管道工程課程設計

1、<p>　　管 道 工 程 課 程 設 計</p><p>　　題目 化工管道設計 </p><p>　　學 院 環(huán)境與市政工程學院 </p><p>　　專 業(yè) 應 用 化 學 </p><p>　　姓 名 </p>

2、<p>　　學 號 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　完成時間 2016年1月14日 </p><p>　　課 程 設 計 </p><p>　　任 務 書 及 計 劃 書</p><p

3、>　　2015——2016學年</p><p><b>　　第 1 學期</b></p><p>　　環(huán) 節(jié) 名 稱： 管道工程課程設計 </p><p>　　學生專業(yè)班級： </p><p>　　指 導 教 師：

4、 </p><p>　　學 院： </p><p>　　教 研 室： </p><p>　　課程設計（論文）任務書</p><p>　　學院 教研室</p>

5、<p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　第1章.概述3</b></p><p>　　1.1壓力管道的定義3<

6、/p><p>　　1.2工業(yè)管道的分類3</p><p>　　1.3壓力管道總體設計的基本原則5</p><p>　　1.4配管設計通則6</p><p>　　第2章.管道平面布置圖10</p><p>　　2.1管道布置的一般原則10</p><p>　　2.2管道平面圖設計要求13&

7、lt;/p><p>　　2.3設計數(shù)據(jù)16</p><p>　　2.4設計思路17</p><p><b>　　2.5設計圖19</b></p><p>　　第3章.管道空視圖20</p><p>　　3.1設計依據(jù)20</p><p>　　3.2設計思路20<

8、;/p><p><b>　　3.3設計圖20</b></p><p>　　第4章.絕熱計算20</p><p>　　4.1絕熱設計的基本原則20</p><p>　　4.2 絕熱的功能及范圍21</p><p>　　4.3絕熱層材料和主要輔助材料的性能要求及選擇原則22</p>

9、<p>　　4.4 絕熱層厚度計算23</p><p><b>　　參考文獻28</b></p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　一套工藝裝置之所以能用于工業(yè)生產，是由于生產過程所必須的機械設備用管道按流程加以鏈接的結果。工藝生產裝置的管道有如人體的血管，沒有它人就不能生存；同樣，

10、工藝生產裝置如果沒有管道的鏈接也就不能用于工業(yè)生產。所以，作為化工專業(yè)的學生掌握管道設計與安裝方面的知識是非常必要的。</p><p>　　在設計中，主要對所附設備平面布置見圖進行分區(qū)，設計并繪制某一區(qū)的管道平面布置圖；并且在附圖管廊兩側的設備各選一個設備的接管，設計并繪出該管道空視圖；以及進行管道絕熱設計，計算絕熱層厚度，繪出絕熱層結構設計圖等內容。</p><p>　　關鍵詞：化工管道

11、，管道設計，絕熱設計</p><p>　　Abstract: </p><p>　　A process device is reason for industrial production, as a result of mechanical equipment for production process must pipe according to the process to be

12、linked. Pipe of the production equipment has such as the body's blood vessels, it cannot exist without; similarly, production equipment if no pipeline links cannot be used to industrial production. So, as a chemical

13、professional students master pipeline design and installation of knowledge is very necessary. </p><p>　　In the design, mainly on the attached equipment plane layout as shown in Figure partition, design and d

14、raw the a zone of piping layout; and in the accompanying tube at both sides of the corridor of the equipment each choose a device over, design and draw the pipeline empty view; and piping insulation design, calculation o

15、f the thickness of insulation layer, draw the adiabatic layer structure design and other content.</p><p>　　Key words: chemical pipeline, pipeline design, thermal insulation design</p><p><b&g

16、t;　　第1章 概述</b></p><p>　　1.1 壓力管道的定義</p><p>　　壓力管道是指在生產、生活中使用的可能引爆和中毒等危險性較大的特種設備及管道。</p><p>　?。?）輸送GB5044《職業(yè)性接觸毒物性危害程度分級》中規(guī)定的程度為極度危害介質的管道；</p><p>　?。?）輸送GB50160《石

17、油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》及GBJ16《建筑設計防火規(guī)范》中規(guī)定的火災危險性為甲、乙類介質的管道；</p><p>　?。?）最高工作壓力不小于0.1MPa（表壓，下同）輸送介質為氣（汽）體及液化氣體的管道；</p><p>　?。?）最高工作壓力不小于0.1MPa（表壓，下同）輸送介質為可燃、易爆、有毒以及腐蝕性或高溫工作溫度不小于標準沸點的液體管道；</p><p&g

18、t;　?。?）上述四項規(guī)定管道的附屬設施。</p><p>　　1.2工業(yè)管道的分類</p><p>　　石油化工建設工程的管道安裝工程，在所有安裝專業(yè)中，較為復雜的專業(yè)，特點是安裝管材品種繁多，錯綜復雜、工程量大，質量要求高，施工周期長。在工業(yè)生產過程中，用管道把生產設備連接成完整的生產工藝系統(tǒng)，是設備在生產過程必要的組成部分。</p><p>　　①工業(yè)管道按介

19、質壓力分類</p><p>　　（1）低壓管道 0 ＜ P ≤ 1.6Mpa</p><p>　?。?）中壓管道 1.6 ＜ P ≤ 10Mpa</p><p>　?。?）高壓管道 10 ＜ P ≤ 42Mpa</p><p>　　蒸氣管道P≥9 Mpa，溫度不低于500℃時為高壓管道</p><p>　?、诠I(yè)

20、管道按介質溫度分類</p><p>　　（1）低溫管道 介質溫度≤－40℃時</p><p>　?。?）常溫管道 －40℃＜介質溫度＜120℃時</p><p>　　（3）中溫管道120℃≤介質溫度＜450℃時</p><p>　?。?）高溫管道 介質溫度＞450℃時</p><p>　　③工業(yè)管道按介質性質

