食品工厂管路设计演示幻灯片.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五章 管路设计,1,第一节 管路设计标准化与管材选择,第二节 给水管道计算及水泵选择,第三节 蒸汽管道计算与选择,第四节 车间水、汽总管确定,第五节 管道附件、连接及管道补偿,第六节 管道保温与标志,第七节 管路设计,第八节 管道安装与试验,2,食品工厂生产过程中各种物料、蒸汽、水及气体都要用管路来,输送,，设备与设备间的相互,连接,要依靠管路。管路设计是食品工厂设计的一个重要组成部分。管路设计合理性，不仅关系到建设指标的先进合理性，也关系到生产操作能否正常进行及厂房各车间布置是否整齐美观和通风采光是否良好等。因此，对于乳品厂、饮料厂、,啤酒厂等食品厂成套设备,进行工艺设计时，特别是在施工图设计阶段，,管路设计工作量最大,、花时间最多。所以，,搞好管路计算与设计和管道安装具有十分重要的意义。,3,4,5,第一节 管路设计标准化与管材选择,6,为了便于管道的设计、选用及成批管件生产，降低生产成本和便于互换，国家制定了管件标准。,标准化的最基本参数就是,公称直径,和,公称压力,。,1.,公称直径,又称通称直径、公称通径。,是为了使管子、法兰和阀门等连接尺寸统一，将管子和管道用的零部件直径加以标准化以后的标准直径。,公称直径以,Dg,表示，后附直径尺寸。例如：公称直径为,100mm,，用,Dgl00,表示。,公称直径是管子的名义直径，不是管子内径，也不是管子外径，而是与管子的外径相近又小于外径的一个数值。管子的公称直径一定，管子的外径也就确定了，而管子的内径则根据壁厚不同而不同。如,Dg150,无缝钢管，其外径都是,159mm,，但壁厚有,4.5mm,和,6.0mm,管子，则内径分别为,150mm,和,147mm,。,一、管路设计标准化,7,对于铸铁管和一般钢管，由于壁厚变化不大，采用Dg叫法。对于管壁变化幅度较大的管道,（,水泥管），一般不采用,Dg,法,表示，而用“外径壁厚”表示。无缝钢管就是一个例子，同一外径的无缝钢管，它的壁厚有好几种规格，这样就没有一个合适的尺寸可以代表内径。所以，一般如：外径为57mm、壁厚为4mm的无缝钢管，可采用“,D,574,或,57,4”表示。,对于法兰或阀门来说，它们的公称直径是指与它们相配的管子的公称直径。例如公称直径为200mm的管法兰，或公称直径为200mm的阀门，指的是连接公称直径为200mm的管子用的管法兰或阀门。管路的各种附件和阀门的公称直径，一般都等于管件和阀门的实际内径。,管子直径单位除用,mm,以为，工厂有时也用吋、分标示，这是英制单位。,1,吋管子即为,Dg26.,8,2.,公称压力,管道及管件所承受的压力被人为的分成若干个规定的压力等级，这种规定的管道和管件的标准压力等级称为管道,公称压力,。以,P,g,表示，其后附加压力数值。例如：公称压力为,2510,5,pa,用,P,g25,表示。,公称压力的数值，是指的管内工作介质温度在,0,120,范围内的最高允许工作压力。一旦工作介质温度高于,120,，由于材料机械强度随温度升高而降低，其允许最大工作压力应适当降低。,在选择管道及管件时，应把管道的工作压力调整到与其接近的标准公称压力等级，然后根据,D,g,和,Pg,就可以选择标准管道及管件，同时选择合适的密封结构及密封材料。,按照规定，低压管道公称压力分为,2.5,10,5,pa,、,6,10,5,pa,、,10,10,5,pa,、,16,10,5,pa,四级；中压管公称压力分为,25,10,5,pa,、,40,10,5,pa,、,64,10,5,pa,、,100,10,5,pa,四级；高压管公称压力分为,160,10,5,pa,、,200,10,5,pa,、,250,10,5,pa,、,300,10,5,pa,四级。,9,二、管道材料的选择,常用管道材料有普通碳钢、合金钢、不锈钢、铜、铝、铸铁以及非金属材料。,表,4-23,常用管材,介质名称,介质参数,适用管材,备 注,蒸汽,蒸汽,热水、凝结水,压缩空气,压缩空气,压缩空气,给水、煤气,给水、煤气,排水,排水,真空,果汁，糖液、奶油,盐溶液,氨液,酸、碱液,P784.8kPa,P=883,1275.3 kPa,P784.8 kPa,埋地,埋地,焊接钢管,无缝钢管,焊接钢管,紫铜管、塑料管,焊接管,无缝钢管,镀锌焊接钢管,铸铁管,铸铁管、石棉水泥管,铸铁管、陶瓷管，钢筋混凝土管,焊接钢管,不锈钢管、聚氯乙烯管,不锈钢管,无缝钢管,Dg80,以上,Dgl50,以上,10,1.,钢管,(1),无缝钢管,材料为碳钢，输送带压力物料、蒸汽、压缩空气等，如果温度超过,435,，则须用合金钢管，按照压力不同可选用不同壁厚的钢管。