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第八章 管 道 设 计 据统计，化工管道的投资约占全厂化工设备装置的15～20％。管道设计是工艺设计中一项相当复杂而工作量又相当大的工作。 第一节 设计原则及注意事项 一、设计原则 1.统筹规划、合理布置 必须把其他专业的管线,如电气管线、仪表管线、保暖通风管线等一并考虑进行。 2.保证正常生产、满足开(停)工及事故处理需要 要设有为开工装料、循环和停工时排料、抽空、扫线、放空以及不合格产品的再加工管线。 3.运用先进技术，充分利用能量 4.尽量集中布置，便于安装检修 布置要尽量集中，便于安装和检修；避免通过电动机、配电板及仪表控制盘的上空。 5.注意整齐美观 二、注意事项 1.物料管道 凡在车间内部或相应车间之间输送制造过程中的原料、半制品、成品、废料等的管线统称为物料管道。 2.蒸汽管道 3.污水管道 污水排入的沟渠管网一般分为合流式和分流式两种。 4.真空管线 5.压缩空气管线 第二节 管件选择与管径计算 一、管道和管件的公称压力及公称直径系列 1.管道和管件的公称压力系列 　　 管道和管件在一定温度范围内最大的允许工作压力(表压)，称为公称压力, 　　 公称压力以PN表示，单位为MPa。 2.管道和管件的公称直径系列 　　 以外径表示钢管的直径，称为公称直径。 　　 公称直径以DN表示，单位为mm。 二、材质与常用管道种类 1.材质 (1)金属类 (2)非金属类 2.常用管道种类 (1)钢管 分有缝和无缝二类。 (2)有色金属管 (3)非金属管 三、管道连接 1.焊接 特点是施工方便，焊接可靠不漏，成本低。凡是不需要拆装的地方都应尽量采用焊接。 2.螺纹连接 3.法兰连接 法兰的公称直径必须与连接的管道公称直径相同，其公称压力必须合管内介质压力的要求外，尚要考虑温度的影响。 4.承插连接 承插连接适用于埋地或沿墙敷设的供排水管。 5.卡箍连接 五、流速选择与管径计算 1.管径选择 管径的大小直接影响到经济效益。 2.流速选取 3.管径计算 4.管道压力降计算 　　计算压力降时应考虑有15％的余量。 　　工程上更多的是利用算图计算。 第三节 管道的保温及热补偿 一、管道的绝热保温 1.保温材料选择 　　 “设备及管道保温技术通则”(GB4277－84)对保温材料及其制品的基本性能要求作出了具体规定。 2. 保温层厚度的选择 3.保温形式及热载体的选择 (1)保温形式 除一般采用绝热保温外，有时还采用夹套管保温或伴热管保温。 (2)热载体选择 最常用的热载体为热水与蒸汽，有的地方也利用烟道气、热空气；在高温情况下还需用有机高温载体(如联苯混合物、有机化合物)、无机高温热载体(如熔盐)加热。 二、管道的热补偿 1.管道的热变形与热应力 2.管道的热补偿 　　 一般情况下应尽量利用管道布置自然弯曲时金属弹性来补偿管道的热伸长。 　(1)自然热补偿 是利用管道布置时的自然弯曲来吸收热伸长量，此弯管段称自然热补偿器。 (2)补偿器补偿 Π形补偿器是应用最多的一种补偿器。优点是耐压可靠，补偿能力大，制造方便，缺点是尺寸大，流体阻力较大。 U形补偿器由单层或多层钢板压制而成。多层补偿器有较大的补偿量。当要求更大的热补偿量时可采用多波补偿器，它的特点是体积小、安装方便，但补偿量小、耐压低。 第四节 管架设计 一、管架的主要形式及选择 　　管道支架巳有标准设计，可按“管架通用系列”选用。一般有以下几种： 1.固定支架 2.导向支架 只允许管道单向位移时采用。 3.滑动支架 允许管道在平面上有一定的位移。 4.弹簧支吊架 当管道有垂直位移时，如热膨胀引起的上下位移，应装设弹簧管架。 5.吊架 6.型钢吊架 　　用在梁或楼板下并排的管道上. 7.墙架柱架 8.地面支架 9.管托 二、管架宽度估算 　　 管架宽度决定于布置在管架上的管道根数和直径，一般先由工艺流程图(或管道仪表流程图)和设备平面布置图估算管道根数和管架宽度，在管道布置时再作校核。 　　 三、管架间距与管道间距 1.管架间距。见下表 2.管道间距 为了便于管道的安装、检修和防止变形后碰撞，管道间应保持一定距离。 第六节 管道布置图 管道布置图又称配管图或管道安装图，它是表示车间内外设备间管道的连接，阀门、管件及控制仪表等安装情况的详图，连同工艺管道一览表、管架表一起供管道施工安装之用，是工厂设计中施工图设计阶段的重要内容。它通常以带控制点工艺流程图、设备布置图、有关的设备图以及土建、自控、电气