管道布置设计.ppt
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1、第七章 管道布置设计,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,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,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、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
2、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。,(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。,(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)其他因素,(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
3、,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。,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。,(2)考虑施工、操作及维修,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。支管多的管道
4、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”。,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。,考虑施工、操作及维修(3),为了安装和操作方便,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 为了方便管道的安装、
5、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)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。,安全生产(2),为了防止介质在管内流动产生静电聚集而发生危险,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。,安全生产(3),玻璃管等脆性材料管道的外
6、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。,(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。,7.2 管架和管道的安装布置,7.2.1 管架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,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
7、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。,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,(1)固定支架,用在管道上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。,(2)
8、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。,(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。,(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,当管道垂直位移时仍能提供必要的支吊力。,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,(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
9、)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。,(2)连接管道布置在设备同侧的外边,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。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。,(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
10、道可支承在大直径管道上,节约管架宽度,节省材料。,(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。,(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,以便于保温。,(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。,表7-1 管道支架间距,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
11、下布置机泵时(4)装有孔板的管道,(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。,(2)同方向两层管道的标高,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。,(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。,(4)装有孔板的管道,装有孔板的管
12、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。,7.3 典型设备的管道布置,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,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,(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。,图7-1 立式容器的管口方
13、位,(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,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。,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。,立式容器的管道布置简图说明(2),(
14、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。(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。,图7-2 立式容器的管道布置简图,(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,图7-3 卧式容器的管口方位,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
15、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、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。,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。,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。,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。
16、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。,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。支座以布置在离封头L/5处为宜,可依实际情况而定。,接口要靠近相连的设备,接口要靠近相连的设备,如排出口应靠近泵入口,工艺、公用工程和安全阀接管尽可能组合起来并对着管架。,(2)管道布置,卧式容器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。若容器底部离操作台面较高,则可将出料管阀门布置在
17、台面上,在台面上操作;否则应将出料管阀门布置在台面下,并将阀杆接长,伸到台面上进行操作。图7-4为卧式容器的管道布置简图。,图74 卧式容器的管道布置图,7.3.2 换热器的管道布置,(一)管口布置与流体流动方向(二)换热器的管道布置(1)平面配管(2)立面配管,(一)管口布置与流体流动方向,合适的流动方向和管口布置能简化和改善换热器管道布置的质量,节约管件,便于安装。例如图7-5中(a)、(c)、(e)是习惯的流向布置,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。,修改的理由,(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
18、(d)后,消除了泵吸入管道上的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。,图75 流向布置,(1)平面配管,换热器的平面配管见图7-6。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7-6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。配管时管道要尽量短,操作、维修要方便。,平面配管,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。从管廊的总管引来的公用工程管道,可以布置在换热器的任何一侧
19、。将管箱上的冷却水进口排齐,并将其布置在冷却水地下总管的上方(见图7-7),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。阀门、自动调节阀及仪表应沿操作通道并靠近换热器布置,使人站在通道上可以进行操作。,图76 换热器的平面配管,图77 换热器的立面配管,(2)立面配管,换热器的立面配管见图7-7。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的标高,均应比管廊低0.5-0.8m。若一层排不下时,可置于再下一层上,两层之间相隔0.5-0.8m。蒸汽支管应从总管上方引出,以防止凝液进入。换
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