《化工设计》第九章

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第九章

一．　概述

化工管路设计

１．管路设计的内容：　管路设计的内容：　（１）管径的设计。　１　管径的设计。　

（２）管道的选材及其规格选用。　２　管道的选材及其规格选用。　（３）接管方式的选

择。　３　接管方式的选择。　（４）管件的配用。　４　管件的配用。　（５）阀件的选择。

　５　阀件的选择。　（６）管架的设计　６　（７）　管道的配置　７

２．　管路的模型设计：　管路的模型设计：

？　？　？　？　（１）给人以一种直观、真实的空间概念。　给人以一种直观、真实的空

间概念。　（２）模型的制作过程可随时发现工艺问题。　模型的制作过程可随时发现工

艺问题。　（３）为设计人员提供一个预实习的机会。　为设计人员提供一个预实习的机

会。　（４）为施工人员提供实物模型，加速理解设计意图．　为施工人员提供实物模型

，加速理解设计意图．　（５）为操作工人进行预培训。　为操作工人进行预培训。

３．　管路布置图及其说明

（１）管路配置图（配管图）　（２）管架图。　（３）楼板墙基穿孔图。　（４）管

架预埋螺栓位置图。　（５）管道施工说明。

４．　管路设计应充分满足的条件：

（原则）　原则）　（１）满足工艺条件；　（　２）保证安全生产；　（３）便利操作

维修；　（４）节约管材管件；　（５）布置整齐美观。

５管道设计的基础资料（依据）　管道设计的基础资料（依据）

（１）施工流程图　）　（２）平面布置图和立面布置图　（３）设备施工图　（４）物

料衡算和热量衡算　（５）工厂地质情况（地下水位及冻结层的深度）　工厂地质情况（

地下水位及冻结层的深度）　（６）地区气候条件　（７）其他（锅炉房蒸汽压力和压缩

空气压力）　其他（锅炉房蒸汽压力和压缩空气压力）

二．　管道的设计

１．管径的计算和选择

（１）工艺计算法

Ｍ＝Ｅ＋ＰＡ　Ｍ：每年生产与原始投资费用之和　Ｅ：每年生产消耗于克服管道阻力的能量

费用　Ａ：管道材料安装和检修维护费用的总和（设备费用）　Ｐ：每年消耗部分，以占设

备费用％表示

经验式　ｄ＝１１．４　ρ０．２０７　μ０．０３３ｑｖ０．３８　Ｐ１００－０．２０７　ｄ：管内径ｍｍ　ｑｖ：操作条件

下流体　的体积流率ｍ３／ｈ　μ：流体运动粘度ｍｍ２／ｓ　Ｐ１００：每百米管长　允许压力降，ｋＰａ

　（２）图表法　根据流量、经济流速、查表得管径

２．管道的规格和选材　２．管道的规格和选材

（１）管道的规格　？　公称制：　公称压力ＰＮ（Ｐｇ）

例如Ｐｇ＝１．６，　２．５ＭＰａ

公称直径ＤＮ（Ｄｇ）

ＤＮ５０管子　Φ５７×３．５，　Φ５７×４，　Φ５７×３

英寸制：　？　１／２＂　３／４＂　１＂……　１０＂

２．管道的规格和选材　２．管道的规格和选材

（２）管道的材料

铸铁管　：　埋于下地的管道　，　用于浓硫酸　、　液碱　（　常　铸铁管：　埋于下地

的管道，　用于浓硫酸、　液碱（　及地下污水管。　温）及地下污水管。　？　焊接管：（

白铁管、黑铁管、镀锌管）用于供水、　焊接管：　白铁管、黑铁管、镀锌管）用于供

水、　煤气、低压蒸汽等，温度低于１３５　１３５℃　煤气、低压蒸汽等，温度低于１３５℃。

无缝钢管：用于有压力的场合和易燃、易爆及有害介质。　无缝钢管：用于有压

力的场合和易燃、易爆及有害介质。　不锈钢管：用于有压力的场合，易燃、易爆场合

