第五章化工管路设计

化工厂管道工程方案设计一、前言化工厂是指生产化学产品的工厂，包括化学工业、石油化工、农药化工、医药化工等。

在化工生产过程中，管道工程是一个非常重要的环节，它承担着输送原料、中间产品和成品的任务。

化工厂管道工程的设计直接关系到化工生产的顺利运行和产品质量。

因此，合理、有效、安全、经济的管道工程方案设计至关重要。

二、管道工程基本原则1. 安全安全是管道工程设计的首要原则。

在化工生产中，原料和成品多为有毒、易燃、易爆等危险品，因此管道工程设计必须严格遵循安全标准和规范，确保管道系统的安全运行。

包括管道材料的选择、管道的设计压力、管道的防腐蚀措施等。

2. 经济经济性是管道工程设计的重要考量因素。

在管道工程设计中，需要合理选择管道材料和管道结构，以降低建设和运行成本。

同时，还需要根据实际情况充分考虑管道线路的布局，避免不必要的管道延长和弯曲，降低管道运输的阻力，降低能耗。

3. 高效高效是管道工程设计的另一个重要原则。

在管道工程设计中，需要合理选择管道直径和流速，以保证管道流体的正常运输，避免管道内积存物，增加管道清洗和维护工作。

4. 环保管道工程设计需要充分考虑环保因素，避免对环境造成污染、危害。

包括管道使用的材料、管道设计的冷却、清洗系统等。

5. 可靠管道工程必须保证系统的可靠性，避免管道出现漏水、爆炸、堵塞等情况。

因此，管道材料的选择和管道安装工艺是非常重要的。

三、管道工程设计步骤1. 确定管道系统的输送对象根据化工生产的实际情况，确定要输送的原料、中间产品或成品的特性、化学成分、物理参数等。

2. 确定管道系统的输送方式根据输送对象的性质，确定输送方式，包括压力输送、液位输送、重力输送等。

3. 确定管道系统的输送参数根据输送方式，确定输送参数，包括流量、压力、温度等。

4. 确定管道系统的布局根据输送对象和输送方式，确定管道系统的布局。

包括管道的起止点、管线走向、管道的支架、管道的排气、排液系统等。

5. 确定管道系统的材料根据输送对象的性质和输送参数，确定管道系统的材料。

化工管路的构成与标准化管理措施化工管路是化工企业中极为重要的组成部分，其主要作用是将流体介质从储藏设备、加工设备、反应设备等输送到目标位置，是化工生产过程中输送介质的载体。

