大学精品课件：制药工程学09.ppt

1、CHAPTER 9 管道设计管道设计 在药品生产中在药品生产中,水、蒸汽以及各种流体物料水、蒸汽以及各种流体物料通常采用管道来输送。管道布置是否合理通常采用管道来输送。管道布置是否合理,不仅不仅影响装置的基建投资影响装置的基建投资,而且与装置建成后的生产、而且与装置建成后的生产、管理、安全和操作费用密切相关。因此管理、安全和操作费用密切相关。因此,管道设管道设计在制药工程设计中占有重要的地位。计在制药工程设计中占有重要的地位。管道设计内容管道设计内容 管道设计基础资料管道设计基础资料9.1 概述概述 管道设计已具备的基础资料有：管道设计已具备的基础资料有：施工阶段带控制点的工艺流程图施工阶段带

2、控制点的工艺流程图设备一览表设备一览表设备的平面布置图和立面布置图设备的平面布置图和立面布置图定型设备样本或安装图定型设备样本或安装图,非定型设备设计简图和安装图非定型设备设计简图和安装图物料衡算和能量衡算资料物料衡算和能量衡算资料水、蒸汽等总管路的走向、压力等情况水、蒸汽等总管路的走向、压力等情况建建(构构)筑物的平面布置图和立面布置图筑物的平面布置图和立面布置图与管道设计有关的其它资料与管道设计有关的其它资料,如厂址所在地区的地质、如厂址所在地区的地质、水文资料等。水文资料等。9.1.1 管道设计基础资料管道设计基础资料管道设计一般包括以下内容：管道设计一般包括以下内容：选择管材选择管材

3、管路计算管路计算 管道布置设计管道布置设计 管道绝热设计管道绝热设计 管道支架设计管道支架设计 编写设计说明书编写设计说明书 9.1.2 管道设计内容管道设计内容 9.2.1 公称压力和公称直径公称压力和公称直径 9.2.2 管道管道 9.2.3 阀门阀门 9.2.4 管件管件9.2 管道，阀门和管件管道，阀门和管件 公称压力和公称直径是管子、阀门及管件尺寸标准公称压力和公称直径是管子、阀门及管件尺寸标准化的两个基本参数。化的两个基本参数。1.公称压力公称压力 公称压力是管子、阀门或管件在规定温公称压力是管子、阀门或管件在规定温度下的最大许用工作压力度下的最大许用工作压力(表压表压)。公称压力

4、常用符号。公称压力常用符号Pg表示，可分为表示，可分为12级。级。表表9-1 公称压力等级公称压力等级序号序号1 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212 公称公称 压力压力/kgfcm-22.52.56 610101616252540406464100100160160200200250250320320MPa0.250.250.590.590.980.981.571.572.452.453.923.926.286.289.89.815.715.719.619.624.524.531.431.4 9.2.1 公称压力和公称直径公称压力和公称直径 2.公称直径

5、公称直径 公称直径是管子、阀门或管件的名义内直径，公称直径是管子、阀门或管件的名义内直径，常用符号常用符号Dg表示，如公称直径为表示，如公称直径为100mm可表示为可表示为Dg100。公称直径并不一定就是实际内径。例如，管子公称直径并不一定就是实际内径。例如，管子的公称直径既不是它的外径，也不是它的内径，的公称直径既不是它的外径，也不是它的内径，而是小于管子外径的一个数值。管子的公称直径而是小于管子外径的一个数值。管子的公称直径一定，其外径也就确定了，但内径随壁厚而变。一定，其外径也就确定了，但内径随壁厚而变。9.2.1 公称压力和公称直径公称压力和公称直径表表9-2 无缝钢管的公称直径与外径

6、无缝钢管的公称直径与外径 单位：单位：mm公称直公称直径径101520253240506580100125外径外径141825323845577689108133壁厚壁厚3333.53.53.53.54444公称直公称直径径150175200225250300350400450500外径外径159194219245273325377426480530壁厚壁厚4.5667889999 9.2.1 公称压力和公称直径公称压力和公称直径 对法兰或阀门而言，公称直径是指与其相对法兰或阀门而言，公称直径是指与其相配的管子的公称直径。如配的管子的公称直径。如Dg100的管法兰或阀的管法兰或阀门，指的是连接

7、公称直径为门，指的是连接公称直径为100mm的管子用的管子用的管法兰或阀门。的管法兰或阀门。各种管路附件的公称直径一般都等于其实各种管路附件的公称直径一般都等于其实际内径际内径。9.2.1 公称压力和公称直径公称压力和公称直径1.常用管子常用管子2.管道连接管道连接 3.管道热补偿管道热补偿 4.管道油漆及颜色管道油漆及颜色 5.管道验收管道验收 9.2.2 管道管道l 钢管钢管 钢管包括焊接钢管包括焊接(有缝有缝)钢管和无缝钢管两大类。钢管和无缝钢管两大类。焊接钢管：通常由碳钢板卷焊而成，以镀锌管较为焊接钢管：通常由碳钢板卷焊而成，以镀锌管较为常见。焊接钢管的强度低，可靠性差，常用作水、压常

