《管道設(shè)計(jì)ppt課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《管道設(shè)計(jì)ppt課件（64頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第7章管道設(shè)計(jì),1,在藥品生產(chǎn)中，水、蒸汽以及各種流體物料通常采用管道來(lái)輸送。管道布置是否合理,不僅影響裝置的基建投資,而且與裝置建成后的生產(chǎn)、管理、安全和操作費(fèi)用密切相關(guān)。因此,管道設(shè)計(jì)在制藥工程設(shè)計(jì)中占有重要的地位。,管道設(shè)計(jì)的內(nèi)容,管道設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料,1.管道設(shè)計(jì)概述,管道設(shè)計(jì)已具備的基礎(chǔ)資料有：施工階段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖設(shè)備一覽表設(shè)備的平面布置圖和立面布置圖定型設(shè)備樣本或安裝圖,非定型設(shè)備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖和安裝圖物料衡算和能量衡算資料水、蒸汽等總管路的走向、壓力等情況建(構(gòu))筑物的平面布置圖和立面布置圖與管道設(shè)計(jì)有關(guān)的其它資料,如廠址所在地區(qū)的地質(zhì)、水文資料等。,1.1管道設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料,管

2、道設(shè)計(jì)一般包括以下內(nèi)容：選擇管材管路計(jì)算管道布置設(shè)計(jì)管道絕熱設(shè)計(jì)管道支架設(shè)計(jì)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),1.2管道設(shè)計(jì)的內(nèi)容,7.2.1公稱壓力和公稱直徑,7.2.2管道,7.2.3閥門(mén),7.2.4管件,2.管道、閥門(mén)及管件,公稱壓力和公稱直徑是管子、閥門(mén)及管件尺寸標(biāo)準(zhǔn)化的兩個(gè)基本參數(shù)。1.公稱壓力公稱壓力是管子、閥門(mén)或管件在規(guī)定溫度下的最大許用工作壓力(表壓)。公稱壓力常用符號(hào)Pg表示，可分為12級(jí)。表1公稱壓力等級(jí),2.1公稱壓力和公稱直徑,2.公稱直徑公稱直徑是管子、閥門(mén)或管件的名義內(nèi)直徑，常用符號(hào)Dg表示，如公稱直徑為100mm可表示為Dg100。公稱直徑并不一定就是實(shí)際內(nèi)徑。例如，管子的公稱直徑

3、既不是它的外徑，也不是它的內(nèi)徑，而是小于管子外徑的一個(gè)數(shù)值。管子的公稱直徑一定，其外徑也就確定了，但內(nèi)徑隨壁厚而變。,表2無(wú)縫鋼管的公稱直徑與外徑單位：mm,對(duì)法蘭或閥門(mén)而言，公稱直徑是指與其相配的管子的公稱直徑。如Dg100的管法蘭或閥門(mén)，指的是連接公稱直徑為100mm的管子用的管法蘭或閥門(mén)。各種管路附件的公稱直徑一般都等于其實(shí)際內(nèi)徑。,1.常用管子2.管道連接3.管道的熱補(bǔ)償4.管道油漆及顏色5.管道驗(yàn)收,2.2管道,鋼管鋼管包括焊接(有縫)鋼管和無(wú)縫鋼管兩大類。焊接鋼管：通常由碳鋼板卷焊而成，以鍍鋅管較為常見(jiàn)。焊接鋼管的強(qiáng)度低，可靠性差，常用作水、壓縮空氣、蒸汽、冷凝水等流體的輸送管道。