无缝钢管分热轧和冷拉两种。热轧无缝钢管外径为,32,600mm,，壁厚,25,50mm,。冷拉钢管外径为,4,150mm,，壁厚为,1,12mm,。标注方法是“外径,壁厚”。如,453.5,表示钢管外径为,45mm,，壁厚为,3.5 mm,，内径为,38mm,。,(2),电焊钢管,螺旋电焊钢管：,是用碳钢板条卷制，连续螺旋焊接而成，壁厚,6,8mm,。用于大口径,(,大于,200mm),低温低压管道，按公称直径标注。,钢板卷管：,材料为碳钢板卷制，直缝焊接，壁厚,8,12 mm,，用于大口径,(,大于,600mm),低温低压管道，按公称直径标注，一般由安装单位在现场制作。,11,12,双面埋弧螺旋钢管,13,无缝钢管,14,精密热轧钢管,15,3.,有色金属管,(1),铜管：紫铜管与黄铜管多用于制造换热设备，也用于低温管道、仪表的测压管线或传送有压力的流体,(,如油压系统、润滑系统,),。当温度大于,250,时不宜在压力下使用。,(2),铝管 铝管系拉制而成的无缝管，常用于输送浓硝酸、醋酸等物料，或用做换热器，但铝管不能抗碱。在温度大于,160,时不宜在压力下操作，极限工作温度为,200,。,紫铜管、黄铜管和铝管的规格均为“外径,壁厚”。,16,紫铜管,黄铜管,黄铜管,铝管,方铝管,17,冷流体,t,1,t,2,热流体,T,1,T,2,套 管,翅片管,衬塑管,18,4.非金属管,非金属材料的管道种类很多，常见的有塑料、硅酸盐材料、石墨、工业橡胶、非金属衬里材料等。,(1)硅酸盐材料管,有陶瓷管、玻璃管、水泥管等。陶瓷管、玻璃管耐腐蚀性能强，缺点是耐压低，性脆易碎。钢筋混凝土管、石棉水泥管用于室外排水管道。管内试验压力：混凝土管0.310,5,Pa；重型钢筋混凝土管110,5,Pa。公称内径：混凝土管,75,450mm，厚度25,67mm；轻型钢筋混凝土管,100,1800mm，厚度25,140mm；重型钢筋混凝土管中,300,1550,mm，厚度58,157mm，按公称内径标注。,19,(2),塑料管,输送温度在,60,以下的腐蚀性介质可用硬聚氯乙烯管、聚氯乙烯管或聚氯乙烯卷管,(,用板料卷制焊接,),。市购硬聚氯乙烯管的公称通径,Dg6,400mm,，壁厚为,6,12mm,，按照“外径,壁厚”标注。常温下轻型管材的工作压力不超过,2.510,5,Pa,，重型管材,(,管壁较厚,),工作压力不超过,610,5,Pa,。,除硬聚氯乙烯管以外，塑料管还有用软聚氯乙烯塑料、酚醛塑料、尼龙,1010,管、聚四氟乙烯、铝塑复合材料等制成的管材。,(3),橡胶管,耐酸碱，抗蚀性好，有弹性可任意弯曲。一般用作临时管道及某些管道的挠性件，不作为永久管道。,(4),复合管,耐酸碱，抗蚀性好，有弹性可任意弯曲。,20,21,第二节 给水管道的计算及水泵选择,22,1.,管径,D,的,确定,(1),计算法,有下列计算公式,式中,D,管道设计断面处的计算内径,(m),；,Q,通过管道设计断面的水流量,(m,2,s),；,F,管道设计断面的面积,(m,2,),；,v,管道设计断面处的水流平均速度,(m,s),。,一、给水管道的计算,23,对于,D,g300,的钢管和铸铁管，考虑新管用旧后的锈蚀、沉垢等情况，应加,1mm,作为管内径，而后再查管子的规格，选用最相近的管子。,在设计时，,选用的流速,v,过小，则需较大的管径，管材用量多，投资费用大；若设计时选 用的流速较大，则管道的压头损失太大，动力消耗大，能源浪费。因此，在确定管径时，应选取,适当的流速,。根据长期工业实践的经验，找到了不同介质较为合适的常用流速，见表,424,。