第十二章 管道设计.ppt

第十二章 管道设计,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。,12.1 概述,管道设计已具备的基础资料有：施工阶段带控制点的工艺流程图设备一览表设备的平面布置图和立面布置图定型设备样本或安装图,非定型设备设计简图和安装图物料衡算和能量衡算资料水、蒸汽等总管路的走向、压力等情况建(构)筑物的平面布置图和立面布置图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。,管道设计的基础资料,管道设计一般包括以下内容：选择管材 管路计算 管道布置设计 管道绝热设计 管道支架设计 编写设计说明书,管道设计的内容,（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)。公称压力常用符号Pg表示，可分为12级。表12-1 公称压力等级,12.2 管道、阀门及管件,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Dg100。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。,12.2.1 公称压力和公称直径,表12-2 无缝钢管的公称直径与外径 单位：mm,12.2.1 公称压力和公称直径,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Dg100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,12.2.1 公称压力和公称直径,常用管子钢管 钢管包括焊接(有缝)钢管和无缝钢管两大类。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。,12.2.2 管道,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。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1565%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。,12.2.2 管道,非金属管,无机非金属管,有机非金属管,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,玻璃管、搪玻璃管、玻璃钢管、陶瓷管等,12.2.2 管道,卡套连接 常用于小直径(40mm)管道、阀门及管件间的连接，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。螺纹连接 常用于小直径(50mm)低压钢管或硬聚氯乙烯管道、管件、阀门间的连接。具有连接简单、拆装方便、成本较低等优点,但连接的可靠性较差,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。焊接 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接。,管道连接,法兰连接 常用于大直径、密封性要求高的管道连接,也可用于玻璃管、塑料管、阀门、管件或设备之间的连接。法兰连接的优点是连接强度高,密封性能好，拆装比较方便。缺点是成本较高。承插连接 常用于埋地或沿墙敷设的给排水管,如铸铁管、陶瓷管、石棉水泥管等与管或管件、阀门之间的连接。连接处可用石棉水泥、水泥砂浆等封口,用于工作压力不高于0.3MPa、介质温度不高于60的场合。卡箍连接 该法是将金属管插入非金属软管，并在插入口外，用金属箍箍紧，以防介质外漏。卡箍连接具有拆装灵活、经济耐用等优点，常用于临时装置或洁净物料管道的连接。