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1、化工设计,第六章 化工管道布置设计 Chart6 Pipeline arrangement design,6.1 管道布置设计概述,6.2 管道布置,6.3 管道布置图,6.1 管道布置设计,一、化工车间管道布置设计的任务 (1) 确定车间中各设备管口方位和与之相连接管段的接口位置。 (2) 确定管道的安装连接和铺设、支承方式。 (3) 确定各管段(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，表示车间中所有管道在平面、立面的空间位置，作为安装依据。 (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。,二、管道敷设种类,管道敷设方式可以分为地上架
2、空敷设和地下敷设两类。,1. 架空敷设 架空敷设类型：,(1) 管道成排集中布置在管廊、管架或管墩上。 适用于：连接距离较远的设备之间的管道、进出装置的工艺管道以及公用工程管道。,管廊：规模大，联系设备多，有多种平面形状及分支，宽度可达 10m以上，下方可布置泵和其他设备，上方布置空气冷却器。 管架：规模较小和较少使用。 管墩：混凝土构架或混凝土和钢的混合构架，或是枕式混凝土墩。敷设高度低，管道下方不通行。,(2) 管道敷设在支吊架上 支吊架常生根于建筑物、构筑物、设备外壁和设备平台上。 (3) 特殊管道的布置 有色金属、玻璃、搪瓷和塑料等管道强度低，脆性高，支承特殊考虑可布置在型钢构成的槽架
3、上，必要时可加软质材料、衬垫等。,2. 地下敷设分直接埋地敷设和管沟敷设,(1) 埋地敷设 优点：利用地下空间，一般不需支承。 缺点：管道易腐蚀，检修困难，低点排液不便，有物质凝固时处理困难。 适用于：不能采用架空装置时考虑。输送常温、不易凝固、不含固体、不易自聚、无腐蚀性或腐蚀性轻微的介质。,(2) 管沟敷设地下式、半地下式 优点：检修方便，可同时敷设有隔热层、温度高、输送易凝介质或有腐蚀性介质管道。 缺点：费用高，占地面积大，需设排水点。,三、车间管道布置设计基本要求 (1) 符合生产工艺流程，满足生产要求； (2) 便于操作管理，并保证安全生产； (3) 便于管道的安装和维护； (4)
4、要求整齐美观，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、有毒及有腐蚀性物料的管道不得铺设在生活间、楼梯、走廊和门等处，这些管道应设置安全阀、防爆膜、阻火器和水封等防火防爆装置，放空管应引至指定地点或高过屋面2m以上。 (2) 有腐蚀性物料管道，不得铺设在通道上空和并列管线上方或内侧。,(3) 管道铺设时应有一定坡度，方向沿物流方向。坡度大小一般为1/1003/1000。 (4) 真空管线应尽量短，减少弯头和阀门，以减小阻力，提高真空度。,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，平行直走，少拐
5、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。 (2) 支管多的管道布置在并行管线的外侧，气体支管应从上方引出，液体支管应从下方引出，尽量避免出现“气袋”、“口袋”和“盲肠”。 (3) 室内管道应尽量沿墙铺设，或固定在墙上管架上，管道与墙面之间距离要满足管件、阀门的操作、安装和维修。 (4) 阀门和仪表的安装高度要考虑操作方便和安全。,阀 门：1.21.6m 安全阀：2.2m 取样阀：1m左右 压力计：1.41.6m,3. 安全生产 架空管道与地面距离应满足工艺要求，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2m； 通过公路时 4.5m；
