1. 化工管路设计
1.1管路系统
1.1.1流体分类
A1 ,A2, B, C, D类流体(GB5044)
1.1.2管道术语
1.1.2.1管道支吊架
用于支承管道或约束管道位移的各种结构的总称,但不包括土建的结构。
1.1.2.2固定支架
可使管系在支承点处不产生任何位移和角位移,并可承受管道各方向的各种荷载的支架。
1.1.2.3滑动支架
有滑动支承面的支架,可约束管道垂直向下方向的位移,不限制管道热胀或冷缩时的水平位移,承受包括管道自重在内的垂直方向的荷载。
1.1.2.4刚性吊架
带有铰接吊杆的管架结构,可约束管道垂直向下方向的位移,不限制管道热胀或冷缩时的水平位移,承受包括管道自重在内的垂直方向的荷载。
1.1.2.5导向架
可阻止因力矩和扭矩所产生旋转的支架,可对一个或一个以上方向进行导向,但管道可沿给定轴向位移。当用在水平管道时,支架还承受包括自重力在内的垂直方向的荷载。通常导向架的结构兼有对某轴或两个轴向限位的作用。
1.1.2.6限位架
可限制管道在某点处指定方向的位移(可以是一个或一个以上方向线位移和角位移)的支架,规定位移值的限位架称为定值限位架。
1.1.3压力管道及分类
1.1.4工程划分及费用
1.2压力和温度
1.2.1 管道的设计压力
1.2.1.1 适用范围
1)压力管道:0MPa≤P≤35MPa
2)真空管道:P
3)适用于输送包括流态化固体在内的所有流体管道。
1.2.1.2 管道设计压力的确定原则
1)管道设计压力不得低于最大工作压力
2)装有安全泄放装置的管道,其设计压力不得低于安全泄放装置的开启压力(或爆破压力)
3)所有与设备相连接的管道,其设计压力应不小于所连接设备的设计压力。
4)输送制冷剂,液化气类等低沸点的介质管道,按阀被关闭或介质不流动时介质可能达到的最大饱和蒸汽压力作为设计压力。
5)管道或管道组成件与超压泄放装置间的通路可能被阻塞或隔断时,设计压力按不低于可能产生的最大工作压力来确定。
6)工程设计规定需要计算管壁厚度的管道,其“管壁厚度数据表”中所列的计算压力即为该管道的设计压力,与计算压力相对应的工作温度即为该管道的设计温度。
1.2.1.3
管道设计压力的选取
1.2.1.4 设备设计压力的选取原则
1.2.2管道的设计温度
1.2.3 管道的试验压力
GB50235
SH3051
1.3管径的选择
本方法适用于化工生产装置中的工艺和公用物料管道,不包括储运系统的长距离输送管道,非牛顿型流体和固体粒子气流输送管道。
1.3.1管径的确定
1.3.2 预定流速法(HG/T 20570.06)
d=18.81W0.5u−0.5ρ−0.5
d=18.81V0.5u−0.5
1.3.3设定压力降法(HG/T 20570.06)
−0.207d=18.16W0.38ρ−0.207μ0.033∆Pf100
−0.207d=18.16V0.38ρ0.173μ0.033∆Pf100
1.3.4放空管道计算(GB50316)
1.4 管道阻力计算
1.5真空管路设计
1.6浆液管路设计(HG/T 20570.07)
2. 管路安装设计
2.1管道连接
(1)焊接 所有压力管道,管径大于32mm,厚度在4mm以上者采用电焊;厚度在3.5mm以下者采用气焊。
(2)承插焊 密封性要求高的管道连接,结构可靠,耐压高,施工方便。
(3)法兰连接 适用于大管径,密封性要求高的管子连接,如真空管等。
(4)螺纹连接 一般适用于管径小于等于50mm(室内明敷上水管道可采取小于等于150mm),工作压力低于1.0MPa,介质温度小于等于100摄氏度的焊接钢管,镀锌焊接钢管或硬聚氯乙烯塑料管与管或带螺纹的阀门,管件相连接。
