設計概論與化工制圖1工廠基本建設過程

1、可行性研究2、初步設計3、施工圖設計4、施工、試車、驗收｛｝

1、廠址選擇2、總平面設計3、工藝設計1、工藝流程設計2、化工計算3、設備的選型與設計4、車間布置設計5、管道設計6、公用工程7、向有關專業(yè)提供條件8、工程概預算9、技術經濟分析10、安全生產與環(huán)境保護2

化工管道的投資約占全廠化工設備裝置的15--20％，化工管道設計是工藝設計中一項相當復雜而工作量又相當大的工作，化工管道設計是施工圖設計階段的主要內容之一。

第八章管道設計

3.避免死角。.坡度為3/1000-5/1000,含固體結晶為1/100。.根據物料的性質來選擇管材。.管道閥門選擇旋塞閥,球閥,截止閥。.輸送腐蝕性介質管道不得位于通道上方,法蘭連接處要裝護套,與其它管道保持一定距離,并略低一些。.輸送易凝固的物料管道應考慮吹掃和加熱保溫。.防爆管道,易產生靜電管道應注意安裝接地。1、物料管道:凡輸送原料,半成品,成品,廢料等的管線統稱為物料管道。52、蒸汽管道.根據蒸汽用量和壓力選擇管材規(guī)格。.坡度為5/1000。.適當地點應設置疏水器放水孔。.適當地點應設置膨脹器。.蒸汽加熱設備的冷凝水應盡量回收。.選定保溫材料及保溫層厚度。.選定支架形式及其跨度。63、污水管道.充分考慮綜合利用,盡量減少污水排放。.合流式分流式。.根據廢水的不同成分和組成,選擇管道材料。.廢水中含有可燃性溶劑,應導入窨井回收。.污水管道啟閉器常選用旋塞或球閥。.污水管道坡度為1/1000。7

第二節(jié)管件選擇與管徑計算

一、管道和管件的公稱壓力及公稱直徑系列1、管道和管件的公稱壓力系列碳鋼在200℃,合金鋼在250℃以下,最大的允許工作壓力(表壓),稱為公稱壓力PN(MPa）。2、管道和管件的公稱直徑系列以外徑表示鋼管的直徑，稱為公稱直徑DN(mm)同一公稱直徑的鋼管,外徑相同,但內徑隨壁厚而異。9二、材質與常用管道種類1、材質1)金屬類耐溫范圍大,耐壓力高,有一定的耐腐蝕性。2)非金屬類:耐腐蝕性好,品種多,資源豐富。

.耐酸陶瓷:耐酸,但強度低,熱穩(wěn)定性差。

.玻璃鋼:耐酸堿,耐高溫,強度高。

.硬聚氯乙烯:耐腐蝕,耐酸堿,電絕緣。

.聚四氟乙烯:耐腐蝕,耐酸堿,摩擦系數小。102、常用管道種類1)鋼管

.有縫鋼管:鋼板卷焊而成,強度低,可靠性差。.無縫鋼管:由管坯熱軋而成,耐高溫,高壓。2)有色金屬管常見的是銅管和黃銅管,鉛管和鉛合金管,鋁管和鋁合金管,都無縫管,用作換熱管,真空管及輸送酸性物料。3)非金屬管品種繁多如硬聚氯乙烯,聚四氟乙烯,玻璃鋼。11四、常用閥門和閥件的選擇及閥門的標注1、常用閥門和閥件的選擇

1)旋塞:結構簡單,操作方便,阻力小,但密封面易磨損。2)閘閥:流體阻力小開關力小,但結構復雜密封面易損。3)截止閥:結構簡單,價格便宜,開關力大,密封性能差。4)節(jié)流發(fā):外形小,重量輕,調節(jié)性能好,用于低溫高壓。

5)球閥:結構簡單,開關力小,外形小,重量輕,阻力小。

6)止回閥:介質不能倒流。

7)減壓閥:通過閥瓣時產生阻力,造成壓力損失。

8)安全閥:壓力超過規(guī)定值時,自動開啟泄壓。

9)隔膜閥:隔膜夾于閥體與閥蓋之間,增加了密封強度。10)疏水閥:自動排出管道中的冷凝水。11)管道過濾器:Y型過濾器,用于疏水器前,或儀表前。2、閥門的標準、型號和標志:JB308-75規(guī)定。13五、流速選擇與管徑計算1、管徑選擇:當輸送流體的能力一定時,管徑的大小直接影響到經濟效益。管徑大:管壁,重量,閥門,管件加大,保溫,基建費增加。管徑小:流速增加,阻力增大,動力消耗大輸送費增加。2、流速選取:液體流速一般不超過3m/s氣體流速一般不超過100m/s具體選擇時可從附錄五中選取143、管徑計算:根據附錄五中選取的流速用下式計算長管道要校核壓力降,不符合要求調整流速和管徑。4、管道壓力降計算

