1、教学目的与要求：教学目的与要求：n了解不同设计阶段管道的要求，掌握管了解不同设计阶段管道的要求，掌握管道的种类、计算和标注。道的种类、计算和标注。n重点与难点：管道的种类、计算和标注。重点与难点：管道的种类、计算和标注。思考题1、解释概念：、解释概念：公称直径、公称压力、管件、公称直径、公称压力、管件、管路死角管路死角2、按照规定管道压力可分为几个等级？、按照规定管道压力可分为几个等级？3、发酵工厂常用管材？发酵工厂常用管材？4、无缝钢管的标注方法？无缝钢管的标注方法？5、管道局部阻力的计算方法有哪几种？、管道局部阻力的计算方法有哪几种？6、管道热补偿的形式？、管道热补偿的形式？7、发酵车间管
2、道布置的特点？、发酵车间管道布置的特点？8、管道涂色？、管道涂色？第一节第一节 概述概述p管道设计布置工作量约占工厂工艺设计管道设计布置工作量约占工厂工艺设计工作总量的工作总量的40%；p管道安装工作量约占工程安装工作总量管道安装工作量约占工程安装工作总量的的35%；p管道的费用约占工程总投资的管道的费用约占工程总投资的20%。一、管道设计与布置的意义一、管道设计与布置的意义二、管道设计与布置的内容二、管道设计与布置的内容管道设计计算管道设计计算管道布置设计管道布置设计管径计算、管壁厚计算、管道压管径计算、管壁厚计算、管道压降计算、管道保温绝热工程、管降计算、管道保温绝热工程、管道应力分析、热
3、补偿计算、管件道应力分析、热补偿计算、管件选择、管道支吊架计算等。选择、管道支吊架计算等。设计绘制表示管道在空间位置连设计绘制表示管道在空间位置连接，阀件、管件及控制仪表安装接，阀件、管件及控制仪表安装情况的图样。情况的图样。具体内容如下：具体内容如下：1、选择管道材料、选择管道材料 输送介质的化学性质、流动状态、温度、压输送介质的化学性质、流动状态、温度、压力等因素。力等因素。2、选择介质的流速、选择介质的流速 介质的性质、输送的状态，及相接的设备、介质的性质、输送的状态，及相接的设备、流量等。流量等。3、确定管径、确定管径 流量和流速。流量和流速。4、确定管壁厚度、确定管壁厚度 介质的压力
4、及所选择的管道材料介质的压力及所选择的管道材料5、确定管道连接方式、确定管道连接方式 管道管道-管道，管道管道，管道-设备，管道设备，管道-阀门，设备阀门，设备-阀门。阀门。6、选阀门和管件、选阀门和管件 有分、有合、转弯、变速等。有分、有合、转弯、变速等。弯头、三通、异径管、法兰等管件和各种阀门。弯头、三通、异径管、法兰等管件和各种阀门。7、选管道的热补偿器、选管道的热补偿器 采用转弯、支管、固定等方式自然补偿；采用转弯、支管、固定等方式自然补偿；选择合适的热补偿器。选择合适的热补偿器。8、绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择、绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择 9、管道布置、管道布置 确
5、定管道的敷设方式确定管道的敷设方式明装或暗设。明装或暗设。在垂直面和水平面的排布。在垂直面和水平面的排布。10、计算管道的阻力损失、计算管道的阻力损失 校核检查选泵、选设备、选管道等前述各步骤校核检查选泵、选设备、选管道等前述各步骤是否正确合理。是否正确合理。11、选择管架及固定方式选择管架及固定方式、确定管架跨度、确定管架跨度、选定、选定管道固定用具管道固定用具 12、绘制管道图、绘制管道图 平、剖面配管图、透视图、管架图和工艺平、剖面配管图、透视图、管架图和工艺管道支吊点预埋件布置图等。管道支吊点预埋件布置图等。13、编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综、编制管材、管件、阀门、管架及绝热
6、材料综合汇总表合汇总表14、选择管道的防腐蚀措施、选择管道的防腐蚀措施 表面处理方法和涂料及涂层顺序，编制表面处理方法和涂料及涂层顺序，编制材料及工程量表。材料及工程量表。第二节第二节 工艺管道的设计计算工艺管道的设计计算一、管道、管件及阀门的选用一、管道、管件及阀门的选用（一）基本概念（一）基本概念公称直径公称直径将管子和管道用的零部件的直径加将管子和管道用的零部件的直径加 以标准化以后的标准直径。以标准化以后的标准直径。公称压力公称压力管道、管件、阀门在一定温度范围管道、管件、阀门在一定温度范围 内的最大允许工作压力。内的最大允许工作压力。（二）管道（二）管道1、管道材料的选择、管道材料的
7、选择（1）选择依据）选择依据 输送介质的温度、压力以及腐蚀情况、货源、价输送介质的温度、压力以及腐蚀情况、货源、价格等。格等。金属类金属类非金属类非金属类耐温高、耐压高，易加工、安装。耐温高、耐压高，易加工、安装。耐腐蚀性能好，品种多，但耐热、耐腐蚀性能好，品种多，但耐热、耐压不高。耐压不高。（2）分类）分类（3）生物工厂常用的管材）生物工厂常用的管材p常用作埋于地下的给水总管及污水管；常用作埋于地下的给水总管及污水管；p化工厂用来输送碱液及浓硫酸；化工厂用来输送碱液及浓硫酸；p铸铁管不能用来输送蒸汽及在压力下输送爆炸性与有毒铸铁管不能用来输送蒸汽及在压力下输送爆炸性与有毒的气体。的气体。a.