,24,表,4-24,管道输送常用流速,介质名称,管 径,流速,(m,s),介质名称,管 径,流速,(m,s),水、冷冻水,Dg15,50,Dg50,以上,蛇盘管,0.5,1.0,0.8,2.0,0.1,饱和蒸汽,Dg15,20,Dg25,32,Dg40,10,15,15,20,20,25,自流凝结水,Dg15,18,0.1,0.2,Dg50,80,Dg100,150,20,30,25,30,压缩空气,小于,Dg50,Dg25,50,10,15,4.0,真空,Dgl5,40,8.0,煤气,Dg70,100,6.0,Dg50,100,10,余压冷凝水,Dgl5,20,Dg25,32,0.5,0.7,车间风管,干管,支管,8,12,2,8,Dg40,50,Dg70,80,1.0,1.6,车间排水,暗沟,明沟,0.6,4.0,0.4,2.0,25,(2),查表法,根据给水钢管,(,水、煤气管,),水力计算表,(,表,425),，其中有,Q,(,q,v),、,D,g,、,v,、,i,4,个参数，只要知道其中任意,3,个数值，就可从表中查到剩下的一个需求参数。,该表是按清水、水温为,10,，并且考虑了垢层厚度为,0.5mm,的情况算得。水的黏滞性与水的温度有负相关的关系，故,i,与水温也为负相关。但因自来水水温与,10,相差不大，故一般均可不考虑这项微小的影响。,26,表,4-25,给水钢管,(,水、煤气管,),水力计算表,注：表中单位：流量,q,v,为,L/s,，流速,v,为,m,s,，单位管长水头损失,i,为,mmH2O,m,。,27,2.,阻力计算,(1),沿程水头损失,h,1,水在沿着管子计算内径,D,和单位长度水头损失,i,(,又叫水力坡度,),不变的匀直管段全程流动时，为克服阻力而损失的水头，叫沿程水头损失,h,1,(m),。,当,v,1.2m,s,时,式中,i,单位管长的水头损失,(mm,m),，,Q,流量,(m,3,s),；,L,管长,(m),，,v,流速,(m,s),；,D,管子的计算内径,(m),。,28,当,v,1.2m,s,时,式中，,Q,、,i,、,L,、,v,、,D,含义同上式，,K,为修正系数,(,参见表,426),。,表,4-26,当,v 1.2m,s,时的修正系数,K,值,29,(2),局部水头损失,h,2,水流经过断面面积或方向发生改变从而引起速度发生突变的地方,(,如阀门、缩节、弯头等,),时，所损失的水头，叫局部水头损失,h,2,(m),。它可用局部阻力系数,来计算，这叫精确计算法，亦可用沿程水头损失乘上一个经验系数的方法，这叫概略算法。概略算法较简便，在工程计算中用得较多。,精确算法：计算公式为,式中,局部阻力系数,(,参见表,427),；,v,流速,(m,s),；,g,重力加速度,(9.81m,s,2,),。,30,表,427,局部阻力系数,31,概略算法,(,常用,),：,其计算公式为,生活给水管网,h,2,(20,30,),h,1,式中,h,1,沿程水头损失,(m),。,生产给水管网,h,2,20,h,1,消防给水管网,h,2,10,h,l,生活、生产、消防合用管网,h,2,20,h,1,(3),总水头损失,H,2,(m),水在流动过程中，用于克服阻力而损耗的,(,机械,),能，叫总水头损失。,精确算法：公式为,概略算法：公式为,H2,hl,h2,h1,(0.10.3)h1,(1.1l.3)h1,32,二、水泵的选择,水泵的选择是根据流量,Q,和扬程,H,两个参数进行的。,1.,定,Q,值,无水箱时，设计采用秒流量,Q,。,有水箱时，采用最大小时流量计算。,2.,定扬程,H,计算公式为,H,H,1,H,2,H,3,H,4,式中,H,1,几何扬程,(,从吸水池最低水位至输水终点的净几何高差,),；,H,2,阻力扬程,(,为克服全部吸水、压水、输水管道和配件之总阻力所耗的水头,),；,H,3,设备扬程,(,即输水终点必需的流出水头,),；,H,4,扬程余量,(,一般采用,2,3m),。,33,第三节 蒸汽管道计算与选择,34,水和蒸汽最大差别是：,1m,3,水在任何压力下，只要在,4,时其重量基本上是,1t,；而,1m,3,蒸汽的重量，则随蒸汽的压力大小而变化，所以，同一管道，同一流速，在不同蒸汽压力下，每小时流过的蒸汽重量不同。,表,428,中只列出,6,种压力下的流量和阻力，其流速范围为,20,40m,s,。从表中可看出：在不同蒸汽压下，虽然管道和流速相同，但流量和阻力不同。例如在,588 kPa(6kgf,cm,2,),压力下的,323.5,管道，在流速为,20m,s,时，流量为,0.13 t,h,；当在,883 kPa,下，流速仍为,20 m,s,时，流量却为,0.18 t,h,。两种压力下的阻力分别为,97mmH,2,O,m,及,135mmH,2,O,m(1mmH,2,O,9.8Pa),。