(5)承插连接 适用于埋地或沿墙敷设的给排水管
(6)承插粘接 适用于各种塑料管与管子,阀门或管件的连接。
(7)卡套连接 适用于管径小于等于42mm的金属管与金属管件或与非金属管件,阀件的连接,中间加一垫片,施工方便,拆卸容易,一般用于仪表,控制系统等处。
(8)卡箍连接 适用于洁净物料,具有装拆方便,安全可靠,经济耐用等优点。
2.2 管道留孔
管道穿越楼板,屋顶,地基及其它混凝土构件,应在土建施工时预留管孔。管孔大小,对于螺纹连接的管道来说,一般是管外径加10mm即可;对于法兰和保温管道来说,一般应大于其外径加10mm。
2.3管道坡度
管道敷设应设有坡度,坡度方向一般沿着介质流动方向,一般为1/100—3/1000。 蒸汽 5/1000 蒸汽冷凝水 3/1000 清水 3/1000 冷冻水及冷冻回水 3/1000
生产废水 4/1000 压缩空气 氮气 4/1000 真空3/1000
2.4管道排列与间距
垂直面排列
(1) 热介质的管路在上,冷介质的管路在下
(2) 无腐蚀性介质的管路在上,有腐蚀性介质管路在下
(3) 小管路应尽量支承在大管路上方或吊在大管路下面
(4) 气体管路在上,液体管路在下
(5) 不经常检修的管路在上,检修频繁的管路在下
(6) 高压介质的管路在上,低压介质的管路在下
(7) 保温管路在上,不保温管路在下
(8) 金属管路在上,非金属管路在下
水平面排列(室内沿墙敷设时)
(1) 大管路靠墙,小管路在外
(2) 常温管路靠墙,热管路在外
(3) 支管少的靠墙,支管多的在外
(4) 不经常检修的管路靠墙,经常检修的在外
(5) 高压管路靠墙,低压管路在外
2.5管道排气及排液
(1)由于管道布置形成的高点或低点,应设置排气和排液口。
1.高点排气口最小管径为DN15,低点排液口最小管径为DN20(主管为DN15时,排液口为DN15)。高粘度介质的排气,排液口最小管径为DN25。
2.气体管的高点排气口可不设阀门,采用螺纹管帽或法兰盖封闭。除管廊上的管道外,DN小于等于25的管道可不设高点排气口。
3.非工艺性的高点排气和低点排液口可不在PID上表示。
(2)工艺要求的排气和排液口应按PID上的要求设置。
(3)排气口的高度要求应符合国家现行GB50160的规定。
(4)有毒及易燃易爆的液体管道的排放点不得接入下水道,应接入封闭系统。比空气重的气体放空点应考虑对操作环境的影响及人身安全的防护。
2.6阀门位置要求
(1)立管上阀门的阀杆中心线的安装高度宜在地面或平台以上0.7-1.6m的范围,DN40及以下阀门可布置在2m高度以下。位置过高或过低时应设平台或操纵装置。如链轮或伸长杆等以便于操作。
(2)极少数不经常操作的阀,且其操作高度距地面不大于2.5m,又不便另设永久性平台时,应用便携梯或移动式平台使人能够操作。
(3)布置在操作平台周围的阀门手轮中心距操作平台边沿不宜大于400mm,当阀杆和手轮伸入平台上方且高度小于2m时,应使其不影响操作人员的操作和通行安全。
(4)阀门相邻布置时,手轮间的净距不宜小于100mm。
(5)阀门的阀杆不应向下垂直或倾斜安装
(6)安装在管沟内或阀门井内经常操作的阀门,当手轮低于盖板以下300mm时,应加装伸长杆,使其在盖板下100mm以内。
2.7仪表接口位置
(1)就地指示仪表的接口位置应设在操作人员看得清的高度
(2)管道上的仪表接口应按仪表专业的要求设置,并应满足元件装卸所需的空间
(3)设计压力不大于6.3MPa或设计温度不大于425摄氏度的蒸汽管道,仪表接口公称
直径不应小于15mm;大于上述条件及有震动的管道,仪表接口公称直径不应小于20mm;当主管公称直径小于20mm时,仪表接口不应小于主管径。