,管道连接,管道的安装都是在常温下进行的，而在实际生产中被输送介质的温度通常不是常温，此时，管道会因温度变化而产生热胀冷缩。当管道不能自由伸缩时，其内部将产生很大的热应力。管道的热应力与管子的材质及温度变化有关，而与管道长度无关。所以，不能因为管子短而忽视热应力。为减弱或消除热应力对管道的破坏作用，在管道布置时应考虑相应的热补偿措施。,管道的热补偿,一般情况下，管道布置应尽可能利用管道自然弯曲时的弹性来实现热补偿，即采用自然补偿。有热补偿作用的自然弯曲管段又称为自然补偿器。(a)L形补偿器(b)Z形补偿器,管道的热补偿,若使用温度低于1000C或公称直径不超过50mm的管道，一般可不考虑热补偿。表12-3 可不装补偿器的最大直管长度,管道的热补偿,当自然补偿不能满足要求时，应考虑采用补偿器补偿。补偿器的种类很多。(a)U形(b)波形(单波)图12-2 常用补偿器,管道的热补偿,彻底除锈后的管道表层应涂红丹底漆两道，油漆一道。需保温的管道应在保温前涂红丹底漆两道，保温后再在外表面上油漆一道。敷设于地下的管道应先涂冷底子油一道，再涂沥青一道，然后填土。不锈钢或塑料管道不需涂漆。,管道油漆及颜色,表12-4 常见管道油漆颜色,管道油漆及颜色,安装完成后的管道需进行强度及气密性试验。水压试验 水压试验压力可根据管子和管路附件的公称压力按表12-5中的数据选取。表12-5 管子的公称压力Pg和试验压力Ps 单位：MPa,管道验收,操作温度高于200oC的钢制中、低压管路，试验压力可按下式计算(9-1)式中 Ps水压试验压力，MPa；P 设计压力，MPa；试验温度下材料的许用应力，MPa；t设计温度下材料的许用应力，MPa。操作温度高于200oC的钢制高压管路，试验压力可按下式计算(9-2)真空管路及管件，水压试验压力可取0.2MPa进行试验。,管道验收,气密性试验 水压试验合格后，方可进行气密性试验。试验时，首先将空气压力缓慢升高至设计压力并保持10分钟，然后在可能泄漏处涂上肥皂水检漏，符合要求后再将空气压力升高至试验压力进行试验。,管道验收,(1)旋塞阀 具有结构简单、启闭方便快捷、流动阻力较小等优点。旋塞阀常用于温度较低、粘度较大的介质以及需要迅速启闭的场合，但一般不适用于蒸汽和温度较高的介质。由于旋塞很容易铸上或焊上保温夹套，因此可用于需要保温的场合。此外，旋塞阀配上电动、气动或液压传动机构后，可实现遥控或自控。,图12-3 旋塞阀,常用阀门,(2)球阀 内有一可绕自身轴线作900旋转的球形阀瓣,阀瓣内设有通道。球阀结构简单,操作方便,旋转900即可启闭。球阀的使用压力比旋塞阀高,密封效果较好,且密封面不易擦伤,可用于浆料或粘稠介质。,图12-4 球阀,常用阀门,图12-5 闸阀,(3)闸阀 内有一与介质的流动方向相垂直的平板阀心，利用阀心的升起或落下可实现阀门的启闭。其优点是不改变流体的流动方向，因而流动阻力较小。闸阀主要用作切断阀，常用作放空阀或低真空系统阀门。闸阀一般不用于流量调节，也不适用于含固体杂质的介质。缺点是密封面易磨损，且不易修理。,常用阀门,图12-6 截止阀,(4)截止阀 其阀座与流体的流动方向垂直，流体向上流经阀座时要改变流动方向，因而流动阻力较大。截止阀结构简单，调节性能好，常用于流体的流量调节，但不宜用于高粘度或含固体颗粒的介质，也不宜用作放空阀或低真空系统阀门。,常用阀门,摇板式止回阀,升降式止回阀,(5)止回阀 内有一圆盘或摇板，当介质顺流时，阀盘或摇板即升起打开；当介质倒流时，阀盘或摇板即自动关闭。因此，止回阀是一种自动启闭的单向阀门，用于防止流体逆向流动的场合，如在离心泵吸入管路的入口处常装有止回阀。止回阀一般不宜用于高粘度或含固体颗粒的介质。,常用阀门,(6)疏水阀 疏水阀的作用是自动排除设备或管道中的冷凝水、空气及其它不凝性气体，同时又能阻止蒸汽的大量逸出。