4、無(wú)縫鋼管可由普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、普通低合金鋼、合金鋼等的管壞熱軋或冷軋(冷撥)而成，其中冷軋無(wú)縫鋼管的外徑和壁厚尺寸較熱軋的精確。無(wú)縫鋼管品質(zhì)均勻、強(qiáng)度較高，常用于高溫、高壓以及易燃、易爆和有毒介質(zhì)的輸送。,1.常用管子,有色金屬管在藥品生產(chǎn)中，銅管和黃銅管、鉛管和鉛合金管、鋁管和鋁合金管都是常用的有色金屬管。銅管和黃銅管可用作換熱管或真空設(shè)備的管道鉛管和鉛合金管可用來(lái)輸送1565%的硫酸鋁管和鋁合金管可用來(lái)輸送濃硝酸、甲酸、醋酸等物料。,非金屬管,無(wú)機(jī)非金屬管,有機(jī)非金屬管,橡膠管、聚丙烯管、硬聚氯乙烯管、聚四氟乙烯管、耐酸酚醛塑料管、不透性石墨管等,玻璃管、搪玻璃管、玻璃鋼管、陶瓷管等

5、,卡套連接常用于小直徑(40mm)管道、閥門(mén)及管件間的連接，具有連接簡(jiǎn)單、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)，常用于儀表、控制系統(tǒng)等管道的連接。螺紋連接常用于小直徑(50mm)低壓鋼管或硬聚氯乙烯管道、管件、閥門(mén)間的連接。具有連接簡(jiǎn)單、拆裝方便、成本較低等優(yōu)點(diǎn),但連接的可靠性較差,螺紋連接處易發(fā)生滲漏,因而不宜用作易燃、易爆和有毒介質(zhì)輸送管道之間的連接。,2.管道連接,焊接藥品生產(chǎn)中最常用的一種管道連接方法，具有施工方便、連接可靠、成本較低的優(yōu)點(diǎn)。凡是不需要拆裝的地方，應(yīng)盡可能采用焊接。所有的壓力管道，如煤氣、蒸汽、空氣、真空等管道應(yīng)盡量采用焊接。法蘭連接常用于大直徑、密封性要求高的管道連接,也可用于玻璃管、塑料

6、管、閥門(mén)、管件或設(shè)備之間的連接。法蘭連接的優(yōu)點(diǎn)是連接強(qiáng)度高,密封性能好，拆裝比較方便。缺點(diǎn)是成本較高。,管道的安裝都是在常溫下進(jìn)行的，而在實(shí)際生產(chǎn)中被輸送介質(zhì)的溫度通常不是常溫，此時(shí)，管道會(huì)因溫度變化而產(chǎn)生熱脹冷縮。當(dāng)管道不能自由伸縮時(shí)，其內(nèi)部將產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。管道的熱應(yīng)力與管子的材質(zhì)及溫度變化有關(guān)，而與管道長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。所以，不能因?yàn)楣茏佣潭鲆暉釕?yīng)力。為減弱或消除熱應(yīng)力對(duì)管道的破壞作用，在管道布置時(shí)應(yīng)考慮相應(yīng)的熱補(bǔ)償措施。,3.管道的熱補(bǔ)償,一般情況下，管道布置應(yīng)盡可能利用管道自然彎曲時(shí)的彈性來(lái)實(shí)現(xiàn)熱補(bǔ)償，即采用自然補(bǔ)償。有熱補(bǔ)償作用的自然彎曲管段又稱為自然補(bǔ)償器。(a)L形補(bǔ)償器(b)Z形

7、補(bǔ)償器,若使用溫度低于1000C或公稱直徑不超過(guò)50mm的管道，一般可不考慮熱補(bǔ)償。表3可不裝補(bǔ)償器的最大直管長(zhǎng)度,當(dāng)自然補(bǔ)償不能滿足要求時(shí)，應(yīng)考慮采用補(bǔ)償器補(bǔ)償。補(bǔ)償器的種類很多。(a)U形(b)波形(單波)圖2常用補(bǔ)償器,徹底除銹后的管道表層應(yīng)涂紅丹底漆兩道，油漆一道。需保溫的管道應(yīng)在保溫前涂紅丹底漆兩道，保溫后再在外表面上油漆一道。敷設(shè)于地下的管道應(yīng)先涂冷底子油一道，再涂瀝青一道，然后填土。不銹鋼或塑料管道不需涂漆。,4.管道油漆及顏色,表4常見(jiàn)管道油漆顏色,安裝完成后的管道需進(jìn)行強(qiáng)度及氣密性試驗(yàn)。,5.管道驗(yàn)收,水壓試驗(yàn)氣密性試驗(yàn),常用閥門(mén),閥門(mén)的選擇,2.3閥門(mén),(1)旋塞閥具有結(jié)構(gòu)

