工艺用水2011-6上报协会修报审稿(7)

2019-08-30 15:38

L—管道长度,m; D—管道内直径,m;

?K—管件、阀门等阻力系数之和,无因次;

u—流体平均流速,m/s;

?—流体密度,kg/m3。

2 静压力降

?Ps??Z2?Z1??g?10?3

式中 ?Ps—静压力降,kPa;

Z1、Z2—分别为管道系统始端、终端的标高,m; ?—流体密度,kg/m3;

g—重力加速度,9.81m/s2

3 速度压力降

2u2?u12?PN???10?3

2式中 ?PN—速度压力降,kPa;

u1、u2—分别为管道系统始端、终端的流体流速,m/s;

?—流体密度,kg/m3。

4 管道系统总压力降

?P?k(?PS??PN??Pf)

式中 ?P—管道系统总压力降,kPa;

?PS—静压力降,kPa; ?PN—速度压力降,kPa;

?Pf—摩擦压力降,kPa;

k—裕度系数,取1.2~1.3。

条文说明: 管道摩擦压力降包括直管、管件和阀门等的压力降,同时亦包括孔板、突

然扩大、突然缩小以及接管口等产生的局部压力降;静压力降是由于管道始端和终端标高差而产生的;速度压力降是指管道始端和终端流体流速不等而产生的压力降。

对复杂管路分段计算的原则,通常是在支管和总管(或管径变化处)连接处拆开,管件(如异径三通)应划分在总管上,按总管直径选取当量长度。总管长度按最远一台设备计算。

1 摩擦力压降包括直管段摩擦压力降和管件或阀门的局部压力降 1)直管段摩擦压力降

依据《建筑给水薄壁不锈钢管管道工程技术规程》,不锈钢管道系统的直管段摩擦压力降可按下列公式计算:

?Pfz??LD?u2??10?32?105C?1.85?d?4.87?Q1.85?L

式中 ?Pfz—直管段摩擦压力降,kPa ;

C—海曾—威廉公式的流速系数,不锈钢管C=130;

d—管道的计算内径(不是公称直径),m;

Q—设计流量,m3/s;

L—管道的长度,m。

当水温高于10℃时,管道系统直管段摩擦压力降应按下表的规定值乘以温度修正系数。

表2 直管段摩擦压力降的温度修正系数

水温,℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95 修正系数 1.0 0.94 0.90 0. 86 0.82 0.79 0.77 0. 75 0.73 0. 72 2)管件或阀门的局部压力降按下式计算: u2??PK??K? 32?10式中 ?PK—流体经管件或阀门的压力降,kPa;

K—阻力系数,无因次。

其余符号意义同前。

表3 常见弯头、接管和阀门局部阻力系数

管件、阀门名称 管径/mm 90°弯头 圆弧弯头 45°弯头 180°弯头 容器进口管(小圆角接口) 20 2.0 1.5 0.3 1.5 1.0 32 1.7 1.0 阻力系数K 50 1.1 0.6 65 0.8 0.5 容器或其它设备进口(锐边接口) 1.0 容器的出口管(小圆角接口) 0.28 容器或其它设备出口(锐边接口) 异径管(缩小) 异径管(扩大) 隔膜阀 表 三通局部阻力系数

0.5 0.10 0.30 2.3

阀门的局部压力降也可采用流量系数计算。

△Pkf=100(Q/Kv)

式中 △Pkf—阀门的局部压力降,kPa;

Q—设计流量, m3/h;

Kv—阀门的流量系数, m3/ h。

流量系数Kv 是指:在通过阀门的压力降为0.1 MPa的标准条件下,温度为5-40℃的水每小时流过阀门的立方米体积流量(m3/h)。阀门的流量系数Kv 值通常由制造厂(商)为买方提供。

5.3.6 管道允许的压力损失不宜超过0.05MPa/100m。

条文说明:管径选择(HG/T 20570.6)表2.0.2一2中推荐:对于输送液体的管道,当泵的排出管道流量小于150 m3/h时,每100m管长的压力降控制值为45.0~50.0 kPa。国际制药工程协会(ISPE)专家推荐工艺用水管道典型摩擦损失为:50 kPa/100m.因此,本规范规定管道允许的压力损失不宜超过0.05MPa/100m。

5.4 管道安装

5.4.1 不锈钢管道安装前,应确保每一个焊接点有足够的操作空间,确保在焊接焊缝时有足够的惰性气体保护。

条文说明:为确保工艺用水系统中每一个焊接点有足够的操作空间,工艺用水管道宜在风管安装完成,其它管道未安装之前进行安装。

5.4.2 不锈钢管道的焊接应采用惰性气体保护焊接。焊接结束后再用去离子水试压,试压合格后应对管道进行清洗、钝化处理,管道的试验压力应符合国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235的规定。

条文说明:虽然惰性气体保护焊接不使用焊条,完全利用不锈钢管件自身材料熔接,最大限度地保持了焊接件的材料组成,有利于满足工艺用水的防腐要求,但是不锈钢管道焊接后,会引起焊缝材料的微结构和表面状况发生变化,抗腐蚀能力会下降。通过钝化处理,可以在管道表面形成钝化层,提高不锈钢抗氧化和抗腐蚀的能力。钝化的标准可参见美国材料实验协会ASTMA967-05 不锈钢零件的化学钝化处理的技术规范。钝化的方法有循环法和槽式浸泡法,在系统钝化处理时,一般采用整个系统循环钝化的方法,可避免拆卸管道,而且处