,35,表,428,饱和水蒸汽管阻力计算,36,1.,有关蒸汽管阻力计算的几个公式,(1),在相同压力下，流速与流量及阻力的关系,(,与水相同,),计算公式是,例,894,的蒸汽管道，在,588kPa,表压下，当流速为,20m,s,时的流量为,1.34t,h,，阻力为,22mmH,2,O,m,。试问流速在,40m,s,时的流量和阻力各为多少,?,解：,答：流速在,40m,s,时的流量和阻力分别为,2.68t,h,和,88mmH,2,O,m,。,37,(2),在管径不同，流速相等时，流量变化与管道半径平方成正比，即,式中,d,1,，,d,2,两根不等径管道的直径,(m,或,mm),；,Q,1,，,Q,2,两根不等径管道中流体的流量,(m,3,h,或,t,h),。,(3),管径、流速相同，在不同压力下，流量计算用下式计算,式中,p,1,，,p,2,两根等径管道中的蒸汽表压,(kPa),；,Q,1,，,Q,2,两根等径管道中的蒸汽流量,(m,3,h,或,t,h),。,阻力计算用下式计算：,38,例,323.5,蒸汽管道，在表压,588 kPa,，流速,20m,s,时，流量为,0.13 t,h,，阻力为,97mmH,2,O,m,。试问蒸汽表压在,883kPa,，流速为,20m,s,时的流量和阻力各为多少,?,解：表压为,883kPa,时的流量,Q,1,为,Q1=,（,883+98,）,/,（,883+98,）,0.13=0.186,（,T/h,）,表压为,883kPa,时的阻力,i,1,为：,i2=,（,883+98,）,/,（,883+98,）,97=138.7,（,mmH,2,O,）,2.,利用表,4-28,来选择管径 以下举例说明选择过程。,39,例,现需要选一条蒸汽管道，其通过的蒸汽表压力为,588kPa,，流量为,2t,h,，输送路程为,50m,，允许降低压力,49kPa,，试问管径应选多大,?,解：假定局部阻力占沿程阻力的,100,，则可按,50m,的,1,倍,(,即,100m),管长来计算每米允许的压力降,(,即每米管子所允许的阻力大小,),。由题中可知，输送路程的允许压力降为,49kPa,，即允许压力降为,5mH,2,O,5000mmH,2,O,。由此可得管道每米允许阻力为,5000/100,50(mmH,2,O,m),。,查表,4-28,，在蒸汽压为,588kPa,的一组里查满足流量为,2t,h,、阻力在,50mmH,2,O,m,左右的管径。在表,4-28,中查得,894,管道在流速,32m,s,时，其流量为,2.14t,h,，阻力为,56mmH,2,O,m,，这与本题要求很接近，所以选用,894,的无缝钢管。,40,第四节 生产车间水、汽等总管的确定,41,总管管径的确定可按两种方法进行：,根据生产车间耗水,(,或耗汽等,),高峰期时的消耗量来计算管径；,按生产车间耗水,(,或耗汽等,),高峰时同时使用的设备及各工种的管径截面积之和来计算。目前一般采用后一种方法，优点是计算简单方便，余量较大，比较适合工厂的生产实际。,42,具体做法是，根据产品生产方案，绘制车间用水,(,或用汽等,),操作图表，寻找同时最大耗水、耗汽的设备，由于设备上的进水、汽管管径是固定的。所以，进入生产车间的水管或蒸汽管的总管内径，其平方值应等于高峰期各同时用水或用汽之管道内径的平方和。根据算出的内径再查标准管型即可。厂区总管亦可按此法进行计算：,D,总,2,=,d,1,2,+,d,2,2,+,d,i,2,+,d,n,2,43,第五节 管道附件、管道连接及管道补偿,44,一、管道附件,管路中除管子以外，为满足工艺生产和安装检修需要，管路中还有许多其他构件，如短管、弯头、三通、异径管、法兰、盲板、阀门等，我们通常称这些构件为,管路附件,，简称,管件,和,阀件,。,管路附件是组成管路不可缺少的部分。管路附件可以使管路改换方向、变化口径、连通、分流、调节和切换管路中流体等，使管路的安装和检修变得更加方便。,45,1.,弯头,弯头是用来改变管路走向的附件。常用的有,90,、,45,、,180,弯头。,180,弯头又称,U,形弯管，在冷库冷排和管式热交换器中用得较多。其他还有根据工艺配管需要的特定角度弯头。,2.,三通,当一条管路与另一条管路相连通或管路需要有旁路分流时，其接头处的管件称为三通。根据接入管的角度不同，有正接三通和斜接三通。按入口的口径大小差异分为等径三通、异径三通等。除常见的三通管件外，还有四通、五通、异径斜接五通等。