6、通过铁路时 6m； 通过厂区主要交通干线时离地5m,(2) 直接埋地或铺设在管沟中的管道通过道路时应加套管保护。 (3) 易燃、易爆介质管道应采取接地措施，防止介质在管内流动产生静电聚集而发生危险，保证安全生产。 (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。 (5) 输送有毒、有腐蚀性介质管道，不得在人行道上空设置阀件、伸缩器、法兰等，以免管道泄露时发生事故。,4. 其他因素 (1) 管道与阀门一般不宜直接支承在设备上。 (2) 距离较近两设备间的管道，不应直接连接，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。,(6)玻璃管等
7、脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹,避免管道破裂时溅出液体,发生意外。 (7)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。,6.2 管架和管道的安装布置,管架定义：用来支撑、固定、约束管道。 管架分类：室外管架、室内管架；前者有独立的支柱，后者依柱子、墙面、楼板或操作平台进行支持。 管道支架按作用分类：固定支架用在管道不允许有任何位移的地方；滑动支架只起支撑作用，允许管道在平面上有一定的位移；导向支架只允许轴向位移不允许横向位移；弹簧吊架管道有垂直位移的情况。,一、管道在管架上的平面布置原则 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
8、受弯矩小,节约管架材料。 (2) 当采取双层管架时,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,小直径管道可支撑在大直径管道上,节约管架宽度,节省材料。,(3) 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者管廊上的人行道上进行操作和维修。 (4) 高温或者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。 (5)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。,6.3 管道布置图,管道布置图（管道安装图或配
9、管图）表示车间内全部管道、管件、阀门、仪表和管架等的安装位置，管道与设备、厂房的相互关系。 管道布置图是车间内部管道安装施工的依据。 根据管道布置原则作出合理的布置设计，并绘出管道布置图。,一、管道及附件的常用画法,1. 管道：主要物料管道采用粗实线单线，其它管道用中粗实线，大直径或重要管道，可用中粗实线双线绘制。,管道连接方式在管道布置适当地方表示，如右图，或在文件中统一说明。,交叉管道画法： 一种是将下方被遮住的管道投影在交叉断开；另一种方法是将上方的管道投影在交叉处断裂，画出断裂符号。,管道转折改变走向按右图绘制。,重叠管道的画法：依次将上方的管道投影断裂，并画出断裂符号。,2. 管件、
10、阀门、仪表控制点的表示 与带控制点的工艺流程图基本相同。,4. 管道支架 用符号在平面图上表示出管道支架的位置，其符号见右图。 非标准管架应另行提供管架图。 在管道布置图中，管架符号上应用指线引出的长方框中注以管架代号。,二、管道布置图的绘制,1. 比例、图幅及分区 (1) 比例常用比例为1:50和1:100，复杂管道也可用1:20或1:25。 (2) 图幅常用1号或2号图纸，有时也用0号图纸。 (3) 分区原则车间范围时，可以各工段或工序为单位划分区段。,2视图配置 一般只画管道和设备平面布置图，当平面布置图不能表达清楚时，才画立面图或剖面图。 立面图和剖面图可与平面布置图画在同一张图纸上，
11、也可以单独画在另一张图纸上。 对多层建筑，应分层绘制管道平面布置图。,3. 绘制管道平、立面布置图,(1) 管道平面布置图,用细线按比例画出全部设备外形轮廓，平台、梯子、建筑物和构筑物的外形、电缆托架、电缆沟、仪表电缆和管道托架等。 画出设备上连接管口位置； 画出管道。,放净线,吹扫线,冷水,工艺气体,(2) 立面剖视图,在平面图上不能表达高度方向的管道布置情况时，可在平面图适当部位垂直剖切后绘出立面剖视图。 立面图或剖视图可与管道平面布置图绘在一图纸上，也可单独绘制。 按比绘制例立面剖视图，不标注尺寸，在平面图上标注剖切位置。在剖视图下方注明相应的剖视图名称。如“AA”、“B一B”、或“11