1. 化工管路设计
1.1管路系统
1.1.1流体分类
A1 ,A2, B, C, D类流体(GB5044)
1.1.2管道术语
1.1.2.1管道支吊架
用于支承管道或约束管道位移的各种结构的总称,但不包括土建的结构。
1.1.2.2固定支架
可使管系在支承点处不产生任何位移和角位移,并可承受管道各方向的各种荷载的支架。
1.1.2.3滑动支架
有滑动支承面的支架,可约束管道垂直向下方向的位移,不限制管道热胀或冷缩时的水平位移,承受包括管道自重在内的垂直方向的荷载。
1.1.2.4刚性吊架
带有铰接吊杆的管架结构,可约束管道垂直向下方向的位移,不限制管道热胀或冷缩时的水平位移,承受包括管道自重在内的垂直方向的荷载。
1.1.2.5导向架
可阻止因力矩和扭矩所产生旋转的支架,可对一个或一个以上方向进行导向,但管道可沿给定轴向位移。当用在水平管道时,支架还承受包括自重力在内的垂直方向的荷载。通常导向架的结构兼有对某轴或两个轴向限位的作用。
1.1.2.6限位架
可限制管道在某点处指定方向的位移(可以是一个或一个以上方向线位移和角位移)的支架,规定位移值的限位架称为定值限位架。
1.1.3压力管道及分类
1.1.4工程划分及费用
1.2压力和温度
1.2.1 管道的设计压力
1.2.1.1 适用范围
1)压力管道:0MPa≤P≤35MPa
2)真空管道:P
3)适用于输送包括流态化固体在内的所有流体管道。
1.2.1.2 管道设计压力的确定原则
1)管道设计压力不得低于最大工作压力
2)装有安全泄放装置的管道,其设计压力不得低于安全泄放装置的开启压力(或爆破压力)
3)所有与设备相连接的管道,其设计压力应不小于所连接设备的设计压力。
4)输送制冷剂,液化气类等低沸点的介质管道,按阀被关闭或介质不流动时介质可能达到的最大饱和蒸汽压力作为设计压力。
5)管道或管道组成件与超压泄放装置间的通路可能被阻塞或隔断时,设计压力按不低于可能产生的最大工作压力来确定。
6)工程设计规定需要计算管壁厚度的管道,其“管壁厚度数据表”中所列的计算压力即为该管道的设计压力,与计算压力相对应的工作温度即为该管道的设计温度。
1.2.1.3
管道设计压力的选取
1.2.1.4 设备设计压力的选取原则
1.2.2管道的设计温度
1.2.3 管道的试验压力
GB50235
SH3051
1.3管径的选择
本方法适用于化工生产装置中的工艺和公用物料管道,不包括储运系统的长距离输送管道,非牛顿型流体和固体粒子气流输送管道。
1.3.1管径的确定
1.3.2 预定流速法(HG/T 20570.06)
d=18.81W0.5u−0.5ρ−0.5
d=18.81V0.5u−0.5
1.3.3设定压力降法(HG/T 20570.06)
−0.207d=18.16W0.38ρ−0.207μ0.033∆Pf100
−0.207d=18.16V0.38ρ0.173μ0.033∆Pf100
1.3.4放空管道计算(GB50316)
1.4 管道阻力计算
1.5真空管路设计
1.6浆液管路设计(HG/T 20570.07)
2. 管路安装设计
2.1管道连接
(1)焊接 所有压力管道,管径大于32mm,厚度在4mm以上者采用电焊;厚度在3.5mm以下者采用气焊。
(2)承插焊 密封性要求高的管道连接,结构可靠,耐压高,施工方便。
(3)法兰连接 适用于大管径,密封性要求高的管子连接,如真空管等。
(4)螺纹连接 一般适用于管径小于等于50mm(室内明敷上水管道可采取小于等于150mm),工作压力低于1.0MPa,介质温度小于等于100摄氏度的焊接钢管,镀锌焊接钢管或硬聚氯乙烯塑料管与管或带螺纹的阀门,管件相连接。
