化工管路培训ppt课件.ppt

化学工程系,2020,年,4,月,13,日星期一,李丽,学习目标,认识化工管路的构成,1,熟悉化工管路用材,2,掌握密度、流量、流速、管径概念及相关计算,3,化工管路,按输送介质,的压力,真空管、低压管、中压管、高压管、超高压管,低温管、常温管、高温管,按输送介质的温度,简单管路、复杂管路,水管、蒸汽管、气体管、油管以及输,送酸、碱、盐等腐蚀性介质管路,概述与分类,一、压力管道,?,（一）压力管道概念,压力管道是指利用一定的压力，用,于输送气体或液体的管状设备,（二）压力管道的分类与分级,压力管道通常根据其危害程度实施,分级安全监察。一般将压力管道按,安全等级分为,GC1,、,GC2,、,GC3,三,级。,（三）石油化工管道的分级,根据介质的性质和工艺条件分,为,5,级：,SHA,、,SHB,、,SHC,、,SHD,、,SHE,二、化工管路的构成,（一）管子,在实际化工生产中，由,于输送流体物料的性质和,工艺条件的不同，用于连,接设备和输送流体物料的,管子不仅要满足强度和通,过物料能力的要求，还要,适应耐温（高温或低温）,、耐压（高压或低压）、,耐腐蚀（酸、碱）、导热,等性能的要求。,1,管子的标准,公称直径,公称压力,2,管子的材料,金属管,非金属管,（二）常用管件,1.,弯头,?,弯头的作用主要是,用来改变管路的走向,。弯头可用直管弯曲,而成，也可用管子组,焊，还可用铸造或锻,造的方法制造。弯头,的常用材料为碳钢和,合金钢。弯头的形状,常有,45,度、,60,度、,90,度、,180,度回弯头等,。,?,据接入管的角度和旁,路管径的不同，可分,为正三通、斜三通。,接头处的管径除三通,外，还有四通、,Y,形,管等，有时也用来改,变流向，多余的一个,通道接头用。，,2,三通,3.,短路和异管径,?,短管两端面直径相同,的叫等径管，两端面,直径不同的叫异径管,。异径管可改变流体,的流速。短管与管子,的连通常采用法兰或,螺纹连接方式，也可,采用焊接,4.,法兰与盲板,?,为了管路安装和检修,的需要，管路中需装,设管道法兰。管法兰,已标准化，使用时可,根据公称压力和公称,直径选取。通常管路,的末端装有法兰盖（,实心法兰），以便于,检修和清理管路,?,法兰,盲板,（三）常用阀门,1.,闸阀,?,闸阀的结构如图所示,，主要部分为一闸板,，通过闸板的升降以,启闭管路（相当于在,管道中插入一块和管,径相等的闸门，闸门,通过手轮来进行升降,，从而达到启闭管路,的目的）。,楔式闸阀,平行式闸阀,?,截止阀又称球心阀或球形阀，截止阀的密封零件是阀盘和阀座。通过转动手轮,，带动阀杆和阀盘做轴线方向的升降，改变阀盘与阀座之间的距离，从而改变,流体通道面积大小，使得流体的流量改变或截断通道。,3,止回阀,止回阀是根据阀盘前后,介质的压力差而自动启闭,的阀门。如将它装在管路,中，流体只能向一个方向,流动，从而阻止介质的逆,流。它的结构是在阀体内,装有一个阀盘或摇板，当,介质顺流时，阀盘或摇板,被顶开；当介质倒流时，,阀盘或摇板受介质压力作,用而自动关闭。,根据结构不同，止回阀,分为,升降式,和,旋启式,两种,。,升降式止回阀,4,旋塞,旋塞阀,是利用带孔的锥,形栓塞来控制启闭的阀门,。锥形旋塞与阀体内表面,形成圆锥形压合面相配合,，阀体上部用填料将旋塞,与阀体之间的间隙密封。,旋塞上部有方榫，使用专,门的方孔扳手转动栓塞，,通过旋转一定角度来开闭,阀门。,旋塞阀与管路的连接方,式有螺纹连接和法兰连接,两种。,法兰连接旋,塞阀,内螺纹连接旋,塞阀,5,球阀,?,球阀主要由阀体、阀盖,、密封阀座、球体和阀,杆等组成。其结构与旋,塞阀相似。