8、铸铁管铸铁管a.铸铁管铸铁管b.钢管钢管c.有色金属管有色金属管d.非金属管非金属管b.钢管钢管p无缝钢管无缝钢管 品质均匀且强度大，可用来输送有压力的物料、水品质均匀且强度大，可用来输送有压力的物料、水蒸汽、高压水、过热水以及可燃性和有爆炸危险的及有毒蒸汽、高压水、过热水以及可燃性和有爆炸危险的及有毒性的物料。性的物料。p水煤气钢管水煤气钢管 常用作给水、煤气、暖气、常用作给水、煤气、暖气、压缩空气、真空、低压蒸汽和冷压缩空气、真空、低压蒸汽和冷凝液以及无腐蚀性物料的管道。凝液以及无腐蚀性物料的管道。p不锈钢不锈钢 输送有腐蚀性介质、氨水、酸、碱等，且有温压的输送有腐蚀性介质、氨水、酸、碱等
9、，且有温压的或食品卫生要求高的管道，可耐或食品卫生要求高的管道，可耐800-950高温。高温。c.有色金属管有色金属管p铜管与黄铜管铜管与黄铜管 多用作低温管道（冷冻系统）、仪表的测压管线。多用作低温管道（冷冻系统）、仪表的测压管线。铜、铅、铝或铝合金管。铜、铅、铝或铝合金管。p铝管铝管 常用来输送浓硝酸、醋酸、甲酸等物料，但不能抗碱，在常用来输送浓硝酸、醋酸、甲酸等物料，但不能抗碱，在温度大于温度大于160时不宜在压力下操作，极限工作温度为时不宜在压力下操作，极限工作温度为200。一般应设置安全阀、防爆膜、阻火器等防火防爆安全装置。（3）生物工厂常用的管材缺点：连接的可靠性低，容易在螺纹处发
10、生渗漏。尽量缩短，避免过多曲折，尽量减少弯头和阀门，使阻力小，达到更大的真空度。输送介质的化学性质、流动状态、温度、压力等因素。特点：自动排除设备或管道中的冷凝水，又同时阻止蒸汽的逸出。耐腐蚀性能好，品种多，但耐热、直管阻力(沿程阻力)是流体流经一定管径的直管时，由于摩擦产生的阻力。平面位置尺寸和标高。2米，通行大型检修机械或车辆时，净高不小于4.管材的线膨胀系数，钢为1210-6。通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，2、考虑施工、操作及维修（1）管道应尽量集中明线敷设；能精确地控制流体流量。避免用截止阀。C壁厚附加量，C=C1+C2+C3在蒸汽管道中应用较广。(一)直管阻力H1计算b）
11、石油沥青玛缔脂玻璃布；p铅管铅管 常用作硫酸管道或酸性物料管道，但由于强度低，重量大，常用作硫酸管道或酸性物料管道，但由于强度低，重量大，抗热性差等缺点，已逐步被耐酸合金管，尤其为塑料管所代替。抗热性差等缺点，已逐步被耐酸合金管，尤其为塑料管所代替。品种很多，如硬聚氯乙烯管、软聚氯乙烯管、聚四氟品种很多，如硬聚氯乙烯管、软聚氯乙烯管、聚四氟乙烯管、搪玻璃管、耐酸酚醛塑料管、玻璃管、耐酸陶瓷乙烯管、搪玻璃管、耐酸酚醛塑料管、玻璃管、耐酸陶瓷管、胶管等。管、胶管等。d.非金属管非金属管（三）管道的连接（三）管道的连接（1）焊接）焊接p特点：施工方便，可靠不漏，成本低。特点：施工方便，可靠不漏，成本
12、低。p凡是不需要拆装的地方，都应尽量采用焊接。凡是不需要拆装的地方，都应尽量采用焊接。p所有压力管道都应尽量采用焊接。所有压力管道都应尽量采用焊接。电焊：管径大于电焊：管径大于32mm，厚，厚度在度在4mm以上的管道。以上的管道。气焊：管径在气焊：管径在32mm以下，以下，厚度在厚度在3.5以下的管道。以下的管道。（2）螺纹连接）螺纹连接p特点：连接简单，拆装方便，成本低。特点：连接简单，拆装方便，成本低。p缺点：连接的可靠性低，容易在螺纹处发生渗漏。缺点：连接的可靠性低，容易在螺纹处发生渗漏。p一般只用于输送上、下水，压缩空气等介质的管道。一般只用于输送上、下水，压缩空气等介质的管道。p不宜
