四川理工学院电子教案 《化工设计》精品课程 Design of Chemical Engineering 第六章管道布置设计 基本要求 (1)掌握管道布置设计的任务和要求 (2)熟悉典型设备的管道布置 (3)能进行管道布置图的绘制和阅读 第一节概述 、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)确定管道的安装连接和铺设、支承方式。 (3)确定各管段(包括管道、管件、阀门及控制仪表)在空间的位置 4)画出管道布置图,表示出车间中所有管道在平面、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。 、化工车间管道布置设计的要求 化工车间管道布置应符合下列要求: (1)符合生产工艺流程的要求,并能满足生产要求 (2)便于操作管理,并能保证安全生产 (3)便于管道的安装和维护 (4)要求整齐美观,并尽量节约材料和投资。 化工车间管道布置除了符合上述要求外,还应仔细考虑下列问题。 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2m以上。 (2)有腐蚀性物料的管道,不得铺设在通道上空和并列管线的上方或内侧。 (3)管道铺设时应有一定的坡度,坡度方向一般是沿物流的方向,坡度一般为1/100 5/1000。粘度小的液体物料管道可取5/1000左右,含固体的物料管道可取1/100左右。 (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。 2.考虑施工、操作及维修 (1)管道应尽量集中布置在公用管架上,平行走直线,少拐弯,少交叉,不妨碍门窗 开启和设备、阀门及管件的安装维修,并列管道的阀门应尽量错开排列。 (2)支管多的管道应布置在并行管线的外侧,引出支管时,气体管道应从上方引出
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《化工设计》精品课程 液体管道应从下方引出,管道应尽量避免出现“气袋”、“口袋”和“盲肠”。 (3)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。 (4)管道穿过墙壁和楼板时,应在墙面和楼板上预埋一个直径大的套管,让管线穿 过套管,防止管道移动或振动时对墙面或楼板造成损坏。套管应高岀楼板、平台表面50m。 (5)为了安装和操作方便,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 温度计、压力计 4-1.6m (6)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,以减小间距 3.安全生产 (1)架空管道与地面的距离除符合工艺要求外,还应便于操作和检修。管道跨越通道 时,最低点离地:通过人行道时不小于2m;通过公路时不小于4.5m;通过铁路时不小于6m; 通过厂区主要交通干线时离地5m (②)直接埋地或管沟中铺设的管道通过道路时应加套管等加以保护 (3)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,以保证安全生 (4)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 (5)玻璃管等脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裏,避免管道破裂时溅出液体, 发生意外。 6)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)管道与阀门一般不宜直接支承在设备上 (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。 第二节管架和管道的安装布置 管架是用来支承、固定和约束管道的。管架可分为室外管架和室内管架两类。室外 管架一般由独立的支柱或带有衍架式形成的管廊或管桥。而室内管架不一定另设支柱,经 常利用厂房的柱子、墙面、楼板或设备的操作平台进行支承和吊挂。任何管道都不是直接 铺设在管架梁上,而是用支架支承或固定在支架梁上的。管道支架(管卡、支架、吊架) 已有标准设计,按《管架通用系列》选用。管道支架按其作用分为下列四种 (1)固定支架用在管道上不允许有任何位移的地方。它除支承管道的重量外,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位移 (3)导向支架用于允许轴向位移而不允许横向位移的地方,如∏形补偿器的两端和铸 铁阀的两侧
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第六章管道布置设计 (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 能提供必要的支吊力 管道在管架上的平面布置原则 (1)较重的管道(大直径、液体管道等)应布置在靠近支柱处,这样梁和柱所受弯矩 小,节约管架材料。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 (2)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。 (3)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 性介质的管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。 (4)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 (5)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 (6)支架间的距离要适当,固定支架距离太大时,可能引起因热膨胀而产生弯曲变形: 活动支架距离大时,两支架之间的管道因管道自重而产生下垂。 固定支架和活动支架之间的适宜间距可参考表6-1中的数据。 表61管道支架间距 固定支架最大间距/m 活动支架最大间距/m 公称通径/mm ∏形补偿器 L形补偿器 长边 短边 保温 不保温 0505000 5.5 125 03500600 12.0 7.5 6.0 9.0 053 17.0 14.0 350 18.0 、管道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0.5-0.8m。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,则上层管道标髙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
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《化工设计》精品课程 第三节典型设备的管道布置 、容器的管道布里 1.立式容器(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 配管区 区两部分(见图6-1)。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。 (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容器的相应位置, 可避免错误操作,比较安全。例如,两个容器成排布置时, 可将管口对称布置。三个以上容器成排布置时,可将各管 口布置在设备的相同位置。有搅拌装置的容器,管道不得 妨碍搅拌器的拆卸和维修。图62为立式容器的管道布置简 操作区 图。其中:白 图61立式容器的管口方位表示距离较近 的两设备间的 不能直接 管道不能直连,而应采用45°或90°弯接。(b)进 料管置于设备的前,便于站在地(楼)面上进行 操作。 (c)出料管沿墙铺设时,设备间的距离 大一些,人可进人设备间操作,离墙的距离就可 小一些。(d出料从前部引出,经过阀门后立即 引入地下(走地沟或埋地铺设),设备之间的距 离及设备与墙之间的距离均可小一些 (e)容器直径不大和底部离地(楼)面较 高时,出料管从底部中心引出。这样布置,其管 道短,占地面积小。Gf)两个设备的进料管对称 (c) 布置,便于人站在操作台上进行操作。 2.卧式容器 (1)管口方位。卧式容器的管口方位见图 HMHAH 2立式容器的管道布置
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第六章管道布置设计 进口 放空口 安全阀 压力表蒸汽出口人孔位置 防冲板 D+125 吹扫蒸 温度计 支座 入口 放净口 液体出口 封头线L/5 3/5L L/5 封头线 图6-3卧式容器的管口方位 ①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,有时能节约管子与管件。 ②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。 ③安全阀可设在顶部任何地方,最好放在有阀的管道附近,这可与阀共用平台和通 道 ④吹扫蒸汽进口在排气口另一侧的侧面,可以切线方向进入,使蒸汽在罐内回转前 ⑤进出口分布在容器的两端,若进出料引起的液面波动不大,则液面计的位置不受 限制,否则应放在容器的中部。压力表则装在顶部气相部位,在地面上或操作台上看得见 的地方。温度计装在近底部的液相部位,从侧面水平进人,通常与出口在同一断面上,对 着通道或平台。 ⑥人孔可布置在顶上、侧面或封头中心,以侧面较为方便;但在框架上支承时占用 面积较大,故以布置在顶上为宜。人孔中心高出地面3.6m以上应设操作平台。支座以布置 在离封头L/5处为宜,可依实际情况而定 ⑦接口要靠近相连的设备,如排出口 应靠近泵入口,工艺、公用工程和安全阀接 管尽可能组合起来并对着管架 (2)管道布置。卧式容器的管道布置见图6-4。 它的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,伸到台面上进行操图64卧式容器的管道布置图
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