8、簡(jiǎn)單、啟閉方便快捷、流動(dòng)阻力較小等優(yōu)點(diǎn)。旋塞閥常用于溫度較低、粘度較大的介質(zhì)以及需要迅速啟閉的場(chǎng)合，但一般不適用于蒸汽和溫度較高的介質(zhì)。由于旋塞很容易鑄上或焊上保溫夾套，因此可用于需要保溫的場(chǎng)合。此外，旋塞閥配上電動(dòng)、氣動(dòng)或液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)后，可實(shí)現(xiàn)遙控或自控。,圖3旋塞閥,1.常用閥門(mén),(2)球閥內(nèi)有一可繞自身軸線作900旋轉(zhuǎn)的球形閥瓣,閥瓣內(nèi)設(shè)有通道。球閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,旋轉(zhuǎn)900即可啟閉。球閥的使用壓力比旋塞閥高,密封效果較好,且密封面不易擦傷,可用于漿料或粘稠介質(zhì)。,圖4球閥,圖5閘閥,(3)閘閥內(nèi)有一與介質(zhì)的流動(dòng)方向相垂直的平板閥心，利用閥心的升起或落下可實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的啟閉。其優(yōu)點(diǎn)是不改

9、變流體的流動(dòng)方向，因而流動(dòng)阻力較小。閘閥主要用作切斷閥，常用作放空閥或低真空系統(tǒng)閥門(mén)。閘閥一般不用于流量調(diào)節(jié)，也不適用于含固體雜質(zhì)的介質(zhì)。缺點(diǎn)是密封面易磨損，且不易修理。,圖6截止閥,(4)截止閥其閥座與流體的流動(dòng)方向垂直，流體向上流經(jīng)閥座時(shí)要改變流動(dòng)方向，因而流動(dòng)阻力較大。截止閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)性能好，常用于流體的流量調(diào)節(jié)，但不宜用于高粘度或含固體顆粒的介質(zhì)，也不宜用作放空閥或低真空系統(tǒng)閥門(mén)。,搖板式止回閥,升降式止回閥,(5)止回閥內(nèi)有一圓盤(pán)或搖板，當(dāng)介質(zhì)順流時(shí)，閥盤(pán)或搖板即升起打開(kāi)；當(dāng)介質(zhì)倒流時(shí)，閥盤(pán)或搖板即自動(dòng)關(guān)閉。因此，止回閥是一種自動(dòng)啟閉的單向閥門(mén)，用于防止流體逆向流動(dòng)的場(chǎng)合，如在離

10、心泵吸入管路的入口處常裝有止回閥。止回閥一般不宜用于高粘度或含固體顆粒的介質(zhì)。,圖7止回閥,(6)疏水閥疏水閥的作用是自動(dòng)排除設(shè)備或管道中的冷凝水、空氣及其它不凝性氣體，同時(shí)又能阻止蒸汽的大量逸出。因此，凡需蒸汽加熱的設(shè)備以及蒸汽管道等都應(yīng)安裝疏水閥。,一般情況下，閥門(mén)可按以下步驟進(jìn)行選擇：(1)選擇閥門(mén)材質(zhì)。(2)確定閥門(mén)的公稱壓力。(3)選擇密封面材質(zhì)。密封面材質(zhì)的最高使用溫度應(yīng)高于工作溫度。(4)確定閥門(mén)的公稱直徑。(5)選擇閥門(mén)的連接形式。(6)確定閥門(mén)的類別、結(jié)構(gòu)形式和型號(hào)。,2.閥門(mén)的選擇,管件是管與管之間的連接部件，延長(zhǎng)管路、連接支管、堵塞管道、改變管道直徑或方向等均可通過(guò)相應(yīng)的