球阀是通过,旋转带孔球体来控制阀,门启闭的。根据球体在,阀体内可否浮动，分为,浮动球球阀和固定球球,阀。,带固定密封阀座的,浮头球球阀,固定球球阀,6,隔膜阀,?,隔膜阀是在阀杆下面固,定一个特别橡胶膜片构,成隔膜，并通过隔膜来,进行启闭工作。橡胶隔,膜的四周夹在阀体与阀,盖隔离开来。在隔膜中,间凸起的部位，用螺钉,或销钉与阀盘相连接，,阀盘与阀杆通过圆柱销,连接起来。,7,蝶阀,?,蝶阀主要有手柄、齿轮,、阀杆、阀板、阀体等,组成如图,1-12,所示。当旋,转手柄时，通过齿轮、,阀杆、杠杆和松紧弹簧,传动，使阀板门开启。,档手柄反向转动时，使,蝶阀关闭。蝶阀除手动,外，还有电动、气动等,方式。,8,节流阀,中低压外螺纹节流阀,?,节流阀结构与截止阀,相似，仅启闭件形状,不同。截止阀的启闭,件为盘状，而节流阀,启闭件为锥状或抛物,线状。,?,节流阀属于调节类阀,门。通过转动手轮，,改变流体通道的截面,积，从而调节介质流,量与压力的大小。,9.,阀门的选用原则,输送流体的性质。如液体、气体、蒸汽、浆液、悬浮液、粘稠液等。,阀门的功能。选用时应考虑各种阀门的特征及适用场合。,阀门的尺寸。应根据流量大小和允许的压降范围选定，一般应,与工艺管道尺寸相配。,阻力损失。根据阀门的功能和可能产生的阻力来选定阀门的结构形,式。,根据操作条件，来确定法阀门的压力等级和材质。,三、管路的连接,1,焊接连接,?,适用于有压管道及真空管道,，视管径和壁厚的不同选用,电焊或气焊。这种连接方式,简单、牢固且严密，多用于,无缝钢管，有色金属管的连,接。,?,焊接连接属于不可拆连接方,式。采用焊接连接密封性能,好、结构简单、连接强度高,，可适用于承受各种压力和,温度的管道上，故在化工生,产中得到广泛应用。,对接,搭接,角接,T,形接,2,法兰连接,?,法兰连接是管路中应用最多的可拆连接方式。法兰连接强,度高、拆卸方便、适应范围广，广泛应用于大管径、耐温,耐压与密封性要求高的管路连接以及管路与设备的连接。,?,在法兰连接中，法兰盘与管子的连接方法多种多样，常用,的有整体式法兰、活套式法兰和介于两者之间的平焊法兰,等。,3,螺纹连接,（,1,）内牙管连接,（,3,）活管接连接,（,2,）外牙管连接,4,承插式连接,?,在化工管路中，承插连接适,用于压力不大，密封性能不,高的场合。常用作铸铁水管,的连接方式，也可用作陶瓷,管、塑料管、玻璃管等金属,管路的连接。,?,承插式连接结构如图,1-18,所,示。承插连接时，在插口和,承口接头处留有一定的轴间,间隙，一边与补偿管路受热,后的伸长。,（二）管路的热补偿,?,若管路两端固定，当温度变化较大时，就会因热胀冷,缩而产生拉伸或压缩变形，严重时可使管子弯曲、断,裂或接头松动。因此，承受温度变化较大的管路，要,采用热膨胀补偿装置。一般温度变化在,32,以上，,要考虑热补偿。,?,1.,回折管补偿器,?,2.,波形补偿器,四、管径选择与壁厚确定,?,工厂的流体输送管道大多为圆形管道，其管子的粗细主要,是管子直径的不同即管子规格的不同。管子直径的确定是,我们选择管子规格的基础。,?,输送管路的直径,d,与流量,V,s,和流速,u,有关。管子直径的求,取公式为：,(,一,),流量与流速,?,1,流量,(1),体积流量,:,单位时间内流经管道任意截面的流体体积,(2),质量流量,:,单位时间内流经管道任意截面的流体质量,(3),体积流量与质量流量的关系为,2,流速,(1),平均流速,:,单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离,（,2,）质量流速,：单位时间内流经管道单位截面积的流体质量,（,3,）质量流速与流速的关系为,3.,流量,与流速的,关系为,（二）管子直径的影响因素分析及确定,2.,管道直径的确定步骤,?,（,1,）根据流体的种类、性质、压力等在适宜流速范围内，选取,一个流速；,?,（,2,）将索选取的流速代入公式计算管道的直径,d,；,?,（,3,）由计算出的,d,，根据管子规格，将管子圆整成标准管径。