化工设计概论与化工制图课件-第八章管道设计.ppt
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- 化工 设计 概论 制图 课件 第八 管道
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1、2022-11-27化工设计课件12022-11-27化工设计课件2工厂基本建设过程工厂基本建设过程 1 1、可、可行行性研究性研究 2 2、初步设计、初步设计 3 3、施工图设计、施工图设计 4 4、施工、试车、施工、试车、验收验收 1 1、厂址选择、厂址选择 2 2、总平面设计、总平面设计 3 3、工艺设计、工艺设计1 1、工艺流程设计、工艺流程设计2 2、化工计算、化工计算3 3、设备的选型与设计、设备的选型与设计4 4、车间布置设计、车间布置设计5 5、管道设计、管道设计6 6、公用工程、公用工程7 7、向有关专业提供条件、向有关专业提供条件8 8、工程概预算、工程概预算9 9、技术经
2、济分析、技术经济分析1010、安全生产与环境保护、安全生产与环境保护2022-11-27化工设计课件3 化工管道的投资约占全厂化工设备装置的化工管道的投资约占全厂化工设备装置的15-2015-20,化工管道设计是工艺设计中一项,化工管道设计是工艺设计中一项相当复杂而工作量又相当大的工作,化工管相当复杂而工作量又相当大的工作,化工管道设计是施工图设计阶段的主要内容之一。道设计是施工图设计阶段的主要内容之一。第八章第八章 管道设计管道设计 2022-11-27化工设计课件4 第一节第一节 设计原则及注意事项设计原则及注意事项一、设计原则一、设计原则 1 1、统筹规划合理布局、统筹规划合理布局:工艺
3、工艺,电气电气,仪表管线。仪表管线。2 2、保证正常生产、满足开(停)工及事故处理、保证正常生产、满足开(停)工及事故处理需要。需要。3 3、运用先进技术,充分利用能源、运用先进技术,充分利用能源:热热(冷冷)量充量充分利用。分利用。4 4、尽量集中布置便于安装检修、尽量集中布置便于安装检修:协调一致协调一致,便于便于操作。操作。5 5、注意整齐美观、注意整齐美观:排列整齐排列整齐,清洁美观。清洁美观。二、注意事项二、注意事项2022-11-27化工设计课件5.避免死角。避免死角。.坡度为坡度为3/1000-5/1000,3/1000-5/1000,含固体结晶为含固体结晶为1/1001/100
4、。.根据物料的性质来选择管材。根据物料的性质来选择管材。.管道阀门选择旋塞阀管道阀门选择旋塞阀,球阀球阀,截止阀。截止阀。.输送腐蚀性介质管道不得位于通道上方输送腐蚀性介质管道不得位于通道上方,法兰法兰连接处要装护套连接处要装护套,与其它管道保持一定距离与其它管道保持一定距离,并并略低一些。略低一些。.输送易凝固的物料管道应考虑吹扫和加热保温。输送易凝固的物料管道应考虑吹扫和加热保温。.防爆管道防爆管道,易产生静电管道应注意安装接地。易产生静电管道应注意安装接地。1 1、物料管道、物料管道:凡输送原料凡输送原料,半成品半成品,成品成品,废料等废料等 的管线统称为物料管道。的管线统称为物料管道。
5、2022-11-27化工设计课件62 2、蒸汽管道、蒸汽管道.根据蒸汽用量和压力选择管材规格。根据蒸汽用量和压力选择管材规格。.坡度为坡度为5/10005/1000。.适当地点应设置疏水器放水孔。适当地点应设置疏水器放水孔。.适当地点应设置膨胀器。适当地点应设置膨胀器。.蒸汽加热设备的冷凝水应尽量回收。蒸汽加热设备的冷凝水应尽量回收。.选定保温材料及保温层厚度。选定保温材料及保温层厚度。.选定支架形式及其跨度。选定支架形式及其跨度。2022-11-27化工设计课件73 3、污水管道、污水管道.充分考虑综合利用充分考虑综合利用,尽量减少污水排放。尽量减少污水排放。.合流式分流式。合流式分流式。.