21、分類</p><p>　　（1）汽、水介質管道。管內介質為熱水蒸汽、飽和水蒸汽和冷熱水。</p><p>　?。?）腐蝕性介質管道。管內介質為強酸、強堿、氯化物等有腐蝕性的化學品。</p><p>　　（3）化學危險品介質管道。管內為毒性介質（氯、氰化鉀、氨、瀝青、煤焦油）、可燃與易燃介質、易爆介質（油品、油氣、水煤氣、氧氣、乙炔、乙烯、丙烯、甲醇、乙醇等）、以及窒

22、息性、刺激性、腐蝕性、易揮發(fā)性介質等。</p><p>　　（4）易凝固、易沉淀介質管道。管內輸送重油、瀝青、尿素溶液等介質。</p><p>　?。?）粉粒介質管道。管內輸送粉粒狀固體物料介質的管道。</p><p>　?、芄に嚬艿栏鶕?jù)各種材質所使用的工作溫度和壓力的不同，劃分為五類:</p><p><b>　　管道分類表<

23、;/b></p><p>　　注: 1. 劇毒介質管道按一類管道；</p><p>　　2. 有毒介質，甲、乙類火災危險物質的管道均升一類。</p><p>　　3．“工作壓力”項內任意為不分壓力均為一類管道。</p><p>　　1.3壓力管道總體設計的基本原則</p><p>　　壓力管道的設計可分為干線壓

24、力管道設計和裝置內壓力管道設計；設計中應考慮到以下幾個方面：</p><p>　　(1) 滿足工藝要求、材料、結構形式、柔性、抗振能力、各種組件、附件等適當組合，全面達到生產要求；</p><p>　　(2)管道設計要為安裝施工、操作管理、維護檢修提供方便，保證足夠的空間；</p><p>　　(3)滿足防火、防爆等安全規(guī)范的要求，創(chuàng)造安全運行環(huán)境；<

25、/p><p>　　(4)管道走向合理，避免不必要的往返和轉折，使總體設計經(jīng)濟合理；</p><p>　　(5)管道排列規(guī)范、美觀，框架、管廊立柱對齊、縱橫成行，管道橫平豎直，不在特殊需要的情況下不用歪斜管道布置方式。</p><p><b>　　1.4配管設計通則</b></p><p><b>　?、龠m用范圍&

26、lt;/b></p><p>　　本通則適用于裝置（單元）配管設計中所涉及的一般事項。</p><p><b>　?、陂y門的選擇</b></p><p>　　管系中閥門尺寸和種類的選擇，原則上以下列條件為準。</p><p><b>　　切斷閥</b></p><p>

27、　?。?）調節(jié)閥組切斷閥的直徑，如無特別要求按表1選用。</p><p>　　（2）切斷閥選用閘閥</p><p><b>　　旁路閥</b></p><p>　?。?）調節(jié)閥組的旁路閥直徑，如無特別要求按表2進行選擇。</p><p>　　（2）當旁路閥為8B以下時選截止閥，10B以上時選閘閥。</p>

28、<p>　?、蹆x表及其他用閥門的各種類和規(guī)格</p><p>　?。?）在DN50以上工藝管道產生氣袋的地方，應設置帶螺紋管帽或絲堵的放空口；而在有集液的地方，不論直徑的大小，都應設排液閥，其端部還要加螺紋管帽或絲堵。</p><p>　?。?）對需進行液體試壓和試漏的公用工程管道（非凈化風、氮氣、蒸汽、乏汽），即使有氣袋亦可不設放空。</p><p>　

29、?。?）工藝及公用工程管道，特別是高溫壓管道上的放空閥可用盲法蘭代替。</p><p>　?、苄箟号c放空(Relief and BLOWdown)</p><p>　　（1）安全閥應盡可能靠近所保護的設備或主管安裝，為防止安全閥放空時的振動，安裝有安全閥的管道需增設支架。</p><p>　　如安全閥無法靠近所保護的設備或主管設置時，為防止壓力降的產生，需核算安全閥

30、入口管道的管徑。</p><p>　?。?）安全閥入口管系應布置成能使管內液體自流向所保護設備或主管道的形式。</p><p>　?。?）安全閥出口管與放空總管連接時，為使管內介質自流進入總管，應順著總管介質流向與總管呈45°連接。</p><p>　?。?）泄壓閥的出口為液體并與放空總管連接時，在背壓許可的情況下，泄壓閥可布置在低于總管的位置。</

31、p><p>　?。?）泄壓和放空總管應布置成能自流進入分液罐或凝液罐，如不能實現(xiàn)，可在液袋處設液位計和排液罐。</p><p>　　向大氣排放的放空管口高度應符合下列要求：</p><p>　　一、設備上的放空管，尖高出鄰近的操作平臺2米以上；</p><p>　　二、緊靠建筑物、構筑物或在其內部布置的設備的放空管口，應高出建、構筑物2米以上。&

32、lt;/p><p>　?。?）安全閥出口介質為氣體并允許排向大氣時，其排放口不得朝向鄰正設備或有人通過的地區(qū)，排放管口端部必須高于安全閥周圍8米范圍內的最高操作平臺和設備3米以上。端部形狀可呈T型，I型或L型，并切成如圖3所示如45°角的形式。切口方向應避開周圍道路和設備。</p><p>　?、蓍y門及儀表安裝方法</p><p>　　（1）所有閥門必須布置在