11、管件來(lái)實(shí)現(xiàn)，如利用法蘭、活接頭、內(nèi)牙管等管件可延長(zhǎng)管路，利用各種彎頭可改變管路方向，利用三通或四通可連接支管，利用異徑管或內(nèi)外牙可改變管徑，利用管帽或管堵可堵塞管道等。,2.4管件,450彎頭(b)900彎頭(c)回彎頭(d)三通(e)四通(f)變徑,(g)管帽(h)管塞(i)法蘭(j)內(nèi)牙管(k)內(nèi)外牙(l)活接頭圖8常用管件,3.管道布置中的常見(jiàn)技術(shù)問(wèn)題,一、管道敷設(shè)二、管道排列三、管路坡度四、管路高度五、安裝、操作和檢修六、管路安全,一、管道敷設(shè),1.管道既可以明敷，也可以暗敷。一般化工車(chē)間內(nèi)的管道多采用明敷，以減少投資，并有利于安裝、操作和檢修。有潔凈要求的車(chē)間，動(dòng)力室、空調(diào)室內(nèi)的管道

12、可采用明敷，而潔凈室內(nèi)的管道應(yīng)盡可能采用暗敷。2.應(yīng)盡量縮短管路的長(zhǎng)度，并注意減少拐彎和交叉。多條管路宜集中布置，并平行敷設(shè)。,一、管道敷設(shè),3.明敷的管道可沿墻、柱、設(shè)備、操作臺(tái)、地面或樓面敷設(shè)，也可架空敷設(shè)。暗敷管道常敷設(shè)于地下或技術(shù)夾層內(nèi)。4.陶瓷管的脆性較大，敷設(shè)于地下時(shí)，距地面的距離不能小于0.5m。,一、管道敷設(shè),5.架空敷設(shè)的管道在靠近墻的轉(zhuǎn)彎處應(yīng)設(shè)置管架?？繅Ψ蟮墓艿?，其支架可直接固定于墻上。6.塑料管等熱膨脹系數(shù)較大的管道不能堅(jiān)固于支架上。輸送蒸汽或高溫介質(zhì)的管道，其支架宜采用滑動(dòng)式。,二、管道排列,管道的排列方式應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求以及被輸送介質(zhì)的性質(zhì)等情況進(jìn)行綜合考慮。1.

13、小直徑管道可支承在大直徑管道的上方或吊在大直徑管道的下方。2.輸送熱介質(zhì)的管道或保溫管道應(yīng)布置在上層；反之，輸送冷介質(zhì)的管道或不保溫管道應(yīng)布置在下層。,二、管道排列,3.輸送無(wú)腐蝕性介質(zhì)、氣體介質(zhì)、高壓介質(zhì)的管道以及不需經(jīng)常檢修的管道應(yīng)布置在上層；反之，輸送腐蝕性介質(zhì)、液體介質(zhì)、低壓介質(zhì)的管道以及需經(jīng)常檢修的管道應(yīng)布置在下層；4.大直徑管道、常溫管道、支管少的管道、高壓管道以及不需經(jīng)常檢修的管道應(yīng)靠墻布置在內(nèi)側(cè)；反之，小直徑管道、高溫管道、支管多的管道、低壓管道以及需經(jīng)常檢修的管道應(yīng)布置在外側(cè)。,三、管路坡度,管路敷設(shè)應(yīng)有一定的坡度，坡度方向大多與介質(zhì)的流動(dòng)方向一致，但也有個(gè)別例外。管路坡度與

14、被輸送介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，常見(jiàn)管路的坡度可參照下表中的數(shù)據(jù)選取。,表5常見(jiàn)管路的坡度,四、管路高度,管路距地面或樓面的高度應(yīng)在100mm以上，并滿足安裝、操作和檢修的要求。當(dāng)管路下面有人行通道時(shí)，其最低點(diǎn)距地面或樓面的高度不得小于2m。當(dāng)管路下布置機(jī)泵時(shí)，應(yīng)不小于4m；穿越公路時(shí)不得小于4.5m；穿越鐵路時(shí)不得小于6m。上下兩層管路間的高度差可取1000、1200、1400mm。,五、安裝、操作和檢修,1.管道的布置應(yīng)不擋門(mén)窗、不防礙操作，并盡量減少埋地或埋墻長(zhǎng)度，以減輕日后檢修的困難。2.當(dāng)管道穿過(guò)墻壁或樓層時(shí)，在墻或樓板的相應(yīng)位置應(yīng)預(yù)留管道孔，且穿過(guò)墻壁或樓板的一段管道不得有焊縫。3.管路的間