6、根据废水的不同成分和组成根据废水的不同成分和组成,选择管道材料。选择管道材料。.废水中含有可燃性溶剂废水中含有可燃性溶剂,应导入窨井回收。应导入窨井回收。.污水管道启闭器常选用旋塞或球阀。污水管道启闭器常选用旋塞或球阀。.污水管道坡度为污水管道坡度为1/10001/1000。2022-11-27化工设计课件84 4、真空管线、真空管线.真空管道尽量短真空管道尽量短,避免过多曲折。避免过多曲折。.真空管道坡度为真空管道坡度为3/1000,3/1000,避免死角。避免死角。.真空管道启闭器常选用旋塞或球阀。真空管道启闭器常选用旋塞或球阀。.应有足够的强度及抗腐蚀能力。应有足够的强度及抗腐蚀能力。5
7、 5、压缩空气管线、压缩空气管线.压缩空气应先进入储气罐压缩空气应先进入储气罐,析出夹带的油和水。析出夹带的油和水。.仪表仪表,分析用压缩空气分析用压缩空气,应经过除尘应经过除尘,脱水。脱水。.压缩空气管道坡度为压缩空气管道坡度为4/10004/1000。.压缩空气管道启闭阀常用球阀。压缩空气管道启闭阀常用球阀。2022-11-27化工设计课件9 第二节第二节 管件选择与管径计算管件选择与管径计算 一、管道和管件的公称压力及公称直径系列一、管道和管件的公称压力及公称直径系列 1 1、管道和管件的公称压力系列、管道和管件的公称压力系列 碳钢在碳钢在200,200,合金钢在合金钢在250250以下
8、以下,最大的允最大的允 许工作压力许工作压力(表压表压),),称为公称压力称为公称压力PN(MPaPN(MPa)。)。2 2、管道和管件的公称直径系列、管道和管件的公称直径系列 以外径表示钢管的直径,称为公称直径以外径表示钢管的直径,称为公称直径DN(mm)DN(mm)同一公称直径的钢管同一公称直径的钢管,外径相同外径相同,但内径随壁但内径随壁 厚而异。厚而异。2022-11-27化工设计课件10二、材质与常用管道种类二、材质与常用管道种类 1 1、材质、材质 1)1)金属类金属类 耐温范围大耐温范围大,耐压力高耐压力高,有一定的耐腐蚀性。有一定的耐腐蚀性。2)2)非金属类非金属类:耐腐蚀性好
9、耐腐蚀性好,品种多品种多,资源丰富。资源丰富。.耐酸陶瓷耐酸陶瓷:耐酸耐酸,但强度低但强度低,热稳定性差。热稳定性差。.玻璃钢玻璃钢:耐酸碱耐酸碱,耐高温耐高温,强度高。强度高。.硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯:耐腐蚀耐腐蚀,耐酸碱耐酸碱,电绝缘。电绝缘。.聚四氟乙烯聚四氟乙烯:耐腐蚀耐腐蚀,耐酸碱耐酸碱,摩擦系数小。摩擦系数小。2022-11-27化工设计课件112 2、常用管道种类、常用管道种类 1)1)钢管钢管 .有缝钢管有缝钢管:钢板卷焊而成钢板卷焊而成,强度低强度低,可靠性差。可靠性差。.无缝钢管无缝钢管:由管坯热轧而成由管坯热轧而成,耐高温耐高温,高压。高压。2)2)有色金属管有色金属管 常
10、见的是铜管和黄铜管常见的是铜管和黄铜管,铅管和铅合金管铅管和铅合金管,铝管和铝合金管铝管和铝合金管,都无缝管都无缝管,用作换热管用作换热管,真真 空管及输送酸性物料。空管及输送酸性物料。3)3)非金属管非金属管 品种繁多如硬聚氯乙烯品种繁多如硬聚氯乙烯,聚四氟乙烯聚四氟乙烯,玻璃钢。玻璃钢。2022-11-27化工设计课件12三、管道连接三、管道连接 1 1、焊接、焊接:施工方便施工方便,可靠不漏可靠不漏,成本低成本低,尽量用尽量用 焊接焊接,管径大于管径大于32mm32mm电焊电焊,管径小于管径小于32mm32mm气焊。气焊。2 2、螺纹连接、螺纹连接:连接简单连接简单,拆装方便拆装方便,成
11、本低成本低,但但 连接可靠性低连接可靠性低,不宜用于易燃易爆有毒管线。不宜用于易燃易爆有毒管线。3 3、法兰连接、法兰连接:连接强度高连接强度高,拆装方便拆装方便,密封可靠密封可靠 但费用高但费用高,用于大管径用于大管径,密封要求高的管道。密封要求高的管道。4 4、承插连接、承插连接:用于供排水管用于供排水管,陶瓷管陶瓷管,水泥管。水泥管。5 5、卡箍连接、卡箍连接:金属插入非金属管后卡箍箍紧。金属插入非金属管后卡箍箍紧。2022-11-27化工设计课件13四、常用阀门和阀件的选择及阀门的标注四、常用阀门和阀件的选择及阀门的标注 1 1、常用阀门和阀件的选择、常用阀门和阀件的选择 1)1)旋塞