33、操作方便易于維修的地方。</p><p>　　(a) 閥門最適當?shù)陌惭b高度是距，操作面1.2米上下；</p><p>　　(b) 閥門中心高于2.1米時，集中布置的閥組或頻繁操作的單個閥門應設操作平臺，不經(jīng)常操作的單個閥，可設鏈輪，也可利用活動平臺，但小于1.1/2B的閥不設鏈輪。</p><p>　　(c)閥門手輪低于操作平臺時，可采用閥門延伸桿。</

34、p><p>　　(d)從公用工程集合管分出的管系，其切斷閥應設置在水平段上，閥門兩側的液體可向兩側自流。</p><p>　?。?）調節(jié)閥、安全閥和容積式流量計等，應設置在操作方便，易于維修的地面或平臺上，管道上溫度計、壓力計的位置可自由選定時，原則上距操作面的高度不大于1.5米。</p><p>　　安裝設備上各種儀表（如溫度計、壓力計、液面計等）必須設操作平臺和梯

35、子。</p><p><b>　　(a) 調節(jié)閥</b></p><p>　?、僬{節(jié)閥應盡量靠近與其有關的指示儀表并盡量接近測量元件附近安裝；</p><p>　?、谡{節(jié)閥公稱直徑小于管道直徑時，大小頭應緊靠調節(jié)閥安裝。</p><p>　?、壅{節(jié)閥設有手動裝置時，應確認膜頭的上方或橫向的空間，調節(jié)閥的安裝位置應使手動裝

36、置便于操作。</p><p>　　③角式調節(jié)閥需根據(jù)介質流向（有上進下出和下進上出兩種）確定角閥形式，并設置于無障礙的地方。</p><p>　　對壓差較高的調節(jié)閥，應考慮防止噪音和振動。</p><p><b>　　(b) 流量計</b></p><p>　?、俨顗菏搅髁坑嫷目装寮瓤稍O在水平管上也可設在立管上，需根據(jù)介

37、質情況決定。</p><p>　　②差壓式流量計的孔板和容積式流量計的轉子，其上下游的直管長度應滿足自控專業(yè)要求。</p><p>　?、鄄顗菏搅髁坑嫷娜悍较?，對蒸汽、液體來說采用水平取壓方式。而對氣體則采用上方取壓方式。水平取壓受限制時；如是蒸汽可用斜上式，如是液體可用斜下式。</p><p><b>　　(c) 壓力表</b></p

38、><p>　　為準確測量靜壓，壓力表取壓點應在直管段上，并設切斷閥、其配管形式如圖-5</p><p>　?、趬毫Ρ響O置在易于讀表的位置。</p><p>　?、墼谡駝庸艿郎习惭b壓力表時，應避免振動傳至壓力表使其受到損壞，應采取適當加強措施。</p><p>　　(d) 溫度計（雙金屬溫度、熱電偶）</p><p>　　

39、①安裝在直管上的溫度計，當管道直徑不小于DN50時，可垂直安裝在管道上。當管道直徑小于DN150時，應根據(jù)自控專業(yè)要求擴徑。</p><p>　　②在彎管上安裝溫度計時，管道直徑不小于DN50，應逆介質流向安裝。</p><p>　?、蹨囟扔嬕部蓛A斜45°水平安裝，傾斜45°安裝時，應與管內流體流動方向逆向接觸。</p><p>　　④熱偶的長度

40、，因管徑及安裝位置的不同而異，其位置應設在易于熱偶插入、拔出的地方。</p><p><b>　　(e) 液面計</b></p><p>　　①為能使在設備操作情況下取出液位計，在切斷閥與液面計之間需設法蘭或活接頭。</p><p>　?、趦蓚€以上液面計重疊使用時，其重疊部分取200mm。</p><p>　?、鄄ＡО逡?/p>

41、面計（有反射式和透光式兩種）和玻璃管液面計在外形上有很大區(qū)別。前者用于高溫高壓，后者僅用于低壓。對透光式玻璃板液面計應安裝在光線能透過的方向上。</p><p>　　第2章 管道平面布置圖</p><p>　　2.1管道布置的一般原則</p><p>　　1）管道應成列平行敷設，盡量走直線少拐彎（因作自然補償、方便安裝、檢修、操作除外），少交叉減少管架的數(shù)量，節(jié)省管

42、架材料并做到整齊美觀便于施工。整個裝置（車間）的管道，縱向與橫向的標高應錯開，一般情況下改變方向同時改變標高。</p><p>　　2）設備間的管道連接，應盡可能的短而直，尤其用合金鋼的管道和工藝要求壓降小的管道，如泵的進口管道、加熱爐的出口管道、真空管道等，又要有一定的柔性，以減少人工補償和由熱脹位移所產生的力和力矩。</p><p>　　3）當管道改變標高或走向時，盡量做到“步步高”或

43、“步步低”，避免管道形成積累氣體的“氣袋”或積聚液體的“液袋”和“盲腸”，如不可避免時應于高點設放空（氣）閥，低點設放凈（液）閥。</p><p>　　4）不得在人行通道和機泵上方設置法蘭，以免法蘭滲漏時介質落于人身上而發(fā)生工傷事故。輸送腐蝕介質的管道上的法蘭應設安全防護罩。</p><p>　　5）易燃易爆介質的管道，不得敷設在生活間、樓梯間和走廊等處。</p><p

44、>　　6）管道布置不應擋門、窗，應避免通過電動機、配電盤、儀表盤的上空，在有吊車的情況下，管道布置應不妨礙吊車工作。</p><p>　　7）氣體或蒸汽管道應從主管上部引出支管，以減少冷凝液的攜帶，管道要有坡向、以免管內或設備內積液。</p><p>　　8）由于管法蘭處易泄漏，故管道除與法蘭連接的設備、閥門、特殊管件連接處必須采用法蘭連接外，其他均應采用對焊連接（DN≤40mm用承