为确保管路在化工生产过程中的安全和可靠性，需要严格遵循标准化管理措施。

化工管路的构成化工管路是由管道、阀门、法兰、管接件、支架和附件等部分组成的。

其中，管道管道是输送介质的主体，一般是由钢、铸铁、铜、塑料、玻璃钢等材料制成。

在化工生产中，由于介质特性的差异，管道材料需根据介质性质、温度、压力、流量、腐蚀性等因素进行综合考虑。

阀门阀门是管道系统中控制介质流动的装置，一般用于开启、关闭、调节和方向控制等方面。

阀门种类繁多，如截止阀、调节阀、止回阀、球阀、蝶阀等。

对于不同介质和工况，选择相应的阀门种类是确保管道系统运行安全的关键。

法兰法兰是管道连接件的一种，具有接头牢固、密封性好、维修方便等特点。

根据不同作用，法兰可分为法兰、盲板、管夹、管卡、快速接头等类型。

化工生产中，其选型须满足管道设计和介质特性的要求。

管接件管接件主要用于连接管道、阀门、法兰等设备组成管道系统，包括弯头、三通、四通、异径管、管帽等。

选料时应考虑管道系统的性能和可靠性，以及维护和运行的便捷性。

支架支架是管路系统固定和支撑的装置，用于在管路敷设和安装的过程中确保管道保持固定的位置和方向，防止弯曲或振动。

附件附件是化工管路中用于增强管路连接件、增加管路的强度和可靠性、改善流动状态和调节流量等的一些辅助装置，如支吊架、法兰密封垫片、密封填料、变径接头等。

标准化管理措施为确保化工管路系统的安全和可靠性，必须制定符合国家标准的标准化管理措施。

其主要内容包括以下几点：整体和局部设计符合国家标准化工管路设计符合国家标准，包括涉及到反应性、毒性、易燃、易爆、高温、高压等危险性介质的储存和输送要求。

此外，在设计过程中还应充分考虑管道的材料、尺寸、厚度、定位、支承等方面的问题。

管路制作和施工符合相关标准化工管路的制作和施工符合相关质量要求，如截面尺寸和管道壁厚度等应根据设计要求选取标准型号，熟练掌握工艺技术，确保管路的质量。

化工管路教案设计教案标题：化工管路教案设计教学目标：1. 理解化工管路的基本概念和作用。

2. 掌握化工管路的设计原则和方法。

3. 能够应用所学知识设计简单的化工管路。

教学内容：1. 化工管路的定义和分类。

2. 化工管路的基本元素和组成。

3. 化工管路的设计原则和方法。

4. 化工管路的安全与维护。

教学步骤：1. 导入（5分钟）- 引入化工管路的概念，让学生了解化工管路在化工工艺中的重要性。

2. 知识讲解（20分钟）- 介绍化工管路的定义和分类，包括输送管路、回收管路、分配管路等。

- 解释化工管路的基本元素，如管道、阀门、泵等，并讲解它们在管路中的作用。

- 阐述化工管路的设计原则，如流体力学原理、安全性、经济性等，并介绍常用的管路设计方法。

3. 实例分析（20分钟）- 提供一些实际的化工管路设计案例，引导学生分析和思考如何根据给定的要求进行设计。

- 引导学生讨论不同设计方案的优缺点，并指导他们选择最合适的设计方案。

4. 设计练习（25分钟）- 将学生分成小组，每个小组设计一个简单的化工管路。

- 学生根据所学知识和实例分析的经验，选择合适的管道、阀门和泵等元素，并进行管路布局设计。

- 学生需要考虑流体的输送要求、安全性和经济性等因素，并进行相应的计算和分析。

5. 总结与展望（10分钟）- 学生汇报各小组的设计成果，并进行讨论和评价。

- 总结本节课所学内容，强调化工管路设计的重要性和应用前景。

教学资源：1. 化工管路设计案例2. 相关课件和教材3. 实验室或工厂中的化工管路实例评估方法：1. 学生设计的化工管路方案评价。

2. 学生对化工管路设计原则和方法的理解程度。

3. 学生在设计过程中的分析和解决问题能力。

教学延伸：1. 鼓励学生深入研究更复杂的化工管路设计案例，并进行更深入的分析和讨论。

2. 引导学生了解和学习相关的软件工具，如CAD软件和流体模拟软件，以提高化工管路设计的效率和准确性。

3. 组织实地考察，参观化工厂或实验室中的管路设计和应用，让学生更直观地了解化工管路的实际应用情况。

化工管道设计流程英文版：Chemical Engineering Pipeline Design Process1. Pre-design PreparationBefore commencing pipeline design, a comprehensive analysis of the project must be conducted, including understanding the scale, purpose, location, budget, etc. Simultaneously, collect relevant laws, regulations, standards, and specifications, and conduct an on-site survey to provide basic data for subsequent design.2. Process Flow AnalysisAnalyzing the process flow is the core of pipeline design. It is necessary to understand the properties, flow rates, temperatures, pressures, and other parameters of various media in the process flow, determine the routing, branches, interfaces, etc., of the pipeline system, to ensure that the pipeline can meet the needs of the process flow.3. Material Selection & EvaluationSelect appropriate pipeline materials based on the requirements of the process flow. Consider factors such as material corrosion resistance, high-temperature resistance, mechanical strength, and cost, to select the most cost-effective material.4. Pipeline Layout DesignBased on the process flow and site environment, conduct pipeline layout design. Consider the safety, operability, and maintainability of the pipeline to ensure a reasonable, aesthetically pleasing, and practical pipeline layout.5. Strength & Safety AnalysisConduct strength analysis and safety assessments of the pipeline to ensure itssafe and stable operation under various working conditions. Consider factors such as pipeline stress, temperature effects, vibrations, etc., and perform detailed calculations and simulation analyses.6. Environmental Protection MeasuresDuring the pipeline design process, environmental protection factors must be considered. Implement reasonable anti-corrosion measures, noise reduction measures, leakage prevention and control measures, etc., to minimize the impact of the pipeline on the environment.7. Construction Drawings PreparationAfter completing the pipeline design, detailed construction drawings must be prepared. The drawings should include information such as the plane layout, elevation layout, and section layout of the pipeline, to provide guidance for construction.8. Design Optimization & ReviewAfter completing the preparation of construction drawings, design optimization and review are necessary. Through design optimization, the performance and reliability of the pipeline can be further improved; through review, it is ensured that the design complies with relevant regulations and standards, providing assurance for the smooth implementation of the project.中文版：1. 设计前期准备在开始管道设计之前，必须对项目进行全面分析，包括了解项目的规模、目的、地点、预算等。

