广西大学化学化工学院
林化生产概论论文
试论林化工厂(栲胶厂)生产车间
管道布置设计的原则及方法
姓名:韦永宁
学号:1204330111
指导老师:黎跃
日期:2015.12.20
试论林化工厂(栲胶厂)生产车间
管道布置设计的原则及方法
摘要:在现代化工工业中,管道运输在当前世界范围内发展迅速并且在化
工厂中发挥着重大的作用,林化工厂中,流体的运输当然也离不开管道运输。本文就试论林化工厂(栲胶厂)生产车间管道布置设计的原则及方法进行论述。
关键词:林化 管道 化工 原则 方法
Abstract:In the modern chemical industry, pipeline transport development in
the current world-wide quickly and play a significant role in chemical plants, forest plants, the transport fluid, of course, is also inseparable from pipeline transportation.This paper discussed on the principles and methods of forest plants (plant extract) production plant piping design.
Key words:Forest Chemical pipeline Chemical industry principle method 众所周知,化工厂中流体的输送主要靠是管道,而本文本文所说的正是栲胶厂生产车间管道布置的原则及方法。在具体说原则和方法之前,我们先具体认识一下什么是管道。管道的定义是用于输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制和缓冲流体的管道组成的组合,管道也包括管道支撑件,但不包括像建筑构架、排架、基础之类的支撑结构物或任何不属于规范范围的设备。
一.管道布置设计应考虑的因素
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1.1栲胶厂管道运输物料因素
栲胶厂 管道运输的物料的物理和化学性质决定了管道的类型,大小,材质等等,所以在车间布置时要首先考虑的因素之一。我们知道栲胶厂主要的流体运输是蒸汽、清水、浸提液、污水、高压空气,布置生产车间管道时,我们要充分考虑它们的物理性质和化学性质。如:有关物料管道的坡度(下表)。 物料管道坡度 物料 蒸汽 清水 生产废水 真空 坡度 5/1000 3/1000 1/1000 3/1000 物料 蒸汽冷凝水 冷冻水 压缩空气,氮气 坡度 3/1000 3/1000 4/1000 1.2 施工、操作及维修的合理性和经济性
在管道布置时我们也要考虑道施工、操作及维修的合理性与经济性。如支管多的管道应布置在并行管的外侧。引支管时,气体管从上方引出,液体管从下方引出。管道应集中架空布置,尽量走直线,少拐弯,不要挡门窗和妨碍设备、阀门、管件等的维修;不应妨碍吊车作业;在行走过道地面2.2m的
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空间也不应安装管道。管道应避免出现“气袋”、“口袋”和“盲肠”。集气系统的布置应使得蒸汽能方便地向最高点排放。如有可能管道应沿墙安装,管与墙间距离以能容纳管件、阀门及方便维修为原则。 1.3 安全生产
安全是生产的前提,也是我们所有工作的基石,安全生产,是重中之重。生产首先要求我们企业所有员工能够充分认识安全生产的重要性,其次是牢固树立安全生产的责任意识,如何加强及提升企业的安全生产的管理,所以管道布置设计的安全考虑也必须考虑。 1.4其他因素 (1)两设备的距离
(2)管道管道通过楼板、屋顶或墙
(3)管道附近有没有电缆、照明、仪表、暖风等其他管道,应全面考虑,各就各位。
二.栲胶厂车间管道设计原则
2.1栲胶厂管道布置设计的原则
2.1.1栲胶厂管道布置设计的一般原则有;