45、插焊連接或卡套連接）。</p><p>　　公用系統(tǒng)管道PN≤0.8MPa，DN≥50mm的管道除法蘭連接閥門和設備接口處采用法蘭連接外，其他均采用對焊連接（包括焊接鋼管）。但對鍍鋅焊接管除特別要求外，不允許用焊接，DN＜50mm允許用螺紋連接（若閥門為法蘭時除外），但在閥與設備連接之間，必須要加活接頭以便檢修。</p><p>　　9）不保溫、不保冷的常溫管道除有坡度要求外，一般不設管托

46、；金屬或非金屬襯管道，一般不用焊接管托而用卡箍型管托。對較長的直管要使用導向支架，以控制熱脹時可能發(fā)生的橫向位移。為避免管托與管子焊接處的應力集中，大口徑和薄壁管常用鞍座，以利管壁上應力分布均與，鞍座也可用于管道移動時可能發(fā)生旋轉之處，以阻管道旋轉。管托高度應能滿足保溫、保冷后，有50mm外漏的要求。</p><p>　　10）采用成型無縫管件（彎頭、異徑管、三通）時，不宜直接與平焊法蘭焊接（可與對焊法蘭直接焊接

47、），其間要加一段直管，直管長度一般不小于其公稱直徑，最小不得低于100mm。</p><p>　　11）設計裝置（車間）內主管時應對裝置內所有管道（工藝管道、公用系統(tǒng)管道）、儀表電纜、動力電纜、采暖通風管道統(tǒng)一規(guī)劃，各就其位。</p><p>　　12）在主管的末端或環(huán)狀管的中間設置附帶閥門的排凈口，且加法蘭盲板（供排凈用，口徑為DN20）。</p><p>　　1

48、3）當裝置（車間）為多層結構時，進入每層的主管盡可能在同一個坐標方位和不同的高度（有利于安裝維修和管理），且設置切斷閥，以便各層維修時互不影響。在垂直管的最低點氣、液相管均應設排凈口（附DN20放凈閥）。垂直管在每層樓板處設支撐管架或管箍，以支撐豎管重量。注意切勿設于屋頂排水管的位置（應與建筑協(xié)商解決）。</p><p>　　14）繪制主管管道布置圖時應將空間區(qū)域進行規(guī)劃，與儀表、配電等專業(yè)劃分空間或區(qū)域，以減少

49、碰撞。如可將空間劃分為幾個標高，如4.2m以下、4.2m以上和4.8m以上?？蓪?.2m以下劃為工藝配管用，4.2m以上劃給電和儀表用，4.8m以上可作公用管道用，這樣可以減少碰撞。樓板面的排水是依靠地漏排水，所以4.8m以上可供公用管道專用，4.2m以下，可以有2m的空間供工藝配管用，可設2～4層管子，其寬度控制在2m左右。</p><p>　　15）配管設計時管路應盡量靠攏，管子間距取整數(shù)200、250或30

50、0mm等，也可參照管路間距表，但必須保證施工間距。物料管道應設置在管架的上層即第一層，對熱介質除保溫外還應與冷介質隔開，防止互相影響。一般熱介質設在上層，冷介質設在下層，公用系統(tǒng)主管設在下層。</p><p>　　主管布置時大口徑管道應靠在吊架處，小口徑管道可設在吊架中間，對易堵介質可在轉彎處采用三通、端頭加法蘭及盲板，可供清理用</p><p>　　16）根據(jù)工藝要求設置公用工程站，每個

51、站的管道均從主管引出，應盡量靠近服務對象布置，并以站為圓心，以15m為半徑（軟管長15m）畫圓，這些圓應覆蓋裝置（車間）內所有服務對象。每個站一般情況均設有低壓蒸汽、壓縮空氣、氮氣和水管道，并設DN25切斷閥門，集中設置在+1.00m標高處，配15m帶快速接頭的軟管，有特殊要求時應設置淋浴及洗眼器，在淋浴及洗眼器附近設地漏及時排除洗滌水。</p><p>　　17）一般主管架沿梁敷設，管架可設在梁側，在遇柱子時可

52、在柱子側面預埋鋼板，設管架作柱吊架時可承受較大載荷。管架也可沿操作臺鋪設，一般在操作臺旁或操作臺下，管架與操作臺可用螺栓連接或焊接。</p><p>　　2.2管道平面圖設計要求</p><p>　　管道平面圖應該覆蓋所有的管道設計區(qū)域的地上、地下的管道布置設計（包括平、立面圖，視圖或詳圖）。</p><p>　　圖幅：一般采用A1，特殊情況可采用A0或A2。一般情

53、況采用橫式圖紙，特殊情況采用立式圖紙。2．2分圖比例：工藝裝置區(qū)及內管廊按1：25，罐區(qū)及簡單區(qū)域也可采用1：50。2．2管道平面圖一般根據(jù)框架、廠房、操作平臺的軸線或工序之間的分界線進行分圖。東、西、南、北四個方向應畫到裝置布置圖的B.L線。特殊情況下，可根據(jù)配管的具體情況進行分圖。</p><p>　　對管道平面圖上的局部空曠處，切圖和尺寸標注可以不按比例，但必須注上實際尺寸，并在尺寸數(shù)字下面加一橫線，表示該

54、尺寸是沒有按比例標注的。</p><p>　　在多層建筑物的配管，平面圖的標高分層，一般根據(jù)框架、廠房、或操作平臺的層高進行分圖。特殊情況下，可根據(jù)配管的具體情況進行分圖。</p><p>　　管道平面圖的組成部分：</p><p>　　圖簽：使用本公司統(tǒng)一的圖簽填寫內容，圖號的編制應按照公司的統(tǒng)一規(guī)定（2009年各專業(yè)規(guī)定）執(zhí)行。</p><p