15、距不宜過(guò)大，但要考慮保溫層的厚度，并滿足施工要求。一般可取200、250或300mm。管外壁、法蘭外邊、保溫層外壁等突出部分距墻、柱、管架橫梁端部或支柱的距離均不應(yīng)小于100mm。,五、安裝、操作和檢修,4.在管路的適當(dāng)位置應(yīng)配置法蘭或活接頭。小直徑水管可采用絲扣連接，并在適當(dāng)位置配置活接頭；大直徑水管可采用焊接并適當(dāng)配置法蘭，法蘭之間可采用橡膠墊片。5.為操作方便，一般閥門(mén)的安裝高度可取1.2m，安全閥可取2.2m，溫度計(jì)可取1.5m，壓力計(jì)可取1.6m。6.輸送蒸汽的管道，應(yīng)在管路的適當(dāng)位置設(shè)分水器，以及時(shí)排出冷凝水。,六、管路安全,1.管路應(yīng)避免從電動(dòng)機(jī)、配電盤(pán)、儀表盤(pán)的上方或附近通過(guò)。

16、2.若被輸送介質(zhì)的溫度與環(huán)境溫度相差較大，則應(yīng)考慮熱應(yīng)力的影響，必要時(shí)可在管路的適當(dāng)位置設(shè)補(bǔ)償器，以消除或減弱熱應(yīng)力的影響。3.輸送易燃、易爆、有毒及腐蝕性介質(zhì)的管路不應(yīng)從生活間、樓梯和通道等處通過(guò)。4.凡屬易燃、易爆介質(zhì)，其貯罐的排空管應(yīng)設(shè)阻火器。5.室內(nèi)易燃、易爆、有毒介質(zhì)的排空管應(yīng)接至室外，彎頭向下。,4.管道布置技術(shù),常見(jiàn)設(shè)備的管道布置1.容器2.泵3.換熱器,1.容器,(1)釜式反應(yīng)器等立式容器周?chē)瓌t上可分成配管區(qū)和操作區(qū)，其中操作區(qū)主要用來(lái)布置需經(jīng)常操作或觀察的加料口、視鏡、壓力表和溫度計(jì)等，配管區(qū)主要用來(lái)布置各種管道和閥門(mén)等。(2)立式容器底部的排出管路若沿墻敷設(shè)，距墻的距離可

17、適當(dāng)減少，以節(jié)省占地面積。但設(shè)備的間距應(yīng)適當(dāng)增大，以滿足操作人員進(jìn)入和切換閥門(mén)所需的面積和空間，如圖9(a)所示。,1.容器,圖9（a）沿墻敷設(shè),1.容器,(3)若排出管從立式容器前部引出，則容器與設(shè)備或墻的距離均可適當(dāng)減小。一般情況下，閥門(mén)后的排出管路應(yīng)立即敷設(shè)于地面或樓面以下，如圖9(b)所示。,圖9（b）從設(shè)備前部引出,1.容器,(4)若立式容器底部距地面或樓面的距離能夠滿足安裝和操作閥門(mén)的需要，則可將排出管從容器底部中心引出，如圖9(c)所示。從設(shè)備底部中心直接引出排出管既可減少敷設(shè)高度，又可節(jié)約占地面積，但設(shè)備的直徑不宜過(guò)大，否則會(huì)影響閥門(mén)的操作。(5)需設(shè)置操作平臺(tái)的立式容器，其進(jìn)