(1)管道布置设计应符合工艺管道及仪表流程图的要求;
(2)管道布置应统 筹规划,做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求,并力求整齐美观;
(3)在确定进出装置(单元)的管道的方位与敷设方式时,应做到内外协调;
(4)厂区内的全厂性管道的敷设,应与厂区内的装置(单元)、道路、建筑物。构筑物等协调,避免管道包围装置(单元),减少管道与铁路、道路的交叉;
(5)管道应架空或地上缴设;如确有需要,可埋地或敷设在管沟内;
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(6)管道宜集中成排布置。地上的管道应敷设在管架或管墩上; (7)在管架、管墩上布置管道时,宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡;
(8)全厂性管架或管墩上(包括穿越涵洞)应留有1O %-3O%的裕量,并考虑其荷重。装置主管廊管架宜留有10%-20%的裕量,并考虑其荷重; (9)输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置,应符合设备布置设计的要求;
(10)管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部构件的安装、检修和消防车辆的通行;
(11)管道布置应使管道系统具有必要的柔性。在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下,应使管道最短,组成件最少;
(12)应在管道规划的同时考虑其支承点设置。宜利用管道的自然形状达到自行补偿;
(13)管道布置宜做到“步步高”或“步步低”,减少气袋或液袋。不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净。管道布置应减少“盲肠”; (14)气液两相流的管道由一路分为两路或多路时,管道布置应考虑对称性或满足管道及仪表流程图的要求。
2.1.2管道除与阀门。仪表、设备等需要用法兰或螺纹连接者外,应采用焊接连接。
下列惰况应考虑法兰、螺纹或其他可拆卸连接: (l)因检修、清洗、吹扫需拆卸的场合; (2)衬里管道或夹套管道;
(3)管道由两段异种材料组成且不宜用焊接连接者; (4)焊缝现场热处理有困难的管道连接点; (5)公称直径小于或等于100mm的镀锌管道;
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(6)设置盲板或“8”字盲板的位置。 2.1.3气体支管宜从主管的顶部接出。
2.1.4有毒介质管道应采用焊接连接,除有特殊需要外不得采用法兰或螺纹连接。有毒介质管道应有明显标志以区别于其他管道,有毒介质管道不应埋地撤设。
2.1.5布置固体物料或含固体物料的管道时,应使管道尽可能短。少拐弯和不出现死角:
A、固体物料支管与主管的连接应顺介质流向斜接,夹角不宜大于45°; B、固体物料管道上弯管的弯曲半径不应小于管道公称直径的6倍; C、含有大量固体物料的浆液管道和高粘度液体管道应有坡度。
2.1.6需要热补偿的管道,应从管道的起点至终点则”整个管系进行分析以确定合理的热补偿方案。
2.1.7敷设在管廊上要求有坡度的管道,可采用调整管托高度。在管托上加型钢或钢板垫枕的办法来实现。对于放空气体总管(或去火炬总管)宜布置在管廊立柱的项部,以便于调整标高。
2.1.8布置与转动机械设备连接的管道时,应使管系具有足够的柔性,以满足设备管口的允许受力要求。必要时可采用以下措施: (l)改变管道走向,增强自然补偿能力; (2)选用弹簧支吊架; (3)选用金属波纹管补偿器; (4)在适当位置设置限位支架。
2.1.9布置与离心泵相连的管道时,应使管系的机械振动固有频率和管道的气柱固有频率避开机器的激振频率.必要时可采用以下措施: (1)增设防振支架; (2)适当扩大管径; (3)增设脉动衰减器或孔板;