55、>　　指北針：使用統(tǒng)一的指北針，置于圖紙的右上角，其方向應與設備布置圖一致。</p><p>　　索引圖：在一個合同裝置中，有多張平面配管圖的時候，應使用索引圖，置于指北針的下方（設備管口表的上方），并在索引圖塊的相應區(qū)域繪制2 陰影線表示本圖所在裝置區(qū)域的位置。</p><p>　　管口表：使用公司統(tǒng)一的管口表，置于圖簽的上方。如設備數(shù)量或管口數(shù)量太多，圖紙上方的空間不夠

56、，則部分設備管口表可置于圖簽的左側。</p><p>　　管道平面圖：按照2。4條的規(guī)定，按管道的標高將管道置于相應的平面圖中，設備位置與數(shù)量應與設備布置圖一致。圖面不可安排過滿。</p><p>　　特殊說明：對本張圖紙在設計中存在需要特殊說明的內容。如采購的定型設備最終資料遲遲不到位而要交施工圖紙時，就可在圖紙上沒有條件的地方畫上云形線，并注上“HOLD”字樣。</p>

57、<p><b>　　管道平面圖的標注</b></p><p>　　分界線：一張圖按照比例所能畫出管道布置范圍的大小要用分界線表示出來，分界線用雙點劃線。分界線應使用與裝置布置圖一致的工廠坐標系統(tǒng)，即應表示出E、N的分圖坐標，以便于檢查圖紙的連續(xù)性。E、N坐標應緊靠在雙點劃線界外放置。</p><p>　　接圖號：在一個裝置中，平、立面有多張管道布置圖時，應使

58、用接圖號，平面接圖號應緊靠雙點劃線的外側放置（用M.L COD XXXX表示）；立面接圖號應放置在圖面的正下方（用M.L COD XXXX ABOVE EL…或BELOW EL…表示）。注：XXXX表示圖紙的編號。</p><p>　　設備位號：對平面圖中每臺設備都要有設備中心線。設備位號應置于設備中心線上方或左側，設備中心線的下方或右側標注設

59、備的支承標高（對非設備支承面的平面圖，可不標注設備的支承標高）。臥式設備要用F.P標出固定支座端的位置。</p><p>　　定位方式：設備、框架和廠房的定位采用坐標與尺寸線相結合的方式（即四周用坐標定位，圖面內用尺寸定位）。用尺寸線標注為避免線條的交叉，可采用分層次進行標注的方式（定位線一定要畫到位）。第一層：靠近分界線圖面外側作為管道的定位，標注出管道的定位尺寸。一般用設備的中心線、框架或廠房的軸線來進行管道

60、的定位，平行的管道可采用相互之間的距離進行定位。當管道的走向發(fā)生改變時，應進行定位；第二層：設備的定位（置于中間），設備與框架或廠房的軸線之間的尺寸來3 定位設備；第三層：框架的定位（置于遠離圖面?zhèn)龋??？蚣芑驈S房的軸線應編號，首先應標明分界線的坐標，再標明軸線之間的尺寸（為醒目和美觀，尺寸線應稍遠離分界線）。</p><p>　　管道需要標注的內容：</p><p>　?。?）管

61、線號和標高的標注：管線號標注在管線的上面，管道的標高標在管線的下面；一根管道的管線號和標高在一張平面圖上至少應表示一次。當管線走向和標高發(fā)生變化時，用標注、視圖或詳圖表示清楚；EL 表示管道的中心標高BOPEL 表示管道的管底標高WPEL 表示工作點標高（用于坡度管的轉彎處的標注）。</p><p>　?。?）平行管道的標注：當管線間位置太小，尺寸注不下時，可錯位標注或用引線拉到圖面

62、外的空白處進行標注，數(shù)字不要與圖面上其它符號重疊，以標注清楚為原則。并在引線經(jīng)過的管道處加上短斜線或圓點或箭頭，同時注上編號1、2、3等</p><p>　?。?）重疊管線的標注：當多根管道重疊布置時，管道用斷開線分開，應分別標出各自的管線號和標高或者用剖視圖的方法表示清楚。</p><p>　?。?）管道上的特殊件件及儀表元件：可以不詳細定位，但必須標出特殊件及儀表元件的位號。同時要考慮

63、安裝尺寸的要求。</p><p>　?。?）管架的標注：在圖上的空白處標出所有的管架編號。</p><p>　　儀表位號的標注：所有的一次儀表（包括設備管口上安裝的），均必須清楚地標注出儀表位號，便于儀表專業(yè)的位置圖設計。管口表：根據(jù)設備提出的設備條件圖中的管口表，完成管道平面圖的管口表。</p><p><b>　　2.3設計數(shù)據(jù)</b>&l

64、t;/p><p>　　依據(jù)課程設計任務書《化工管道設計》中設計技術參數(shù)：</p><p>　　附圖（1）中所用全部管道材料為0Cr18Ni9；設計壓力4.0MPa；設計溫度400℃；管子直徑Ф273×14。</p><p>　　設計要求1：對所附設備平面布置見圖進行分區(qū)，設計并繪制某一區(qū)的管道平面布置圖。</p><p><b&

65、gt;　　附圖2.3-1</b></p><p><b>　　2.4設計思路</b></p><p>　　依據(jù)設計要求1：對所附設備平面布置見圖進行分區(qū)，設計并繪制某一區(qū)的管道平面布置圖；附圖（1）中5臺設備均為化工裝置中常見設備，其中E0401、E0402為一二級換熱器，T0401、T0402、T0403為三級反應塔；中間管廊區(qū)域為公用工程部分，為該化工