,46,3.,短接管和异径管,当管路装配中短缺一小段，或因检修需要在管路中设置一小段可拆的管段，经常采用短接管。它是一短段直管，有的带连接头,(,如法兰、丝扣等,),。,将两个不等管径和管口连通起来的管件称为异径管，通常叫大小头，用于连接不同管径的管子。,4.,法兰、活络管接头和盲板,法兰、活络管接头是连接管件。活络管接头大多用于管径不大,(100mm),的水煤气钢管。绝大多数钢管管道采用法兰连接。盲板就是实心法兰，用来封闭管端或为清理和检修需要设置盖板。,47,5.,阀门,阀门在管道中用来调节流量，切断或切换管道，或对管道起安全、控制作用。阀门的选择是根据,工作压力、介质温度、介质性质,(,黏度、固体颗粒大小、腐蚀性,),和操作要求,(,启闭或调节等,),进行的。,48,(1),旋塞,旋塞具有结构简单，外形尺寸小，启闭迅速，操作方便，管路阻力损失小的特点。但不适于控制流量，不宜使用在压力较高、温度较高的流体管道和蒸汽管道中；可用于压力和温度较低的流体管道中，也适用于介质中含有晶体和悬浮物的流体管道中。使用介质：水、煤气、油品、黏度低的介质。,(2),截止阀,截止阀具有操作可靠，容易密封，容易调节流量和压力，耐最高温达,300,的特点。缺点是阻力大，杀菌蒸汽不易排掉，灭菌不完全，不得用于输送含晶体和悬浮物的管道中。常用于水、蒸汽、压缩空气、真空、油品介质。,49,(3),闸阀,闸阀阻力小，没有方向性，不易堵塞，适用于不沉淀物料管路。一般用于大管道中作启闭阀。使用介质：水、蒸汽、压缩空气等。,(4),隔膜阀,隔膜阀结构简单，密封可靠，便于检修，流体阻力小，适用于输送酸性介质和带悬浮物质流体的管路，特别适用于发酵食品，但所采用的橡皮隔膜应耐高温。,(5),球阀,球阀结构简单，体积小，开关迅速，阻力小，常用于食品生产中罐的配管中。,(6),针形阀,针形阀能精确地控制流体流量，在食品工厂中主要用于取样管道上。,50,(7),止回阀,止回阀靠流体自身的力量开闭，不需要人工操作，其作用是阻止流体倒流。止回阀也称单向阀。,(8),安全阀,在锅炉、管路和各种压力容器中，为了控制压力不超过允许数值，需要安装安全阀。安全阀能根据介质工作压力自动启闭。,(9),减压阀,减压阀的作用是自动地把外来较高压力的介质降低到需要压力。减压阀适用于蒸汽、水、空气等非腐蚀性流体介质，在蒸汽管道中应用最广。,(10),疏水器,疏水器的作用是排除加热设备或蒸汽管路中的蒸汽凝结水，同时能阻止蒸汽的泄漏。,(11),蝶阀,碟阀又称翻板阀，结构简单，外形尺寸小，是用一个可以在管内转动的圆盘,(,或椭圆盘,),来控制管道启闭的。由于蝶阀不易和管壁严密配合，密封性差，仅适用于调节管路流量。在输送水、空气和煤气等介质的管道中较常见，用于调节流量。,51,铸钢闸阀,铸钢闸阀,夹套铸钢法兰截止阀,截止阀,52,真空蝶阀,L21W,型节流阀,53,三通旋塞阀,活接弯头,活接大小头,快装弯头,快装四通,快装三通,54,焊接弯头,不锈钢卫生卡箍,活接大小头,快装弯头,快装四通,焊接三通,55,球阀,Q41F,截止阀,J41H 15,蝶阀,D343H 40-2000,闸阀,Z41H 15-450,止回阀,H44H 40-300,56,轴向型内压式波纹补偿器,不锈钢内螺纹球阀,57,二、管道连接,管路的连接包括管道与管道的连接、管道与各种管件、阀件及设备接口等处的连接。,1.,法兰连接,是一种可拆式的连接。也叫法兰盘连接或管接盘连接。由法兰盘、垫片、螺栓和螺母等零件组成。法兰盘与管道是固定在一起的。法兰与管道的固定方法很多，常见的有以下几种。,(1),整体式法兰,：管道与法兰盘连成一体，常用于铸造管路及铸造的机器、设备接口和阀门等。在腐蚀性强的介质中可采用铸造不锈钢或其他铸造合金及有色金属铸造整体法兰。,(2),搭焊式法兰：,管道与法兰盘是采用搭焊方式固定，也叫平焊法兰。,(3),对焊法兰,又叫高颈法兰，它的根部有一较厚的过渡区，这种法兰的强度和刚度交好，改善了法兰的受力情况。,58,(4),松套法兰：,又称活套法兰，法兰盘与管道不直接固定，在管端焊一个钢环，法兰压紧钢环使之固定。,(5),螺纹法兰：,这种法兰与管道的固定是可拆的结构。法兰盘的内孔有内螺纹，而在管端车制相同的外螺纹，利用螺纹的配合加以固定。