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(4)合理设置缓冲器,避开共振管长,尽可能减少弯头。 2.1.10不应在振动管道上弯矩大的部位设置分支管。
2.1.11在易产生振动的管道(如上水泵的出口管道等)的转弯处,应采用弯曲半径不小于1.5倍公称直径的弯头。分支管直顺介质流向外接。 2.1.12从有可能发生振动的管道上接出公称直径小于或等于40mm的支管时,不论支管上有无阀门,连接处均应采取加强措施。 2.1.13自流的水平管道应有不小于3?的顺介质流向坡度。
2.1.14管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时,应加套管,套管与管道门的空隙应密封。套管的直径应大于管道隔热层的外径。并不得影响管道的热位移。管道上的焊缝不应在套管内,并距离套管端部不应小于150mm。套管应高出楼板、屋顶面50mm。管道穿过屋顶时应设防雨罩。管道不应穿过防火墙或防爆墙。
2.1.15布置腐蚀性介质、有毒介质和高压管道时,应避免由于法兰、螺纹和填料密封等泄漏而造成对人身和设备的危害。易泄漏部位应避免位于人行通道或机泵上方,否则应设安全防护。
2.1.16有隔热层的管道,在管墩、管架处应设管托。无隔热层的管道,如无要求,可不设管托。当隔热层厚度小于或等于80mm时,选用高100mm的管托;隔热层厚度大于80mm时,选用高150mm的管托;隔热层厚度大于130mm时,选用高200mm的管托;保冷管道应选用保冷管托。
2.1.17厂区地形高差较大时,全厂性管道敷设应与地形高差保持一致。在适当位置调整管廊标高。管道的最小坡度宜为2?。管道变坡点宜设在转弯处或固定点附近。
2.1.18对于跨越、穿越厂区内铁路和道路的管道,在其跨越段或穿越段上不得装设阀门、
金属波纹管补偿器和法兰、螺纹接头等管道组成件。
2.1.19有热位移的埋地管道,在管道弧度允许的条件下可设挡墩,否则应
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采取热补偿措施。
2.1.20管道布置时管道焊缝的设置,应符合下列要求:
(1)管道对接焊口的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径:且不小于100mm;
(2)管道上两相邻对接焊口的中心间距:
a.对于公称直径小于 150mrn的管道,不应小于外径,且不得小于50mm; b.对于公称直径等于或大于150m的管道,不应小于150mm;
c.环焊缝距支、吊架边缘净距不应小于 50mm;需要热处理的焊缝距支、吊架边缘的最小净距,应大于焊缝宽度的5倍,且不得小于100mm。 2.2栲胶厂管廊上管道布置的原则 (1)大直径管道应靠近管廊柱子布置;
(2)小直径、气体管道、公用工程管道直布置在省廊中间;
(3)工艺管道宜布置在与省廊相连接的设备一侧;工艺管道视其两端所连接的设备管口标高可以布置在上层或下层;
(4)需设置“Ⅱ”型补偿器的高温管道,应布置在靠近柱子处,且‘Ⅱ”型补偿器宜集中设置;
(5)低温介质管道和液化烃管道,不应靠近热管道布置;也不要布置在热管道的正上方;
(6)对于双层管廊,气体管道、热管道、公用工程管道、泄压总管、火炬干管、仪表和电气电缆糟架等宜布置在上层;一般工艺管道、腐蚀性介质管道、低温管道等直布置在下层;
(7)管廊上管道设计时,应留10%-20%裕量。 2.3浸提罐、蒸发器、磺化罐、干燥塔管道布置设计原则 沿塔管道的布置设计应注意如下几个方面: (1)应满足工艺管道及仪表流程图的要求;
(2)管道布置应从塔顶部到塔底部自上而下进行规划,并且应首先考虑塔
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顶管道和大直径的管道的位置和自流管道的走向,再布置压力管道和一般管道,最后考虑塔底管道和小直径管道;
(3)应考虑方便操作、维修和安全可靠,经济合理;
(4)每一条管道按照它的起止点都应尽可能短,但必须满足管道柔性的要求;