因此，凡需蒸汽加热的设备以及蒸汽管道等都应安装疏水阀 生产中常用的圆盘式疏水阀如图所示(a)关闭(b)开启图12-8 圆盘式疏水阀,常用阀门,除冷凝水直接排入环境外,疏水阀前后都应设置切断阀。切断阀首先应选用闸阀,其次是选用截止阀。疏水阀与前切断阀之间应设过滤器,以防水垢等脏物堵塞疏水阀。疏水阀常成组布置,如图所示。(a)回收冷凝水(b)不回收冷凝水图12-9 疏水阀的成组布置,常用阀门,(7)减压阀 内设膜片、弹簧、活塞等敏感元件，利用敏感元件的动作可改变阀瓣与阀座的间隙，从而达到自动减压 减压阀仅适用于蒸汽、空气、氮气、氧气等清净介质的减压,但不能用于液体的减压。此外,在选用减压阀时还应注意其减压范围，不能超范围使用。减压阀一般都成组布置，图12-10为蒸汽减压阀的成组布置图。图12-10 蒸汽减压阀的成组布置1-疏水阀;2-闸阀;3-Y形过滤器;4-异径管;5-减压阀;6-弹簧式安全阀,常用阀门,(8)安全阀 安全阀内设有自动启闭装置。当设备或管道内的压力超过规定值时阀即自动开启以泄出流体,待压力回复后阀又自动关闭,从而达到保护设备或管道的目的。安全阀的种类很多，以弹簧式安全阀最为常用。当流体可直接排放到大气中时，可选用全启式安全阀；若流体不允许直接排放，则应选用封闭式安全阀，将流体排放到总管中。,常用阀门,一般情况下，阀门可按以下步骤进行选择：(1)根据被输送流体的性质以及工作温度和工作压力选择阀门材质。阀门的阀体、阀杆、阀座、压盖、阀瓣等部位既可用同一材质制成，也可用不同材质分别制成，以达到经济、耐用的目的。(2)根据阀门材质、工作温度及工作压力，确定阀门的公称压力。(3)根据被输送流体的性质以及阀门的公称压力和工作温度，选择密封面材质。密封面材质的最高使用温度应高于工作温度。,阀门选择,(4)确定阀门的公称直径。一般情况下，阀门的公称直径可采用管子的公称直径，但应校核阀门的阻力对管路是否合适。(5)根据阀门的功能、公称直径及生产工艺要求，选择阀门的连接形式。(6)根据被输送流体的性质以及阀门的公称直径、公称压力和工作温度等，确定阀门的类别、结构形式和型号。,阀门选择,管件是管与管之间的连接部件，延长管路、连接支管、堵塞管道、改变管道直径或方向等均可通过相应的管件来实现，如利用法兰、活接头、内牙管等管件可延长管路，利用各种弯头可改变管路方向，利用三通或四通可连接支管，利用异径管(大小头)或内外牙(管衬)可改变管径，利用管帽或管堵可堵塞管道等。,管件,450弯头(b)900弯头(c)回弯头(d)三通(e)四通(f)异径管,管件,(g)管帽(h)管塞(i)法兰(j)内牙管(k)内外牙(l)活接头图12-11 常用管件,管件,一、管道敷设 1.管道既可以明敷，也可以暗敷。一般化工车间内的管道多采用明敷，以减少投资，并有利于安装、操作和检修。有洁净要求的车间，动力室、空调室内的管道可采用明敷，而洁净室内的管道应尽可能采用暗敷。2.应尽量缩短管路的长度，并注意减少拐弯和交叉。多条管路宜集中布置，并平行敷设。3.明敷的管道可沿墙、柱、设备、操作台、地面或楼面敷设，也可架空敷设。暗敷管道常敷设于地下或技术夹层内。,12.3管道布置中的常见技术问题,4.陶瓷管的脆性较大，敷设于地下时，距地面的距离不能小于0.5m。5.架空敷设的管道在靠近墙的转弯处应设置管架。靠墙敷的管道，其支架可直接固定于墙上。6.塑料管等热膨胀系数较大的管道不能坚固于支架上。输送蒸汽或高温介质的管道，其支架宜采用滑动式。,12.3管道布置中的常见技术问题,二、管道排列管道的排列方式应根据生产工艺要求以及被输送介质的性质等情况进行综合考虑。1.小直径管道可支承在大直径管道的上方或吊在大直径管道的下方。2.输送热介质的管道或保温管道应布置在上层；反之，输送冷介质的管道或不保温管道应布置在下层。3.输送无腐蚀性介质、气体介质、高压介质的管道以及不需经常检修的管道应布置在上层；反之，输送腐蚀性介质、液体介质、低压介质的管道以及需经常检修的管道应布置在下层；,12.3管道布置中的常见技术问题,4.