,59,法兰连接,整体法兰,松套法兰,螺纹法兰,60,不同链接形式的法兰盘,61,表,435,法兰连接垫圈材料,介 质,最大工作压力,(kPa),最高工作温度,(),垫圈材料,水、中性盐溶液,196.133,588.399,980.665,4903.325,120,60,150,300,浸渍纸板,软橡胶,软橡胶,石棉橡胶,水蒸气,147.1,196.133,1471,3922.66,110,120,200,300,石棉纸,纤维纸垫片,浸渍石棉纸板,石棉橡胶,空气,588.399,980.665,60,150,中硬度弹性橡胶,耐热橡胶,62,2.,螺纹连接,螺纹连接大多用于自来水管路、生活用水管路和机器润滑油管路中。这种连接方法可以拆卸，但不如法兰连接那样方便，密封可靠性也较低。因此，使用压力和使用温度不宜过高，多用于水、煤气管的连接。,3.,焊接连接,用焊接的方法将管道和各管件、阀门直接连成一体，是不可拆连接。但连接密封性好，结构简单，便于安装，给清洗检修工作带来不便。焊缝焊接质量的好坏，直接影响连接强度和密封质量。可用,X,光拍片和试压方法检查。,4.,其他连接,除上述常见的,3,种连接外，还有承插式连接、填料涵式连接、简便快接式连接等。,63,管道连接器,64,三、管道的补偿,管路在输送热介质时,(,如蒸汽、冷凝水、过热水等,),会受热膨胀，输送冷介质时会受冷收缩，因此应考虑管路的冷热伸长量的补偿问题。管路受热伸长量可按下式计算：,L,L,(,t,1,t,2,),式中,材料线膨胀系数,(,参见表,436),；,L,热伸长量,(m),；,L,管路长度,(m),；,t,1,输送介质的温度,(K),；,t,2,管路安装时空气的温度,(K),。,65,表,436,各种材料的线膨胀系数表,管子材料,值,m,(mK),管子材料,值,m,(mK),镍 钢,镍铬钢,碳素钢,不锈钢,铝,13.110,-6,11.710,-6,11.710,-6,10.310,-6,8.410,-6,铁,铜,铸 铁,青 铜,聚氯乙烯,12.3510,-6,15.9610,-6,11.010,-6,1810,-6,710,-6,66,从计算公式可以看出，管路的热伸长量,L,与管长、温度差成正比。在弯管处可以自行补偿一部分伸长的变形，但对较长管路是不够的，须设置,补偿器,来进行补偿。如果达不到合理的补偿，管路的热伸长量会产生很大内应力，导致管架或管路变形损坏。常见的补偿器有,n,型、,型、波型、填料式几种,(,图,4-23),。其中，波型补偿器用在管径较大的管路中，,n,型和,型补偿器制作方便，在蒸汽管路中采用较为普遍，填料式多用于铸铁管路和其他脆性材料管路中。,67,a.n,型,b.,型,c.,波型,d.,填料式,图,4-23,补偿器,68,第六节 管道保温与标志,69,一、管道保温,管路保温目的是使管内输送介质不受外界温度的影响而改变介质的状态，不冷却、不升温。管路保温采用保温材料包裹管外壁的方法实现。常用导热性差保温材料，如,毛毡、石棉、玻璃棉、矿渣棉、珠光砂、其他石棉水泥制品,等。管路保温层厚度根据管路介质热损失允许值,(,蒸汽管道每米热损失许用范围见表,4-37),和保温材料导热性能经计算确定,(,表,4-38,和表,4-39),。,70,表,4-37,蒸汽管道每米热损失允许范围,J,(msK),公称直径,管内介质与周围介质之温度差,(K),45,75,125,175,225,Dg25,Dg32,Dg40,Dg50,Dg70,Dgl00,Dgl25,Dg150,0.570,0.671,0.750,0.775,0.916,1.163,1.29l,1.419,0.488,0.558,0.621,0.698,0.775,0.930,1.008,1.163,0.473,0.521,0.568,0.605,0.651,0.791,0.861,0.930,0.465,0.505,0.544,0.565,0.623,0.733,0.798,0.864,0.459,0.497,0.528,0.543,0.594,0.698,0.750,0.827,71,表,4-38,部分保温材料的导热系数,表,4-39,管道保温厚度选择,(mm),名 称,导热系数,J,(msK),名 称,导热系数,J,(msK),聚氯乙烯,聚苯乙烯,低压聚乙烯,高压聚乙烯,松木,0.163,0.981,0.297,0.254,0.070,0.105,软木,锅炉煤渣,石棉板,石棉水泥,0.041,0.064,0.188,0.302,0.116,0.349,保温材料导热系数,J/(msK),蒸汽温度,(K),管道直径,(Dg),50,70,100,125,200,250,300,0.087,0.093,0.105,373,473,573,40,50,60,50,60,70,60,70,80,70,80,90,注：在,263,283K,范围内一般管径的冷冻水,(,盐水,),管保温采用,50mm,厚聚乙烯泡沫塑料双合管。