(5)每一条管道应尽量沿塔体布置,并且注意有一个“好的外观”; a、有两种惰况可考虑:一是每一条管道分别布置;二是按管道成组布置(这种方式加管道的集中荷载较大时,应取得设备设计人员的同意); b、在管道侧沿塔外壁呈同心圆布置,或沿塔外壁呈切线布置。 2.4锅炉管道布置设计原则
(1)加热炉管道布置随加热炉的炉型不同而异,在加热炉管道布置时,应对其进、
出料管道、燃料系统管道、吹灰气管道、灭火蒸汽管道等统一考虑; (2)对圆筒炉进、出料总管,通常采用环形布置于炉体周围,可支承在地面或炉体上。环形总管应布置在看火门以上,以便于看火门的正常操作和维修;
(3)必要时在炉出口管道弯头。三通或变径较大之外,或者从炉顶垂直向下的底部位置,设置防震支架;
(4)如果在管道设置爆破片,其方向不得朝向操作或设备; (5)主要调节阀组通常布置在管廊与炉体之间并注意通道要求; (6)蒸汽、燃料油或燃料气管道上的阀门宜布置在看火门附近的垂直管道上,并满足调节和检修的要求;
(7)在寒冷地区,应根据规定对燃料油管道采用蒸汽伴热;
(8)靠近喷嘴处的管道应采用便于拆卸的接连结构,以便清扫和维修; (9)应在经常操作的在较高位置的阀门和观察部位设置平台和梯子; (10)燃料管道的排放点,应远高炉子至少15m,并应排入收集系统,不得
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直接排入下水道;
(11)与炉子连接的管道,尽量集中排列,以便于支撑,达到协调。美观的目的;
(12)对加热炉的进料管道,应保持各路流量均匀;对于全液相进料管道,一般各路都设有流量调节阀调节各路流量,否则应对称布置管道,气液两相的进出管道,必须采用对称布置,以保证各路压降相同;
(l3)环形油线应以最高温度计算热补偿量,并利用管道自然补偿来吸收其热膨胀量。
2.5蒸汽运输的管壳式和套管式换热设备的管道布置
(l)工艺管道布置应注意冷、热物流的流向,一般冷流自下而上,热流由上而下;
(2)管道布置应方便操作,并不妨碍设备的检修;
(3)换热设备的基础标高,应满足其下部排液管距地面或平台面不小于150mm;
(4)换热设备的管道,只能出现一个高点和一个低点,避免中途出现“气袋”或“液袋”,并设高点放空,低点放净;在换热设备区域内应尽量避免管道交叉和绕行;尽量减少管道架空的层数,一般为2-3层;
(5)两台或两台以上并联的换热设备入口管道直对称布置,对气液两相流换热设备则必须对称布置,才能达到良好的传热效果;
(6)换热设备的进出口管道上测量仪表,应靠近操作通道及易于观测和检修的地方安装;
(7)与换热设备相接的易凝介质的管道或含有固体颗粒的管道副线,其切断阀应设在水平管道上,并应防止形成死角积液;
(8)在寒冷地区,室外的换热设备的上、上水管道应设置排液阀和防冻连通管。
2.5泵类的管道设计一般原则
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(l)泵的进、出口管道应设切断网,管道一定要有足够的柔性,以减少管道作用在泵管口处的应力和力矩;
(2)泵的吸入管道应满足泵的“汽蚀余量”的要求,管道应尽可能短、少拐弯不得有气袋。如难以避免,应在高点设放气阀;
(3)当泵吸入管较长时,宜设计成一定的坡度(i=5?);泵比容器低时宜坡向泵,泵比容器高时宜坡向容器;
(4)在紧靠泵人口管道切断阀下游,应设过滤器或临时过滤器,为防止泵的流体倒流引起泵的叶轮倒转,泵出口应装有止回阀;
(5)在满足工艺要求的前提下,泵的管道。阀门手轮不得影响泵正常运行及维修检查所需空间;
(6)往复泵进、出口管道设计应考虑流体脉动的影响。 2.6低温管道布置
(l)低温管道的布置要考虑整个管道有足够的柔性,要充分利用管道的自然补偿。当设计温度很低而又无法自然补偿时,应设置补偿器。 (2)低温管道布置时,应避免管道振动,尤其泵、压缩机和排气管,必须防止整条管道的振动,若有机械的振源,应采取消振设施,在接近振源处的管道应设置弹性元件,如波纹补偿器等以隔断振源。
(3)在碳素钢、低合金钢的低温管道上,装有安全阀、排气管或排污阀的支管,需注意该低温液体介质排出后是否立即汽化,若气化就需要大量吸热,就要结露直至结冰,使管道温度降到很低,故此类支管在容易结冰范围内应采用奥氏体不锈钢材料,然后再使用法兰连接不同材质的支管。