2

理的比较彻底,效率较高。

5.4.3 引入洁净室(区)的明敷管道应在洁净室间隔完成后安装。 5.4.4 不同的管材、管件或阀门连接时,应使用专用的转换连接件。

5.4.5 阀门应安装在易于操作的明显部位,并不应妨碍设备、管道及阀门本身的拆除和检修。

5.4.6 不锈钢管道支架应采用不锈钢管托。塑料管可采用配套的塑料管卡。当塑料管采用金属管卡时,金属管卡与管道之间应采用塑料带或橡胶等软物隔垫。

条文说明:由于相同材质不产生电位差, 不会因管道电腐蚀而影响工艺用水质量。所以,本规范规定:不锈钢管道支架的管托应采用不锈钢。

5.4.7 穿越墙、楼板、吊顶的管道应设套管。管道和套管之间应有密封措施。

5.5 保温

5.5.1 注射用水的热或冷贮存输送系统以及采用热力灭菌方式的纯化水系统在洁净区以外的管道应保温,且保温材料应采用不腐蚀不锈钢管、不释放纤维和颗粒的材料。

条文说明:依据中国医药设备工程协会《制药用水及制药用蒸汽指南》对保温的要求,

用于纯蒸汽消毒的管路、储罐应有良好的保温设施,避免死角和积水。通常在洁净区以外的注射用水的热或冷贮存输送系统以及采用热力灭菌方式的纯化水系统管道应保温;洁净区内则根据情况区别对待。当注射用水的热或冷贮存输送系统以及采用热力灭菌方式的纯化水系统的管道进行保温时,保温材料应采用不腐蚀不锈钢管、不释放纤维和颗粒的材料,并采用不脱落、无毒、易清洁材料保护;当注射用水管道不设保温时,应在管道周围设立保护措施,保护生产人员免遭烫伤。

用于纯化水和注射用水管道的保温材料中可溶出氯化物、氟化物、硅酸盐及钠离子含量应符合《覆盖奥氏体不锈钢用绝热材料规范》(GB/T 17393)的规定。保温材料不应采用石棉制品。

6 站房

6.1 一般规定

6.1.1 站房位置应根据下列因素,经技术经济比较后确定:

1 靠近工艺用水负荷中心; 2 供水、排水合理; 3 利于设备运输、安装;

4 避免靠近有毒害气体、腐蚀性介质及粉尘产生的场所。

条文说明:站房位置的布置涉及因素较多,所以提出应根据下列诸因素,经技术经济比较后确定,现将各因素分述如下:

1 靠近工艺用水负荷中心,可节省管道,减少压力损失,减少耗电,保证用水压力;

2 站房用水负荷最大,要考虑供水、排水的合理性;

3 站房设备较多,有些设备体量比较大,应尽量将站房布置在设备运输、安装较为便 的地方。

4 站房是生产工艺用水的地方,为了提高工艺用水产品质量,减少制备过程中可能造成的各种污染,故要求站房避免靠近有毒害气体、腐蚀性介质及粉尘产生的场所。

6.1.2 站房的规模应根据生产规划所规定的任务,以近期目标为主,并考虑远景发展要求,综合分析确定。

条文说明:从调查中看,站房的的扩、改建现象较为普遍。由于生产的发展和工艺

用水制备新工艺、新技术的推广,站房的布置都会发生变化。过去,由于在设计时未考虑扩、改建而造成技术和经济方面的不合理,因此,在确定站房的规模时,应根据生产

规划所规定的任务,以近期目标为主,并考虑远景发展要求,综合分析确定。

6.1.3 站房内接触或可能接触腐蚀性介质的设备的表面应涂衬合适的防护层或采用耐腐蚀材料制作。

条文说明:防护层或采用耐腐蚀材料应根据接触或可能接触腐蚀性介质的性质选用。

接触或可能接触腐蚀性介质主要有盐酸、氢氧化钠和氯化钠以及氯气、次氯酸钠等。 6.1.4 站房噪声应符合现行国家标准《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87的规定。

6.2 站房布置

6.2.1 站房布置宜包括设备间和化验室,纯化水制备和注射用水制备宜分开布置。对实施自动化控制的站房应设置控制室。

条文说明:医药工艺用水系统在日常运行中需要对每一制造单元处理前及处理后的水质情况进行监控、分析和记录,由于涉及到试剂、仪器的使用,本规范推荐站房内设置化验室。在设置化验室时,应考虑采光、噪声和振动对化验室的分析工作的影响,同时,由于取样、化验工作比较频繁,因此,也尽量考虑其便利。化验室的地面和化验台的防腐蚀设计,应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的规定,其地面应设防滑措施。化验室的墙面应为白色、不反光.窗户宜防尘,化验台应有洗涤设施。

根据需要,可以将纯化水制备、储存与输送设备和注射用水制备、储存与输送设备布置在站房内;也可按工艺用水的性质、用途分设纯化水站房和注射用水站房。


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