.計算壓力降的目的是為了選擇合適的泵,壓縮機,鼓風機等輸送設備和校核選擇流速或管徑。.用公式計算比較麻煩,工程上常用算圖計算壓力降。(例)153、保溫層厚度的選擇根據輸送介質的溫度,保溫材料的導熱系數及管道直徑,參考表8-5選擇保溫層厚度。4、保溫形式及熱載體的選擇1)保溫形式:除一般絕熱保溫外,有時還采用夾套保溫或伴熱管保溫,物料凝固點(或熔點)＜50℃時采用伴熱管保溫,＞150℃采用夾套保溫。2)熱載體的選擇:常用的熱載體有熱水,蒸汽,煙道氣,熱空氣,高溫時用聯苯混合物,熔鹽。17二、管道的熱補償1、管道的熱變形與熱應力

.管道的熱膨脹,冷縮ΔL=α·LΔt

.若管道不能自由伸縮,將產生熱應力。應力大小可由下式計算:σ=Eε=αEΔt2、管道的熱補償1)自然熱補償:利用管道部置時的自然彎曲來吸收熱伸長量,此彎段稱自然熱補償器有L形有Z形，自然熱補償可不用補償器,簡單經濟。182)補償器補償:自然補償達不到要求時,要采用補償器補償,常見的補償器有Π形和U形兩種

Π形補償器應用最多,優(yōu)點耐壓可靠,補償能力大,制造方便,缺點尺寸大,流體阻力大,安裝時要預拉伸或預壓縮。19二、管架寬度計算

W=f?n?s+A三、管架間距與管道間距1、管架間距:附錄7提供了固定支架,活動支架間距。2、管道間距:附錄8附錄9列出了管道間距。四、管道支吊架負荷計算1、活動支吊架負荷計算:Q=q?L2、彈簧支吊架負荷計算:Q=q?L3、固定支架:Q=q?L21

第五節(jié)生產系統管道布置要求

一、幾種常見設備的工藝配管1、泵的管道布置:泵的吸入管要短,直,阻力小,避免突然縮小直徑,

.吸入管的直徑不應小于泵的入口,當泵的吸入口為水平方向時,吸入管道上應配置偏心異徑管,管頂取平,以免形成氣袋。.泵的排出管一般均設止回閥,旁路管。.往復泵,齒輪泵,旋渦泵在排出管設安全閥。

.蒸汽泵,計量泵,非金屬泵入口處設過濾器。222、塔的管道布置1)管口方位人孔:設在安全方便的操作側,面對過道?；亓骺?設置在配管區(qū)180°的地方。

塔頂出汽孔:靠近人孔的操作平臺。

再沸器接口:出口在2a°范圍,入口避開封液板。儀表口:溫度計壓力計液位計在操作平臺上方。

2)塔的配管塔平面配管:在人孔,90°,270°扇區(qū)不排管。塔立面配管:主要反映管道,平臺的標高走向。232)管道布置立式容器:.兩設備一般不用直管連接。

.進料管設在設備前部。.出料管在底部中心引出。臥式容器:

.管口大多在一條直線上。.閥門大多裝在管口上。254、換熱器的管道布置1)管口布置和流體流動方向管殼式換熱器已標準化,有系列產品可供使用但管口大小,方位和安裝結構由設計人員決定見圖8-17a,b,c,d,e,f。2)換熱器的配管管箱面對操作通道,封頭對管廊。儀表,閥門應靠進換熱器,能在通道上操作。換熱器兩端和法蘭周圍應留出足夠空間。26

第六節(jié)管道布置圖

管道布置圖又稱配管圖或管道安裝圖,它表示車間內外設備間管道的連接,閥門,管件及控制儀表等安裝情況的詳圖,連同工藝管道一覽表管架表一起供施工安裝使用。29一、有關資料準備1、帶控制點工藝流程圖:滿足工藝要求。2、總平面圖:了解公用工程車間位置。3、車間建筑圖:了解門,窗,柱,梁,樓梯位置。4、車間設備布置圖:以設備布置平剖面圖為據。5、設備圖:根據設備管口安裝不同管道與管件。6、梁板布置圖和節(jié)點詳圖:管道穿過樓板位置。二、管道及配件安裝設計的圖例代號

見附錄10表1.2.3.4及GB140-141-930三、管道布置圖的內容及表示方法1、平、剖面配管圖1:251:501:100。

1)平、剖面配管圖的表示方法。.建筑物,構筑物,墻,柱,門,窗,孔,洞,溝,坑。用細實線畫出,標注總體,定位,高度尺寸。

.細實線畫出設備的輪廓,標注位號,管口代號。

.用粗實線畫出管線,標注管徑管材,物料代號。

.用細實線畫出所有閥門,標注代號規(guī)格。.以設備中心線,設備管口法蘭,建筑物軸線,墻31壁為準,標注管道的定位尺寸。

.進出車間管線應注明從何而來,到何而去。

.列出工藝管道一覽表。2)管道在各個視圖的表示方法立管彎頭三通3)伴隨管,夾套管的表示方法伴隨管夾套管4)其它情況的表示坡度管架在圖紙右上方閥門,介質,管材,儀表的代號表。322、透視圖該圖是按軸側投影原理繪制的一種局部立體圖樣,立體感強,容易識讀,利于施工。表示方法1)設備可畫外形,或只繪進出口和設備中心線。

2)用粗實線畫出管線,標注管段號,物料號,管材,管徑,標高,繪出管件閥門。

333、管段圖表達一個設備到另一個設備間一段管及所屬管件,閥門,儀表,控制點具體配置的情況,管段圖畫法有兩種。大管段圖:一個設備到另一個設備透視圖表達。小管段圖:以法