大直径管道、常温管道、支管少的管道、高压管道以及不需经常检修的管道应靠墙布置在内侧；反之，小直径管道、高温管道、支管多的管道、低压管道以及需经常检修的管道应布置在外侧。,12.3管道布置中的常见技术问题,三、管路坡度 管路敷设应有一定的坡度，坡度方向大多与介质的流动方向一致，但也有个别例外。管路坡度与被输送介质的性质有关，常见管路的坡度可参照表12-6中的数据选取。,12.3管道布置中的常见技术问题,四、管路高度 管路距地面或楼面的高度应在100mm以上，并满足安装、操作和检修的要求。当管路下面有人行通道时，其最低点距地面或楼面的高度不得小于2m。当管路下布置机泵时，应不小于4m；穿越公路时不得小于4.5m；穿越铁路时不得小于6m。上下两层管路间的高度差可取1000、1200、1400mm。,12.3管道布置中的常见技术问题,五、安装、操作和检修 1.管道的布置应不挡门窗、不防碍操作，并尽量减少埋地或埋墙长度，以减轻日后检修的困难。2.当管道穿过墙壁或楼层时，在墙或楼板的相应位置应预留管道孔，且穿过墙壁或楼板的一段管道不得有焊缝。3.管路的间距不宜过大，但要考虑保温层的厚度，并满足施工要求。一般可取200、250或300mm，也可参照管路间距表中的数据选取(见附录九)。管外壁、法兰外边、保温层外壁等突出部分距墙、柱、管架横梁端部或支柱的距离均不应小于100mm。,12.3管道布置中的常见技术问题,4.在管路的适当位置应配置法兰或活接头。小直径水管可采用丝扣连接，并在适当位置配置活接头；大直径水管可采用焊接并适当配置法兰，法兰之间可采用橡胶垫片。5.为操作方便，一般阀门的安装高度可取1.2m，安全阀可取2.2m，温度计可取1.5m，压力计可取1.6m。6.输送蒸汽的管道，应在管路的适当位置设分水器，以及时排出冷凝水。,12.3管道布置中的常见技术问题,六、管路安全1.管路应避免从电动机、配电盘、仪表盘的上方或附近通过。2.若被输送介质的温度与环境温度相差较大，则应考虑热应力的影响，必要时可在管路的适当位置设补偿器，以消除或减弱热应力的影响。3.输送易燃、易爆、有毒及腐蚀性介质的管路不应从生活间、楼梯和通道等处通过。4.凡属易燃、易爆介质，其贮罐的排空管应设阻火器。5.室内易燃、易爆、有毒介质的排空管应接至室外，弯头向下。,12.3管道布置中的常见技术问题,1、常用管道的连接方式有那些？并简述其应用范围2、简述管道铺设和管道排列的要求,Questions,一、常见设备的管道布置 1.容器(1)釜式反应器等立式容器周围原则上可分成配管区和操作区，其中操作区主要用来布置需经常操作或观察的加料口、视镜、压力表和温度计等，配管区主要用来布置各种管道和阀门等。(2)立式容器底部的排出管路若沿墙敷设，距墙的距离可适当减少，以节省占地面积。但设备的间距应适当增大，以满足操作人员进入和切换阀门所需的面积和空间，如图12-12(a)所示。,12.4管道布置技术,(3)若排出管从立式容器前部引出，则容器与设备或墙的距离均可适当减小。一般情况下，阀门后的排出管路应立即敷设于地面或楼面以下，如图12-12(b)所示。(4)若立式容器底部距地面或楼面的距离能够满足安装和操作阀门的需要，则可将排出管从容器底部中心引出，如图12-12(c)所示。从设备底部中心直接引出排出管既可减少敷设高度，又可节约占地面积，但设备的直径不宜过大，否则会影响阀门的操作。,12.4管道布置技术,12.4管道布置技术,(a)沿墙敷设,(b)从设备前部引出,(c)从设备底部中心引出,图12-12 立式容器底部排出管的布置,(5)需设置操作平台的立式容器，其进入管道宜对称布置，如图12-13(a)所示。(6)对可站在地面或楼面上操作阀门的立式容器，其进入管道宜敷设在设备前部，如图12-13(b)所示。(7)若容器较高，且需站在地面或楼面上操作阀门，则其进入管路可参考图12-13(c)中的方法布置。