,72,在保温层施工中，必须使被保温的管路周围充分填满保温层，保温层要均匀、完整、牢固。保温层的外面还应采用石棉水泥抹面，防止保温层开裂。在有些要求较高的管路中，保温层外面还需缠绕玻璃布或加铁皮外壳，以免保温层受雨水侵蚀而影响保温效果。,73,二、管路的标志,食品工厂生产车间需要的管道较多，一般有水、蒸汽、真空、压缩气和各种物料流体等管道。为了区分各种管道，往往在管道外壁涂有各种不同颜色的油漆，既可保护管路外壁不受环境大气影响而腐蚀，同时也用来区别管路的类别，使人们醒目地知道管路输送的是什么介质，这就是,管路的标志,。这样，既有利于生产中的工艺检查，又可避免管路检修中的错乱和混淆。现将管路涂色标志列于表,4-40,中。,74,续表,4-40,管路涂色标志,序 号,介质名称,涂色,管道注字名称,注字颜色,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,工业水,井水,生活水,过滤水,循环上水,循环下水,软化水,清净下水,热循环水,(,上,),热循环回水,消防水,消防泡沫,冷冻水,(,上,),冷冻回水,冷冻盐水,(,上,),冷冻盐水,(,回,),低压蒸汽,(13,绝对压力,),中压蒸汽,(13,40,绝对压力,),高压蒸汽,(40,120,绝对压力,),过热蒸汽,蒸汽回水冷凝液,废弃的蒸汽冷凝液,空气,(,工艺用压缩空气,),仪表用空气,真空,氨气,液氨,煤气等可燃气体,可燃液体,(,油类,),物料管道,绿,绿,绿,绿,绿,绿,绿,绿,暗红,暗红,绿,红,淡绿,淡绿,淡绿,淡绿,红,红,红,暗红,暗红,暗红,深蓝,深蓝,白,黄,黄,紫,银白,红,上水,井水,生活水,过滤水,循环上水,循环回水,软化水,净下水,热水,(,上,),热水,(,回,),消防水,消防泡沫,冷冻水,冷冻回水,冷冻盐水,(,上,),冷冻盐水,(,回,),低压蒸汽,中压蒸汽,高压蒸汽,过热蒸汽,蒸汽冷凝液,(,回,),蒸汽冷凝液,(,废,),压缩空气,仪表空气,真空,氨,液氨,煤气,(,可燃气体,),油类,(,可燃气体,),按管道介质注字,白,白,白,白,白,白,白,白,白,山,红,白,红,红,红,红,白,白,白,白,绿,黑,白,白,天蓝,黑,黑,白,黑,黄,75,管道标志颜色,76,第七节 管路设计,77,一、概 述,(,一,),管道布置设计的图样,管道布置设计是施工图设计阶段中工艺设计的重要内容之一。它常以带控制点的工艺流程图、设备布置图、有关设备图及土建、自控、电气专业等有关图样和资料为依据，对管道作出适合工艺操作要求的合理布置设计。,(1),管道布置图 表达车间内管道空间位置等的平、立面布置情况的图样。,(2),蒸汽伴管系统布置图 表达车间内各蒸汽分配管与冷凝液收集系统平、立面布置图样。,(3),管段图 表达一个设备至另一设备,(,或另一管道,),间的一段管道的立体图样。,(4),管架图 表达管架的零部件图样。,(5),管件图 表达管件的零部件图样。,78,(,二,),管路设计资料,在进行管路设计时，应具有下列资料：,工艺流程图。,车间平面布置图和立面布置图。,重点设备总图，并标明流体进出口位置及管径。,物料计算和热量计算,(,包括管路计算,),资料。,工厂所在地地质资料,(,主要是地下水和冻结深度等,),。,地区气候条件。,厂房建筑结构。,其他,(,如水源、锅炉房蒸汽压力、水压力等,),。,79,(,三,),管道布置图的内容,管道布置图是车间安装、施工中的重要依据，一般包括以下内容；,(1),一组视图 按正投影原理，画一组平、立面剖视图，表达整个车间的设备、建,(,构,),筑物简单轮廓以及管道，管件、阀门，控制点等的布置情况。,(2),尺寸和标注 注出管道及有些管件，阀门，控制点等的平面位置尺寸和标高，对建筑物轴线编号、设备位号、管段序号、控制点代号等进行标注。,(3),分区简图 表明车间分区的简单情况。,(4),方位标 表示管道安装的方位基准。,(5),标题栏 注写图名、图号、设计阶段等。