8、见。焊接钢管的强度低，可靠性差，常用作水、压缩空气、蒸汽、冷凝水等流体的输送管道。缩空气、蒸汽、冷凝水等流体的输送管道。无缝钢管可由普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合无缝钢管可由普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢、合金钢等的管坏热轧或冷轧金钢、合金钢等的管坏热轧或冷轧(冷拨冷拨)而成，其中而成，其中冷轧无缝钢管的外径和壁厚尺寸较热轧的精确。无缝冷轧无缝钢管的外径和壁厚尺寸较热轧的精确。无缝钢管品质均匀、强度较高，常用于高温、高压以及易钢管品质均匀、强度较高，常用于高温、高压以及易燃、易爆和有毒介质的输送。燃、易爆和有毒介质的输送。1.常用管子常用管子l 有色金属管有色金属管 在药品生产中，铜管

9、和黄铜管、铅管和铅合金管在药品生产中，铜管和黄铜管、铅管和铅合金管、铝管和铝合金管都是常用的有色金属管。、铝管和铝合金管都是常用的有色金属管。铜管和黄铜管可用作换热管或真空设备的管道铜管和黄铜管可用作换热管或真空设备的管道 铅管和铅合金管可用来输送铅管和铅合金管可用来输送1565%的硫酸的硫酸 铝管和铝合金管可用来输送浓硝酸、甲酸、醋酸铝管和铝合金管可用来输送浓硝酸、甲酸、醋酸等物料。等物料。1.常用管子常用管子1.常用管子常用管子非金属管非金属管无机非金属管无机非金属管有机非金属管有机非金属管 橡胶管、聚丙橡胶管、聚丙烯管、硬聚氯乙烯管、硬聚氯乙烯管、聚四氟乙烯管、聚四氟乙烯管、耐酸酚醛烯管

10、、耐酸酚醛塑料管、不透性塑料管、不透性石墨管等石墨管等玻璃管、搪玻玻璃管、搪玻璃管、玻璃钢璃管、玻璃钢管、陶瓷管等管、陶瓷管等 卡套连接卡套连接 常用于小直径常用于小直径(40mm)管道、阀门管道、阀门及管件间的连接，具有连接简单、拆装方便等优及管件间的连接，具有连接简单、拆装方便等优点，常用于仪表、控制系统等管道的连接。点，常用于仪表、控制系统等管道的连接。螺纹连接螺纹连接 常用于小直径常用于小直径(550mm)低压钢管或低压钢管或硬聚氯乙烯管道、管件、阀门间的连接。具有连硬聚氯乙烯管道、管件、阀门间的连接。具有连接简单、拆装方便、成本较低等优点接简单、拆装方便、成本较低等优点,但连接的可但

11、连接的可靠性较差靠性较差,螺纹连接处易发生渗漏螺纹连接处易发生渗漏,因而不宜用作因而不宜用作易燃、易爆和有毒介质输送管道之间的连接。易燃、易爆和有毒介质输送管道之间的连接。2.管道连接管道连接焊接焊接 药品生产中最常用的一种管道连接方法药品生产中最常用的一种管道连接方法，具有施工方便、连接可靠、成本较低的优点。，具有施工方便、连接可靠、成本较低的优点。凡是不需要拆装的地方，应尽可能采用焊接。所凡是不需要拆装的地方，应尽可能采用焊接。所有的压力管道，如煤气、蒸汽、空气、真空等管有的压力管道，如煤气、蒸汽、空气、真空等管道应尽量采用焊接。道应尽量采用焊接。法兰连接法兰连接 常用于大直径、密封性要求

12、高的管常用于大直径、密封性要求高的管道连接道连接,也可用于玻璃管、塑料管、阀门、管件或也可用于玻璃管、塑料管、阀门、管件或设备之间的连接。法兰连接的优点是连接强度高设备之间的连接。法兰连接的优点是连接强度高,密封性能好，拆装比较方便。缺点是成本较高。密封性能好，拆装比较方便。缺点是成本较高。2.管道连接管道连接 承插连接承插连接 常用于埋地或沿墙敷设的给排水管常用于埋地或沿墙敷设的给排水管,如铸铁管、陶瓷管、石棉水泥管等与管或管件、如铸铁管、陶瓷管、石棉水泥管等与管或管件、阀门之间的连接。连接处可用石棉水泥、水泥砂阀门之间的连接。连接处可用石棉水泥、水泥砂浆等封口浆等封口,用于工作压力不高于用

13、于工作压力不高于0.3MPa、介质温、介质温度不高于度不高于60C0的场合。的场合。卡箍连接卡箍连接 该法是将金属管插入非金属软管，该法是将金属管插入非金属软管，并在插入口外，用金属箍箍紧，以防介质外漏。并在插入口外，用金属箍箍紧，以防介质外漏。卡箍连接具有拆装灵活、经济耐用等优点，常用卡箍连接具有拆装灵活、经济耐用等优点，常用于临时装置或洁净物料管道的连接。于临时装置或洁净物料管道的连接。2.管道连接管道连接 管道的安装都是在常温下进行的，而在实际生产中管道的安装都是在常温下进行的，而在实际生产中被输送介质的温度通常不是常温，此时，管道会因温被输送介质的温度通常不是常温，此时，管道会因温度变