，　不锈钢管：用于有压力的场合，易燃、易爆场合，有卫生要求　的场合及有害介质

ｐａｇｅ　１和腐蚀性介质　非金属管：用于腐蚀性介质，不适应高温场合。　非金属管：用于腐蚀

性介质，不适应高温场合。　．．Ｐ　（聚氯乙烯管　Ｐ．Ｖ．Ｃ．　聚丙烯管　．．Ｐ．Ｐ．　环氧树脂玻

璃钢管，酚醛树脂玻璃钢管等）　环氧树脂玻璃钢管，酚醛树脂玻璃钢管等）　有色金

属管：用于一些特殊场合，深冷、防腐蚀等。　有色金属管：用于一些特殊场合，深冷

、防腐蚀等。

３．管道的表示方法　３．管道的表示方法

（１）图纸和图幅　：　（

多层建筑、须按层次或按不同标高，分绘几张平面图，　多层建筑、须按层次或

按不同标高，分绘几张平面图，立　面图则根据需要分若干剖视表示，比例１　２５，　５０（

常用）　面图则根据需要分若干剖视表示，比例１：２５，１：５０（常用）　１００。图幅采用０号

图，比较简单的也可用１　号图。　１：１００。图幅采用０号图，比较简单的也可用１或２号图

。

（２）管线　：　（　？　单线法　？　？　双线法

（３）管道尺寸表示　？　管道布置图上应标注定位尺寸，平面定位尺寸以建筑物的

　轴线、设备中心线、设备管口中心线等作为基准，单位为　ｍｍ（单位不注）　？　管道间

距指两管中心线尺寸　？　管道标高以管底与基准面（室内地坪、装置地坪）之间的　距

离，单位为ｍ（单位不注）　？　多层厂房中的管道标高，可用楼板面，以相对标高标注。

　如　＋３．５　？　若以管中心为基准，标高数字前加注符号ＣＬ。如ＣＬ＋４．２　？　一般直接与设

备管口联接的管道可以不注标高

３．管道的表示方法　３．管道的表示方法

（４）　管道代号：　（　管道代号：　？　φ１０８×４－Ｚｃ－１０１１ａ

Ｐ－Ｔ１３０１－８０－Ｂ２Ａ－Ｈ

＋３．５０　（ＥＬ３．５）

３．管道的表示方法　３．管道的表示方法

（５）　管道交叉：

此管在前　此管在前

此管在前

（６）　管道的连接形式：

法兰　螺纹　承插　焊接

（７）　管道的重叠：

∫

１，２

∫

∫

１

∫∫

２

∫∫

∫

（８）　管道的弯折和分流：　⊙　⊙　⊙

平面　立面

４．阀件的规格及选择　４．阀件的规格及选择

（１）　阀件的规格　ＰＮ（Ｐｇ）　ＰＮ（Ｐｇ）　ＤＮ（Ｄｇ）　ＤＮ（Ｄｇ）

（２）　常用的阀件：（球阀、闸阀、截止阀、止回阀、　常用的阀件：　球阀　闸

阀、截止阀、止回阀、　球阀、　？　隔膜阀、安全阀等）　隔膜阀、安全阀等）　？　（３）

　选阀的依据：（ａ）流体特性　选阀的依据：　？　（ｂ）操作功能　？　（ｃ）管道尺寸　？　

（ｄ）管道阻力　？　（ｅ）流体的温度压力　？　（ｆ）阀件的材质

ＣＬ．ＥＬ６．４５０　Ｚ４１Ｗ－４０Ｐ　ＤＮ１５　ＰＧ１００３－５０－４．０Ｋ　ＣＬ．ＥＬ．６．０００　ＥＬ　６．２００

ＣＬ．ＥＬ５．２００

Ｊ４１Ｗ－４０Ｐ　ＤＮ５０

ＣＣＬ．ＥＬ４．６００

ＥＬ．４．９００

ｐａｇｅ　２ Ｎ　Ｎ１００２－１５－４．０Ｋ１

ＣＬ．ＥＬ４．４００

Ｒ－１０１

工艺管线平（　工艺管线平（竖）面布置图　图号　比列　１：３３　：　设计阶　段

Ｂ

６００　４００　ＰＧ１００４－２０－４．０Ｋ１　ＢＯＰ．ＥＬ４．３００　尾气去装置总管，有建设单位现场接

７００

ＰＦ．ＥＬ４．１００

１：５０

Ａ　１　２

５．管配件　５．管配件