66、裝置提供正常運行所需水、氣、儀表風等介質。</p><p>　　附圖（1）中所用全部管道材料為0Cr18Ni9；設計壓力4.0MPa；設計溫度400℃；管子直徑Ф273×14。初步對本裝置PID工藝系統(tǒng)進行概念設計，本著化工管路設計原則及一二級換熱器、三級反應塔及公用工程部分的設備物料進出系統(tǒng)對本裝置進行PID圖設計，在滿足工藝要求的前提下，依據(jù)PID圖紙顯示的管路中存在的管道、工藝閥門、管件、一次儀表

67、點、儀表自控閥合理進行管道平面布置圖設計。</p><p>　　參照附圖（1）所給設備相對位置標高對PID管道流程進行合理布局，考慮節(jié)能優(yōu)化、便于后續(xù)裝置正常運行人員操作、布美觀，達到PID設計要求，參考《化工管路手冊》、《管道設計手冊》之配管通用細則、《管道布置圖設計手冊》等化工管路設計資料對該設備布置圖進行配管。</p><p>　　確定繪圖區(qū)域及朝北方向，所用全部管道材料為0Cr18

68、Ni9，依據(jù)管材分類要求，不銹鋼與耐熱鋼含量用千分數(shù)表示，牌號前面的數(shù)字表示含碳量的千分之幾，平均含碳量＜0.1％,用“0”表示。當含碳量≤0.03％時，則在牌號前以“00”表示為超低碳。如：0Cr18N9Ti表示平均含碳量小于0.1％的不銹耐酸鋼：00Cr17Ni13Mo2表示平均含碳量≤0.03％的超低碳不銹耐酸鋼，0Cr18Ni9即為304不銹鋼管；設計壓力4.0MPa；</p><p>　　依據(jù)工業(yè)管道按

69、介質壓力分類</p><p>　?。?）低壓管道 0 ＜ P ≤ 1.6Mpa</p><p>　?。?）中壓管道 1.6 ＜ P ≤ 10Mpa</p><p>　?。?）高壓管道 10 ＜ P ≤ 42Mpa</p><p>　　蒸氣管道P≥9 Mpa，溫度不低于500℃時為高壓管道；可知設計壓力4.0MPa屬于中壓管道。其中與其相

70、連的一二級換熱器及三級反應塔均屬于靜置設備，管道設計溫度460℃；</p><p>　　依據(jù)工業(yè)管道按介質溫度分類</p><p>　?。?）低溫管道 介質溫度≤－40℃時</p><p>　　（2）常溫管道 －40℃＜介質溫度＜120℃時 </p><p>　?。?）中溫管道120℃≤介質溫度＜450℃時</p>

71、<p>　?。?）高溫管道 介質溫度＞450℃時</p><p>　　可知設計溫度為400℃屬于中溫管道，其中管子直徑為Ф273×14，公稱直徑為DN250。</p><p><b>　　2.5設計圖</b></p><p>　　繪圖軟件： AUTOCAD</p><p>　　管道平面布置設計圖附

72、圖</p><p>　　依據(jù)設計任務書要求，對所附設備平面布置圖進行分區(qū)，設計并繪制某一區(qū)的管道平面布置圖，將一二級換熱器作為一區(qū)，三級反應塔作為二區(qū)，整個設備平面布置圖共設兩個區(qū)，一區(qū)和二區(qū)的管道平面布置圖如下所示：</p><p>　　圖2.5-1（一區(qū)） 圖2.5-2（二區(qū)）</p><p><b>　　第3章

73、 管道空視圖</b></p><p><b>　　3.1設計依據(jù)</b></p><p>　　依據(jù)設計要求2：在附圖管廊兩側的設備各選一個設備的接管，設計并繪出該管道空視圖，管道空視圖的繪制依據(jù)為管道平面布置圖，按照設計要求，在管廊兩側各選定設備E0402及T0402，其物料銜接管線號為A4-250-E，其中E代表304不銹鋼管，250代表公稱直徑為DN2

74、50。</p><p><b>　　3.2設計思路</b></p><p>　　依據(jù)物料走向、設備連接口、管道標高及管線長度、管路上所有閥門、管件、儀表自控閥、一次儀表點等數(shù)據(jù)對管線A4-250-E進行空視圖繪制。 </p><p><b>　　3.3設計圖</b></p><p>　　E0402至

75、T0402管線A4-250-E空視圖設計附圖</p><p><b>　　第4章 絕熱計算</b></p><p>　　4.1絕熱設計的基本原則</p><p>　?。?）保溫設計應符合減少散熱損失、節(jié)約能源、滿足工藝要求、保持生產能力、提高經(jīng)濟效益、改善工作環(huán)境、防止燙傷等基本原則。</p><p>　?、倬哂邢铝星闆r

76、之一的設備、管道、管件、閥門等應保溫。</p><p>　?、诔罓C傷要求保溫的部位外，具有下列情況之一的設備和管道也可不保溫：</p><p>　　(a)要求散熱或必須裸露的設備和管道；</p><p>　　(b)要求及時發(fā)現(xiàn)泄漏的設備和管道上的連接法蘭；</p><p>　　(c)要求經(jīng)常檢測，防止發(fā)生損害的部位；</p>

77、<p>　　(d)工藝生產中排氣，放空等不需要保溫的設備和管道。</p><p>　?、郾砻鏈囟瘸^333K的不保溫設備和管道，需要經(jīng)常維護又無法采用其他措施防止燙傷的部位應在下列范圍內設置防燙傷保溫：</p><p>　　(a)距離地面或工作平臺的高度小于2.1m；</p><p>　　(b)靠近操作平臺距離小于0.75m。</p><