14、化而产生热胀冷缩。当管道不能自由伸缩时，其度变化而产生热胀冷缩。当管道不能自由伸缩时，其内部将产生很大的热应力。管道的热应力与管子的材内部将产生很大的热应力。管道的热应力与管子的材质及温度变化有关，而与管道长度无关。所以，不能质及温度变化有关，而与管道长度无关。所以，不能因为管子短而忽视热应力。因为管子短而忽视热应力。为减弱或消除热应力对管道的破坏作用，在管道布为减弱或消除热应力对管道的破坏作用，在管道布置时应考虑相应的热补偿措施。置时应考虑相应的热补偿措施。3.管道热补偿管道热补偿 一般情况下，管道布置应尽可能利用管道自然一般情况下，管道布置应尽可能利用管道自然弯曲时的弹性来实现热补偿，即采

15、用自然补偿。有弯曲时的弹性来实现热补偿，即采用自然补偿。有热补偿作用的自然弯曲管段又称为自然补偿器。热补偿作用的自然弯曲管段又称为自然补偿器。(a)L形补偿器形补偿器 (b)Z形补偿器形补偿器 3.管道热补偿管道热补偿 若使用温度低于若使用温度低于1000C或公称直径不超过或公称直径不超过50mm的管的管道，一般可不考虑热补偿。道，一般可不考虑热补偿。表表9-3 可不装补偿器的最大直管长度可不装补偿器的最大直管长度热水热水/0C60 70 80 90 95 100 110 120 130 140 143 151 158 164 170 175 179 183蒸汽蒸汽/kPa49 98176.4

16、264.6294 392 490 588 686 784 882 980管长管长/m65 57 50 45 42 4037 32302727 27 25 25 24 24 24 24 3.管道热补偿管道热补偿 当自然补偿不能满足要求时，应考虑采用补偿器补当自然补偿不能满足要求时，应考虑采用补偿器补偿。补偿器的种类很多。偿。补偿器的种类很多。(a)U形形 (b)波形波形(单波单波)图图9-2 常用补偿器常用补偿器 3.管道热补偿管道热补偿l 彻底除锈后的管道表层应涂红丹底漆两道，彻底除锈后的管道表层应涂红丹底漆两道，油漆一道。油漆一道。l 需保温的管道应在保温前涂红丹底漆两道，需保温的管道应在保

17、温前涂红丹底漆两道，保温后再在外表面上油漆一道。保温后再在外表面上油漆一道。l 敷设于地下的管道应先涂冷底子油一道，敷设于地下的管道应先涂冷底子油一道，再涂沥青一道，然后填土。再涂沥青一道，然后填土。l 不锈钢或塑料管道不需涂漆。不锈钢或塑料管道不需涂漆。4.管道油漆及颜色管道油漆及颜色表表9-4 常见管道油漆颜色常见管道油漆颜色介质介质颜色颜色介质介质颜色颜色一次用水一次用水深绿色深绿色冷冻盐水冷冻盐水银灰色银灰色二次用水二次用水浅绿色浅绿色压缩空气压缩空气深蓝色深蓝色清下水清下水淡蓝色淡蓝色真空真空黄色黄色酸性下水酸性下水黑色黑色物料物料深灰色深灰色蒸汽蒸汽白点红圈色白点红圈色排气排气黄色

18、黄色冷凝水冷凝水白色白色油管油管橙黄色橙黄色软水软水翠绿色翠绿色生活污水生活污水黑色黑色污下水污下水黑色黑色 4.管道油漆及颜色管道油漆及颜色 安装完成后的管道需进行强度安装完成后的管道需进行强度及气密性试验。及气密性试验。5.管道验收管道验收 u水压试验水压试验u气密性试验气密性试验 5.管道验收管道验收 水压试验压力可根据管子和管路附件的公称压力按水压试验压力可根据管子和管路附件的公称压力按表表9-5中的数据选取。中的数据选取。表表9-5 管子的公称压力管子的公称压力Pg和试验压力和试验压力Ps 单位：单位：MPaPgPsPgPsPgPs0.51.572.3512.7519.120.10.

19、22.453.7315.6923.540.250.393.925.8819.6129.420.390.596.289.4124.5237.270.590.887.8511.7731.3847.070.981.479.8114.71 操作温度高于操作温度高于200oC的钢制中、低压管路，试的钢制中、低压管路，试验压力可按下式计算验压力可按下式计算 (9-1)式中式中 Ps水压试验压力，水压试验压力，MPa；P 设计压力，设计压力，MPa；试验温度下材料的许用应力，试验温度下材料的许用应力，MPa；t设计温度下材料的许用应力，设计温度下材料的许用应力，MPa。tsP25.1P 5.管道验收管道验收