？　？　？　？　？　（１）　（２）　（３）　（４）　（５）　（６）　弯头：用于改变管路的方向

　三通：用于管路的分流和设置旁路。　短接：用于同径管道的连接。　异径管：用于不

同管径管道的连接。　法兰：用于管道的连接。　盲板：用于切断管道的流通。

６．管法兰　６．管法兰

？　？　？　？　？　？　？　按结构分类：　按结构分类：　（１）搭焊式法兰　（２）对焊式法

兰　（３）松套式法兰　（４）螺纹式法兰　按密封面分类　（１）平面法兰　（２）凹凸面法

兰　（３）榫槽面法兰　（４）梯形面法兰　（５）锥面法兰

三管道设计及安装的基本要求

１．　２．　３．　尽可能明线铺设　成列平行、走直线、少交叉　转弯成直角、最好以一

头为闷头的堵塞三通代替肘　管或煨弯管，以便清理或添设支管。

４．　并列管道上管件、阀件应错开安装

５．　在螺纹或焊接连接的管道上，应设置一些活管接。　６．　管道过人行道ｈ≮２ｍ，

过公路≮４．５ｍ，过铁路≮６ｍ。　７．　管子应集中铺设，尤其是穿墙或楼板。　８．　管道过

墙应开预留孔，过墙时加套管，环隙间应充满填　料。　９．　阀件及仪表的安装高度考虑

方便和安全　阀门　安全阀　温度计、压力计　１．２ｍ　２．２ｍ　１．５－１．６ｍ

１０．当管道改变标高或走向，应避免形成“气袋”或“液袋　”　如不可避免，应

设高点放空阀、低点放净阀。

１１．输送腐蚀性介质的管道法兰不得位于通道的上空。　１２．冷流体管（冷冻盐水

）与热流体管应相互避开，聚氯乙　烯与衬橡胶钢管应避开热管道。　１３．管道应避免经

过电动机或配电板上空。　１４．醇、醚、醛或烃类液化气在管内流动会产生静电，应注

　意接地。　１５．铸铁管较脆，地下埋设应在０．７ｍ以下。　１６．温度计在管道上的安装　ａ　

测温点应在流体流动稳定处，不应在死角。　ｂ　热电偶套管应超过管中心线５－１０ｍｍ，使

温度计顶端　在中心处。　ｃ　测温点最好在拐弯处，有较大的插入深度。

ｄ　热电偶应逆流安装、并斜交安装，避免与管道垂直。

１６．管道铺设应保持一定间距和坡度，具体值见相关手册　１７．管道强度及严密性

（气密性）试验　强度试验采用液压试验，试验压力为１．２５－１．５Ｐ（Ｐ为设计　压力），

真空管强度为０．２ＭＰａ。　气密性试验压力为１．０－１．１５Ｐ（Ｐ为设计压力），真空管为　０．

１ＭＰａ，要求稳定３０ｍｉｎ。　１８．　管道试压后、开工前须进行吹扫。　１９．　管道涂色（参见

有关手册）

四单元设备的管道布置

Ａ　管廊上的管道布置　（１）大直径输送液体管道应靠近管架柱子或在管架柱子的

上　）　方　（２）对于双层管廊，热的管道布置在上层，液体、冷的、有　）对于双层管

廊，热的管道布置在上层，液体、冷的、　腐蚀性介质的管道布置在下层。　腐蚀性介

质的管道布置在下层。　３）低温冷冻管道、　（３）低温冷冻管道、液化石油气管道不

宜布置在热管道上方　或紧靠不保温的热管道。　或紧靠不保温的热管道。　（４）在布

置管廊的管道时，要同仪表专业协商，为仪表槽架　）在布置管廊的管道时，要同仪表

专业协商，　留好位置。　留好位置。　Ｂ　塔的配管　（１）塔周围原则上分操作侧（或维

修侧）和配管侧，操作侧　）塔周围原则上分操作侧（或维修侧）和配管侧，　主要有

臂吊、人孔、梯子、平台，配管侧主要敷设管道，不设　主要有臂吊、人孔、梯子、平

台，配管侧主要敷设管道，　平台。平台是作为人孔、液面计、阀门等操作用。　平台

。平台是作为人孔、液面计、阀门等操作用。

ｐａｇｅ　３