环境工程设计管道.pptx
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1、环境(hunjng)工程设计童华第一页,共97页。第十一章管道(gundo)设计与布置第二页,共97页。管路设计包括两大部分:管路计算与管道布置设计。管路设计计算包括管径计算、管道阻力(压降)计算、管道保温工程、管路应力分析、热补偿计算、管子,管件和阀门的选择、管道支吊架计算等内容;管道布置设计不仅要满足工艺流程的要求,还必须满足施工(shgng)安装及安全生产、方便人员操作等的要求一、管路设计与布置(bzh)的内容和依据第三页,共97页。上述设计(shj)内容要在设计(shj)文件中体现出来,有1管路布置图包括管路布置平面图和剖视图(或向视图)一、管路设计与布置的内容(nirng)和依据第四
2、页,共97页。上述(shngsh)设计内容要在设计文件中体现出来,有2管段图表示一段管段在空间的位置,也叫空视图或单线图,它是一段管道的立体图样;一、管路设计与布置(bzh)的内容和依据第五页,共97页。上述设计内容要在设计文件中体现出来,有1管路布置图包括管路布置平面图和剖视图(或向视图);2管段图表示一段管段在空间的位置,也叫空视图或单线(dnxin)图,它是一段管道的立体图样;3管架和非标准管件图;4管段表管段表按管段列出管子的材料、规格尺寸和长度,管件、阀门的名称、型号、规格和数量,以及管道的试压、涂色和保温要求;5管架表列出标准和非标准管架的编号、标注号、名称和数量;6综合材料表包括
3、管道安装材料和管架材料;设备支架材料、保温防腐材料;7设备管口方位图。一、管路设计(shj)与布置的内容和依据第六页,共97页。设计依据1施工(shgng)阶段的工艺流程图及仪表流程图;公用工程系统流程图;2设备平面布置图及立面布置图;建(构)筑物平、立面布置图3设备施工(shgng)图,包括非标设备施工(shgng)图及定型设备的样本或详细安装图;4工程设计规范、管道等级表;5设备一览表;6地区气候条件、工场地质情况(包括地下水位高度、冻结层深度等);7其他技术参数(如水源、锅炉房蒸汽压力和压缩空气站空气压力等)。一、管路设计与布置的内容(nirng)和依据第七页,共97页。1.管道的分类与
4、等级2.(1)按照设计压力,可将工业(gngy)管道分为四级二、管路设计(shj)基础级别名称设计压力/MPa真空管道低压管道中压管道高压管道P10注:工作压力(yl),且工作温度500的蒸管道可升级为高压管道 第八页,共97页。1.管道的分类与等级2.(2)GB50316工业金属管道设计规范将管内输送流体分为五类3.A1类流体剧毒流体,在输送过程(guchng)中如有少量流体泄漏到环境中,被人吸入或与人体接触时,能造成严重中毒,脱离接触后,不能治愈。相当于现行国标职业性接触毒物危害程度分级GB5044中级(极度危害)的毒物。4.A2类流体有毒流体,接触此类流体后,会有不同程度中毒,脱离接触后
5、可以治愈。相当于现行国标GB5044中级及以下(高度、中度、轻度危害)的毒物。二、管路设计(shj)基础第九页,共97页。1.管道的分类与等级2.(2)GB50316工业金属管道设计规范将管内输送流体分为五类3.B类流体此类流体在环境或操作条件(tiojin)下是一种气体或可闪蒸产生气体的液体,这些液体能点燃并在空气中连续燃烧。4.C类流体设计压力大于和设计温度低于20、高于186的不可燃、无毒流体。5.D类流体设计压力和设计温度为20186的不可燃、无毒流体。二、管路设计(shj)基础第十页,共97页。1.管道的分类与等级2.(3)HG20225-1995化工金属管道工程施工及验收规范将管道
