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化工管道培训

管道培训资料

2010-04-22

目录

管道设计1

1.设计原则及注意事项1

1.1设计原则1

1.2注意事项1

1.2.1物料管道1

1.2.2蒸汽管道1

1.2.3污水管道2

1.2.4真空管线2

1.2.5压缩空气管线2

2管件选择与管径计算3

2.1管道和管件的公称压力及公称直径系列3

2.1.1管道和管件的公称压力系列3

2.1.2管道和管件的公称直径系列3

2.2材质与常用管道种类3

2.2.1材质3

2.2.2常用管道种类3

2.3管道连接4

2.4常用阀门和阀件的选择及阀门的标注4

2.4.1常用阀门和阀件的选择4

2.4.2阀门的标准、型号和标志4

2.5流速选择与管径计算5

3.管道的保温与热补偿5

3.1管道的绝热保温5

3.1.1保温材料选择5

3.1.2常用保温材料的特性与应用范围5

3.1.3保温层厚度的选择6

3.1.4保温形式及热载体的选择6

3.2管道的热补偿6

3.2.1管道的热变形与热应力6

3.2.2管道的热补偿6

4.管架的设计6

4.1管架的主要形式及选择6

4.2管架宽度计算7

4.3管架间距与管道间距7

4.4管道支吊架负荷计算7

5.生产系统管道布置要求7

5.1几种常见设备的工艺配管7

5.1.1泵的管道布置7

5.1.2塔的管道布置8

5.1.3容器的管道布置8

5.1.4换热器的管道布置9

5.2放空9

5.2.1管道上放空9

5.2.2设备上放空9

5.2.3取样:

9

5.2.4吹洗9

5.2.5双阀的设置:

10

6.管道布置图10

6.1有关资料准备10

6.2管道及配件安装设计的图例代号10

6.3管道布置图的内容及表示方法10

6.3.1平、剖面配管图的表示方法。

10

6.3.2管道在各个视图的表示方法11

6.3.3伴随管,夹套管的表示方法11

6.3.4其它情况的表示11

6.4透视图11

6.5管段图11

6.6管架图12

6.7管件图12

7.管道布置图概述12

7.1管道布置图设计的图样12

7.2管道平面布置图的内容12

7.2.1一组视图12

7.2.2尺寸和标注12

7.2.3分区简图13

7.2.4方位标13

7.2.5标题栏13

8管道及附件的常用画法13

8.1管道13

8.2管件13

8.3阀门13

8.4控制点13

8.5支架14

9管道布置图的表达方法14

9.1管道布置图的视图14

9.1.1分区、比例和图幅14

9.1.2管道平面布置图中的线条14

9.1.3视图的配置与画法14

9.2管道布置图的标注15

9.2.1建（构）筑物15

9.2.2设备15

9.2.3管道15

9.2.4管件15

9.2.5阀门16

9.2.6仪表控制点16

9.2.7管道支架16

10空视图16

10.1概述16

10.2空视图的内容16

10.3图示方法17

10.3.1图形17

10.3.2标注17

10.4方位标17

10.5管道材料表18

11.管道布置图的绘制18

11.1拟定表达方案、确定视图的数量及其配置18

11.2确定比例与图幅18

11.3绘制管道布置图18

11.3.1管道平面布置图的画法18

11.3.2管路立面剖视图的画法18

11.3.3绘制方位标19

11.3.4绘制标题栏、附表及注写说明19

11.3.5效核与审定19

12管道布置图的阅读19

12.1明确视图数量及关系19

12.2看懂管道的来龙去脉19

12.3分析管道位置19

管道设计

化工管道的投资约占全厂化工设备装置的15--20％，化工管道设计是工艺设计中一项相当复杂而工作量又相当大的工作，化工管道设计是施工图设计阶段的主要内容之一。

1.设计原则及注意事项

1.1设计原则

1.统筹规划合理布局:

工艺,电气,仪表管线。

2.保证正常生产、满足开（停）工及事故处理需要。

3.运用先进技术，充分利用能源:

热（冷）量充分利用。

4.尽量集中布置便于安装检修:

协调一致,便于操作。

5.注意整齐美观:

排列整齐,清洁美观

1.2注意事项

1.2.1物料管道

凡输送原料,半成品,成品,废料等的管线统称为物料管道

1）避免死角

2）坡度为3/1000-5/1000,含固体结晶为1/100

3）根据物料的性质来选择管材

4）管道阀门选择旋塞阀,球阀,截止阀

5）输送腐蚀性介质管道不得位于通道上方,法兰连接处要装护套,与其它管道保持一定距离,并略低一些

6）输送易凝固的物料管道应考虑吹扫和加热保温

7）防爆管道,易产生静电管道应注意安装接地

1.2.2蒸汽管道

1）根据蒸汽用量和压力选择管材规格

2）坡度为5/1000

3）适当地点应设置疏水器放水孔

4）适当地点应设置膨胀器

5）蒸汽加热设备的冷凝水应尽量回收

6）选定保温材料及保温层厚度

7）选定支架形式及其跨度

1.2.3污水管道

1）充分考虑综合利用,尽量减少污水排放

2）合流式分流式

3）根据废水的不同成分和组成,选择管道材料

4）废水中含有可燃性溶剂,应导入窨井回收

5）污水管道启闭器常选用旋塞或球阀

6）污水管道坡度为1/1000

1.2.4真空管线

1）.真空管道尽量短,避免过多曲折

2）.真空管道坡度为3/1000,避免死角

3）.真空管道启闭器常选用旋塞或球阀

4）.应有足够的强度及抗腐蚀能力

1.2.5压缩空气管线

1）压缩空气应先进入储气罐,析出夹带的油和水

2）仪表,分析用压缩空气,应经过除尘,脱水

3）压缩空气管道坡度为4/1000

4）压缩空气管道启闭阀常用球阀

2管件选择与管径计算

2.1管道和管件的公称压力及公称直径系列

2.1.1管道和管件的公称压力系列

碳钢在200℃,合金钢在250℃以下,最大的允许工作压力（表压）,称为公称压力PN（MPa）。

2.1.2管道和管件的公称直径系列

以外径表示钢管的直径，称为公称直径DN（mm）同一公称直径的钢管,外径相同,但内径随壁厚而异。

2.2材质与常用管道种类

2.2.1材质

1）金属类

耐温范围大,耐压力高,有一定的耐腐蚀性。

2）非金属类

耐腐蚀性好,品种多,资源丰富。

（a）耐酸陶瓷:

耐酸,但强度低,热稳定性差。

（b）玻璃钢:

耐酸碱,耐高温,强度高。

（c）硬聚氯乙烯:

耐腐蚀,耐酸碱,电绝缘。

（d）聚四氟乙烯:

耐腐蚀,耐酸碱,摩擦系数小。

2.2.2常用管道种类

1）钢管

有缝钢管:

钢板卷焊而成,强度低,可靠性差。

无缝钢管:

由管坯热轧而成,耐高温,高压。

2）有色金属管

常见的是铜管和黄铜管,铅管和铅合金管,

铝管和铝合金管,都无缝管,用作换热管,真空管及输送酸性物料

3）非金属管

品种繁多如硬聚氯乙烯,聚四氟乙烯,玻璃钢

2.3管道连接

1）焊接:

施工方便,可靠不漏,成本低,尽量用焊接,管径大于32mm电焊,管径小于32mm气焊

2）螺纹连接:

连接简单,拆装方便,成本低,但连接可靠性低,不宜用于易燃易爆有毒管线

3）法兰连接:

连接强度高,拆装方便,密封可靠但费用高,用于大管径,密封要求高的管道

4）承插连接:

用于供排水管,陶瓷管,水泥管

5）卡箍连接:

金属插入非金属管后卡箍箍紧

2.4常用阀门和阀件的选择及阀门的标注

2.4.1常用阀门和阀件的选择

1）旋塞阀:

结构简单,操作方便,阻力小,但密封面易磨损。

2）闸阀:

流体阻力小开关力小,但结构复杂密封面易损。

3）截止阀:

结构简单,价格便宜,开关力大,密封性能差。

4）节流阀:

外形小,重量轻,调节性能好,用于低温高压。

5）球阀:

结构简单,开关力小,外形小,重量轻,阻力小。

6）止回阀:

介质不能倒流。

7）减压阀:

通过阀瓣时产生阻力,造成压力损失。

8）安全阀:

压力超过规定值时,自动开启泄压。

9）隔膜阀:

隔膜夹于阀体与阀盖之间,增加了密封强度。

10）疏水阀:

自动排出管道中的冷凝水。

11）管道过滤器:

Y型过滤器,用于疏水器前,或仪表前。

2.4.2阀门的标准、型号和标志

JB308-75规定

2.5流速选择与管径计算

1）管径选择：

当输送流体的能力一定时,管径的大小直接影响到经济效益

2）管径大:

管壁,重量,阀门,管件加大,保温,基建费增加

3）管径小:

流速增加,阻力增大,动力消耗大，输送费增加

4）流速选取:

液体流速一般不超过3m/s，气体流速一般不超过100m/s

5）具体选择时可从附录五中选取

6）

管径计算:

根据附录五中选取的流速用下式计算，其长管道要校核压力降,不符合要求调整流速和管径

7）管道压力降计算

计算压力降的目的是为了选择合适的泵,压缩机,鼓风机等输送设备和校核选择流速或管径。

8）用公式计算比较麻烦,工程上常用算图计算压力降。

（例）

3.管道的保温与热补偿

3.1管道的绝热保温

3.1.1保温材料选择

密度小,机械强度大,导热系数低,化学稳定性好,耐腐蚀,耐火,膨胀小,易于施工,价格便宜，350℃以下时导热系数小于0.14W/m·K,密度小于500Kg/抗压强度大于294kPa。

3.1.2常用保温材料的特性与应用范围

1）保温材料的导热系数随温度的增加而增加

2）在高温管道可先包覆耐热性较高的保温材料,然后再敷以导热系数较小的保温材料

3.1.3保温层厚度的选择

根据输送介质的温度,保温材料的导热系数及管道直径

3.1.4保温形式及热载体的选择

1）保温形式:

除一般绝热保温外,有时还采用夹套保温或伴热管保温,物料凝固点（或熔点）＜50℃时采用伴热管保温,＞150℃采用夹套保温

2）热载体的选择:

常用的热载体有热水,蒸汽,烟道气,热空气,高温时用联苯混合物,熔盐

3.2管道的热补偿

3.2.1管道的热变形与热应力

1）管道的热膨胀,冷缩ΔL=α·LΔt

2）若管道不能自由伸缩,将产生热应力，应力大小可由下式计算:

σ=Eε=αEΔt

3.2.2管道的热补偿

1）自然热补偿:

利用管道部置时的自然弯曲来吸收热伸长量,此弯段称自然热补偿器有L形有Z形，自然热补偿可不用补偿器,简单经济

2）补偿器补偿:

自然补偿达不到要求时,要采用补偿器补偿,常见的补偿器有Π形和U形两种Π形补偿器应用最多,优点耐压可靠,补偿能力大,制造方便,缺点尺寸大,流体阻力大,安装时要预拉伸或预压缩

4.管架的设计

4.1管架的主要形式及选择

1）固定支架:

不允许管道有任何位移。

2）导向支架:

允许管道在轴向或垂直方向位移。

3）滑动支架:

允许管道在平面上有一定位移。

4）弹簧支吊架:

允许管道在垂直方向位移。

5）吊架:

允许管道有较小的水平,垂直方向位移。

6）型钢吊架:

吊在梁或楼板下。

7）墙架柱架:

用于沿墙,沿柱布置的管道。

8）地面支架:

标高在2.5米以下时采用。

9）管托:

用于铅管,聚氯乙烯管的支承。

4.2管架宽度计算

W=f‧n‧s+A

4.3管架间距与管道间距

1）管架间距:

附录7提供了固定支架,活动支架间距。

2）管道间距:

附录8附录9列出了管道间距。

4.4管道支吊架负荷计算

1）活动支吊架负荷计算:

Q=q‧L

2）弹簧支吊架负荷计算:

Q=q‧L

3）固定支架:

Q=q‧L

5.生产系统管道布置要求

5.1几种常见设备的工艺配管

5.1.1泵的管道布置

1）泵的吸入管要短,直,阻力小,避免突然缩小直径,吸入管的直径不应小于泵的入口,当泵的吸入口为水平方向时,吸入管道上应配置偏心异径管,管顶取平,以免形成气袋。

2）泵的排出管一般均设止回阀,旁路管。

3）往复泵,齿轮泵,旋涡泵在排出管设安全阀。

4）蒸汽泵,计量泵,非金属泵入口处设过滤器。

5.1.2塔的管道布置

1）管口方位

人孔:

设在安全方便的操作侧,面对过道。

回流孔:

设置在配管区180°的地方。

塔顶出汽孔:

靠近人孔的操作平台。

再沸器接口:

出口在2a°范围,入口避开封液板。

仪表口:

温度计压力计液位计在操作平台上方。

2）塔的配管

塔平面配管:

在人孔,90°,270°扇区不排管。

塔立面配管:

主要反映管道,平台的标高走向。

5.1.3容器的管道布置

1）管口方位

立式容器:

分操作侧面和配管侧面,操作侧面有加料孔,视镜,压力表,温度计。

人孔,气孔在顶部,出料孔在底部。

卧式容器:

液体,气体进口在一端的顶部,液体出口在另一端的底部,蒸汽出口则在液体出口的顶上,人孔可在顶上,侧面或封头中心。

2）管道布置

立式容器:

.两设备一般不用直管连接。

.进料管设在设备前部。

.出料管在底部中心引出。

卧式容器:

.管口大多在一条直线上。

.阀门大多装在管口上。

5.1.4换热器的管道布置

1）管口布置和流体流动方向

管壳式换热器已标准化,有系列产品可供使用，但管口大小,方位和安装结构由设计人员决定

2）换热器的配管

管箱面对操作通道,封头对管廊。

仪表,阀门应靠进换热器,能在通道上操作。

换热器两端和法兰周围应留出足够空间。

5.2放空

5.2.1管道上放空

管道最高点应设置放空阀

管道最低点应设置排空阀

放空管直径一般取DN20-40mm

5.2.2设备上放空

放空管装在顶部能将气体放尽的位置

排空管装在底部能将液体放尽的位置

放空管直径一般取DN20-50mm

5.2.3取样:

取样口应设在操作方便,有代表性的地方,应装两个阀,易采用针形阀,高温取样应设冷却器。

5.2.4吹洗

吹洗管半固定和固定两种,半固定为一短管,在吹洗时临时接上软管通入吹洗介质。

5.2.5双阀的设置:

起动频繁时应设置双阀,特殊要求应设置双阀。

6.管道布置图

管道布置图又称配管图或管道安装图,它表示车间内外设备间管道的连接,阀门,管件及控制仪表等安装情况的详图,连同工艺管道一览表管架表一起供施工安装使用。

6.1有关资料准备

1）带控制点工艺流程图:

满足工艺要求

2）总平面图:

了解公用工程车间位置

3）车间建筑图:

了解门,窗,柱,梁,楼梯位置

4）车间设备布置图:

以设备布置平剖面图为据

5）设备图:

根据设备管口安装不同管道与管件

6）梁板布置图和节点详图:

管道穿过楼板位置

6.2管道及配件安装设计的图例代号

见附录10表1.2.3.4及GB140-141-9

6.3管道布置图的内容及表示方法

平、剖面配管图1:

251:

501:

100。

6.3.1平、剖面配管图的表示方法。

.建筑物,构筑物,墙,柱,门,窗,孔,洞,沟,坑。

用细实线画出,标注总体,定位,高度尺寸。

.细实线画出设备的轮廓,标注位号,管口代号。

.用粗实线画出管线,标注管径管材,物料代号。

.用细实线画出所有阀门,标注代号规格。

.以设备中心线,设备管口法兰,建筑物轴线,墙

壁为准,标注管道的定位尺寸。

.进出车间管线应注明从何而来,到何而去。

.列出工艺管道一览表。

6.3.2管道在各个视图的表示方法

立管弯头三通

6.3.3伴随管,夹套管的表示方法

伴随管夹套管

6.3.4其它情况的表示

坡度管架

在图纸右上方阀门,介质,管材,仪表的代号表

6.4透视图

该图是按轴侧投影原理绘制的一种局部立体图样,立体感强,容易识读,利于施工。

其表示方法有：

1）设备可画外形,或只绘进出口和设备中心线。

2）用粗实线画出管线,标注管段号,物料号,管材,管径,标高,绘出管件阀门。

6.5管段图

表达一个设备到另一个设备间一段管及所属管件,阀门,仪表,控制点具体配置的情况,管段图画法有两种。

大管段图:

一个设备到另一个设备透视图表达。

小管段图:

以法兰为界画一段管。

6.6管架图

供管架制造,安装用的图样,包括视图管架号,管架数,管托号及尺寸和零件编号,材料,数量等。

6.7管件图

供管件制造,安装用的图样,它完整地表达管件的结构,尺寸。

7.管道布置图概述

7.1管道布置图设计的图样

1）管道平面设计图:

综合性条件图

2）管道平面布置图:

即管道安装图或配管图

3）管道空视图:

管道及所属管件的立体图样

4）篜汽伴管系统图:

蒸汽分配、收集管道图样

5）管件图:

管件的零部件图样

6）管架图:

管架的零部件图样

7.2管道平面布置图的内容

7.2.1一组视图

按正投影原理,用一组平、立面图表示建筑物的基本结构,设备图形,管道,管件阀门,仪表控制点等的安装布置情况。

7.2.2尺寸和标注

注出管道和部分管件、控制点的平面位置尺寸和标高,建筑物的轴线编号,设备位号（有的还注名称）,管段号,控制点代号等

7.2.3分区简图

车间分区情况

7.2.4方位标

管道安装方位基准图标,图的右上方

7.2.5标题栏

注图名、图号、比例、设计阶段等

8管道及附件的常用画法

8.1管道

主要物料管道用粗实线单线画出,其它管道用中粗实线画出。

8.2管件

短管、弯头、三通、异径管、法兰、盲板等管道附件,用简单图形符号

8.3阀门

管道中的阀门用简单图形符号表示,其规定符号与工艺流程图的画法相同。

8.4控制点

用细实线单线按规定符号画出,其规定符号与工艺流程图的画法相同。

8.5支架

9管道布置图的表达方法

9.1管道布置图的视图

9.1.1分区、比例和图幅

当画图区域较大时,用粗点划线分区。

比例一般采用1:

25,大管道大设备时可用1:

50,若需绘制剖视图,其绘图比例应与管道平面布置图一致。

图纸幅面一般采用1号图纸管道平面布置图方位标一般在图面的右上方

9.1.2管道平面布置图中的线条

一般采用三种不同宽度的线条

9.1.3视图的配置与画法

一般只画管道和设备的平面布置图。

某些情况画立面图和剖面图,但不需标注尺寸只注标高。

1）管道布平面置图

当厂房为多层建筑时,则需按楼层或标高分绘各层平面图。

这些管道布平面置图可以画在一张图纸上,也可分绘在几张图纸上,在各层平面置图的下方注明其相应的标高。

如±0.000平面置图。

当一张图纸只画一张平面置图时,标高可注写在标题栏中。

绘图范围较大时,可将各层平面管道布置分区绘制。

按比例画出建筑物,构筑物,平台,梯子等。

用细实线画出全部设备外形轮廓,管口方位,设备基础支架。

用粗实线画出主物料管道,用中粗实线画出辅助物料管道,用细实线画出阀门、管件、仪表、控制点。

不同标高的多排管廊,上排盖住了下排,即使在同一个管道平面布置图上,也必须将每一层分开画。

当一层上仅有几根管子时,分别注释和标注尺寸即可,不必分层绘图。

2）立面剖视图（立面或剖视图）

当平面布置图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（立面或剖视图）。

可以把立面剖视图画在平面布置图上,也可以绘在单独的图上,绘制立面剖视图时要按比例,但不需要标注尺

寸,在平面图上必须标注剖切位置,标注方法按国家标准规定标出。

在剖视图的下方注明相应的剖视图名称。

9.2管道布置图的标注

9.2.1建（构）筑物

管道平面布置图和立面剖视图中必须标注建筑物定位轴线编号及柱距尺寸,标注出平台和构筑物的标高。

9.2.2设备

设备是管道布置的主要定位基准,必须标注设备的位号及名称。

位号标注与工艺流程图和设备布置图一致,也有管道布置图只注位号,不注名称。

还有将设备位号写在图形里。

管道布置图中还要注出设备中心线与柱中心线尺寸。

9.2.3管道

以平面布置图为主,标注出所有管道定位尺寸及标高,物料的流动方向和管段号。

如绘有立面剖视图时,则所有的标高注在立面剖视图上。

管段号标注在管道上方,标高注在管道下方。

管道的定位尺寸以建筑定位轴线,设备中心线,设备管口法兰为基础进行标注。

与设备管口相连的直线管段,不需注定位尺寸。

管道安装标高均以m为单位,以室内地面±0.00为基准,标注管道中心线,正标高前可不加正号（+）,负标高前加负号（-）。

管段号与流程图一致标注在管道上方或左方。

9.2.4管件

1）管道附件有管接头、异径接头、弯头、三通、管堵、法兰等。

这些管件使管道改变方向,变化口径,连通和分流以及调解和切换管道中的流体等。

2）按规定符号画出管件,一般不标注定位尺寸,本区内管道改变方向,管件的位置尺寸相对于容器、设备、管口或邻近管口、邻近管道中心来标注。

3）对某些有特殊要求的管件,应标注出要求和说明如异径接头,特殊法兰等。

应画出管件图。

9.2.5阀门

按规定符号画出阀门,一般不标注定位尺寸,只在立面剖视图上注出标高。

必要时在阀门旁注出阀门的直径、型式和编号。

9.2.6仪表控制点

仪表控制点的标注与工艺流程图一致。

用指引线从仪表控制点安装位置引出。

9.2.7管道支架

用来支承和固定管道的,管架符号用指引线和长方框表示,在框内注以管架代号,非标准管架,应注明管架图图号。

管架在平面图上,一般不标注定位尺寸。

10空视图

10.1概述

管道空视图又叫管段图,它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。

管道空视图按正等轴测投影绘制。

立体感强,图面清晰,利于施工。

大型管道安装一般预制化。

10.2空视图的内容

1）图形:

管道及管件,阀门,控制点等图形符号

2）标注:

管段编号,标高,设备位号,管口符号和安装尺寸

3）方位标:

安装方位基准,与平面图一致

4）材料表:

列表说明所需材料,尺寸,规格,数量

5）标题栏:

图名,图号,比例,设计阶段,签名等。

10.3图示方法

绘制管道空视图可不按比例,但要布置均称,整齐美观,大小协调。

有两种绘制范围1）以工段为绘图范围2）两个设备之间或两个法兰、焊点之间的管子为绘图范围

10.3.1图形

所有的管子,管件,阀门均按图例画出。

管子用粗实线单线画出,在管子的适当位置画出流向箭头,除弯头、三通外其它管件,阀门按规定符号用细实线画出。

管段中的法兰,画成与管段相垂直的线表示。

阀门的手轮用一短线表示,与管道平行。

焊缝以圆点表示,螺纹、承插连接用一短线表示

10.3.2标注

在管道的适当位置画出物料流向箭头,管段号标注在管道上方,标高注在管道下方。

空视图中标注管子,管件,阀门等预制加工安装所需尺寸,单位为mm。

垂直管道不注长度尺寸,以水平管道的标高表示水平管道的尺寸线与管道平行,尺寸界线为垂直尺寸基准应与平面图一致。

从基准出发,注出管道改变走向处,支管,法兰,异径管,仪表接口尺寸设备管口与管道相连时,对水平管口,应画出它的管口和中心线,在管口近旁注出管口符号,在中心线上方注出设备位号,同时注出中心线标高。

对垂直管口,管口和中心线,注出设备位号及管口符号,再注出管口,法兰面或端面的标高.管段图中的斜管,对非45⁰的偏置管,要注出两个偏移尺寸,对45⁰的偏置管,要注出角度和一个偏移尺寸。

对立体偏置管,注出三个坐标轴组成的六面体。

对偏心异径接