20、 操作温度高于操作温度高于200oC的钢制高压管路，试验压的钢制高压管路，试验压力可按下式计算力可按下式计算 (9-2)真空管路及管件，水压试验压力可取真空管路及管件，水压试验压力可取0.2MPa进行试验。进行试验。tsP5.1P 5.管道验收管道验收 水压试验合格后，方可进行气密性试验。试水压试验合格后，方可进行气密性试验。试验时，首先将空气压力缓慢升高至设计压力并验时，首先将空气压力缓慢升高至设计压力并保持保持10分钟，然后在可能泄漏处涂上肥皂水检分钟，然后在可能泄漏处涂上肥皂水检漏，符合要求后再将空气压力升高至试验压力漏，符合要求后再将空气压力升高至试验压力进行试验。进行试验。5.管道验

21、收管道验收 常用阀门常用阀门 阀门选择阀门选择 9.2.3 阀门阀门(1)旋塞阀旋塞阀 具有结构简单、启闭具有结构简单、启闭方便快捷、流动阻力较小等优点。方便快捷、流动阻力较小等优点。旋塞阀常用于温度较低、粘度较旋塞阀常用于温度较低、粘度较大的介质以及需要迅速启闭的场大的介质以及需要迅速启闭的场合，但一般不适用于蒸汽和温度合，但一般不适用于蒸汽和温度较高的介质。由于旋塞很容易铸较高的介质。由于旋塞很容易铸上或焊上保温夹套，因此可用于上或焊上保温夹套，因此可用于需要保温的场合。此外，旋塞阀需要保温的场合。此外，旋塞阀配上电动、气动或液压传动机构配上电动、气动或液压传动机构后，可实现遥控或自控。后

22、，可实现遥控或自控。图图9-3 旋塞阀旋塞阀1.常用阀门常用阀门 1.常用阀门常用阀门 (2)球阀球阀 内有一可绕自内有一可绕自身轴线作身轴线作900旋转的球形旋转的球形阀瓣阀瓣,阀瓣内设有通道。阀瓣内设有通道。球阀结构简单球阀结构简单,操作方便操作方便,旋转旋转900即可启闭。球阀即可启闭。球阀的使用压力比旋塞阀高的使用压力比旋塞阀高,密封效果较好密封效果较好,且密封面且密封面不易擦伤不易擦伤,可用于浆料或可用于浆料或粘稠介质。粘稠介质。图图9-4 球阀球阀 图图9-5 闸阀闸阀 1.常用阀门常用阀门(3)闸阀闸阀 内有一与介质的流动方内有一与介质的流动方向相垂直的平板阀心，利用阀心的向相垂

23、直的平板阀心，利用阀心的升起或落下可实现阀门的启闭。其升起或落下可实现阀门的启闭。其优点是不改变流体的流动方向，因优点是不改变流体的流动方向，因而流动阻力较小。闸阀主要用作切而流动阻力较小。闸阀主要用作切断阀，常用作放空阀或低真空系统断阀，常用作放空阀或低真空系统阀门。闸阀一般不用于流量调节，阀门。闸阀一般不用于流量调节，也不适用于含固体杂质的介质。缺也不适用于含固体杂质的介质。缺点是密封面易磨损，且不易修理。点是密封面易磨损，且不易修理。图图9-6 截止阀截止阀(4)截止阀截止阀 其阀座与流体的流动其阀座与流体的流动方向垂直，流体向上流经阀座时方向垂直，流体向上流经阀座时要改变流动方向，因而

24、流动阻力要改变流动方向，因而流动阻力较大。截止阀结构简单，调节性较大。截止阀结构简单，调节性能好，常用于流体的流量调节，能好，常用于流体的流量调节，但不宜用于高粘度或含固体颗粒但不宜用于高粘度或含固体颗粒的介质，也不宜用作放空阀或低的介质，也不宜用作放空阀或低真空系统阀门。真空系统阀门。1.常用阀门常用阀门 1.常用阀门常用阀门 摇板式止回阀摇板式止回阀升降式止回阀升降式止回阀(5)止回阀止回阀 内有一圆盘或摇板，当介内有一圆盘或摇板，当介质顺流时，阀盘或摇板即升起打开；质顺流时，阀盘或摇板即升起打开；当介质倒流时，阀盘或摇板即自动关当介质倒流时，阀盘或摇板即自动关闭。因此，止回阀是一种自动启

25、闭的闭。因此，止回阀是一种自动启闭的单向阀门，用于防止流体逆向流动的单向阀门，用于防止流体逆向流动的场合，如在离心泵吸入管路的入口处场合，如在离心泵吸入管路的入口处常装有止回阀。止回阀一般不宜用于常装有止回阀。止回阀一般不宜用于高粘度或含固体颗粒的介质。高粘度或含固体颗粒的介质。(6)疏水阀疏水阀 疏水阀的作用是自动排除设备或管道中的疏水阀的作用是自动排除设备或管道中的冷凝水、空气及其它不凝性气体，同时又能冷凝水、空气及其它不凝性气体，同时又能阻止蒸汽的大量逸出。因此，凡需蒸汽加热阻止蒸汽的大量逸出。因此，凡需蒸汽加热的设备以及蒸汽管道等都应安装疏水阀。的设备以及蒸汽管道等都应安装疏水阀。1.