6、所输送的介质分为(fnwi)四类:3.A类为输送剧毒介质的管道;4.B类为输送可燃介质或有毒介质的管道;5.C、D类为输送非可燃介质、无毒介质的管道,其中设计压力且设计温度为29186的管道为D级管道。二、管路(unl)设计基础第十一页,共97页。1.管道的分类与等级2.(4)SH35012002石油化工(shyuhun)有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范,按管道输送介质的性质及设计条件对管道进行分级二、管路设计(shj)基础管道级别适 用 范 围SHA1.毒性程度为极度危害介质管道(苯管道除外)2.毒性程度为高度危害介质的丙稀腈、光气、二硫化碳和氟化氢管道3.设计压力10MPa的介质管道S
7、HB1.毒性程度为极度危害介质的苯管道2.毒性程度为高度危害介质管道(丙稀腈、光气、二硫化碳和氟化氢管道除外)3.甲类、乙类可燃气体和甲A类液化烃,甲B类、乙A类可燃液体介质管道SHC1.毒性程度为中度、轻度危害介质管道2.乙B类、丙类可燃液体介质管道SHD 设计温度低于29的低温管道第十二页,共97页。2.管道及附件的公称压力及公称直径公称压力和公称直径是管子、阀门和管件的两个特性参数。采用(ciyng)公称压力及公称直径的目的是使管子、阀门和管件的连接参数统一,利于装管工程的标准化。装管工程标准化,可给阀门、管件的生产、设计单位的设计,施工单位的安装带来极大的方便。二、管路(unl)设计基
8、础第十三页,共97页。2.管道及附件的公称压力及公称直径(zhjng)(1)公称压力和公称压力系列公称压力用符号Pg或PN表示,通常大于或等于实际工作压力。一般来说,管路工作温度在0120范围内时,工作压力和公称压力是一致的,但当温度高于120时,工作压力将低于公称压力。二、管路设计(shj)基础级别工作温度/公称压力/MPa工作压力/MPa级别工作温度/公称压力/MPa工作压力/MPa112012130030140010.010.010.010.010010.08010.06440142542645045147510.010.010.010.05110.04310.034第十四页,共97页。
9、2.管道及附件的公称压力及公称直径(1)公称压力和公称压力系列公称压力用符号Pg或PN表示,通常大于或等于实际(shj)工作压力。一般来说,管路工作温度在0120范围内时,工作压力和公称压力是一致的,但当温度高于120时,工作压力将低于公称压力。二、管路(unl)设计基础级别工作温度/公称压力/MPa工作压力/MPa级别工作温度/公称压力/MPa工作压力/MPa112012130030140010.010.010.010.010010.08010.06440142542645045147510.010.010.010.05110.04310.034公称压力(yl)从至32MPa共分为12级,它
10、们是(以下用kgf/cm2作压力(yl)单位),6,10,16,25,40,64,100,160,200,250,320等。第十五页,共97页。2.管道及附件的公称压力及公称直径(2)公称直径和公称直径系列公称直径用Dg或DN表示,它与管子的直径相近,但不一定相等。凡是同一公称直径的管子,外径必定相同,但内径(nijn)则因壁厚不同而异。例如和的无缝钢管,都称作公称直径为50mm的钢管,但它们的内径(nijn)却分别为50mm和48mm。二、管路(unl)设计基础水煤气钢管的公称直径(zhjng)用英寸表,有:第十六页,共97页。3.管道(gundo)系统试验(1)液压强度试验承受内压的地上钢