(4)低温管道弯头处应力最大,所以弯头处最容易脆裂,不应焊接支吊架。 (5)低温管道上,靠近弯头或三通处,一般不允许直接焊接法兰。为了拆卸螺栓时不破坏主管道上的保冷层,需要延长一段长度(接一短管)后再焊接法兰。对接法兰中只需保证法兰一端留有装卸螺栓的间距。对于阀门组的配管应考虑能顺利卸下其中任何一个阀而不影响管道保冷结构。
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(6)低温保冷管道支架,必须有防止产生“冷桥”的措施;
a、低温管道水平敷设时,一般在管道底部垫有木块或硬质隔热材料块,以免管道中冷量损失。
B、低温管道垂直敷设时,支架若生根在低温设备上时,在设备和管道上均应垫有木块或硬质隔热材料块。 2.7管件的布置一般要求
(l)弯头宜选用曲率半径等于1.5倍公称直径的长半径弯头;输送气固、液固两相流物料的管道应选用大曲率半径弯管;
(2)省廊上水平管道变径连接,如无特殊要求,应选用底平偏心异径管;垂直管上宜选用同心异径管;
(3)对于水平吸入的离心泵,当入口管变径时,应在靠近泵的入口处设置偏心异径管。当管道从下向上进泵时,应采用顶平安装,当管道从上向下进泵时,宜采用底平安装;
(4)平焊法兰不应与无直管段的弯头直接连接;
(5)阀门和其他静密封接头宜安装在管道支撑点的附近;
(6)除工艺有特殊要求外,塔、反应器、立式容器等设备裙座内的管道上不得布置法兰和螺纹接头;
(7)机泵润滑油系统的碳素钢管道、输送有固体沉积及结焦介质的管道等应分段设置法兰。机泵润滑油系统的碳素钢管道每段管道上的弯头不宜超过2个;
(8)机泵润滑油系统的润滑油主管的末端,应用法兰盖封闭; (9)调节阀两侧管道上的异径管应紧靠调节阀;
(10)采用异径法兰连接时,输送介质的流向宜自小口径流向大口径。 2.8管道组件阀门安装的一般原则
阀门安装的一般要求、最适宜的安装高度、水平管道上阀门、阀杆方向如下: (l)阀门应设在容易接近、便于操作、维修的地方。成排管道(如进出装
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置的管道)上的阀门应集中布置,并考虑设置操作平台及梯子。平行布置管道上的阀门,其中心线应尽量取齐。手轮间的净距不应小于100mm,为了减少管道间距,可把阀门错开布置;
(2)经常操作的阀门的安装位置应便于操作,最适宜的安装高度为距离操作面1.2m上下。当阀门手轮中心的高度超过操作面2m时,对于集中布置的阀组或操作频繁的单独阀门以及安全阀应设置平台,对不经常操作的单独阀门也应采取适当的措施(如链轮、延伸杆、活动平台和活动梯子等)。链轮的链条不应妨碍通行。危险介质的管道和设备上的阀门,不得在人的头部高度范围内安装,以免碰伤人头部,或由于阀门泄漏时直接伤害人的面部; (3)隔断设备用的阀门宜与设备管口直接相接或靠近设备。与极度危害、高度危害的有毒介质的设备相连接管道上的阀门,应与设备谷口直接连接,该阀门不得使用链轮操纵;
(4)事故处理阀如消防水用阀、消防蒸汽两阀等应分散布置,且要考虑到事故时的安全操作。这类阀门要布置在控制室后。安全墙后、厂房门外、或与事故发生处有一定安全距离的地带;以便发生火灾事故时,操作人员可以安全操作;
(5)除工艺有特殊要求外,塔、反应器、立式容器等设备底部管道上的阀门,不得布置在裙座内;
(6)从干管上引出的水平支管的切断阀,宜设在靠近根部的水平管段上; (7)升降式止回阀应安装在水平管道上,立式升降式止回阀应安装在管内介质自下而上流动的垂直管道上。旋启式止回阀应优先安装在水平管道上,也可安装在管内介质自下而上流动的垂直管道上;底阀应安装在离心泵吸人管的立管端;为降低泵出口切断阔的安装高度,可选用蝶形止回阀;泵出口与所连接管道直径不一致时,可选用异径止回阀;
(8)布置在操作平台周围的阀门的手轮中心距操作平台边缘不宜大于450mm,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
