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1、1,第七章 管道布置设计,西北民族大学 化工学院 20052006,2,第七章 管道布置设计,7.1 化工车间管道布置设计的任务和要求 7.2 管架和管道的安装布置 7.3 典型设备的管道布置 7.4 管道布置图,3,7.1 化工车间管道布置设计的任务和要求,7.1.1 化工车间管道布置设计的任务 7.1.2 化工车间管道布置设计的要求 (一)化工车间管道布置的要求 (二)进行化工车间管道布置时应注意的问题,4,7.1.1 化工车间管道布置设计的任务,(1)确定车间中各个设备的管口方位和与之相连接的管段的接口位置。 (2)确定管道的安装连接和铺设、支承方式。 (3)确定各管段(包括管道、管件、
2、阀门及控制仪表)在空间的位置。 (4)画出管道布置图,表示出车间中所有管道在平面、立面的空间位置,作为管道安装的依据。 (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。,5,(一)化工车间管道布置的要求,化工车间管道布置应符合下列要求: (1)符合生产工艺流程的要求,并能满足生产要求; (2)便于操作管理,并能保证安全生产; (3)便于管道的安装和维护; (4)要求整齐美观,并尽量节约材料和投资。,6,(二)进行化工车间管道布置时应注意的问题,化工车间管道布置除了符合上述要求外,还应仔细考虑下列问题。 (1)物料因素 (2)考虑施工、操作及维修 (3)安全生产 (4)
3、其他因素,7,(1)物料因素, 输送易燃、易爆、有毒及有腐蚀性的物料管道不得铺设在生活间、楼梯、走廊和门等处,这些管道上还应设置安全阀、防爆膜、阻火器和水封等防火防爆装置,并应将放空管引至指定地点或高过屋面2m以上。 有腐蚀性物料的管道,不得铺设在通道上空和并列管线的上方或内侧。,8,物料因素(2), 管道铺设时应有一定的坡度,坡度方向一般是沿物流的方向,坡度一般为1/100 - 5/1000。粘度小的液体物料管道可取5/1000左右,含固体的物料管道可取1/100左右。 真空管线应尽量短,尽量减少弯头和阀门,以降低阻力,达到更高的真空度。,9,(2)考虑施工、操作及维修, 管道应尽量集中布置
4、在公用管架上,平行走直线,少拐弯,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排列。 支管多的管道应布置在并行管线的外侧,引出支管时,气体管道应从上方引出,液体管道应从下方引出,管道应尽量避免出现“气袋”、“口袋”和“盲肠”。,10,考虑施工、操作及维修(2), 管道应尽量沿墙面铺设,或布置在固定在墙上的管架上,管道与墙面之间的距离以能容纳管件、阀门及方便安装维修为原则。 管道穿过墙壁和楼板时,应在墙面和楼板上预埋一个直径大的套管,让管线穿过套管,防止管道移动或振动时对墙面或楼板造成损坏。套管应高出楼板、平台表面50mm。,11,考虑施工、操作及维修(3), 为
5、了安装和操作方便,管道上的阀门和仪表的布置高度可参考以下数据: 阀门(包括球阀、截止阀、闸阀) 1.2-1.6m 安全阀 2.2m 温度计、压力计 1.4-1.6m 为了方便管道的安装、检修及防止变形后碰撞,管道间应保持一定的间距。阀门、法兰应尽量错开排列,以减小间距。,12,(3)安全生产, 架空管道与地面的距离除符合工艺要求外,还应便于操作和检修。管道跨越通道时,最低点离地:通过人行道时不小于2m;通过公路时不小于4.5m;通过铁路时不小于6m;通过厂区主要交通干线时离地5m。 直接埋地或管沟中铺设的管道通过道路时应加套管等加以保护。,13,安全生产(2), 为了防止介质在管内流动产生静电