(8)卧式容器的进出料口宜分别设置在两端，一般可将进料口设在顶部，出料口设在底部。,12.4管道布置技术,12.4管道布置技术,(a)对称布置,(b)布置在设备前,(c)较高设备进入管的布置,12-13 立式容器顶部进入管道的布置,2.泵(1)泵的进、出口管路均应设置支架，以避免进、出口管路及阀门的重量直接支承于泵体上。(2)应尽量缩短吸入管路长度，并避免不必要的管件和阀门，以减少吸入管路阻力。(3)吸入管路的内径不应小于泵吸入口的内径。若泵的吸入口为水平方向，则可在吸入管路上配置偏心异径管，管顶取平，以避免气袋“”，如图12-14(a)所示。若吸入口为垂直方向，则可配置同心异径管，如图12-14(b)所示。,12.4管道布置技术,(4)为防止停泵时发生物料“倒冲”现象，在泵的出口管路上应设止回阀。止回阀应布置在泵与切断阀之间，停泵后应关闭切断阀，以免止回阀板因长期受压而损坏。(5)在布置悬臂式离心泵的吸入管路时应考虑拆修叶轮的方便。(6)往复泵、齿轮泵、螺杆泵、旋涡泵等容积式泵的出口不能堵死，其排出管路上一般应设安全阀，以防泵体、管路和电机因超压而损坏。,12.4管道布置技术,(7)在布置蒸汽往复泵的进汽管路时，应在进汽阀前设置冷凝水排放管，以防发生“水击汽缸”现象。在布置排汽管路时，应尽可能减少流动阻力，并不设阀门。在可能积聚冷凝水的部位还应设置排放管，放空量较大的还应设置消声器。(8)计量泵、蒸汽往复泵以及非金属泵的吸入口处均应设置过滤器，以免杂物进入泵体。,12.4管道布置技术,12.4管道布置技术,(a)水平偏心异径管,(b)垂直同心异径管,12-14 泵入口异径管的布置,3.塔(1)塔周围原则上可分成配管区和操作区，其中配管区专门布置各种管道、阀门和仪表，一般不设平台。而操作区一般设有平台，用于操作阀门、液位计和人孔等。塔的配管区和操作区的布置如图12-15所示。(2)塔的配管比较复杂，各接管的管口方位取决于工艺要求、塔内结构以及相关设备的布置位置。(3)塔顶气相出料管的管径较大，宜从塔顶引出，然后在配管区沿塔向下敷设。,12.4管道布置技术,(4)沿塔敷设的管道，其支架应布置在热应力较小的位置。直径较小且较高的塔，常置于钢架结构中，此时管道可沿钢架敷设。(5)塔底管路上的阀门和法兰接口，不应布置在狭小的裙座内，以免操作人员在物料泄漏时因躲闪不及而造成事故。(6)为避免塔侧面接管在阀门关闭后产生积液，阀门宜直接与塔体接管相连，如图12-16所示。(7)塔体在同一角度有多股进料管或出料管并联时，不应采用刚性连接，而应采用柔性连接，如图12-17所示。,12.4管道布置技术,(8)人孔或手孔一般布置在塔的操作区，多个人孔或手孔宜在一条垂线上。人孔或手孔的数量和位置取决于安装及检修要求，人孔中心距平台的高度宜为0.51.5m。(9)压力表、液位计、温度计等仪表应布置在操作区平台的上方，以便观察。,12.4管道布置技术,12.4管道布置技术,(a)单塔,(b)双塔,12-15 塔的配管区和操作区的布置,12.4管道布置技术,(a)无积液,(b)有积液,(a)柔性连接,(b)刚性连接,图12-16 塔侧面阀门的布置,12-17 多股进料管或出料管的布置,4.换热器 换热器的种类很多，其管道布置原则和方法基本相似。现以常见的管壳式换热器为例介绍换热器的管道布置。(1)管壳式换热器已实现标准化，其基本结构已经确定。但接管直径、管口方位和安装结构应根据管路计算和布置要求确定。(2)换热器的管道布置应考虑冷热流体的流向。一般热流体应自上而下流动，冷流体应自下而上流动。(3)换热器左侧的管道应尽可能拐向左侧，右侧的管道应尽可能拐向右侧。(4)换热器的管道布置不应妨碍换热管(束)的抽取，以及阀门、法兰等的安装、检修或拆卸。,12.4管道布置技术,(5)阀门、压力表、温度计等都要安装在管道上，而不能安装在换热器上。(6)进、出口管道的低点处应设排液阀，出口管道靠近换热器处应设排气阀。