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1、第六章第六章 管道布置设计管道布置设计教学目的：教学目的：了解管道布置的任务与要求,掌握管架、管道的安装 布置，熟悉设备的管道布置、管道布置图的画法。教学重点：教学重点：管架、管道、设备管道布置教学难点：教学难点：设备管道布置教学方法：教学方法：课堂讲授教学时数：教学时数：4学时实施方案：实施方案：3/26/20221化工设计第一节第一节 概述概述一、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、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、
2、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、型钢等到的材质、规格和数量。3/26/20222化工设计二、化工车间管道布置设计的要求 化工车间管道布置应符合下列要求：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，并能保证安装生产； 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。3/26/20223化工设计 3、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1/1005/1000。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。 4、真
3、空管线尽量短，尽量减少弯头和阀门，以降低阻力，达到更高的真空度。 5、管道应尽量集中布置在公用管架上，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。3/26/20225化工设计6、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”。7、管道应尽量沿墙面铺设，或布置在固定在墙上的架管上，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。3/26/20226化工设计8、管道穿过墙壁和楼板时，应在墙面和楼板上预埋一个直径在套，让管线穿过套管，防止管
4、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。9、为了安装和操作方便，管道上的阀门和仪表的布置高度可以参考以下数据： 阀门（包括球阀、截止阀、闸阀）1.21.6m 安全阀 2.2m 温度计、压力计 1.41.6m10、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。3/26/20227化工设计 11、架空管道与地面的距离除符合工艺要求外，还应便于操作和检查。管道跨道通道时，最低点离地：通过人行道时不小于2 m；通过公路时不小于4.5m；通过铁路时不小于6m；通过厂区高主要交通干线时离地5m。3/26/20228化工
5、设计12、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、为了防止介质在管内流动产生静电聚集而发生危险，易然、易爆介质的管道应采取接地措施，以保证安全生产。14、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。3/26/20229化工设计15、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，发出意外。16、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。17、管道与阀门一般不宜直接支承在设备上。18、距离较近的两设备间的连接管道，不应直连，应用45。或90。弯接。19、管道布置时应
6、兼顾电缆、照明、仪表及采暖通风等到其他非工艺管道的布置。3/26/202210化工设计第二节第二节 管架和管道的安装管架和管道的安装 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。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四种：管道支架按其作用分为四种：1、固定支架 用在管道上不允许有任何位移的地方。2、滑动支架 滑动支架只起支撑作用，允许管道在平面上一定位移。3、导向支架 用于允许轴向位移而不允许横向位移的地方。4、弹簧吊架 用于管道有垂直位移。 3/26/202211化工设计一、管道在管架的平面布置原则 1、较重的管道（大直径
7、、液体管道等）就布置在靠近支柱处，这样梁和柱所受弯矩小，节约管架材料。 2、连接管廊同侧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。 3、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。3/26/202212化工设计4、管架上支管上切断阀应布置成一排，其位置应能从操作台或管廊上的人行道貌岸然上进行操作和维修。 5、高温或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。 6、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。见下表见下表3/26/2
8、02213化工设计表表6161管道支架间距管道支架间距公称通径/毫米固定支架最大间距/m活动支加最大间距/mTI形补偿器L形补偿器保温 不保温长边短边20253240508010012515020025030035040030354550606570809010011513514515182024303030302.02.53.03.55.05.06.06.04.04.55.56.06.56.511.012.013.015.017.019.021.021.02.02.53.03.54.06.06.57.59.012.014.016.018.019.03/26/202214化工设计二、管道和管架