6、聚集而发生危险,易燃、易爆介质的管道应采取接地措施,以保证安全生产。 长距离输送蒸汽或其他热物料的管道,应考虑热补偿问题,如在两个固定支架之间设置补偿器和滑动支架。,14,安全生产(3), 玻璃管等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。 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。,15,(4)其他因素,管道与阀门一般不宜直接支承在设备上。 距离较近的两设备间的连接管道,不应直连,应用45o或90o弯接。 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。,16,7.2 管架和管道的安装布置,7.2.1 管架
7、 7.2.2 管道在管架上的平面布置原则 7.2.3 管道和管架的立面布置原则,17,7.2.1 管架,管架是用来支承、固定和约束管道的。 管架可分为室外管架和室内管架两类。 室外管架一般由独立的支柱或带有衍架式形成的管廊或管桥。 而室内管架不一定另设支柱,经常利用厂房的柱子、墙面、楼板或设备的操作平台进行支承和吊挂。 任何管道都不是直接铺设在管架梁上,而是用支架支承或固定在支架梁上的。,18,管架(2),管道支架(管卡、支架、吊架)已有标准设计,按管架通用系列选用。管道支架按其作用分为下列四种。 (1)固定支架 (2)滑动支架 (3)导向支架 (4)弹簧吊架,19,(1)固定支架,用在管道上
8、不允许有任何位移的地方。它除支承管道的重量外,还承受管道的水平作用力。 如在热力管线的各个补偿器之间设置固定支架,可以分配各补偿器分担的补偿量,并且两个固定支架之间必须安装补偿器,否则这段管子将会因热胀冷缩而损坏。 在设备管口附近设置固定支架,可减少设备管口的受力。,20,(2)滑动支架,滑动支架只起支撑作用,允许管道在平面上有一定位移。,21,(3)导向支架,用于允许轴向位移而不允许横向位移的地方。 如形补偿器的两端和铸铁阀的两侧。,22,(4)弹簧吊架,当管道有垂直位移时,例如热力管线的水平管段或垂直管到顶部弯管处,以及沿楼板下面铺设的管道,均可采用弹簧吊架。 弹簧有弹性,当管道垂直位移时
9、仍能提供必要的支吊力。,23,7.2.2 管道在管架上的平面布置原则,(1)较重的管道布置在靠近支柱处 (2)连接管道布置在设备同侧的外边 (3)工艺管道置于下层 (4)切断阀应布置成一排 (5)高温或低温的管道要用管托 (6)支架间的距离要适当,24,(1)较重的管道布置在靠近支柱处,较重的管道(大直径、液体管道等)应布置在靠近支柱处,这样梁和柱所受弯矩小,节约管架材料。 公用工程管道布置在管架当中,支管引向左侧的布置在左侧,反之置于右侧。形补偿器应组合布置,将补偿器升高一定高度后水平地置于管道的上方,并将最热和直径大的管道放在最外边。,25,(2)连接管道布置在设备同侧的外边,连接管廊同侧
10、设备的管道布置在设备同侧的外边;连接管架两侧的设备的管道布置在公用工程管线的左、右两边。 进出车间的原料和产品管道可根据其转向布置在右侧或左侧。,26,(3)工艺管道置于下层,当采用双层管架时,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。 小直径管道可支承在大直径管道上,节约管架宽度,节省材料。,27,(4)切断阀应布置成一排,管架上支管上的切断阀应布置成于一排,其位置应能从操作台或管廊上的人行道上进行操作和维修。,28,(5)高温或低温的管道要用管托,高温或低温的管道要用管托,将管道从管架上升高0.1m
11、,以便于保温。,29,(6)支架间的距离要适当,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。 固定支架和活动支架之间的适宜间距可参考表7-1中的数据。,30,表7-1 管道支架间距,31,7.2.3 管道和管架的立面布置原则,(1)当管架下方为通道时 (2)同方向两层管道的标高 (3)管架下布置机泵时 (4)装有孔板的管道,32,(1)当管架下方为通道时,当管架下方为通道时,管底距车行道路路面的距离要大于4.5m;道路为主干道时要大于6m;是人行道时要大于2.2m;管廊下有泵时要大于4m。,33,(2)同方向
