压力管道设计工业管道和公用管道4

3.1.3.33.1.3.3机器管道设计机器管道设计 1.机器管道设计的一般原则 在管嘴附近设管道支、吊架，以承受管道的热胀力和管道、阀门等的自身重 力 应根据机器的操作温度，选择适宜的管道走向 在机器的出口安装缓冲罐（脉动衰减器）。缓冲罐应尽量靠近机器 为了防止管道的振动， 要缩短支架间距提高管道的刚性，并适当地采用固定 支架、限位支架和导向支架 在试运转时，机器原吸入口要安装临时过滤器，以免杂物损坏机器 对于输送含有固体颗粒流体的机器， 为减小管道压降和沉积物堵塞管道，可 在进口管道上设置过滤器 管道走向不能影响设备的操作和检修 2.泵的管道设计 泵的进出口位置 一般应根据泵的入出口位置进行管道布置， 但亦可按管道布置的要求选择入 出口位置合适的泵 泵的进出口位置根据处理流体的性状（指性质和状态）、流量、扬程等不同 分别有 1）顶—顶（即入、出口均在泵体上部） 2）端—顶 3）侧—侧 4）侧—顶 顶—顶（即入、出口均在泵体上部） 端—顶 管道的热应力 要规定泵嘴允许的受力 在进行热应力计算时切不可忘记备用泵一侧的管道温度较低， 要考虑相对伸 长量最大的不利因素 管道施工时，务使管法兰与泵嘴法兰的中心线一致，且法兰面平行，当确认 其间隙仅是垫片的余量后把紧螺栓，以减少施工的残余应力 泵的吸入管道 采取措施防止泵产生汽蚀现象 为防止汽蚀现象的发生， 泵吸入管系统的有效汽蚀余量最少是泵所要求汽蚀 余量的 1.3 倍以上，否则泵就不能正常工作 吸入管系统由于气体积聚， 也会发生汽蚀， 因此在吸入管的中途不得有气袋 当泵吸入管系统中有 U 型部分时，应在其高点设排气口，一般情况不得有袋 形 塔、槽最低液面与泵入口中心线高差确定后，为提高有效汽蚀余量，应减少 入口管系统的阻力 侧面吸入的离心泵， 入口处要有一段长度大于三倍管径的直管段，然后才能 接弯头。双吸入的离心泵，为使泵轴两侧的推力相等，叶轮平衡，此时需要7～ 10 倍于管径的直管段。无论如何也不能设直管段时，应在泵嘴附近安装整流管 或加导流板以防止偏流和涡流 泵的出口管 一般泵出口管比吸入管小 1～2 级、流速增大，不易产生气阻 为防止流体倒 流 （如单台泵的停泵及并联泵的启动或停泵等）在泵出口与第一道切断阀之间设 止回阀，其管径与切断阀相同；其型式以旋启式或蝶式止回阀为好通常把孔板、 调节阀和其他限流设施装在离心泵出口管上 离心泵出口切断阀直径可与管道相 同，也可比管道直径小，但不得小于泵嘴直径，视具体情况而定 泵出口不宜直接连接弯头 电动往复泵出口和切断阀之间的管道上要装安全阀； 安全阀出口接至泵吸入 口和切断阀之间的管道 汽动往复泵视具体情况决定是否需此安全阀。 其它形式的泵，只有在阀关闭 时，系统的压力可能高到损坏管道或其它设备时才设安全阀 对于输送含有固体颗粒液体的泵， 为减少管道压降和沉积物堵塞管道，泵的 入、出口管道均采用 45°斜接，阀门尽量靠近分支处 凡泵出口压力表均应设在泵出口与第一道切断阀之间的管段上 暖泵线 一般输送 230℃以上高温液体且有备用泵的情况下，为避免切换泵时高温液 体急剧涌入泵内，使泵急热或使泵体、叶轮受热不均而损坏或变形，致使固定部 分和旋转部分出现卡住现象，往往要设暖泵线 最小流量线 当泵的工作流量低于泵的额定流量的 20%以上时，就会产生垂直于轴方向的 径向推力，而且由于泵在低效率下运转，使入口部位的液温升高，蒸汽压增高， 容易出现汽蚀。 为了预防发生这种情况，要设置确保泵在最低流量下正常运转的 小流量线。