13、用于易燃、易爆和有毒介质的管道。不宜用于易燃、易爆和有毒介质的管道。（3）法兰连接）法兰连接p 特点：结合强度高，密封可特点：结合强度高，密封可靠，拆装方便，应用极为广泛。靠，拆装方便，应用极为广泛。p 缺点：费用较高。缺点：费用较高。p一般用于大管径，密封性要一般用于大管径，密封性要求高的管道连接。求高的管道连接。（4）卡箍连接）卡箍连接p特点：拆装灵活。特点：拆装灵活。p适用于临时装置或要求经常拆洗的洁净管。适用于临时装置或要求经常拆洗的洁净管。p用凸缘式管口，管与管之见用用凸缘式管口，管与管之见用O形密封圈，凸缘外用金属扎紧。形密封圈，凸缘外用金属扎紧。（四）常用阀门（四）常用阀门1 1
14、、阀门选择依据、阀门选择依据阀门的功能阀门的功能阀门尺寸阀门尺寸阻力损失阻力损失阀门材质阀门材质2 2、常用阀门的特性和选用条件、常用阀门的特性和选用条件(1)闸阀闸阀p 特点：特点：流体阻力小，流体阻力小，具有一定的调节具有一定的调节性能。性能。p 主要用途：主要用途：用以启闭管路或设备中的介质，具有一定的调节流用以启闭管路或设备中的介质，具有一定的调节流量性能，从阀杆的升降高低可以看出阀的开度大小。量性能，从阀杆的升降高低可以看出阀的开度大小。(2)截止阀截止阀p 特点：特点：流体阻力大，密流体阻力大，密封性能差。封性能差。p 主要用途：主要用途：主要用以启闭管路或设备中的介质，可调节流量
15、，主要用以启闭管路或设备中的介质，可调节流量，不适宜带颗粒和粘度大的介质。不适宜带颗粒和粘度大的介质。注意安装方向。注意安装方向。4、管件、阀门、控制点的表示方法在管道上，常用的管件有如下几种：选择合适的热补偿器。（3）生物工厂常用的管材”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，13、编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综合汇总表所有压力管道都应尽量采用焊接。14、选择管道的防腐蚀措施直管阻力(沿程阻力)是流体流经一定管径的直管时，由于摩擦产生的阻力。(一)直管阻力H1计算常见55圆锥状管螺纹=1.适于低温、高压及粘度大的介质。8、绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择品种很多，如硬聚氯乙烯管、软聚氯
16、乙烯管、聚四氟乙烯管、搪玻璃管、耐酸酚醛塑料管、玻璃管、耐酸陶瓷管、胶管等。适用于温度较低、粘度较大的介质和要求开关迅速的部位。包括平面图和剖视图，用以表达整个车间的设备、建筑物的简单轮廓以及管道、管件、阀门、仪表控制点等的布置情况。5、管道局部阻力的计算方法有哪几种？输送介质的化学性质、流动状态、温度、压力等因素。当量长度法为主。一般只用于输送上、下水，压缩空气等介质的管道。(3)球阀球阀p 特点：特点：流体阻力小，流体阻力小，快速启闭，结构快速启闭，结构简单，体积小。简单，体积小。p 主要用途：主要用途：用于切断介质，不能作调节流量。用于切断介质，不能作调节流量。适于低温、高压及粘度大的介