12、两层管道的标高,通常使同方向的两层管道的标高相差1.0 - 1.6m,从总管上引出的支管比总管高或低0.5一0.8m。 在管道改变方向时要同时改变标高。 大口径管道需要在水平面上转向时,要将它布置在管架最外侧。,34,(3)管架下布置机泵时,管架下布置机泵时,其标高应符合机泵布置时的净空要求。 若操作平台下面的管道进入管道上层,则上层管道标高可根据操作平台标高来确定。,35,(4)装有孔板的管道,装有孔板的管道宜布置在管架外侧,并尽量靠近柱子。 自动调节阀可靠近柱子布置,并用柱子固定。 若管廊上层设有局部平台或人行道时,需常操作或维修的阀门和仪表宜布置在管架上层。,36,7.3 典型设备的管道
13、布置,7.3.1 容器的管道布置 7.3.2 换热器的管道布置 7.3.3 塔的管道布置,37,7.3.1 容器的管道布置,(一)立式容器(包括反应器) (1)管口方位 (2)管道布置 (二)卧式容器 (1)管口方位 (2)管道布置,38,(1)管口方位,立式容器的管口方位取决于管道布置的需要。 一般划分为操作区与配管区两部分 (见图7-1)。 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。,39,图7-1 立式容器的管口方位,40,(2)管道布置,立式容器(包括反应器)一般成排布置,因此把操作相同的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。 例如
14、,两个容器成排布置时,可将管口对称布置。三个以上容器成排布置时,可将各管口布置在设备的相同位置。 有搅拌装置的容器,管道不得妨碍搅拌器的拆卸和维修。图7-2为立式容器的管道布置简图。,41,立式容器的管道布置简图说明(1),(a)表示距离较近的两设备间的管道不能直连,而应采用45o或90o弯接。 (b)进料管置于设备之前,便于站在地(楼)面上进行操作。 (c)出料管沿墙铺设时,设备间的距离大一些,人可进入设备间操作,离墙的距离就可小一些。,42,立式容器的管道布置简图说明(2),(d)出料从前部引出,经过阀门后立即引入地下(走地沟或埋地铺设),设备之间的距离及设备与墙之间的距离均可小一些。 (
15、e)容器直径不大和底部离地(楼)面较高时,出料管从底部中心引出。这样布置,其管道短,占地面积小。 (f)两个设备的进料管对称布置,便于人站在操作台上进行操作。,43,图7-2 立式容器的管道布置简图,44,(1)管口方位,卧式容器的管口方位见图7-3。 液体和气体的进出口 放空管、放净口 安全阀 吹扫蒸汽进口 液面计、压力表、温度计 人孔、支座 接口要靠近相连的设备,45,图7-3 卧式容器的管口方位,46, 液体和气体的进出口,液体和气体的进口一般布置在容器一端的顶上,液体出口一般在另一端的底部,蒸汽出口则在液体出口的顶上。 进口也能从底部伸入,在对着管口的地方设防冲板,这种布置适合于大口径
16、管道,有时能节约管子与管件。,47, 放空管、放净口,放空管在容器一端的顶上,放净口在另一端的底下,同时使容器向放净口那头倾斜。 若容器水平安装,则放净口可安装在易于操作的任何位置或出料管上。如果人孔设在顶部,放空口则设在人孔盖上。,48, 安全阀,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。,49, 吹扫蒸汽进口,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。,50,液面计、压力表、温度计,进出口分布在容器的两端,若进出料引起的液面波动不大,则液面计的位置不受限制,否则应放在容器的中部。 压力表则装在顶部气相部位,在地面上或操作台上看得见的地方。 温度计装在近底部的液相部位,从侧面水平进入,通常与出口在同一断面上,对着通道或平台。,51, 人孔、支座,人孔可布置在顶上、侧面或封头中心,以侧面较为方便;但在框架上支承时,占用面积较大,故以布置在顶上为宜。 人孔中心高出地面3.6m以上应设操作平台。 支座以布置