简明管道设计

简明管道设计 本文由 czzhangdongyue 贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或 下载源文件到本机查看。 第九章管道设计 第一节概述 在药品生产中，水、蒸汽以及各种流体物料通常采用管道来输送。 管道布置是否合理，不仅影响装置的基建投资，而且与装置建成后 的生产、管理、安全和操作费用密切相关。因此，管道设计在制药 工程设计中占有重要的地位。一、管道设计的基础资料管道设计是 在车间布置设计完成之后进行的，已具备的基础资料有1.施工阶 段带控制点的工艺流程图。 2.设备一览表。 3.设备的平面布置图 和立面布置图。 4.定型设备样本或安装图，非定型设备设计简图和 安装图。 5.物料衡算和能量衡算资料。6.水、蒸汽等总管路的走 向、压力等情况。 7建（构）筑物的平面布置图和立面布置图。8. 与管道设计有关的其它资料，如厂址所在地区的地质、水文资料等。 二、管道设计的内容管道设计一般包括以下内容1.选择管材管 材可根据被输送物料的性质和操作条件来选取。适宜的管材应具有良 好的耐腐蚀性能，且价格低廉。 2.管路计算根据物料衡算结果以 及物料在管内的流动要求，通过计算，合理、经济地确定管径是管 道设计的一个重要内容。对于给定的生产任务，流体流量是已知的， 选择适宜的流速后即可计算出管径。在管道设计中，选择适宜的流 速是十分重要的。流速选得越大，管径就越小，购买管子所需的费 用就越小，但输送流体所需的动力消耗和操作费用将增大。因此，适 宜的流速 -1应通过经济衡算来确定。一般情况下，液体的流速可取 0. 53mXs,气体的流速可取 T1030niXs。生产中某些流体 在管道中的常用流速范围见附录七。 管子的壁厚对管路投资有较大的影响。一般情况下，低压管道 的壁厚可根据经验选取，压力较高的管道壁厚应通过强度计算来确 定。 3.管道布置设计根据施工阶段带控制点的工艺流程图以及车 间设备布置图，对管道进行合理布置，并 绘出相应的管道布置图是 管道设计的又一重要内容。 4.管道绝热设计多数情况下，常温以 上的管道需要保温，常温以下的管道需要保冷。保温和保冷的热流 传递方向不同，但习惯上均称为保温。 1 管道绝热设计就是为了确定保温层或保冷层的结构、材料和厚 度，以减少装置运行时的热量或冷量损失。 5.管道支架设计为保 证工艺装置的安全运行，应根据管道的自重、承重等情况，确定适宜 的管架位置和类型，并编制出管架数据表、材料表和设计说明书。 6.编写设计说明书在设计说明书中应列出各种管子、管件及阀门的 材料、规格和数量，并说明各种管道的安装要求和注意事项。可见, 管路计算和管道布置设计均是管道设计的重要内容。有关管路计算的 内容在相关课程中已有详细介绍，故此处不再重复。本章主要讨论 管道布置设计。 第二节管道、阀门及管件 一、公称压力和公称直径公称压力和公称直径是管子、阀门及 管件尺寸标准化的两个基本参数。 1.公称压力公称压力是管子、 阀门或管件在规定温度下的最大许用工作压力（表压）o公称压力常 用符号Pg表示，可分为12级，如表9-1所示。表9-1公称压 力等级 序号公称压力/ MPa 1 2 6 3 10 4 16 5 25 6 40 7 8 9 10 11 12 -2 kgfX cm 2. 5 64 100 160 200 250 320 0. 25 0. 59 0. 98 1. 57 2. 45 3. 92 6. 28 9. 8 15. 7 19. 6 24. 5 31.4 2.公称直径公称直径是管子、阀门或管件的名义内直径，常 用符号Dg表示，如公称直径为100mm可表示为DglOOo公称直 径并不一定就是实际内径。例如，管子的公称直径既不是它的外径， 也不是它的内径，而是小于管子外径的一个数值。管子的公称直径 一定，其外径也就确定了，但内径随壁厚而变。无缝钢管的公称直 径和外径如表9-2所示。表9-2无缝钢管的公称直径与外径 公称直径 10外径壁厚外径壁厚 14 3 15 18 3 20 25 3 25 32 3. 5 32 38 3. 5 40 45 3. 5 50 57 3. 5 65 76 4 单位mm 80 89 4 100 125 108 133 4 4 公称直径 150 175 200 225 250 300 350 400 450 500 159 194 219 245 273 325 377 426 480 530 4. 5 6 6 7 8 8 9 9 9 9 对法兰或阀门而言，公称直径是指与其相配的管子的公称直径。 如DglOO的管法兰或阀门，指的是连接公称直径为100mm的管子 用的管法兰或阀门。各种管路附件的公称直径一般都等于其实际内 径。二、管道 1.常用管子 2 （1）钢管钢管包括焊接（有缝）钢管和无缝钢管两大类，常见规 格见附录八。焊接钢管通常由碳钢板卷焊而成，以镀锌管较为常见。 焊接钢管的强度低，可靠性差，常用作水、压缩空气、蒸汽、冷凝 水等流体的输送管道。无缝钢管可由普通碳素钢、优质碳素钢、普 通低合金钢、合金钢等的管坏热轧或冷轧（冷拨）而成，其中冷轧无 缝钢管的外径和壁厚尺寸较热轧的精确。无缝钢管品质均匀、强度 较高，常用于高温、高压以及易燃、易爆和有毒介质的输送。（2） 有色金属管在药品生产中，铜管和黄铜管、铅管和铅合金管、铝管 和铝合金管都是常用的有色金属管。例如，铜管和黄铜管可用作换 热管或真空设备的管道，铅管和铅合金管可用来输送 15〜65的硫 酸，铝管和铝合金管可用来输送浓硝酸、甲酸、醋酸等物料。（3） 非金属管非金属管包括无机非金属管和有机非金属管两大类。玻璃 管、搪玻璃管、玻璃钢管、陶瓷管等都是常见的无机非金属管，橡 胶管、聚丙烯管、硬聚氯乙烯管、聚四氟乙烯管、耐酸酚醛塑料管、 不透性石墨管等都是常见的有机非金属管。非金属管通常具有良好 的耐腐蚀性能，在药品生产中有着广泛的应用。在使用中应注意非 金属管的机械性能和热稳定性。 2.管道连接（1）卡套连接卡套 连接是小直径W40mni管道、阀门及管件之间的一种常用连接方式， 具有连接简单、拆装方便等优点，常用于仪表、控制系统等管道的 连接。 2螺纹连接螺纹连接也是一种常用的管道连接方式，具 有连接简单、拆装方便、成本较低等优点，常用于小直径W50min 低压钢管或硬聚氯乙烯管道、管件、阀门之间的连接。缺点是连接的 可靠性较差，螺纹连接处易发生渗漏，因而不宜用作易燃、易爆和有 毒介质输送管道之间的连接。3焊接焊接是药品生产中最常 用的一种管道连接方法，具有施工方便、连接可靠、成本较低的优 点。凡是不需要拆装的地方，应尽可能采用焊接。所有的压力管道， 如煤气、蒸汽、空气、真空等管道应尽量采用焊