,80,(,四,),管路说明书,管路设计应完成下列图纸和说明书：,管路配置图：包括管路平面图和重点设备管路立面图、管路透视图。,管路支架及特殊管件制造图。,施工说明，其内容为施工中应注意的问题，各种管路的坡度，保温的要求，安装时不同管架的说明等。,81,(,五,),车间管路设计一般原则,管路设计目的,：使车间管路布置整齐美观，便于操作、检修，节约安装成本。,管路设计遵循的原则：,1.,管路应平行铺设，尽量走直线，减少拐弯，不相互交叉，以求整齐、操作方便。,2.,并列管道上的管件与阀门要错开安装。,3.,在焊接和螺纹连接管道上适当配置法兰或活接，以便安装、拆卸和检修。,82,4.,管道布置尽可能沿厂房墙壁布置，管道间、管与墙间的最小距离应能容纳活接和法兰及管钳的操作。,5.,车间管道离地高度以便于检修为准。在人行通道处离地最低高度不小于,2m,。,6.,管道焊缝和接口不应设在管道支架范围内。,7.,管道过墙或穿越楼板时，管外要加管套。管子与管套间隙应充满填料。管道连接应距离墙面或楼板面应有一定距离。,8.,阀门和仪表安装高度要考虑操作方便和安全。,83,9.,气体及易流动物料管道坡度为,3-5/1000,，黏度较大物料的管道坡度应大于,1/100.,10.,输送冷流体和热流体管道应相互避开。,11.,管道应避免经过电器上空和下方及其附近，应留有适当空间。,12.,真空管道、压缩空气管应采用球阀，减少阀门阻力，提高密闭性。同时尽量缩短传输距离。,13.,长距离输送的蒸汽管路在一定距离处应安装疏水器，以排除冷凝水。,84,二、管道布置图绘制,管道布置图也叫管道配置图。表示车间内外管道、设备间与管道的连接和阀件、管件、控制仪表等安装情况图。,管道布置图是根据车间平面布置图和立面布置图来进行设计，包括管道,平面图、管道立面图和管道透视图,三中图形。,管道平面图反映管道在车间平面上的布置情况，管道立面图是反映管道在车间内的空间高度上的布置情况，管道透视图是一种具有立体感的管道示图，反映管道在车间内的空间走向和排布情况。,85,(,一,),比例，图幅及分区原则,管道布置图比例一般采用,150,和,1100,，如管道复杂可采用,120,或,125,等。,图幅一般以一号图纸或二号图纸为宜，有时也用,0,号图纸，过大，则管理和绘读不便。,如果车间小，管道简单，可以车间为单位绘制车间管道布置图。如果车间较大，为清楚表达各工段管道布置情况，需进行分区绘制管道布置图，它可与设备布置图一样，先画首页图，划分区域，然后分区绘图。也可按工段,(,工序,),为单位分区绘制，可以内墙或建筑定位轴线作为分区界线，不必用粗双点划线绘制和标注界线坐标，而是用细双点划线画出分区简图，用细斜线表示该区所在位置，注明各分区图号，画在管道布置图底层平面图的图纸右上方。,86,(,二,),视图的配置,管道布置图，根据表达需要，可采用,平面图、剖面图，向视图,（也叫管道透视图或轴测图）和局部放大图等。,平面图配置：,管道布置图一般以平面图为主，对多层建筑应按楼层标高平面,分层绘制，,且与设备布置图的平面图相一致。各层平面图是假想将上层楼板揭去，将楼板以下的建,(,构）筑物、设备、管道等全部画出。若平面上还有局部平面或操作台，应单独绘制,局部管道,平面布置图。,立面剖视图配置：,当管道布置在平面图上不能全面表达管道的走向和分布时，可采用,立面剖视图或向视图,补充表示。剖视图应尽可能与剖切平面所在的管道布置平面图画在一张图纸上，也可集中在另一张图纸上画出。,管道布置图的平、立剖面、向视图，应与设备布置图一样，在图形下方注写如；“,0.00,平面”、“,AA,剖面”等字样。,87,(,三,),视图的表示方法,1,建,(,构,),筑物,用细实线画出建,(,构,),筑物的外形，有关内容与设备布置图相同。与管道安装无关内容，可以简化。,2,设备,在管道布置图中，设备不是表达主要内容，因此在图上用细实线画出设备简单外形，与设备工艺布置图一样，有些设备可适当简化。但设备上管道接口及方位均需按实际情况全部画出。有预留安装位置的设备，用双点划线画出，设备中心线需一律画出。,88,3.,管道布置基本画法,(1),管子连接：采用图,1,表示方法，在管子中断处，应画上断裂符号。,89,(2),管子转折：表示如图。,90,(3),管子交叉 当管子交叉，投影相重时，其画法可将下面被遮盖部分投影断开，如图,1,所示，也可将上面管道的投影断裂