化工设计第五章介绍化工设计第五章是一个涉及化工工程设计的重要部分。

在这一章中，我们将讨论化工设备的选择和设计原则。

化工设备的选择是一个关键的决策，它将直接影响到生产过程的效率和产品质量。

在本章中，我们将首先介绍化工设备的分类和常用的化工设备，然后我们将详细讨论每种设备的设计原则和技术要求。

最后，我们将通过一个实际的案例研究来展示如何应用这些设计原则和技术要求。

化工设备的分类化工设备可以根据其功能和用途进行分类。

常见的化工设备包括反应器、分离设备、传质设备、加热设备等。

反应器反应器是化工过程中最常用的设备之一。

它用于进行化学反应，并在一定的条件下实现物质的转化。

反应器可以根据其结构和操作方式进行分类，常见的反应器有批式反应器、连续反应器、固定床反应器等。

分离设备分离设备用于将混合物中的不同组分进行分离。

常见的分离设备包括蒸馏塔、吸收塔、萃取器等。

这些设备的选择和设计需要考虑分离效率、能耗和设备成本等因素。

传质设备传质设备用于在化工过程中进行物质传递，常见的传质设备包括传质塔、吸附塔等。

传质设备的设计需要考虑传质效率、传质速率和设备尺寸等因素。

加热设备加热设备用于提供热量，常见的加热设备包括加热炉、换热器等。

加热设备的设计需要考虑传热效率、能源消耗和设备成本等因素。

设计原则和技术要求化工设备的设计需要遵循一些基本的原则和满足一定的技术要求。

以下是一些常见的设计原则和技术要求：1.安全性：化工设备的设计应考虑操作安全和生产环境的安全。

设备应具有合适的安全装置和控制系统，以防止事故和污染的发生。

2.可靠性：化工设备的设计应考虑其可靠性和稳定性。

设备应能够在长时间运行和承受不同条件下的工作。

3.效率：化工设备的设计应追求高效率和低能耗。

设备的结构和操作应能够提高生产过程的效率，减少能源消耗和废物产生。

4.经济性：化工设备的设计应考虑经济成本。

设备的成本应合理，并且在使用寿命中具有较低的运行和维护成本。

5.可持续性：化工设备的设计应考虑环境保护和资源节约。

本节的主要内容一、简单管路的计算二、复杂管路的计算经济性在总费用最少的条件下，选择适当的流速（2）操作问题：计算管道中流体的流速或流量进行核算。

1V q 2V q 3V q 管路的分类：复杂管路（1）分支管路（2）并联管路没有分支的管路1V q 2V q 3V q Vq 简单管路（2）整个管路的阻力损失等于各管段阻力损失之和，即++=∑21f f fh h h12V V q q ===常数（1）通过各管段的体积流量不变，对于不可压缩流体，有1V q 2V q 3V q 一、简单管路的计算(3.5.1)(3.5.2)【例题3.5.1】水从水箱中经弯管流出。

已知管径d ＝15cm ，l 1＝30m ，l 2＝60m ，H 2＝15m 。

管道中沿程摩擦系数λ＝0.023，弯头ζ＝0.9，40°开度蝶阀的ζ＝10.8。

问（1）当H 1＝10m 时，通过弯管的流量为多少？（2）如流量为60L/s ，箱中水头H 1应为多少？解：（1）取水箱水面为1-1截面，弯管出口内侧断面为2-2截面，基准面0-0。

在1-1和2-2截面之间列机械能衡算方程，有（一）分支管路各支管的流动彼此影响，相互制约（A）对于不可压缩流体，总管的流量等于各支管流量之和12134V V V V V V q q q q q q =+=++Vq 2V q 3V q 4V q 1V q 二、复杂管路的计算忽略交叉点处的局部损失(3.5.3)（B）主管内各段的流量不同，阻力损失需分段加以计算，即fAG fAB fBD fDGh h h h =++（C）流体在分支点处无论以后向何处分流，其总机械能为一定值，即B C fBC D fBDE E h E h =+=+DF fDFG fDGE E h E h =+=+单位流体的机械能总衡算方程Vq 2V q 3V q 4V q 1V q (3.5.4)(3.5.5)(3.5.6)（一）分支管路22112122u p u gz ρ++=第五节管路计算。