9、的立面布置原则 1、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。2、通常使用方向的两层管道的标高相差1.01.6m,从总管上引出的支管比总高或低0.50.8m。在管道改变方向要同时改变标高。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。3/26/202215化工设计3、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，则上层管道道标可根据操作平台标高来确定。4、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
10、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。3/26/202216化工设计第三节第三节 典型设备的管道布置典型设备的管道布置一、容器的管道布置容器的管道布置 1、立式容器立式容器（包括反应器）（1）管口方位 立式容器的管口方位取决于管道布置的需要。一般分为操作区与配管区两部分（见图61）。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。配管区操作区图61立式容器的管口方位3/26/202217化工设计(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。 见图见图626
11、2为立式容器的管道布置简图为立式容器的管道布置简图 其中其中：（a）表示距离较近的两设备间的拆卸和维修，而应采用45。或90。弯接。（b）进料管置于设备的前，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。3/26/202218化工设计（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可小一些。（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。（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。3/26/202219化工设计2、卧式容器卧式容器（1）管口方
12、位 卧式容器的管口方位 见图见图63633/26/202220化工设计、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管道有时能节约管子与管件。、放空管在容器一端的有顶上，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。、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。3/26/202221化工设计、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。、进出口分布在容
13、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。3/26/202222化工设计 、人孔可布置在顶上、侧面或封头中心，、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。人用面积较大，故以布置在顶上为宜。人孔中心高出地面孔中心高出地面3.6m3.6m以上应设操作平台。以上应设操作平台。支座以布置在离封头支座以布置在离封头L/5L/5处
14、为宜，可依实处为宜，可依实际情况而定。际情况而定。 、接口要靠近相连的设备，如排出口应、接口要靠近相连的设备，如排出口应靠近泵入口，工艺、公用工程和安全阀靠近泵入口，工艺、公用工程和安全阀接管尽可能组合起来并对着管架。接管尽可能组合起来并对着管架。3/26/202223化工设计（2 2）管道布置）管道布置 卧式容器的管道布置卧式容器的管道布置 见图见图6464。它的管口一般布置。它的管口一般布置 在一条直线上，各种阀门也直接安装在管口上。在一条直线上，各种阀门也直接安装在管口上。图图64卧式容器的管道布置图卧式容器的管道布置图3/26/202224化工设计二、换热器的管道布置换热器的管道布置
15、1、管口布置与液体流动管口布置与液体流动 合适的流动方向和管口布置简化和改善换热器管道布置的质量，节约管件，便于安装。3/26/202225化工设计例如例如: 见下图见下图 65 65 中 （a）、（c）、（e）的习惯的流向布置，实际上是不合理的。而（b）、（d）、（f）则是改变了流动方向的合理布置。（a）改成（b）后简化了塔到冷凝器的大口径管道，而且节约了两个弯头和相应管道；（c）改成（d）后，消除了泵吸入管道上气袋，而且节约了四个弯头、一个排液阀和一个放空阀，缩短了管道，还改善了泵的吸入条件；（e）改成（f）后缩短了管道，流体的流动方向更为合理。3/26/202226化工设计3/26/20
16、2227化工设计 2、换热器的管道布置换热器的管道布置（1）平面配管 换热器的平面配管 见图见图6666。平面布置时换热器的管箱正对道路，便于抽出管箱，顶盖对着管廊。配管前先确定换热器两端和法兰周围的安装和维修空间（如图如图6666中的扳手空间、摇开封头空间等），在这个空间内不能有任何障碍物。3/26/202228化工设计 配管时管道要尽量短，操作、维修要方便。在管廊上有转弯的管道布置在换热器的右侧，从换热器底部引出的管道也从右侧转弯向上从管廊的总部引来的公用工程管道，可以布置在换热器的任何一侧。将管箱上冷却水进口排齐，并将其布置在冷却水地下总管的上方（见图见图6767）回水管布置在冷却水总管的管边。换热器与邻近设备间可用管道直接架空连接。管箱上下的连接管道要及早转弯，并设置一短弯管，便于管箱的拆卸。3/26/202229化工设计3/26/202230化工设计（2）立面配管 换热器的立面配管 见图见图6767。 与管廊连接的管道、管廊下泵的出口管、高度比管廊低的设备和换热器的接管和标高，均应比管廊低 0.5 0.5 0.8m 0.8m。若一层排不下时，可置于再下一层上，两层之间相隔 0
