第九章--管道设计与布置分解

用于输送温度在60℃以下的腐蚀性介质； ■软聚氯乙烯管、酚醛塑料、聚四氟乙烯管等 （3）橡胶管
耐酸碱，抗腐蚀性好，可任意弯曲；作临时管道；
（三）管件与阀门 ■管件（管路附件）
短管、弯头、三通、异径管、法兰、盲板、阀门等 1、弯头
改变管路的方向，有90°、45°、180°弯头； 2、三通
用于两条管道连通、或需旁路分流时， 3、短接管和异径管（大小头） 4、法兰、活络管接头、盲板
热膨胀长度大：波形、方形、弧形、套筒形等热补偿方 式；
8、绝热形式、绝热厚度及保温材料的选择； 9、管道的布置；
敷设方式：明装或暗设； 10、计算管道的阻力损失：计算几段典型管道；
11、选择管架及固定方式； 12、确定管架跨度； 13、选择管道固定用具； 14、绘制管道图； 15、编制综合汇总表； 16、选择管道防腐措施；
17.2 工艺管道的设计计算
一、管子、管件和阀门的选择 （一）公称直径、公称压力
管子、法兰和阀门标准化的基本参数； 1、公称直径 ■定义
为了使管子、法兰和阀门等连接尺寸统一，将管子和 管道用的零部件的直径加以标准化后的标准直径，称 为公称直径，以表示。其后附公称直径的尺寸； ■管子的公称直径 与管子的外径接近但小于外径的数值； 如：管子150，外径159；
料 ■公称压力分类
低压：2.5、6、10、16（ ×105）； 中压：25、40、64、100（ ×105）； 高压：160、200、250、300（ ×105）；
（二）管材的选择 ■根据输送介质的温度、压力以及腐蚀情况进行选择 ■常用管材
普通碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁、铜、铝以及 非金属材料等；
1、钢管 （1）无缝钢管
第三部分 发酵工厂工艺设计
第十七章 管道设计与布置
▪ 17.1 概 述 ▪ 17.2 工艺管道的设计计算 ▪ 17.3 管道布置设计
17.1 概 述
一、管道布置设计的意义 ■物料输送、设备连接 ■工厂设计的一个组成部分和重要内容
关系到建设指标、生产操作等问题； ■在施工图阶段，工作量最大、花时间最多；
■球阀 常用于发酵罐的配管中；
■针形阀 控制流量，发酵中常用于取样管道；
■止回阀 阻止流体倒流；单向阀，
■安全阀 控制压力不超过允许值；
■减压阀 把压力降低到所需压力；
■疏水阀：排除蒸汽冷凝水； ■蝶阀：用于调节流量；
二、管径计算 （一）管径计算与选择
■根据流体的流量、流速与管径的关系，求出管的内 径： 18.8×()0.5
用于可拆连接； 手孔、人空或有的管端用盲板；
5、阀门 用来调节流量，切断或切换管道，对管道起安全、 控制作用；
■旋塞阀 用于温度和压力较低或介质含颗粒或悬浮物的流体 管道中，介质黏度较低；
■截止阀 常用于水、蒸汽、压缩空气、真空、油品介质；
■闸阀 一般用于大管道中做启闭阀；
■隔膜阀 适应于输送酸性介质和带悬浮物的流体管道； 在发酵工业中常用；橡皮隔膜应耐高温；
(2[σ]φ－P) () S：钢管所允许的最小壁厚，； P： 试验压力，；
其中 ：工作压力（表压力， ）； K：压力系数，≤98，取2；≥245 ，取1.5： d：管内径，；
[σ]：许应压力，； φ：焊缝系数，无缝钢管取1，直缝焊钢管取0.8，螺
旋缝焊接钢管取0.6 ； C：壁厚附加量（）
123 其中
■法兰和阀门的公称直径 指与它们相配的管子的公称直径；
■管路的各种附件和阀门的公称直径 一般等于附件和阀门的实际直径；
2、公称压力 ■定义
把管子、法兰和阀门等所承受的工作压力分成若干 规定的压力等级，称为公称压力，一般大于或等于 实际工作压力，以表示； 如公称压力为25×105，表示为25；
■根据和 选择标准管道、法兰和阀门，以及密封结构和材
（4）不锈钢管 用于输送有腐蚀性介质、氨水、酸、碱等；
2、铸铁管 用于室外给水或室内排水，输送碱液、浓硫酸；
3、有色金属管 铜管、黄铜管；铝管；
4、非金属管 （1）硅酸盐材料管 ■陶瓷管、玻璃管
耐腐蚀性好，耐压低，性脆易碎； ■钢筋混凝土管、石棉水泥管
用于室外排水； （2）塑料管 ■（硬）聚氯乙烯（卷）管
二、管道设计与布置的内容和步骤 （一）内容 ■管道的设计计算 ■管道的布置
（二）步骤 1、管道材料的选择； 2、介质流速的选择； 3、管径的选择； 4、管壁厚度的确定； 5、确定管道的连接方式；
等径连接，不等径连接；
6、选阀门和管件； 合适的弯头、三通、异径管、法兰， 各种阀门
7、选管道的热补偿器； 热膨胀长度小：转弯、支路、固定等自然补偿方式；
碳钢； 输送带压力的物料、蒸汽、压缩空气； 热扎：外径32~600，壁厚25~50； 冷拉：外径4~150，壁厚1~12； （2）电焊钢管 ①螺旋电焊钢管
碳钢板条；用于大口径（﹥Φ200）的低温低压管道； ②钢板卷管
碳钢板；用于大口径（﹥Φ600）的低温低压管道；
（3）水煤气钢管 碳钢； 镀锌与否（白铁管和黑铁管）； 用于低温低压水道；
▲局部阻力H2 指由于管道中的某些局部障碍，如管件、阀门、弯 头、流量计等所引起的阻力； ■造成压力降，流体的总压头减少；
（一）直管阻力H1的计算 计算公式：
H1=△λ×()×[γw2/(2g)] H1：直管阻力，m流体柱； △P：直管压力降， ； λ：摩擦系数，为雷诺数与管壁粗糙度的函数，查有
d：管内径，； Q：流体的管径值（稍大些）；
复核；
（二）管道介质流速的选择
■根据输送介质的种类、性质和输送条件选择合适的 流速；
■原则 液体流速：一般不超过3； 气体流速：一般不超过100； 与允许的压力降也有关；
三、管子壁厚的计算 ■根据公称压力和公称直径，查表确定管壁厚度； ■在较高工作压力和温度下，需进行验算；
C1：壁厚负偏差，通常为壁厚的10~15%； C2：腐蚀裕量，当介质对管子的腐蚀速度≤0.05时，
单面腐蚀取1~1.5，双面腐蚀取2~2.5； C3：加工减薄量，螺纹管子为螺纹的深度，无螺纹
C3=0，常见的55°圆锥管螺纹C3=1.2~1.5；
四、管道压力降的计算 ■总阻力H
▲直管阻力H1 指流体流过一定直径的直管时，由于摩擦作用而产 生的阻力，又称沿程阻力；