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人员的操作和通行;
(9)地下管道的阀门应设在管沟内或阀井内,必要时,应设阀门延伸杆。消防水阀井应有明显的标志;
(10)水平管道上的阀门,阀杆方向可按下列顺序确定:垂直向上;水平;向上倾斜45°;向下倾斜45°;不得垂直向下;
(11)阀杆水平安装的明杆式阀门,当阀门开启时,阀杆不得影响通行。 2.9过滤设备管道布置设计的一般原则
(1)输送滤浆的管道水力计算和泵的NPSN计算时,必须按液固两相流进行滤浆物性数据及阻力计算,浆料管内管道流速可按滤浆中固体颗粒沉降速度l.5~2倍取值,如无沉降速度测值,管内流速一般取值 2.5~ 3m/s ; (2)管道尽可能走直线,安装坡度要大(最小坡度 I≥10%),少用弯头,弯管的曲率半径适当大(R≥4DN),要避免管径的突然放大;
(3)管道连接少用焊接,多用法兰或螺纹连接,以便于拆卸、清洗。异径管直采用法兰连接的偏心异径管,真空管道则采用焊接,少用法兰连接; (4)每根液固两相流管道上,在适当的位置设冲洗(或吹扫)接管和放料排净管,冲洗水管的接管点设在物料管道上方或侧方,冲洗管上的阀门尽可能垂直安装;
(5)流浆管路上阀门要选用阀体内流体通道不曲折且无死角的直通式阀门,推荐用隔膜阀、管夹阀。软密封式蝶阀、球阀或旋塞。阀门水平安装时,阀门前后物料管道上装设带阀的排净管及冲洗接管,垂直安装时,在阀门的上方侧物料管上装排放和冲洗接头;
(6)滤浆管道为了防堵,不设旁路,选用带导轮的控制;
(7)滤浆为含结晶的晶浆时,管路系统需设夹套或伴热保温,阀门选用带保温加热结构的球阀或软密封式蝶阀;
(8)过滤系统的滤液泵及洗涤液泵的管道设计要求按 HG/T 20549. 2规定;
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(9)滤浆槽、滤液槽的排气不设阀门,当物料系易燃、易挥发、有毒时,排气管需设呼吸阀和阻火器。
2.10在管道设计中设置安全防护和措施的一般原则 (1)根据生产操作特点设置必要的安全防护和措施: A、灭火消防系统和喷淋设施;
B、建构筑物的防火结构(防火墙、防爆墙等); C、通风去除有毒、腐蚀性或可燃性蒸汽; D、遥测和遥控装置;
E、紧急处理有害物质设施(储存或回收装置。火炬或焚烧炉等)。 (2)在脆性材料管道系统或法兰。接头、阀盖、仪表或视镜处设保护罩,以限制和少泄漏的危害程度。
(3)采用自动或遥控的紧急切断、过流量阀、附加的切断阀、限流孔板或自动关闭压力源等方法,以限制流体泄漏的数量和速度。
(4)处理事故用的阀门(如紧急放空、事故隔离、消防蒸汽、消火栓等),应布置在安全、明显、方便操作的地方。
(5) 进出装置的可燃、有毒物料应在界区边界处设置切断阀,并在装置侧设“8”字盲板,防止装置火灾时相互影响。
(6)设置必要的防护面罩、防毒面具、应急呼吸系统、专用药剂。便携式可燃和有毒气体检测报警系统等卫生安全设备。在可能造成人体意外伤害的排放点或泄漏点附近应设置紧急淋浴和洗眼器。
(7)对于有辐射性的流体需设置屏蔽保护、自动报警系统,并配备专用的面具、手套和防护服等。
(8) 对爆炸、火灾危险场所内可能产生静电危险的管道系统均应采取静电接地措施。可通过设备、管道及土建结构的接地网接地。其他防静电要求应符合《防止静电事故通用导则》GB12158的规定。 (9)盲板设置应符合下列要求:
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A、当装置内停运维修时,装置外有可能或要求继续运行的管道,在装置边界处除设置切断阀外,还应在阀门的靠装置一侧的法兰处设置盲板; B、运行中,当有的设备需切断检修时,在阀门与设备之间法兰接头处应设置盲板对于有毒、可燃流体管道、阀门与盲板之间装有放空阀时,放空阀后的管道,应引至安全地点。
(10)公用工程(蒸汽)管道与GC1级、GC2级管道连接时,应符合下列要求:
A、在连续使用的公用工程管道上应设止回阀,并在其根部设切断阀; B、在间歇使用的公用工程管道上应设两道切断阀,并在两阀间设检查阀。 2.11管道穿过建筑物的楼板、房顶或墙时,应采取原则
