几个人孔布置在一条垂线上,正对着道路。人(手)孔不能设在塔盘的降液管或密封盘处。第七章第七章 化工管道设计化工管道设计 4. 塔器设备塔器设备 (2)再
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