(5)承插连接 适用于埋地或沿墙敷设的给排水管
(6)承插粘接 适用于各种塑料管与管子,阀门或管件的连接。
(7)卡套连接 适用于管径小于等于42mm的金属管与金属管件或与非金属管件,阀件的连接,中间加一垫片,施工方便,拆卸容易,一般用于仪表,控制系统等处。
(8)卡箍连接 适用于洁净物料,具有装拆方便,安全可靠,经济耐用等优点。
2.2 管道留孔
管道穿越楼板,屋顶,地基及其它混凝土构件,应在土建施工时预留管孔。管孔大小,对于螺纹连接的管道来说,一般是管外径加10mm即可;对于法兰和保温管道来说,一般应大于其外径加10mm。
2.3管道坡度
管道敷设应设有坡度,坡度方向一般沿着介质流动方向,一般为1/100—3/1000。 蒸汽 5/1000 蒸汽冷凝水 3/1000 清水 3/1000 冷冻水及冷冻回水 3/1000
生产废水 4/1000 压缩空气 氮气 4/1000 真空3/1000
2.4管道排列与间距
垂直面排列
(1) 热介质的管路在上,冷介质的管路在下
(2) 无腐蚀性介质的管路在上,有腐蚀性介质管路在下
(3) 小管路应尽量支承在大管路上方或吊在大管路下面
(4) 气体管路在上,液体管路在下
(5) 不经常检修的管路在上,检修频繁的管路在下
(6) 高压介质的管路在上,低压介质的管路在下
(7) 保温管路在上,不保温管路在下
(8) 金属管路在上,非金属管路在下
水平面排列(室内沿墙敷设时)
(1) 大管路靠墙,小管路在外
(2) 常温管路靠墙,热管路在外
(3) 支管少的靠墙,支管多的在外
(4) 不经常检修的管路靠墙,经常检修的在外
(5) 高压管路靠墙,低压管路在外
2.5管道排气及排液
(1)由于管道布置形成的高点或低点,应设置排气和排液口。
1.高点排气口最小管径为DN15,低点排液口最小管径为DN20(主管为DN15时,排液口为DN15)。高粘度介质的排气,排液口最小管径为DN25。
2.气体管的高点排气口可不设阀门,采用螺纹管帽或法兰盖封闭。除管廊上的管道外,DN小于等于25的管道可不设高点排气口。
3.非工艺性的高点排气和低点排液口可不在PID上表示。
(2)工艺要求的排气和排液口应按PID上的要求设置。
(3)排气口的高度要求应符合国家现行GB50160的规定。
(4)有毒及易燃易爆的液体管道的排放点不得接入下水道,应接入封闭系统。比空气重的气体放空点应考虑对操作环境的影响及人身安全的防护。
2.6阀门位置要求
(1)立管上阀门的阀杆中心线的安装高度宜在地面或平台以上0.7-1.6m的范围,DN40及以下阀门可布置在2m高度以下。位置过高或过低时应设平台或操纵装置。如链轮或伸长杆等以便于操作。
(2)极少数不经常操作的阀,且其操作高度距地面不大于2.5m,又不便另设永久性平台时,应用便携梯或移动式平台使人能够操作。
(3)布置在操作平台周围的阀门手轮中心距操作平台边沿不宜大于400mm,当阀杆和手轮伸入平台上方且高度小于2m时,应使其不影响操作人员的操作和通行安全。
(4)阀门相邻布置时,手轮间的净距不宜小于100mm。
(5)阀门的阀杆不应向下垂直或倾斜安装
(6)安装在管沟内或阀门井内经常操作的阀门,当手轮低于盖板以下300mm时,应加装伸长杆,使其在盖板下100mm以内。
2.7仪表接口位置
(1)就地指示仪表的接口位置应设在操作人员看得清的高度
(2)管道上的仪表接口应按仪表专业的要求设置,并应满足元件装卸所需的空间
(3)设计压力不大于6.3MPa或设计温度不大于425摄氏度的蒸汽管道,仪表接口公称
直径不应小于15mm;大于上述条件及有震动的管道,仪表接口公称直径不应小于20mm;当主管公称直径小于20mm时,仪表接口不应小于主管径。