26、常用阀门常用阀门 生产中常用的圆盘式疏水阀如图所示。生产中常用的圆盘式疏水阀如图所示。(a)关闭关闭 (b)开启开启图图9-8 圆盘式疏水阀圆盘式疏水阀1.常用阀门常用阀门 蒸 汽蒸 汽阀 片阀 片冷 凝 水冷 凝 水阀 片阀 片 除冷凝水直接排入环境外除冷凝水直接排入环境外,疏水阀前后都应设置切断疏水阀前后都应设置切断阀。切断阀首先应选用闸阀阀。切断阀首先应选用闸阀,其次是选用截止阀。疏水其次是选用截止阀。疏水阀与前切断阀之间应设过滤器阀与前切断阀之间应设过滤器,以防水垢等脏物堵塞疏以防水垢等脏物堵塞疏水阀。疏水阀常成组布置水阀。疏水阀常成组布置,如图所示。如图所示。(a)回收冷凝水回收冷凝

27、水 (b)不回收冷凝水不回收冷凝水图图9-9 疏水阀的成组布置疏水阀的成组布置1.常用阀门常用阀门 123411235(7)减压阀减压阀 内设膜片、弹簧、活塞等敏感元件，内设膜片、弹簧、活塞等敏感元件，利用敏感元件的动作可改变阀瓣与阀座的间隙，利用敏感元件的动作可改变阀瓣与阀座的间隙，从而达到自动减压的目的。从而达到自动减压的目的。减压阀仅适用于蒸汽、空气、氮气、氧气等减压阀仅适用于蒸汽、空气、氮气、氧气等清净介质的减压清净介质的减压,但不能用于液体的减压。但不能用于液体的减压。此外此外,在选用减压阀时还应注意其减压范围，不能超在选用减压阀时还应注意其减压范围，不能超范围使用。范围使用。1.常

28、用阀门常用阀门 减压阀一般都成组布置，图减压阀一般都成组布置，图9-10为蒸汽减压阀的成为蒸汽减压阀的成组布置图。组布置图。图图9-10 蒸汽减压阀的成组布置蒸汽减压阀的成组布置1-疏水阀疏水阀;2-闸阀闸阀;3-Y形过滤器形过滤器;4-异径管异径管;5-减压阀减压阀;6-弹簧式安全阀弹簧式安全阀PP123454261.常用阀门常用阀门(8)安全阀安全阀 安全阀内设有自动启闭装置。当设备或管道内的安全阀内设有自动启闭装置。当设备或管道内的压力超过规定值时阀即自动开启以泄出流体压力超过规定值时阀即自动开启以泄出流体,待压力待压力回复后阀又自动关闭回复后阀又自动关闭,从而达到保护设备或管道的目从而

29、达到保护设备或管道的目的。的。安全阀的种类很多，以弹簧式安全阀最为常用。安全阀的种类很多，以弹簧式安全阀最为常用。当流体可直接排放到大气中时，可选用全启式安全当流体可直接排放到大气中时，可选用全启式安全阀；若流体不允许直接排放，则应选用封闭式安全阀；若流体不允许直接排放，则应选用封闭式安全阀，将流体排放到总管中。阀，将流体排放到总管中。1.常用阀门常用阀门 一般情况下，阀门可按以下步骤进行选择：一般情况下，阀门可按以下步骤进行选择：(1)选择阀门材质。选择阀门材质。(2)确定阀门的公称压力。确定阀门的公称压力。(3)选择密封面材质。选择密封面材质。密封面材质的最高使用温密封面材质的最高使用温度

30、应高于工作温度。度应高于工作温度。(4)确定阀门的公称直径。确定阀门的公称直径。(5)选择阀门的连接形式。选择阀门的连接形式。(6)确定阀门的类别、结构形式和型号。确定阀门的类别、结构形式和型号。2.阀门选择阀门选择 管件是管与管之间的连接部件，延长管路、管件是管与管之间的连接部件，延长管路、连接支管、堵塞管道、改变管道直径或方向等连接支管、堵塞管道、改变管道直径或方向等均可通过相应的管件来实现，如利用法兰、活均可通过相应的管件来实现，如利用法兰、活接头、内牙管等管件可延长管路，利用各种弯接头、内牙管等管件可延长管路，利用各种弯头可改变管路方向，利用三通或四通可连接支头可改变管路方向，利用三通

31、或四通可连接支管，利用异径管管，利用异径管(大小头大小头)或内外牙或内外牙(管衬管衬)可改可改变管径，利用管帽或管堵可堵塞管道等。变管径，利用管帽或管堵可堵塞管道等。9.2.4 管件管件(a)450弯头弯头 (b)900弯头弯头 (c)回弯头回弯头 (d)三通三通 (e)四通四通 (f)异径管异径管 9.2.4 管件管件(g)管帽管帽 (h)管塞管塞 (i)法兰法兰 (j)内牙管内牙管 (k)内外内外牙牙 (l)活接头活接头图图9-11 常用管件常用管件 9.2.4 管件管件一、常见设备的管道布置一、常见设备的管道布置 二、常见管路的布置二、常见管路的布置 9.4管道布置技术管道布置技术三、洁