,?,例,1-2,有一通风管道输送,120kPa(,绝压,),、,30,、质量流量为,600,/h,的空气。若选用流速为,15m/s,试计算其管内径和选,择适宜的管子规格，并计算管内的实际流速和质量流量。,1.,管道直径讨论,?,当,Vs,一定，流速,u,增加，管道直径,d,减小，管道安装的设备投资,减少，但,u,增加会导致管路中流动阻力增加，操作费用增加。,五、化工管路的布置与安装,?,（一）,从安装、检修、操作等方面考虑,1.,在安装时除了下水道、上水总管和煤气管以外，管路铺设应,尽可能采用明线。,2.,在安装时并列管路上的管件和阀门应互相错开，避免在检修,及操作时的不方便。并列管路上安装手轮操作的阀门时，手轮,间距约,100mm,。,3.,在安装时车间内的管路应尽可能沿厂房墙壁安装，管架可以,固定在墙上，或沿天花板及平台安装。在露天的生产装置，管,路可沿挂架或吊架安装。管与管之间和管与墙之间的距离以能,容纳活动接头或法兰以及便于检修为宜，管与墙、柱边或管架,支柱之间的净空距离不小于,100mm,为宜。中压管与管之间的距,离保持在,40,60mm,，高压管与管之间的距离保持在,70,90,之,间。,?,4.,在安装时管路的倾斜度通常为,3/1000,5/1000,对含有固,体结晶或颗粒较大的物料管应大于等于,1%,。,?,5.,在安装时为了便于区别各种类型的管路，应在管路的保,护层或保温层表面涂以颜色加以区别。,?,6.,一般上下水管及废水管适宜埋地铺设，埋地管路的安装,深度，在冬季结冰地区，应在当地冰冻线以下。,?,（二）,从保障操作与人身安全考虑,1.,输送流体的管路，特别是输送腐蚀性介质的管路，为防止因,滴漏而造成对人体的伤害，在穿越通道时，不得装设各种管件、,阀门以及可拆卸连接。,2.,铺设各种管路离地面的高度应便于检修，通过路、桥的高度,应按标准执行，如通过人行横道时，不得小于,2m,；通过公路不,得小于,4.5m,；通过铁路与轻轨距离不得小于,6m,；通过工厂主要,交通干线，一般高度为,5m,。,3.,管路的跨距（两支座之间的距离）,4.,输送腐蚀性介质的管路与其他管路并列时，两者应保持一定,距离，而且其位置应略低一些，以免发生滴漏时影响其他管路，,5.,物料流动时常有静电产生而是管路成为带电体，为了防止静,电积累，必须将管路可靠接地。,6.,在温差变化较大的管路中，应考虑到热胀冷缩，以免产生热,应力，造成管路弯曲或破裂。,（三）,从降低成本考虑,?,1.,各种管路铺设时要尽量走直线，少拐弯，少交叉，以减少,阻力。,?,2.,各种管路应集中铺设，这样可以共同利用管架，降低基建,费用。当穿过墙壁时，墙壁上应开预留孔，过墙时，管外最,好加套管，套管与管子之间的环隙内应充满填料；管路穿过,楼板时最好也这样。,?,3.,平行管路的排列应考虑管路互相的影响。在垂直排列时，,输气的在上，输液的在下；热介质管路在上，冷介质管路在,下，这样，减少热管路对冷管路的影响；高压管路上，低压,管路在下；无腐蚀性介质管路在上，有腐蚀性介质在下，以,免腐蚀性介质滴漏时影响其他管路。在水平排列时，高压管,路靠近墙壁，低压管路在外；不常检修的靠墙柱，检修频繁,的在外；振动大的要靠管架或墙。,