(7)换热器的进、出口管路应设置必要的支吊架，以免进、出口管路及阀门的重量全部支承在换热器上。,12.4管道布置技术,二、常见管路的布置 1.上下水管路的布置 上下水管路不能布置在遇水燃烧、分解、爆炸等物料的存放处。不能断水的供水管路至少应设两个系统，从室外环形管网的不同侧引入；水管进入车间后，应先装一个止回阀，然后再装水表，以防停水或压力不足时设备内的水倒流至全厂的管网中，如图12-18所示；冷却器和冷凝器的上下水管路及阀门的常见布置方式如图12-19所示。图12-19(a)用于开放式回水系统，其排水漏斗应布置在操作阀门时可观察到的位置。图12-19(b)和12-19(c)均用于密闭式回水系统，后者的上、下水管间设有连通管，当冬天设备停止运行时，水能继续循环而不致冻结,12.4管道布置技术,反应器冷却盘管的接管及阀门的布置不能防碍反应器盖子的开启，上下水管路与反应器外壁(含保温层)的间距应不小于100mm。操作通道附近可考虑设置几只吹扫接头(Dg1525)，以便清洗设备及地面。排污地漏的直径可取50100mm。若污水具有腐蚀性(如酸性下水等)，则应选用耐腐蚀地漏，地漏以后再接至规定的下水系统。,12.4管道布置技术,12.4管道布置技术,图12-18 水管进入车间后水表及阀组的布置,1-止回阀；2-闸阀；3-异径管；4-水表,(a)(b)(c),图12-19 冷却器和冷凝器上下水管路及阀门的布置,2.蒸汽管路的布置(1)蒸汽管道一般从车间外部架空引进，经过减压或不经过减压计量后分送至各使用设备。(2)蒸汽管路应采取相应的热补偿措施。当自然补偿不能满足要求时，应根据管路的热伸长量和具体位置选择适宜的热补偿器。(3)从蒸汽总管引出支管时，应选择总管热伸长量较小的位置如固定点附近，且支管应从总管的上方或侧面引出。(4)将高压蒸汽引入低压系统时，应安装减压阀，且低压系统中应设安全阀，以免低压系统因超压而产生危险。,12.4管道布置技术,(5)蒸汽喷射器等减压用蒸汽应从总管单独引出，以使蒸汽压力稳定，进而使减压设备的真空度保持稳定。(6)灭火、吹洗及伴热用蒸汽管路应从总管单独引出各自的分总管，以便在停车检修时这些管路仍能继续工作。(7)蒸汽管路的适当位置应设置疏水装置。管路末端的疏水装置如图12-20所示。管路中途的疏水装置如图12-21和表12-7所示。(8)蒸汽加热设备的冷凝水，应尽可能回收利用。但冷凝水均应经疏水器排出，以免带出蒸汽而损失能量。(9)蒸汽冷凝水的支管应从主管的上侧或旁侧倾斜接入，如图12-22所示。不能将不同压力的冷凝水接入同一主管中。,12.4管道布置技术,12.4管道布置技术,12-20 蒸汽管路末端疏水装置的布置,12-21蒸汽管路中途疏水装置的布置,12.4管道布置技术,表12-7 蒸汽管路中途疏水装置的尺寸 单位：mm,12.4管道布置技术,图12-22 蒸汽冷凝水支管与主管的连接,3.排放管的布置 管道或设备的最高点处应设放气阀，最低点处应设排液阀。此外，在停车后可能产生积液的部位也应设排液阀。管道的排放阀门(排气阀或排液阀)应尽可能靠近主管，其布置方式如图12-23所示。管道排放管的直径可根据主管的直径确定。一般情况下，若主管的公称直径小于150mm，则排放管的公称直径可取20mm；若主管的公称直径为150200mm，则排放管的公称直径可取25mm；若主管的公称直径超过200mm，则排放管的公称直径可取40mm。,12.4管道布置技术,设备的排放阀门最好与设备本体直接相连。若无可能，可装在与设备相连的管道上，但以靠近设备为宜。设备上排放阀门的布置方式如图12-24所示。设备排放管的公称直径一般采用20mm，容积大于50m3时，可采用4050mm。除常温下的空气和惰性气体外，蒸汽以及易燃、易爆、有毒气体不能直接排入大气，而应根据排放量的大小确定向火炬排放，或高空排放，或采取其它措施。