32、净厂房内的管道布置三、洁净厂房内的管道布置容器容器 泵泵 9.4.1常见设备的管道布置常见设备的管道布置换热器换热器塔塔 (1)釜式反应器等立式容器周围原则上可分成配管区和操作区，其中操作区主要用来布置需经常操作或观察的加料口、视镜、压力表和温度计等，配管区主要用来布置各种管道和阀门等。9.4.1.1 容器容器(2)立式容器底部的排出管路若沿墙敷设，距墙的距离可适当减少，以节省占地面积。但设备的间距应适当增大，以满足操作人员进入和切换阀门所需的面积和空间，如图9-12(a)所示。9.4.1.1 容器容器墙墙(3)若排出管从立式容器前部引出，则容器与设备或墙的距离均可适当减小。一般情况下，阀门后

33、的排出管路应立即敷设于地面或楼面以下，如图9-12(b)所示。9.4.1 容器容器墙墙(4)若立式容器底部距地面或楼面的距离能够满足安装和操作阀门的需要，则可将排出管从容器底部中心引出，如图9-12(c)所示。从设备底部中心直接引出排出管既可减少敷设高度，又可节约占地面积，但设备的直径不宜过大，否则会影响阀门的操作。9.4.1.1 容器容器(5)需设置操作平台的立式容器，其进入管道宜对称布置，如图9-13(a)所示。9.4.1.1 容器容器(6)对可站在地面或楼面上操作阀门的立式容器，其进入管道宜敷设在设备前部，如图9-13(b)所示。9.4.1 容器容器(7)若容器较高，且需站在地面或楼面上

34、操作阀门，则其进入管路可参考图9-13(c)中的方法布置。(8)卧式容器的进出料口宜分别设置在两端，一般可将进料口设在顶部，出料口设在底部。9.4.1.1 容器容器(1)泵的进、出口管路均应设置支架，以避免进、出口管路及阀门的重量直接支承于泵体上。(2)应尽量缩短吸入管路长度，并避免不必要的管件和阀门，以减少吸入管路阻力。9.4.1.2 泵泵(3)吸入管路的内径不应小于泵吸入口的内径。若泵的吸入口为水平方向，则可在吸入管路上配置偏心异径管，管顶取平，以避免气袋“”；若吸入口为垂直方向，则可配置同心异径管。9.4.1.2 泵泵(4)为防止停泵时发生物料“倒冲”现象，在泵的出口管路上应设止回阀。止

35、回阀应布置在泵与切断阀之间，停泵后应关闭切断阀，以免止回阀板因长期受压而损坏。(5)在布置悬臂式离心泵的吸入管路时应考虑拆修叶轮的方便。(6)往复泵、齿轮泵、螺杆泵、旋涡泵等容积式泵的出口不能堵死，其排出管路上一般应设安全阀，以防泵体、管路和电机因超压而损坏。9.4.1.2 泵泵(7)在布置蒸汽往复泵的进汽管路时，应在进汽阀前设置冷凝水排放管，以防发生“水击汽缸”现象。在布置排汽管路时，应尽可能减少流动阻力，并不设阀门。在可能积聚冷凝水的部位还应设置排放管，放空量较大的还应设置消声器。(8)计量泵、蒸汽往复泵以及非金属泵的吸入口处均应设置过滤器，以免杂物进入泵体。9.4.1.2 泵泵(1)塔周

36、围原则上可分成配管区和操作区，其中配管区专门布置各种管道、阀门和仪表，一般不设平台。而操作区一般设有平台，用于操作阀门、液位计和人孔等。塔的配管区和操作区的布置如图9-15所示。9.4.1.3 塔塔180。270。90。0。操操区区作作配配管管区区管廊管廊管廊管廊(a)单塔操操作作区区配配管管区区管廊管廊管廊管廊(b)双塔(2)塔的配管比较复杂，各接管的管口方位取决于工艺要求、塔内结构以及相关设备的布置位置。(3)塔顶气相出料管的管径较大，宜从塔顶引出，然后在配管区沿塔向下敷设。(4)沿塔敷设的管道，其支架应布置在热应力较小的位置。直径较小且较高的塔，常置于钢架结构中，此时管道可沿钢架敷设。(

37、5)塔底管路上的阀门和法兰接口，不应布置在狭小的裙座内，以免操作人员在物料泄漏时因躲闪不及而造成事故。9.4.1.3 塔塔(6)为避免塔侧面接管在阀门关闭后产生积液，阀门宜直接与塔体接管相连，如图9-16 9.4.1.3 塔塔塔体塔体积 液积 液塔 体塔 体(a)无积液(b)有积液(7)塔体在同一角度有多股进料管或出料管并联时，不应采用刚性连接，而应采用柔性连接，如图9-17 9.4.1.3 塔塔支架支架塔体塔体支 架支 架塔体塔体(a)柔性连接(b)刚性连接(8)人孔或手孔一般布置在塔的操作区，多个人孔或手孔宜在一条垂线上。人孔或手孔的数量和位置取决于安装及检修要求，人孔中心距平台的高度宜为