通入此线的流量应依扬程、液体种类等使用条件确定，通常控制温升 5～10℃左右 小流量线不要接至泵的吸入管，而应接至吸入罐或其它系统上 平衡线 在输送在常温下饱和蒸汽压高于大气压的液体或处于泡点状态的液体时， 为 防止进泵液体产生蒸汽或有汽泡进入泵内引起汽蚀而设平衡线。 平衡线是由泵入 口接至吸入罐的汽相段。汽泡靠比重差向上返回吸入罐。特别是立式泵，由于气 体容易集聚在泵内，所以平衡管被广泛采用。使用这种辅助管道时，汽泡仅仅靠 自身密度差而移动，所以要由泵向罐上坡，接到吸入罐的气相部位 旁通线 启动高扬程的泵时，出口阀单方向受压过大，不易打开，若强制打开将有损 坏阀杆、 阀座的危险。 在出口阀的前后设带有限流孔板的旁通线时便可容易开启。 同时，旁通线还有减少管道振动和噪声的作用 防凝线 输送在常温下凝固的高凝固点的液体时， 其备用泵和管道应设防凝线，以免 备用泵和管道堵塞 一般设两根防凝线， 其中一根从泵出口切断阀后接至止回阀前，另一根防凝 线是从泵出口切断阀后接至泵入口切断阀前 防凝线的安装， 应使泵进出口管道的“死角”最少，必要时可对防凝线加伴 热管 泵的辅助管道 泵的轴承一般需要冷却水冷却， 或者需要冲洗水把漏出的液体洗掉，以免扩 散于大气；有时还需要润滑油或密封液，这些管道叫泵的辅助管道 一般在带控制点流程图上画出。泵的辅助管道常绘成透视图 在开车前就应把这些辅助管道安装好，并进行检查 冷却水管要设检流器或漏斗，以观察水流情况；冷却水管要注意防冻 放空和放净 离心泵的泵体上部常设有放空口，用丝堵堵死 离心泵的底部设有放净口，亦用丝堵堵塞 其它形式的泵亦要有合适的放空和放净口，用丝堵堵塞 3.压缩机的管道设计 压缩机容量大，压力高。所以，压缩机管道的布置不论从操作、维修或安全 方面，都必须充分考虑 1）往复式压缩机的管道设计 2）离心式压缩机的管道设计 3）压缩机的辅助管道设计 往复式压缩机的管道设计 为减少气体压力脉动， 可在压缩机管道上安装孔板或装设缓冲罐。最有效的 办法是在压缩机的吸入口和排出口都安装缓冲罐， 它的位置越接近压缩机的管嘴 越好，最好能直接与压缩机出入口相接 管道设计时必须加大管道支架的刚性，增多支架数量，这对处理气体压力脉 动是必要的 其它管道不可与压缩机管道合用一个支架，以免传递振动 压缩机的结构要充分了解，压缩机的管道不得妨碍操作和解体检修 若压缩机和被压缩的气体用水冷却时， 先将水接往后冷器，然后接往中间冷 却器，最后至冷却汽缸夹套，以充分利用冷却水 要减少压缩机的机械振动， 就要尽量减少管道弯头的个数和采用曲率半径较 大的弯头 为避免产生共振， 压缩机管道的固有频率与压缩机的工作频率间的比例有一 定的要求 要防止凝液进入压缩机气缸，必须在各段吸入口前设吸入罐或凝液分离罐， 除去凝液 压缩机的入口管应尽量地短而直。凝液分离罐要尽量靠近压缩机入口 离心式压缩机的管道设计 离心式压缩机是连续排气的，几乎可以不考虑振动。但由于气体密度小，转 子转速高，又为多级式，故轴的找正要求非常高 压缩机的管道在尽可能不妨碍美观的条件下可采用弯管，虽稍微增加管长， 但对压降影响不大 根据管道热膨胀所产生的位移量、 方向、应力和力矩来考虑约束点的位置和 限位支架的形式 使用限位支架时因有制造误差和安装误差， 所以，限位支架的节点最好是可 调的，以消除误差 吸入管上， 为防止凝液进入机内而设分离器，同样在各压缩段也要防凝液进 入； 停车时要防止出口管中的凝液回流入压缩机。止回阀要采用阻力小的特殊形 式。压缩机吸入管的直管段长度至少为直径的两倍，变径管角度为 8～12° 压缩机的辅助管道