17、质。适于低温、高压及粘度大的介质。(4)止回阀止回阀p 特点：特点：靠流体自身靠流体自身力量开闭，限制力量开闭，限制介质流动方向，介质流动方向，介质不能倒流。介质不能倒流。p 主要用途：主要用途：主要用于防止介质倒流。主要用于防止介质倒流。适用于清净介质，不适宜带颗粒和粘度较大介质。适用于清净介质，不适宜带颗粒和粘度较大介质。注意安装方向。注意安装方向。(5)蝶阀蝶阀p 特点：特点：开闭迅速，结构简开闭迅速，结构简单，外形尺寸小，密单，外形尺寸小，密封性差。封性差。p 主要用途：主要用途：只适用于调节流量，不能用于切断管路。只适用于调节流量，不能用于切断管路。(6)旋塞阀旋塞阀p 特点：特点：
18、开闭迅速，流体阻力小，重量轻。开闭迅速，流体阻力小，重量轻。p 主要用途：主要用途：适用于温度较低、粘度较大的介质和要求开关迅速适用于温度较低、粘度较大的介质和要求开关迅速的部位。一般不适用于蒸汽和温度较高的介质。的部位。一般不适用于蒸汽和温度较高的介质。(7)针形阀针形阀p 特点：特点：能精确地控制流体流量。能精确地控制流体流量。p 主要用途：主要用途：主要用于取样管道上。主要用于取样管道上。(8)隔膜阀隔膜阀p 特点：特点：结构简单，密封性能好。结构简单，密封性能好。p 主要用途：主要用途：适用于温度小于适用于温度小于200200，压力小于，压力小于1.0MPa1.0MPa的油品、水、的油
19、品、水、酸性介质，不适用于有机溶剂和强氧化剂的介质。酸性介质，不适用于有机溶剂和强氧化剂的介质。(9)安全阀安全阀 特点：特点：在工作压力超过规在工作压力超过规定值时自动开启使流体外泄，定值时自动开启使流体外泄，压力回复后自动关闭，以保压力回复后自动关闭，以保护设备和管道，使生产安全护设备和管道，使生产安全运行。运行。p 主要用途：主要用途：应用于锅炉、管道和各种压力容器中。应用于锅炉、管道和各种压力容器中。(10)减压阀减压阀 流体通过阀瓣时流体通过阀瓣时产生阻力，造成压产生阻力，造成压力损耗，达到减低力损耗，达到减低压力的目的。压力的目的。p 主要用途：主要用途：在蒸汽管道中应用较广。在蒸
20、汽管道中应用较广。(11)疏水阀疏水阀 特点：特点：自动排除设备或管自动排除设备或管道中的冷凝水，又同时阻止道中的冷凝水，又同时阻止蒸汽的逸出。蒸汽的逸出。p 主要用途：主要用途：凡是需要蒸汽加热的设备、蒸汽管道等都应装疏水凡是需要蒸汽加热的设备、蒸汽管道等都应装疏水阀。阀。3 3、阀门型号、阀门型号0MPa的油品、水、酸性介质，不适用于有机溶剂和强氧化剂的介质。以标准化以后的标准直径。计算过程中，根据经验计算流体阻力。（5）阀门要布置在便于操作的部位，容易开错且引起重大事故的阀门，相互间距要拉开，并涂刷不同颜色；缺点：连接的可靠性低，容易在螺纹处发生渗漏。不宜用于易燃、易爆和有毒介质的管道。
21、流体在管道中流动时，遇到各种不同的阻力，造成压力损失，以致流体总压头减小。特点：结合强度高，密封可靠，拆装方便，应用极为广泛。d管子内径(mm)一根自由放置的长度为 l 的管子，因温度变化t 而引起的伸长为:二、管道布置图的绘制要求适于低温、高压及粘度大的介质。（3）生物工厂常用的管材（3）生物工厂常用的管材特点：在工作压力超过规定值时自动开启使流体外泄，压力回复后自动关闭，以保护设备和管道，使生产安全运行。特点：连接简单，拆装方便，成本低。2、选择介质的流速”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，它是伴随着流体流动同时出现的。品种很多，如硬聚氯乙烯管、软聚氯乙烯管、聚四氟乙烯管、搪玻璃管、耐酸酚