38、0.51.5m。(9)压力表、液位计、温度计等仪表应布置在操作区平台的上方，以便观察。9.4.1.3 塔塔换热器的种类很多，其管道布置原则和方法基本相似。现以常见的管壳式换热器为例介绍换热器的管道布置。(1)管壳式换热器已实现标准化，其基本结构已经确定。但接管直径、管口方位和安装结构应根据管路计算和布置要求确定。(2)换热器的管道布置应考虑冷热流体的流向。一般热流体应自上而下流动，冷流体应自下而上流动。(3)换热器左侧的管道应尽可能拐向左侧，右侧的管道应尽可能拐向右侧。9.4.1.4 换热器换热器(4)换热器的管道布置不应妨碍换热管(束)的抽取，以及阀门、法兰等的安装、检修或拆卸。(5)阀门、

39、压力表、温度计等都要安装在管道上，而不能安装在换热器上。(6)进、出口管道的低点处应设排液阀，出口管道靠近换热器处应设排气阀。(7)换热器的进、出口管路应设置必要的支吊架，以免进、出口管路及阀门的重量全部支承在换热器上。9.4.1.4 换热器换热器1 上下水管上下水管2 蒸汽管路蒸汽管路3排放管排放管4取样管取样管5吹吸管吹吸管6双阀双阀 9.4.2常见管路的布置上下水管路不能布置在遇水燃烧、分解、爆炸等物料的存放处。不能断水的供水管路至少应设两个系统，从室外环形管网的不同侧引入。9.4.2.1 上下水管上下水管1接接外外管管接接车车间间总总管管234322图9-18水管进入车间后水表及阀组的

40、布置1-止回阀；2-闸阀；3-异径管；4-水表冷却器和冷凝器：9.4.2.1 上下水管上下水管(a)开放式 (b)密闭式 (c)密闭式 图9-19 冷却器和冷凝器上下水管路及阀门的布置反应器冷却盘管的接管及阀门的布置不能防碍反应器盖子的开启，上下水管路与反应器外壁(含保温层)的间距应不小于100mm。操作通道附近可考虑设置几只吹扫接头(Dg1525)，以便清洗设备及地面。排污地漏的直径可取50100mm。若污水具有腐蚀性(如酸性下水等)，则应选用耐腐蚀地漏，地漏以后再接至规定的下水系统。9.4.2.1 上下水管上下水管(1)蒸汽管道一般从车间外部架空引进，经过减压或不经过减压计量后分送至各使用

41、设备。(2)蒸汽管路应采取相应的热补偿措施。当自然补偿不能满足要求时，应根据管路的热伸长量和具体位置选择适宜的热补偿器。(3)从蒸汽总管引出支管时，应选择总管热伸长量较小的位置如固定点附近，且支管应从总管的上方或侧面引出。9.4.2.2 蒸汽管路蒸汽管路(4)将高压蒸汽引入低压系统时，应安装减压阀，且低压系统中应设安全阀，以免低压系统因超压而产生危险。(5)蒸汽喷射器等减压用蒸汽应从总管单独引出，以使蒸汽压力稳定，进而使减压设备的真空度保持稳定。(6)灭火、吹洗及伴热用蒸汽管路应从总管单独引出各自的分总管，以便在停车检修时这些管路仍能继续工作。9.4.2.2 蒸汽管路蒸汽管路(7)蒸汽管路的适

42、当位置应设置疏水装置。管路末端的疏水装置如图9-20所示。管路中途的疏水装置如图9-21和表9-7所示。9.4.2.2 蒸汽管路蒸汽管路蒸汽蒸汽接疏 水器接疏 水器蒸 汽蒸 汽接 疏水 器接 疏水 器9-20蒸汽管路末端疏水装置的布置 9.4.2.2 蒸汽管路蒸汽管路L1Dg1Dg2DgL3L2Dg3接疏接疏水器水器9-21蒸汽管路中途疏水装置的布置DgDg1Dg2Dg3L1L2L3DgDg1Dg2Dg3L1L2L3252515252001504012510020253002004032321525200150401501002025350200404040152520015040200100

43、204035020040505015252001504025015025404002005065651525250150403001502540400200508080152525015040350150254045020050100100202530015040400150254045020050 表9-7 蒸汽管路中途疏水装置的尺寸 单位：mm(8)蒸汽加热设备的冷凝水应尽可能回收利用。但冷凝水均应经疏水器排出，以免带出蒸汽损失能量。(9)蒸汽冷凝水的支管应从主管的上侧或旁侧倾斜接入，如图9-22所示。不能将不同压力的冷凝水接入同一主管中。9.4.2.2 蒸汽管路蒸汽管路管道或设备的最高点

44、处应设放气阀，最低点处应设排液阀。此外，在停车后可能产生积液的部位也应设排液阀。管道的排放阀门(排气阀或排液阀)应尽可能靠近主管，其布置方式如图9-23所示。9.4.2.3 排放管排放管排排放放阀阀止止回回阀阀排排放放阀阀排排放放阀阀图9-23管道上排放阀门的布置设备的排放阀门最好与设备本体直接相连。若无可能，可装在与设备相连的管道上，但以靠近设备为宜。设备上排放阀门的布置方式如图9-24所示。9.4.2.3 排放管排放管排排放放阀阀设设备备排排放放阀阀设备设备排排放放阀阀设 备设 备排排放放阀阀设备设备除常温下的空气和惰性气体外，蒸汽以及易燃、易爆、有毒气体不能直接排入大气，而应根据排放量的