管道穿过建筑物的楼板、房顶或墙时,在穿孔处应加套管,套管与管道之间的空隙应以软质材料封堵。套管直径应大于管道或限热管道的隔热层外径,并且不影响管道的热位移。套管应高出楼板或房顶50mm。处于顶层者必要时应设防雨罩。管道的焊缝不应位于套管内,并阻套管端部不小于150mm。管道不应穿过防火墙和防爆墙。 2.12管道连接的主要原则
(1)对于设计温度300℃及以下且公称压力小于或等于2.5 MPa的管道,应选用平焊法兰;对于设计温度大于300℃或公称压力大于或等于4.0MPa的管道,应选用对焊法兰。
(2)当设计压力小于或等于1.6MPa且设计温度不大于200℃时,在《低压流体输送用焊接钢管》GB/T 3091上可以采用螺纹连接方式。
三.栲胶厂管道布置设计方法
3.1布置设计方法依据
《压力管道安全技术检测规程》 、《化工装置设备布置设计规定》 、《输气管道工程设计规范》、《管道工程设计规范》 、《化工企业管道布置设
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计通则》 、《化工配管工程设计图例》、《化工企业非埋地管道抗震设计通则》
3.2管道直径的计算 管道直径采用以下计算式:
d?10004VV?18.8?u?3600u 式中:d—管道内径,mm; V—流体流量,m3 /h; u—平均流速,m/s;
流速常用范围为液体0.5-2.0m/s ;空气8—15m/s,水蒸汽40-60 m/s。 3.3 管道分级
在栲胶厂装置中,不同操作参数和输送介质性质的的管道差别很大,其重要程度和危险性也不同,为更好的保证管道在运行过程中的可靠性和安全性,对重要程度不同的管道提出不同的设计、制造和施工要求。所以对管道分级是必要的。
按《化工管道器材选用通则》把管道分成5级 管道级别 SHA 范围 1毒性程度为极度危害介质管道 (笨管道除外) 2毒性程度为高度危害介质的丙烯睛,光气,二硫化碳和氟化氢介质管道 3设计压力大于或等于10-0MPa输送有毒,可燃介质管道 SHB 1毒性程度为极度危害介质的笨管道2毒性程度为高度危害介质管道 9丙烯睛 光气 二硫化碳和氟化氢管道除外)
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3甲类、一类可燃气体和甲A类液化烃 SHC 其他气体液体输送管道 在本项目中大多是SHC压力管道,因为流体只是蒸汽、水、浸提液、污水。 3.4设计条件的确定 3.4.1设计压力
石油化工管道及其组成件设计压力应不低于操作过程中有由内压与温度组合的最苛刻条件下的压力。
所有与设备或者压力容器连接的管道,其设计压力应不低于设备或容器的设计压力,并满足一下要求:
(1)设置安全泄压装置的管道,其设计压力应不低于安全泄放压力与液柱静压力之和。
(2)没有设置安全泄压装置时,其设计压力不应低于压力源可能达到的最高压力和静液柱压力之和。
无安全泄压装置的离心泵出口管道设计压力,应取以下两项较大值 离心泵正常吸入压力加泵的出具偶额定压差的1.2倍。 离心泵的最大吸入压力加泵的出口压差 真空管道压力取0.098MPa。 3.4.2 设计温度
栲胶厂管道及其组成件的设计温度不应低于操作过程中,由压力和温度构成的最苛刻的条件要求。
不同管道的设计温度由以下要求确定:
无隔热层管道的设计温度
SHC级的管道组成件,应当取介质温度为设计温度,如取其他温度作为设计温度时必须通过计算并通过实验核实。
其余级别的管道及其组成件的设计温度,当介质的温度小于65度时取介质
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温度,当介质温度大于或等于65度时按下列原则选取:
管子、对焊管件、承插焊或对焊阀门及其他壁厚与管道相近的组成件设计温度不一般高小于95%介质温度。
法兰、垫片及带法兰的阀门管件应不低于90%介质温度。 螺栓、螺母等紧固件应不低于80%介质温度。
带外隔热层得管道应根据温度条件对管材的作用后果的严重性取介质的最高最低工作温度作为设计温度。