78、;p>　　（2）低溫設備及管道的保冷設計，應以滿足工藝生產、保持和發(fā)揮生產能力、減少冷損失節(jié)約能源、并防止表面凝露，改善工作環(huán)境等為目的。</p><p>　　4.2 絕熱的功能及范圍</p><p>　　絕熱包括保溫與保冷，是為了防止管道向周圍環(huán)境散發(fā)或吸收熱量。</p><p>　　（1） 絕熱的功能</p><p>　　用絕熱

79、的方法，可以減少管道及其附件的熱（冷）量損失，保證操作人員安全，改善勞動條件，防止燙傷和減少熱量散發(fā)到操作區(qū)。在冬季，用保溫來延緩或防止管道內液體的凍結。當管道內的介質溫度低于周圍空氣露點溫度時，采用絕熱可防止管道的表面結露。</p><p>　　（2） 絕熱的范圍</p><p>　　管道及其附件有下列情況之一時，應采取絕熱措施。</p><p>　　①外表

80、面溫度大于50℃以及外表面溫度小于或等于50℃但工藝需要保溫的管道及其附件。</p><p>　?、诠に嚿a中需要減少介質的溫度降或延遲介質凝結時。</p><p>　?、劢橘|溫度低于周圍空氣露點溫度時，以及在環(huán)境溫度下，為防止管道外表面凝露時。</p><p>　?、軐τ诠に嚿a中不需要保溫的管道及其附件，當其外表面溫度超過60℃，而需經(jīng)常操作維護時。在無法采

81、用其它措施防止燙傷時，應進行防燙傷絕熱。例如距地面或工作平臺的高度小于2.1m或接近操作平臺，平面距離小于0.75m時均應進行防燙傷絕熱。</p><p>　?、轀p少冷介質在生產或輸送過程中的冷量損失以及制冷系統(tǒng)中的冷管道。</p><p>　　可不絕熱的管道及其附件主要有：要求散熱或必須裸露的管道；要求及時發(fā)現(xiàn)泄漏的管道法蘭；工藝上無特殊要求的放空、排凝管道；要求經(jīng)常監(jiān)測、防止發(fā)生損

82、壞的部位。</p><p>　　4.3絕熱層材料和主要輔助材料的性能要求及選擇原則</p><p>　?。?）保溫材料制品的主要性能</p><p>　?。╝）在平均溫度為298K時熱導率值應不大于0.080，并有在使用密度和使用溫度范圍下的熱導率方程式或圖表；對于松散或可壓縮的保溫材料及其制品，應提供在使用密度下的熱導率方程式或圖表。</p><

83、;p>　?。╞）密度不大于300</p><p>　?。╟）除軟質、半硬質、散狀材料外，硬質無機制品的抗壓強度不應小于0.30MPa，有機制品的抗壓強度不應小于0.20MPa。</p><p>　?。?）保溫材料還應具有下列性能</p><p>　?。╝）允許最高使用溫度；</p><p>　?。╞）必要時需注明耐火性、吸水率、吸濕率、

84、熱膨脹系數(shù)、收縮率、抗折強度、腐蝕性及耐蝕性等。</p><p>　?。?）保溫材料的選擇原則</p><p>　　（a）保溫材料的允許使用溫度應高于正常操作時的介質最高溫度；</p><p>　?。╞）相同溫度范圍內有不同材料可供選擇時，應選用導熱率小、密度小、造價低、易于施工的材料制品同時應進行綜合比較，其經(jīng)濟效益高者應優(yōu)先選用。</p><

85、p>　　4.4 絕熱層厚度計算</p><p>　　正確地計算絕熱層厚度,可以在合理的投資范圍內減少設備、管道及其組成件在工作過程中的熱量或冷量損失以節(jié)約能源。下為三種基本計算絕熱層厚度的方法。</p><p>　　1、根據(jù)介質允許溫降確定絕熱層厚度 </p><p>　　在某些工藝過程中,對管道未端的介質溫度有一定的限制要求,這時管內介質的溫降往往是限定的

86、,其管道允許的散熱損失也隨之被確定。這類管道一般采用穩(wěn)定傳熱的熱平衡方法計算絕熱層厚度,其計算順序如下。</p><p>　　1.1 確定介質溫降Δt </p><p>　　一般情況下, Δt(℃)是已知的。</p><p>　　1.2 允許單位散熱損失q </p><p>　　根據(jù)介質的流量G(t/h)、比熱C(kJ/kg?K)、允許溫降Δ

87、t(℃)、管線長度l(m),可以計算出q(W/m),公式為:q=(C?G?Δt)?1000/(3.6?l) 。</p><p>　　1.3 確定隔熱材料導熱系數(shù)λ </p><p>　　上例中保溫材料選用的是輕質鎂鋁管殼,其導熱系數(shù)方程為λ=0.0534+0.000114tm,式中,tm為保溫材料內外表面的平均溫度。 在計算tm時,保溫材料內表面溫度可近似取介質的平均溫度,外表面平均溫

88、度應先假定后復核,第一次假定時可取比環(huán)境溫度高10℃。λ=0.0534+0.000114×207.25=0.077W/m?K。</p><p>　　1.4 計算隔熱層厚度δ </p><p>　　根據(jù)圓筒壁的導熱方程可知,管線經(jīng)過隔熱材料的熱流量為: (t0-ta)/〔(1/(2πλ))ln(D0/Di)+1/(πD0αs)〕 這一熱流量應不大于1.2節(jié)中計算的允許單位散熱損失q

89、,因此可得如下方程：Kq=(t0-ta)/〔(1/(2πλ))ln(D0/Di)+1/(πD0αs)〕 式中</p><p>　　K—修正系數(shù),一般取0.8～0.9(熱損失控 制較嚴的管道取下限值)</p><p>　　t0—管道外表面壁溫,可近似取介質平均溫度/℃;ta—環(huán)境溫度/℃</p><p>　　D0 —絕熱層外徑/m</p><p&g