易燃、易爆气体管道或设备上的排放管应设阻火器。室外设备排放管上的阻火器宜设置在距排放管接口(与设备相接的口)500mm处；室内设备排放管应引至室外，阻火器可布置在屋面上或邻近屋面布置，距排放管出口距离以不超过1m为宜，以便安装和检修。,12.4管道布置技术,12.4管道布置技术,图12-23 管道上排放阀门的布置,图12-24 设备上排放阀门的布置,4.取样管的布置(1)设备或管道上的取样点应设在操作方便、且样品具有代表性的位置上。(2)连续操作且容积较大的塔器或容器，其取样点应设在物料经常流动的位置上。(3)若设备内的物料为非均相体系，则应在确定相间位置后方能设置取样点。(4)在水平敷设的气体管路上设置取样点时，取样管应从管顶引出；在垂直敷设的气体管路上设置取样点时，取样管应与管路成450倾斜向上引出。(5)液体物料在垂直敷设的管道内自下而上流动时，取样点可设在管路的任意侧；反之，若液体自上而下流动，则除非液体能充满管路，否则不宜设取样点。,12.4管道布置技术,(6)若液体物料在水平敷设的管道内自流，则取样点应设在管道的下侧；若在压力下流动，则取样点可设在管道的任意侧。(7)取样阀启闭频繁，容易损坏，因此常在取样管上装两只阀门，其中靠近设备的阀作为切断阀，正常工作时处于开启状态，维修或更换取样阀时将其关闭；另一只阀为取样阀，仅在取样时开启，平时处于关闭状态。不经常取样的点也可只装一只阀。(8)靠近设备或管路的阀，一般选用Dg15。取样阀则由取样要求决定，液体取样常选用Dg15或Dg6，气体取样一般选用Dg6。,12.4管道布置技术,5.吹洗管的布置 实际生产中，常需采用某种特定的吹洗介质在开车前对管道和设备进行清洗排渣，在停车时将设备或管道中的余料排出。吹洗介质一般为低压蒸汽、压缩空气、水或其它惰性气体。吹洗管的直径如表12-8所示。Dg25的吹洗管，常采用半固定式吹洗方式。半固定式吹洗接头为一短管，在吹扫时可临时接上软管并通入吹洗介质，如图12-25(a)所示。吹洗频繁或Dg25的吹洗管，应采用固定式吹洗方式。固定式吹洗设有固定管路，吹洗时仅需开启阀门即可通入吹洗介质，如图12-25(b)所示。开车前需水洗的管道或设备可在泵的入口管上设置固定或半固定式接头，如图12-26所示。,12.4管道布置技术,12.4管道布置技术,(a)半固定式(b)固定(a)半固定式(b)固定式 图12-25 设备吹洗管的布置 图12-26 设备水洗管的布置 1-盲通两用板；2-吹扫接头 1-盲通两用板；2-吹扫接头,表12-8 吹洗管的直径,6.双阀的设置 在需要严格切断设备或管道时可设置双阀，但应尽量少用，特别是采用合金钢阀或Dg150的钢阀时，更应慎重考虑。例如，某些间歇反应过程，若反应进行时再漏进某种介质，有可能引起燃烧、爆炸或严重的质量事故，则应在该介质的管路上设置双阀，并在两阀之间设一放空阀，如图12-27所示。工作时阀2开启，阀1均关闭。当一批操作完成，准备下一批投料时，关闭阀2，打开阀1。,12.4管道布置技术,12.4管道布置技术,图12-27 双阀的设置,三、洁净厂房内的管道布置 洁净厂房内的管道布置除应遵守一般化工车间管道布置的有关规定外，还应遵守如下布置原则：1.洁净厂房的管道应布置整齐，引入非无菌室的支管可明敷，引入无菌室的支管不能明敷。应尽量缩短洁净室内的管道长度，并减少阀门、管件及支架数量。2.洁净室内公用系统主管应敷设在技术夹层、技术夹道或技术竖井中，但主管上的阀门、法兰和螺纹接头不宜设在技术夹层、技术夹道或技术竖井内，而吹扫口、放净口和取样口则应设置在技术夹层、技术夹道或技术竖井外。3.从洁净室的墙、楼板或硬吊顶穿过的管道，应敷设在预埋的金属套管中，套管内的管道不得有焊缝、螺纹或法兰。管道与套管之间的密封应可靠。,12.4管道布置技术,4.穿过软吊顶的管道，不应穿过龙骨，以免影响吊顶的强度。5.排水主管不应穿过有洁净要求的房间，洁净区的排水总管顶部应设排气罩，设备排水口应设水封装置，以防室外窨井污气倒灌至洁净区。