45、大小确定向火炬排放，或高空排放，或采取其它措施。易燃、易爆气体管道或设备上的排放管应设阻火器。室外设备排放管上的阻火器宜设置在距排放管接口(与设备相接的口)500mm处；室内设备排放管应引至室外，阻火器可布置在屋面上或邻近屋面布置，距排放管出口距离以不超过1m为宜，以便安装和检修。9.4.2.3 排放管排放管除常温下的空气和惰性气体外，蒸汽以及易燃、易爆、有毒气体不能直接排入大气，而应根据排放量的大小确定向火炬排放，或高空排放，或采取其它措施。易燃、易爆气体管道或设备上的排放管应设阻火器。室外设备排放管上的阻火器宜设置在距排放管接口(与设备相接的口)500mm处；室内设备排放管应引至室外，阻火

46、器可布置在屋面上或邻近屋面布置，距排放管出口距离以不超过1m为宜，以便安装和检修。9.4.2.4 取样管取样管(5)液体物料在垂直敷设的管道内自下而上流动时，取样点可设在管路的任意侧；反之，若液体自上而下流动，则除非液体能充满管路，否则不宜设取样点。(6)若液体物料在水平敷设的管道内自流，则取样点应设在管道的下侧；若在压力下流动，则取样点可设在管道的任意侧。9.4.2.4 取样管取样管(7)取样阀启闭频繁，容易损坏，因此常在取样管上装两只阀门，其中靠近设备的阀作为切断阀，正常工作时处于开启状态，维修或更换取样阀时将其关闭；另一只阀为取样阀，仅在取样时开启，平时处于关闭状态。不经常取样的点也可只

47、装一只阀。(8)靠近设备或管路的阀，一般选用Dg15。取样阀则由取样要求决定，液体取样常选用Dg15或Dg6，气体取样一般选用Dg6。9.4.2.4 取样管取样管实际生产中，常需采用某种特定的吹洗介质在开车前对管道和设备进行清洗排渣，在停车时将设备或管道中的余料排出。吹洗介质一般为低压蒸汽、压缩空气、水或其它惰性气体。9.4.2.5 吹洗管吹洗管被吹洗管管径/mm吹洗管管径/mm被吹洗管管长100mm被吹洗管管长100mmDg100Dg20Dg25100200Dg40Dg80表9-8 吹洗管的直径设 备设 备21设备设备1(a)半固定式(b)固定式图9-25设备吹洗管的布置开车前需水洗的管道或

48、设备可在泵的入口管上设置固定或半固定式接头，如图9-26所示。9.4.2.5 吹洗管吹洗管211(a)半固定式(b)固定式在需要严格切断设备或管道时可设置双阀，但应尽量少用，特别是采用合金钢阀或Dg150的钢阀时，更应慎重考虑。9.4.2.6双阀双阀至 设至 设备备112放 空放 空图9-27双阀的设置1.洁净厂房的管道应布置整齐，引入非无菌室的支管可明敷，引入无菌室的支管不能明敷。应尽量缩短洁净室内的管道长度，并减少阀门、管件及支架数量。2.洁净室内公用系统主管应敷设在技术夹层、技术夹道或技术竖井中，但主管上的阀门、法兰和螺纹接头不宜设在技术夹层、技术夹道或技术竖井内，而吹扫口、放净口和取样

49、口则应设置在技术夹层、技术夹道或技术竖井外。3.从洁净室的墙、楼板或硬吊顶穿过的管道，应敷设在预埋的金属套管中，套管内的管道不得有焊缝、螺纹或法兰。管道与套管之间的密封应可靠。9.4.3洁净厂房内的管道布置洁净厂房内的管道布置4.穿过软吊顶的管道，不应穿过龙骨，以免影响吊顶的强度。5.排水主管不应穿过有洁净要求的房间，洁净区的排水总管顶部应设排气罩，设备排水口应设水封装置，以防室外窨井污气倒灌至洁净区。6.有洁净要求的房间应尽量少设地漏，100级洁净室内不宜设地漏。有洁净要求的房间所设置的地漏，应采用带水封、格栅和塞子的全不锈钢内抛光的洁净室地漏。7.管道、阀门及管件的材质既要满足生产工艺要求

50、，又要便于施工和检修。管道的连接方式常采用安装、检修和拆卸均较为方便的卡箍连接。9.4.3洁净厂房内的管道布置洁净厂房内的管道布置8.法兰或螺纹连接所用密封垫片或垫圈的材料以聚四氟乙烯为宜，也可采用聚四氟乙烯包覆垫或食品橡胶密封圈。9.纯水、注射用水及各种药液的输送常采用不锈钢管或无毒聚乙烯管。引入洁净室的各支管宜用不锈钢管。输送低压液体物料常用无毒聚乙烯管，这样既可观察内部料液的情况，又有利于拆装和灭菌。9.4.3洁净厂房内的管道布置洁净厂房内的管道布置管道布置图包括管道的平面布置图、立面布置图以及必要的轴测图和管架图等，它们都是管道布置设计的成果。管道的平面和立面布置图是根据带控制点的工艺