流体输送管路设计目录1.任务书2.设计过程2.1流程图2.2管道设计2.2.1主管道规格确定2.2.2管道特性方程估算2.3泵的设计2.3.1项目基础数据及相关信息2.3.2泵型号确定及其基础特性参数2.3.3泵工作点确定及其性能参数的校正2.3.4泵的安装高度估算2.4设计结果一览图表3．条件变化对输送系统的影响分析4．操作过程及注意事项5．设计评述6．参考文献7.符号说明一、任务书某工厂需要将一定量溶剂从贮槽送往高位槽,两槽液面稳定,其间的垂直距离为10m, 溶剂温度20℃,溶剂贮槽液面与地面的距离为3m,试解决下列问题：⑴选择输送管子,并画出示意图；⑵选择合适类型的泵；⑶求泵的轴功率和电机功率；⑷确定泵的安装位置；⑸确定泵的工作点、损耗在阀门上的轴功率；⑹现若流量需增加10%,可采取什么措施? 分析管路设计中可行的节能措施。

注：学号单号同学选用溶剂为乙醇，双号同学选用溶剂为甲醇，输送量为（50+学号最后两位）吨/小时。

要求：查阅相关工程设计手册或其它文献，写出设计报告，对工艺参数的选用附上相关出处。

二、设计过程1.流程图2.管道设计2.1物理参数及操作环境条件在20℃，即303.15K 下进行，储罐A 与大气相通，其液面上方大气压假定为1atm ，离心泵根据管路计算选择。

输送量为61000kg/h 。

常压、303.15K 下，乙醇的物性数据为：密度ρ=789kg/m 3,黏度μ=1.15*10-3Pa ·s 。

2.2管径、流速、雷诺数的计算与流型的判断工程设计中．易燃易爆液体管道直径的大小．与安全流速值的大小有直接的关系。

根据化工设计手册[1]乙醇的安全流速u ≤5m/s,结合乙醇在管路输送的经济流速[2]，和泵吸入管的推荐流速0.5≤u ≤2.0m/s 和排出管的推荐流速2.4≤u ≤3.0m/s[3]。

假定液体在吸入管道内的流速0u =2.2s m ，在泵排出管内的流速u 1=3.0m/s,已知流量s / 0.0215/ 77.333m h m V a==，由流量计算式u d V 22⎪⎭⎫⎝⎛=π得吸入管径为：002u V d a π==mm 2.214.30.02152⨯=112mm 同理得排出管径为：112u V d a π==mm 3.014.30.02152⨯=96mm 查流体输送用不锈钢无缝钢管规格表【4】选取吸入管规格mm mm 4 121⨯φ。

化工管路手册（最新版）目录1.化工管路手册概述2.化工管路的分类3.化工管路的设计与施工4.化工管路的维护与管理5.化工管路的安全注意事项正文【化工管路手册概述】化工管路手册是一本关于化工管路设计、施工、维护和管理的专业指南。

本书旨在为广大工程技术人员提供一本实用的参考书，以便更好地了解和掌握化工管路的相关知识。

书中详细介绍了化工管路的分类、设计与施工、维护与管理以及安全注意事项等方面的内容，以期提高工程技术人员在实际工作中的应用能力。

【化工管路的分类】化工管路根据材质、用途和输送介质的不同，可分为以下几类：1.根据材质：碳钢管、不锈钢管、铸铁管等；2.根据用途：流程管、冷热水管、消防管等；3.根据输送介质：气体管、液体管、固体管等。

【化工管路的设计与施工】化工管路的设计与施工应遵循以下原则：1.设计：根据工程需要，结合介质的特性，选择合适的管材、管件和阀门；2.施工：施工前应进行管路布置设计，合理安排管路走向，确保施工顺利进行。

同时，在施工过程中要注意管材、管件和阀门的安装质量，确保整个管路系统的稳定性和安全性。

【化工管路的维护与管理】化工管路的维护与管理主要包括以下几个方面：1.定期检查：对管路进行定期检查，发现问题及时处理，确保管路系统的正常运行；2.清洗：定期对管路进行清洗，去除管内沉积物，防止管路堵塞；3.维修：对损坏的管材、管件和阀门进行及时维修或更换，保证管路系统的完整性。

【化工管路的安全注意事项】在化工管路的使用过程中，应注意以下几点安全事项：1.严禁超压使用：确保管路系统的工作压力在设计范围内，防止超压造成管路破裂等事故；2.严禁管路泄漏：发现管路泄漏应及时处理，防止泄漏引发火灾、爆炸等事故；3.做好防护措施：在管路附近设置明显的警示标志，提醒人员注意安全，同时做好防护设施，防止意外事故发生。

通过以上介绍，我们可以了解到化工管路手册的内容涵盖了化工管路的各个方面，为广大工程技术人员提供了一本实用的参考书。