18、入管道宜對(duì)稱布置，如圖10(a)所示。,1.容器,圖9(c)從設(shè)備底部中心引出,1.容器,圖10（a）對(duì)稱布置,1.容器,(6)對(duì)可站在地面或樓面上操作閥門(mén)的立式容器，其進(jìn)入管道宜敷設(shè)在設(shè)備前部，如圖10(b)所示。(7)若容器較高，且需站在地面或樓面上操作閥門(mén)，則其進(jìn)入管路可參考圖10(c)中的方法布置。(8)臥式容器的進(jìn)出料口宜分別設(shè)置在兩端，一般可將進(jìn)料口設(shè)在頂部，出料口設(shè)在底部。,1.容器,圖10(b)布置在設(shè)備前,1.容器,圖10(c)較高設(shè)備進(jìn)入管的布置,2.泵,(1)泵的進(jìn)、出口管路均應(yīng)設(shè)置支架，以避免進(jìn)、出口管路及閥門(mén)的重量直接支承于泵體上。(2)應(yīng)盡量縮短吸入管路長(zhǎng)度，并避免

19、不必要的管件和閥門(mén)，以減少吸入管路阻力。(3)吸入管路的內(nèi)徑不應(yīng)小于泵吸入口的內(nèi)徑。若泵的吸入口為水平方向，則可在吸入管路上配置偏心異徑管，管頂取平，如圖11(a)所示。若吸入口為垂直方向，則可配置同心異徑管，如圖11(b)所示。,2.泵,圖11,2.泵,(4)為防止停泵時(shí)發(fā)生物料“倒沖”現(xiàn)象，在泵的出口管路上應(yīng)設(shè)止回閥。止回閥應(yīng)布置在泵與切斷閥之間，停泵后應(yīng)關(guān)閉切斷閥，以免止回閥板因長(zhǎng)期受壓而損壞。(5)在布置懸臂式離心泵的吸入管路時(shí)應(yīng)考慮拆修葉輪的方便。(6)往復(fù)泵、齒輪泵、螺桿泵、旋渦泵等容積式泵的出口不能堵死，其排出管路上一般應(yīng)設(shè)安全閥，以防泵體、管路和電機(jī)因超壓而損壞。(7)計(jì)量泵、

20、蒸汽往復(fù)泵以及非金屬泵的吸入口處均應(yīng)設(shè)置過(guò)濾器，以免雜物進(jìn)入泵體。,3.換熱器,換熱器的種類很多，其管道布置原則和方法基本相似?，F(xiàn)以常見(jiàn)的管殼式換熱器為例介紹換熱器的管道布置。(1)管殼式換熱器已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，其基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定。但接管直徑、管口方位和安裝結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)管路計(jì)算和布置要求確定。(2)換熱器的管道布置應(yīng)考慮冷熱流體的流向。一般熱流體應(yīng)自上而下流動(dòng)，冷流體應(yīng)自下而上流動(dòng)。,3.換熱器,(3)換熱器左側(cè)的管道應(yīng)盡可能拐向左側(cè)，右側(cè)的管道應(yīng)盡可能拐向右側(cè)。(4)換熱器的管道布置不應(yīng)妨礙換熱管(束)的抽取，以及閥門(mén)、法蘭等的安裝、檢修或拆卸。(5)閥門(mén)、壓力表、溫度計(jì)等都要安裝在管道上，而不能安裝在換熱器上。(6)進(jìn)、出口管道的低點(diǎn)處應(yīng)設(shè)排液閥，出口管道靠近換熱器處應(yīng)設(shè)排氣閥。(7)換熱器的進(jìn)、出口管路應(yīng)設(shè)置必要的支吊架，以免進(jìn)、出口管路及閥門(mén)的重量全部支承在換熱器上。,第五節(jié)管道布置圖的表示方法,1.單根管道,第五節(jié)管道布置圖的表示方法,2.多根管道,第五節(jié)管道布置圖的表示方法,3.交叉管道,第五節(jié)管道布置圖的表示方法,4.彎管,第五節(jié)管道布置圖的表示方法,5.三通,