12、”、“22”、或“II”、“-”、等。,(3) 管道空视图（管段图）,表达一段管道及其所附管件、阀门、控制点等布置情况的立体图样。 按正等轴测投影绘制。 立体感强，图面清晰、美观，便于阅读，利于施工。,三、管道布置图的阅读,1. 明确视图数量及关系 了解平面图分区，平面图、立面剖视图数量及配置，弄清各立面剖视图在平面图上的剖切位置及各视图之间关系； 注意管道布置图样的类型、数量、有无管段图及设计模型，有无管件图、管架图等。,2. 看懂管道的来龙去脉 (1) 根据带控制点工艺流程图，找到起点设备和终点设备； (2) 从起点设备，按管道编号辨明走向、转弯和分支情况，依据管道标注物料代号、管径、标高
13、等，对照平面图和立面剖视图投影关系逐条弄清楚。 (3) 找出管件、阀门、控制点、管架等的位置，明确从起点设备到终点设备的管口，中间如何用管道连接的。,3. 分析管道位置 看懂管道走向，分析定位尺寸，注意管件一般不标注定位尺寸。 以建筑定位轴线或地面、设备中心线、设备管口法兰为基准，在平面图或立面图上查阅管道的水平定位尺寸及安装标高。 参考设备布置图、带控制点工艺流程图、管段图等，全面了解设备、管路、阀门等管件、控制点布置情况，确保读图的正确性。,7.4 典型设备的管道布置,1. 塔的管口方位 塔周围原则上分操作区和配管区。,7.4.1 塔的管道布置,操作区正对道路。 梯子、人孔、阀门、仪表、安
14、全阀、塔顶吊柱和操作平台布置在操作区; 塔与管廊、泵等设备的连接管道铺设在配管区内。,(1) 人孔布置在操作区，所有人孔布置在一条垂线上，正对道路。注意人(手)孔不能设在塔盘的降液管或密封盘处。,(2) 再沸器连接管口塔的出液口可布置在角度为2a的扇形区内。再沸器返回管或塔底蒸汽进口气流不能对着液封板，最好与它平行。,(3) 回流液管口 回流管上不需切断阀，可以布置在配管区内任一地方。,(4) 进料管口进料支管上设有切断阀，因此进料阀宜布置在操作区的边缘。,(5) 塔顶蒸汽出口可以从塔顶向上引出，也可采用内部弯管从塔顶中心引向侧面，使塔顶出口蒸汽管口靠近塔顶操作平台。,(6) 仪表液面计、温度
15、计及压力计等需要常观测的仪表应布置在操作区平台上方，便于观测。,2. 塔的配管 配管前应对流程图作总规划，考虑主要管道走向及布置要求，仪表和调节阀的位置，平台的设置及设备的布置要求等。,人孔正对主要通道，人孔布置区内不能有任何管道占据。 梯子布置在90与270两个扇形区内，也不能安排管道。 没有仪表和阀门的管道布置在180处扇形区内。,塔的立面配管： 人孔标高则取决于安装维修的要求。 塔的连接管道在离开管口后应立即向上或向下转弯，垂直部分应尽量接近塔身。 垂直管道在什么位置转成水平，取决于管廊的高度。 塔至管廊的管道的标高可高于或低于管廊标高0.50.8m。 再沸器的管道标高取决于塔底的出料口
16、和蒸汽进口位置。再沸器的管道和塔顶蒸气管道要尽量直，以减小流体阻力。,7.4.2 容器的管道布置,(1) 管口方位 根据管道布置需要，一般分操作区与配管区两部分。 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。,1. 立式容器（包括反应器）,(2)管道布置 立式容器一般成排布置，可把相同操作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。,2. 卧式容器,(1) 管口方位, 物料进口一般布置在容器一端顶上，液体出口在另一端的底部，蒸汽出口在液体出口的顶上； 放空管在容器一端顶上，放净口在另一端底下，容器向放净口倾斜。 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。 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进。 人孔可布置在顶上、侧面或封头中心， 侧面较为方便；但在框架上支承面积较大，故以布置在顶上为宜。 接口要靠近相连设备，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 管口一般布置在一条直线上，阀门直接安装