带村里或内隔热层得管道,其基体材料设计温度应经产热计算或实测确定。 带夹套会伴热的管道当工艺温度高于伴热介质时,取工艺介质温度为设计温度;当工艺介质温度低于伴热介质温度时,取伴热介质温度减10度和工艺介质温度较高者。
对于安全泄压管道应取排放时可能出现的最高温度或最低温度作为设计温度。
要求吹扫的管道应根据具体条件确定。 3.5根据管道大小及用途确定化工管路常用阀门 阀门类别 闸 阀 功能与用途 可切断和调节流量;用于各种气体和液体管路上,但不宜用于含固体物的流 体管路,也不宜用于输送腐蚀性流体的管路。其尺寸较大、价格高。 截止阀 可调节流量;应用广泛,不适于带颗粒和粘度较大的介质。其公称直径<200mm。
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节流阀 可节流,调节流量和压力;主要用于仪表调节流量和节流用,也可作取样用,不适用粘度大和含固体颗粒的介质。其公称直径<25mm。 疏水器 其作用是排除泠凝液而不让气体排出;一般用于蒸汽管路上或蒸汽加热器的泠凝水排除管路上。 减压阀 能自动将高压减为低压;通常用于加压水蒸气和压缩空气管路上。 安全阀 能使设备自动泄压而防止超压爆炸;一般用在锅炉上。 3.6管路常用管件 管件名称 弯 头 作用与规格 改变流向;其规格有45°、60°、 90°、180° 三四通、Y形管 异径管 活接头 法兰盖、盲板
3.6制栲胶厂管道布置图或建模 3.6.1管道平面布置图
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管路分流 改变管径 直管连接处 封闭管路
管道平面布置图,一般应与设备的平面布置图一致,即按建 筑标高平面分层绘制,各层管道平面布置图是将楼板以下的建(构)筑物、设备、管道等全部画出。当某一层的管道上下重叠 过多时,布置比较复杂时,应再分上下两层分别绘制。在各层平 面布置图的下方应注明其相应的标高。 3.6.2立面剖视图
管道布置在平面图上不能清楚表达的部位,可采用立面剖视图或向视图补充表达。剖视图尽可能与被切平面所在的管道平面布置图画在同一张图纸上,出可画在另一张图纸上。剖切平面位置线的画法及标注方式与设备布置图相同。剖视图可按A-A、B-B??或Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ??顺序编号。向视图则按A向、B向??顺序编号。 3.6.3建立栲胶厂管道模型
利用化工厂建模Tecnomatix或Delmia软件建立模型,这样可以更加直观的看道自己所设计的管道是否合理,可以避免实际的操作时出现差错。
四.总结
本文对林产化工工厂的栲胶厂生产车间管道布置设计的原则和方法进行了简单介绍,通过对于以上问题的讨论,得出以下结论:
(1)管道与工业的发展息息相关,无论从操作、管理、和经济分析都可看出管道在工业发展中占有重要的地位和不可替代的作用。
管道设计布置在整个管道施工中有着重要的意义。管道施工工作量大、技术复杂所耗用的工期长、施工难度较大,因此顶管工程要根据实际情况并按照一定的管道布置原则与方法做好设计,为管道的施工做好充分的准备。 (2)管道施工时,要严格按照管道布置最初设计的来执行,做到合规性与合理性相结合。如管道的焊接、现场补伤补扣、布管以及管沟的开挖、排水等对整个管道施工来说都是很重要的的组成部分。在整个施工中,应该根据相应的施工规范仔细的完成每一个施工步骤,不放过没干施工细节,注重
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检查记录工作,做到尽早预防、及时补救,安全生产放在第一位。
致 谢
本文的研究是在我的课程老师黎跃老师精心安排指导下完成的。在我的课程学习中倾注着老师辛勤的汗水和心血。黎老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受的启迪。从老师身上,我不仅学到了本课程的专业知识,也学到了做人的道理。在此我要向他致以最衷心的感谢和深深的敬意。
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