90、t;　　Di—管道外徑(絕熱層內徑)/m </p><p>　　αs—絕熱層外表面向周圍環(huán)境的放熱系數(shù)/W?(m?℃ )-1 。</p><p>　　對于防燙傷、防結露及冷損失的厚度計算時可取8.414,其他取αs=1.163×(10</p><p>　　+6W1/2),W為風速/m?s-1。 解以上方程(手工解此方程需借助相應圖表),便可求得D0 ,從而

91、求出δ〔δ=(D0-Di)/2〕。上例中,解得δ=0.14m。</p><p>　　Kq=(t0-ta)/〔(1/(2πλ))ln(D0/Di)+1/(πD0αs)〕 式中,K—修正系數(shù),一般取0.8～0.9(熱損失控 制較嚴的管道取下限值)</p><p>　　t0—管道外表面壁溫,可近似取介質平均溫度/℃</p><p><b>　　ta—環(huán)境溫度/℃

92、</b></p><p>　　D0—絕熱層外徑/m</p><p>　　Di—管道外徑(絕熱層內徑)/m </p><p>　　αs—絕熱層外表面向周圍環(huán)境的放熱系數(shù)/W?(m?℃ )-1 。</p><p>　　對于防燙傷、防結露及冷損失的厚 度計算時可取8.414,其他取αs=1.163×(10+6W1/2),W為風

93、速/m?s-1。 解以上方程(手工解此方程需借助相應圖表),便可求得D 0 ,從而求出δ 〔δ=(D0-Di)/2〕。上例中,解得δ=0.14m。 </p><p>　　2、根據(jù)表面溫度確定絕熱層厚度D0 </p><p>　　本方法按給定的絕熱層外表面溫度ts計算絕熱層厚度。主要用于防燙傷、防結露或某些有特殊要求需給定隔熱層表面溫度的隔熱層厚度計算。 根據(jù)熱平衡機理,管線單層保溫時

94、有:(t0-ts)/〔(1/(2πλ))ln(D0/Di)〕 =(ts-ta)/〔1/(πD0/αs)〕 解此方程,便可求得D0 ,從而求出。</p><p>　　3、根據(jù)經(jīng)濟性確定絕熱層厚度 </p><p>　　管線絕熱工程的投資和效益有著密切的關系。一般來說,當管線外徑大于臨界絕緣直徑dc時(dc=2πλ/αs),隨著絕熱層厚度的增加,散熱損失逐步減少,但投資會加大。設隔熱材料投資的

95、年分攤費用為[p],隔熱后的年散熱損失費用為[fn],兩者之和為年總費用[c]。[p] 值隨著保溫層厚度的增加而增大,[fn]值則隨δ的增加而減少,總費用[c],則在保溫層厚度為時具有最小值cmin,這個值即為保溫層的經(jīng)濟厚度 。</p><p>　　根據(jù)熱平衡及熱能價格、絕熱結構價格等參數(shù)可推得下列等式:D0ln(D0 /Di)=0.003795×〔PEλt|t0-ta|/(PTS)〕1/2 -2λ/

96、αs 式中,PE—能量價格/元? (106kJ)-1 PT—絕熱結構單位造價/元?m-3 </p><p>　　t—年運行時數(shù)/h </p><p>　　S—絕熱工程投資年攤銷率,%</p><p>　　其余符號同前。 解此方程,便可求得D0 ,從而求出。</p><p>　　由以上幾種計算方法，根據(jù)實際，可選擇第一種計算方法：</p

97、><p>　　----- 管道或設備外徑（m）</p><p>　　----- 絕熱層外徑（m）</p><p>　　----- 能價（元）</p><p>　　----- 絕熱材料造價（元）</p><p>　　----- 絕熱材料在平均溫度下的導熱系數(shù)</p><p>　　-----

98、 絕熱層（最）外表面向周圍空氣的放熱系數(shù)</p><p>　　----- 年運行時間（h）（常年運行的按8000h計算）</p><p>　　----- 管道或設備的外表面溫度（）</p><p>　　----- 管道豹紋的經(jīng)濟厚度（mm）</p><p>　　----- 環(huán)境溫度，運行期間平均氣溫（）</p><

99、p>　　----- 絕熱投資年分攤率（%）</p><p>　　------ 年利率（復利率）（%）</p><p>　　----- 計息年數(shù)（年）</p><p><b>　　1) </b></p><p><b>　　已知 取環(huán)境溫度</b></p><p>

100、<b>　　則</b></p><p>　　絕熱材料選擇膨脹珍珠巖制品密度，故：</p><p><b>　　取 ， 則 ：</b></p><p><b>　　2） </b></p><p>　　取 ，風速 則：</p><p><b

101、>　　取 ，年</b></p><p><b>　　取為 8000h</b></p><p>　　由已知可得 = 0.273 + 2*0.014=0.301m</p><p>　　取為 = 4 元</p><p>　　查的取 = 705 元</p><p>　　解

102、得 = 661mm = 301mm </p><p>　　= 180mm 取 = 180mm</p><p>　　因此，絕熱層厚度為180mm.</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】GBT8175-2008設備及管道絕熱設計導則</p>&

103、lt;p>　　【2】化學工業(yè)部化工工藝配管設計技術中心站組織編寫，《化工管路手冊》化學工業(yè)出版社1988.7</p><p>　　【3】于宗保主編，《工業(yè)管道工程》化學工業(yè)出版社.北京，2011.7</p><p>　　【4】趙海鵬，《化工管道工程》.中國礦業(yè)大學出版社，2011.8</p><p>　　【5】宋岢岢，《壓力管道設計及工程實例》.化學工業(yè)出版社