6.有洁净要求的房间应尽量少设地漏，100级洁净室内不宜设地漏。有洁净要求的房间所设置的地漏，应采用带水封、格栅和塞子的全不锈钢内抛光的洁净室地漏。7.管道、阀门及管件的材质既要满足生产工艺要求，又要便于施工和检修。管道的连接方式常采用安装、检修和拆卸均较为方便的卡箍连接。8.法兰或螺纹连接所用密封垫片或垫圈的材料以聚四氟乙烯为宜，也可采用聚四氟乙烯包覆垫或食品橡胶密封圈。,12.4管道布置技术,9.纯水、注射用水及各种药液的输送常采用不锈钢管或无毒聚乙烯管。引入洁净室的各支管宜用不锈钢管。输送低压液体物料常用无毒聚乙烯管，这样既可观察内部料液的情况，又有利于拆装和灭菌。10.输送无菌介质的管道应有可靠的灭菌措施，且不能出现无法灭菌的“盲区”。输送纯水、注射用水的主管宜布置成环形，以避免出现“盲管”等死角。11.洁净室内的管道应根据其表面温度及环境状态(温度、湿度)确定适宜的保温形式。热管道保温后的外壁温度不应超过400，冷管道保冷后的外壁温度不能低于环境的露点温度。此外，洁净室内管道的保温层应加金属保护外壳。,12.4管道布置技术,一、概述 管道布置图包括管道的平面布置图、立面布置图以及必要的轴测图和管架图等，它们都是管道布置设计的成果。管道的平面和立面布置图是根据带控制点的工艺流程图、设备布置图、管口方位图以及土建、电气、仪表等方面的图纸和资料，按正投影原理(参见图12-28)绘制的管道布置图，它是管道施工的主要依据。管道轴测图是按正等轴测投影原理(参见图12-29)绘制的管道布置图，能反映长、宽、高三个长度，是表示管道、阀门、管件、仪表等布置情况的立体图样，具有很强的立体感，比较容易看懂。,12.5管道布置图简介,12.5管道布置图简介,图12-28 正投影原理示意图,12.5管道布置图简介,图12-29 正等轴测投影原理示意图,管道轴测图一般在印好格式的纸上绘制，管道走向符合方向标的规定，此方向标的北(N)向与管道平面、立面布置图上的方向标的北向应保持一致，如图12-30所示。管道轴测图不必按比例绘制，但各种管件、阀门之间的比例及在管线中的相对位置比例要协调。如在图12-31中，阀门的位置是紧接弯头而离三通较远。,12.5管道布置图简介,图12-30 指北方向标,图12-31 阀门的位置,二、管道布置图的基本构成 管道布置图一般包括以下内容：1.设备轮廓 在管道布置图中，设备均以相应的主、侧、俯视、轴测时的轮廓线表示，并标注出设备的位号和名称。2.管道、阀门及管件 管道是管道布置图的主要表达内容，为突出管道，主要物料管道均采用粗实线表示，其它管道可采用中粗实线表示。直径较大或某些重要管道，可用双中粗实线表示。管道布置图中的阀门及管件一般不用投影表示，而用简单的图形和符号表示。常见管子、阀门及管件的表示符号可参阅有关设计手册。,12.5管道布置图简介,3.尺寸标注 管道布置图中主要标注管道、管件、管架、仪表及阀门的定位尺寸，此外，还应标注出厂房建筑的长、宽、高、柱间距等基本尺寸，以及操作平台的位置和标高，但一般不标注设备的定位尺寸。4.标题栏 管道布置图通常包括多组平面、立面布置图以及必要的轴测图、管架图等，因此每张图纸均应在标题栏中注明是 车间、工段或工序在 层或平面上的管道平、立面布置图或轴测图。,12.5管道布置图简介,三、管道布置图的表示方法 1.单根管道,12.5管道布置图简介,2.多根管道,12.5管道布置图简介,3.交叉管道 在正等轴测图中，标高高的或前面的管道应画完整，标高低的或后面的管道则以断开线的形式画出。,12.5管道布置图简介,4.弯管,12.5管道布置图简介,5.三通,12.5管道布置图简介,6.管道、阀门及设备连接,12.5管道布置图简介,立面布置图,平面布置图,轴测图,1、画出单根管道、多根管道、交叉管道、弯管、三通的管道布置图的表示方法,Questions,