12、旋塞:结构简单结构简单,操作方便操作方便,阻力小阻力小,但密封面易磨损。但密封面易磨损。2 2)闸阀闸阀:流体阻力小开关力小流体阻力小开关力小,但结构复杂密封面易损。但结构复杂密封面易损。3 3)截止阀截止阀:结构简单结构简单,价格便宜价格便宜,开关力大开关力大,密封性能差。密封性能差。4 4)节流发节流发:外形小外形小,重量轻重量轻,调节性能好调节性能好,用于低温高压。用于低温高压。5)5)球阀球阀:结构简单结构简单,开关力小开关力小,外形小外形小,重量轻重量轻,阻力小。阻力小。6)6)止回阀止回阀:介质不能倒流。介质不能倒流。7)7)减压阀减压阀:通过阀瓣时产生阻力通过阀瓣时产生阻力,造成
13、压力损失。造成压力损失。8)8)安全阀安全阀:压力超过规定值时压力超过规定值时,自动开启泄压。自动开启泄压。9)9)隔膜阀隔膜阀:隔膜夹于阀体与阀盖之间隔膜夹于阀体与阀盖之间,增加了密封强度。增加了密封强度。10)10)疏水阀疏水阀:自动排出管道中的冷凝水。自动排出管道中的冷凝水。11)11)管道过滤器管道过滤器:Y:Y型过滤器型过滤器,用于疏水器前用于疏水器前,或仪表前。或仪表前。2 2、阀门的标准、型号和标志、阀门的标准、型号和标志:JB308-75:JB308-75规定。规定。2022-11-27化工设计课件14五、流速选择与管径计算五、流速选择与管径计算 1 1、管径选择、管径选择:当
14、输送流体的能力一定时当输送流体的能力一定时,管径管径的大小直接影响到经济效益。的大小直接影响到经济效益。管径大管径大:管壁管壁,重量重量,阀门阀门,管件加大管件加大,保温保温,基建费增加。基建费增加。管径小管径小:流速增加流速增加,阻力增大阻力增大,动力消耗大动力消耗大 输送费增加。输送费增加。2 2、流速选取、流速选取:液体流速一般不超过液体流速一般不超过 3 m/s3 m/s 气体流速一般不超过气体流速一般不超过 100 m/s100 m/s 具体选择时可从附录五中选取具体选择时可从附录五中选取2022-11-27化工设计课件153 3、管径计算、管径计算:根据附录五中选取的流速用下式根据
15、附录五中选取的流速用下式 计算计算 长管道要校核压力降长管道要校核压力降,不符合要求调整流速不符合要求调整流速和管径。和管径。4 4、管道压力降计算、管道压力降计算 .计算压力降的目的是为了选择合适的泵计算压力降的目的是为了选择合适的泵,压缩机压缩机,鼓风机等输送设备和校核选择流速或鼓风机等输送设备和校核选择流速或管径。管径。.用公式计算比较麻烦用公式计算比较麻烦,工程上常用算图计工程上常用算图计算压力降。算压力降。(例例)218.18vwd2022-11-27化工设计课件16 第三节第三节 管道的保温与热补偿管道的保温与热补偿 一、管道的绝热保温一、管道的绝热保温 1 1、保温材料选择、保温
16、材料选择 密度小密度小,机械强度大机械强度大,导热系数低导热系数低,化学稳定化学稳定性好性好,耐腐蚀耐腐蚀,耐火耐火,膨胀小膨胀小,易于施工易于施工,价格便价格便宜,宜,350350以下时导热系数小于以下时导热系数小于0.14W/mK,0.14W/mK,密度小于密度小于500Kg/500Kg/抗压强度大于抗压强度大于294kPa294kPa。2 2、常用保温材料的特性与应用范围、常用保温材料的特性与应用范围 .表表8-48-4列出各种保温材料的特性及应用范围。列出各种保温材料的特性及应用范围。.保温材料的导热系数随温度的增加而增加。保温材料的导热系数随温度的增加而增加。.在高温管道可先包覆耐热
17、性较高的保温材料在高温管道可先包覆耐热性较高的保温材料,然后再敷以导热系数较小的保温材料。然后再敷以导热系数较小的保温材料。3m2022-11-27化工设计课件173 3、保温层厚度的选择、保温层厚度的选择 根据输送介质的温度根据输送介质的温度,保温材料的导热系数及保温材料的导热系数及 管道直径管道直径,参考表参考表8-58-5选择保温层厚度。选择保温层厚度。4 4、保温形式及热载体的选择、保温形式及热载体的选择 1)1)保温形式保温形式:除一般绝热保温外除一般绝热保温外,有时还采用夹有时还采用夹 套保温或伴热管保温套保温或伴热管保温,物料凝固点物料凝固点(或熔点或熔点)5050时采用伴热管保
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