11、管及有色金属管道(gundo)试验压力应为设计压力的倍,埋地钢管的试验压力应为设计压力的倍,且不得低于。对承受外压的管道(gundo),其试验压力应为设计内、外压力之差的倍,且不得低于。(2)气压试验气压严密性试验应在液压强度试验合格后进行,一般使用空气或惰性气体。对承受内压、设计压力不大于的钢管及有色金属管道(gundo),其气压试验压力为设计压力的倍;真空管道(gundo)的试验压力应为。二、管路设计(shj)基础第十七页,共97页。4.常用管材(1)铸铁管常用作埋于地下的给水总管及污水管(2)硅铁管高硅铁管与抗氯硅铁管适用于输送公称压力(yl)以下的腐蚀性介质二、管路(unl)设计基础第
12、十八页,共97页。4.常用管材(3)水煤气管水煤气管用软钢焊成,分镀锌与不镀锌两种,前者称为白铁管,后者称为黑铁管。水煤气管常用作给水、煤气、暖气、压缩空气、真空、低压蒸汽和凝液以及无侵蚀性管道。水煤气管的极限工作温度为175,且不得(bude)用于输送爆炸性及有毒害性的介质。水煤气管分为普通(公称压力1MPa)与加强(公称压力1.6MPa)两级,公称直径用英寸表示,常采用罗纹联接。二、管路设计(shj)基础第十九页,共97页。4.常用管材(4)无缝钢管可用来输送有压力的物料、水蒸气、高压水、过热水以及输送可燃性、有爆炸危险、有毒性的物料,极限工作温度为435。(5)有色金属管(a)铜管与黄铜
13、管:多用作低温管道(冷冻系统)、仪表的测压管或传送有压力的流体(lit)(如油压系统、润滑系统),当温度大于250时,不宜在压力下使用。(b)铝管系拉制而成的无缝管,常用来输送浓硝酸、醋酸、蚁酸、硫化氢及二氧化碳等物料,或用作换热管,但铝管不抗碱。在温度大于160时不宜在压力下操作二、管路(unl)设计基础第二十页,共97页。(c)铅管常用作硫酸管道或酸性物料管道,但由于强度低、重度大、抗热性差等缺点,已逐步为耐酸(naisun)合金钢,尤其是塑料管所代替。(d)有衬里的钢管主要用于输送腐蚀性介质。由于有色金属较稀贵,价格高,可用作钢管的衬里或用代用材料衬里。衬里的金属材料有铝、铅等(6)非金
14、属管(a)陶瓷管管子内径为25400mm。陶瓷管耐腐蚀性能很好,耐酸(naisun)陶瓷管可以输送或真空度及温度不大于90的腐蚀性介质,氢氟酸除外。它的缺点是性脆,机械强度低和不能耐温度剧变二、管路(unl)设计基础第二十一页,共97页。(6)非金属管(b)塑料管塑料管均具有良好的耐腐蚀性能,有硬聚氯乙稀管、聚乙烯管和聚丙烯管等多种。硬聚氯乙稀管对于任何浓度的各种酸类、碱类和盐类都是稳定的,但对强氧化剂不稳定。可用来输送60以下的介质(jizh),亦可用于输送0以下的液体。缺点是耐热性差,易老化,使用寿命不长。(c)玻璃钢管主要有环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢、呋喃玻璃钢、不饱和树脂玻璃钢和乙烯基树脂
15、玻璃钢。玻璃钢管耐腐蚀性良好,使用温度小于120,使用压力小于。二、管路(unl)设计基础第二十二页,共97页。(6)非金属管(d)橡胶管能耐酸碱,抗腐蚀性好,且有弹性可任意弯曲。橡胶管一般用作临时管道及某些(muxi)管道的挠性件,不作为永久管道。二、管路(unl)设计基础第二十三页,共97页。1.阀门按阀门功能可分为:截止阀,调节阀,稳压阀,减压阀,安全阀等;按其结构形式可分为:球心阀,闸阀,旋塞,蝶阀,针形阀等。(1)球心阀又称截止阀,不宜用于输送粘度大、含有(hnyu)颗粒、易结晶、易沉淀物料的管路(2)闸阀闸阀又称闸板阀不适宜用于有晶体或悬浮物的物料输送管路,也不宜用于腐蚀性物料输送
16、管路(3)旋塞一般用于温度较低、粘度较大或要求开关迅速的管路。二、管路设计(shj)基础常用阀门及管件第二十四页,共97页。(1)球心阀又称截止阀,不宜用于输送(shsn)粘度大、含有颗粒、易结晶、易沉淀物料的管路第二十五页,共97页。(2)闸阀闸阀又称闸板阀不适宜(shy)用于有晶体或悬浮物的物料输送管路,也不宜用于腐蚀性物料输送管路第二十六页,共97页。(3)蝶阀又叫翻板(fnbn)阀,蝶阀不易和管路严密配合,所以只适于调节流量,而不能用于切断管路第二十七页,共97页。(4)旋塞一般用于温度较低、粘度较大或要求(yoqi)开关迅速的管路。第二十八页,共97页。(5)针形阀特别适用于高压操作
17、和要求精确调节(tioji)流量的地方,如钢瓶第二十九页,共97页。(6)止逆阀又叫单向阀或止回阀作用是防止(fngzh)倒流。水泵的进口管路上也经常装有止逆阀。第三十页,共97页。(7)安全阀用在受压设备、容器(rngq)上作为超压保护装置,当设备压力超过允许值时,阀门开启全量排放,防止设备内压力继续升高,当压力降低到规定值时,阀门即时关闭第三十一页,共97页。(8)减压阀将进口高压流体降为某个需要的出口压力,当进口压力及流量变动时,能自动(zdng)保持出口压力基本不变的自动(zdng)阀门。第三十二页,共97页。(9)疏水阀一般用在蒸汽管路上(lshng)或蒸汽加热器的冷凝水排出管路上(
18、lshng),其作用是排出不断产生的冷凝液,而阻止蒸汽排出。第三十三页,共97页。2.管件(1)法兰法兰是最常用的管道间相互连接的元件。管道法兰按与管子连接方式可分为:平焊、对焊、罗纹、承插焊和松套法兰等五种基本类型。法兰密封面有突面、光面、凹凸(ot)面、榫槽面和梯形面等。(2)法兰垫圈它是法兰联接中必须使用的管件,起密封作用,有软橡胶、石棉橡胶、聚氯乙稀塑料等多种,可通过查有关工艺手册选取。(3)其他管件改变走向、管径、封闭管路以及由主管上引出支管等均需用管件。二、管路设计基础常用(chnyn)阀门及管件第三十四页,共97页。(1)法兰法兰是最常用(chnyn)的管道间相互连接的元件。管道
19、法兰按与管子连接方式可分为:平焊、对焊、罗纹、承插焊和松套法兰等五种基本类型。法兰密封面有突面、光面、凹凸面、榫槽面和梯形面等。第三十五页,共97页。第三十六页,共97页。3.管道连接1)焊接:所有压力管道,如煤气、蒸汽、空气、真空等管道尽量(jnling)采用焊接;2)承插焊:密封性要求高的管子连接,应尽量(jnling)采用承插连接;3)法兰连接:法兰连接是管道联接最常用的形式,具有装拆方便,密闭可靠,适用的压力、温度和管径范围大的特点。一般适用于较大管径、密封性要求高的连接;4)罗纹连接:一般用于管径50mm低压钢管、水煤气管、硬聚氯乙稀塑料管的连接;二、管路设计(shj)基础常用阀门及
20、管件第三十七页,共97页。1)焊接:所有(suyu)压力管道,如煤气、蒸汽、空气、真空等管道尽量采用焊接第三十八页,共97页。2)承插焊:密封性要求高的管子连接,应尽量(jnling)采用承插连接;第三十九页,共97页。3)法兰连接:法兰连接是管道联接最常用的形式,具有装拆方便,密闭可靠,适用的压力、温度(wnd)和管径范围大的特点。一般适用于较大管径、密封性要求高的连接;第四十页,共97页。4)罗纹(luwn)连接:一般用于管径50mm低压钢管、水煤气管、硬聚氯乙稀塑料管的连接;第四十一页,共97页。3.管道连接5)承插连接:适用于埋地或沿墙敷设的给排水管,如铸铁管,陶瓷管,石棉水泥管,工作
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