22、醛塑料管、玻璃管、耐酸陶瓷管、胶管等。（五）常用管件（五）常用管件在管道上，常用的管件有如下几种：在管道上，常用的管件有如下几种：（1）连接管件）连接管件（2）导流管件）导流管件（3）分合流管件）分合流管件管堵管堵p用于需要经常检修和具特殊用于需要经常检修和具特殊用途的管道堵塞。用途的管道堵塞。（1）连接管件）连接管件异径管（大小头）异径管（大小头）p用于改变管道的直径。用于改变管道的直径。内牙管内牙管外牙管外牙管（2）导流管件）导流管件弯头弯头p用于改变流体方向之用。用于改变流体方向之用。90弯头弯头45弯头弯头180弯头弯头（3）分合流管件）分合流管件等径三通等径三通p用于将流体分成几条流
23、向或用于将流体分成几条流向或合并流体为同一流向。合并流体为同一流向。异径三通异径三通H1直管阻力 m流体柱品质均匀且强度大，可用来输送有压力的物料、水蒸汽、高压水、过热水以及可燃性和有爆炸危险的及有毒性的物料。用于改变流体方向之用。(一)直管阻力H1计算10、计算管道的阻力损失2、考虑施工、操作及维修流体在管道中流动时，遇到各种不同的阻力，造成压力损失，以致流体总压头减小。9、管道布置计算过程中，根据经验计算流体阻力。缺点：连接的可靠性低，容易在螺纹处发生渗漏。直管阻力(沿程阻力)是流体流经一定管径的直管时，由于摩擦产生的阻力。6、选阀门和管件公称压力管道、管件、阀门在一定温度范围P=KPg1
24、3、编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综合汇总表公称直径将管子和管道用的零部件的直径加管道安装工作量约占工程安装工作总量的35%；(二)管子壁厚的计算尽量缩短，避免过多曲折，尽量减少弯头和阀门，使阻力小，达到更大的真空度。8、绝热形式、绝热层厚度及保温材料的选择1、管道材料、管道材料金属类：金属类：非金属类非金属类铸铁管、铸铁管、钢管、有色金属管钢管、有色金属管2、管道的连接：、管道的连接：焊接、螺纹连接、法兰连接、卡箍连焊接、螺纹连接、法兰连接、卡箍连接接3、常用阀门：、常用阀门：闸阀、截止阀、球阀、止回阀、蝶阀、闸阀、截止阀、球阀、止回阀、蝶阀、旋塞阀、针形阀、隔膜阀、安全阀、减压阀、疏
25、水旋塞阀、针形阀、隔膜阀、安全阀、减压阀、疏水阀等阀等4、常用管件、常用管件连接管件：连接管件：管堵、异径管、内牙管、外牙管管堵、异径管、内牙管、外牙管导流管件：导流管件：弯头弯头分合流管件：分合流管件：三通、四通等三通、四通等小结：小结：二、管径、壁厚的计算二、管径、壁厚的计算 先求出液体的流量，根据流体在管内的流量、先求出液体的流量，根据流体在管内的流量、流速与管径之间的关系即可计算出管道的内径流速与管径之间的关系即可计算出管道的内径d：1.88(Q/W)1/2。(一一)管径的计算与选择管径的计算与选择18.8()QdmmwQ流体流量流体流量(m3/h)w流体的流速流体的流速(m/s)(二
26、二)管子壁厚的计算管子壁厚的计算 根据公称压力根据公称压力PgPg和工程直径和工程直径DgDg，可以查表确定，可以查表确定管壁厚度。管壁厚度。（3）埋地管道应在冻土层以下；（5）阀门要布置在便于操作的部位，容易开错且引起重大事故的阀门，相互间距要拉开，并涂刷不同颜色；主要用于防止介质倒流。管材的线膨胀系数，钢为1210-6。（5）阀门要布置在便于操作的部位，容易开错且引起重大事故的阀门，相互间距要拉开，并涂刷不同颜色；有关配管规范、要求。应相互避开，不能避开时，冷管在下，热管在上。例如，某一个输送系统的管路中，如直管的长度为l(m)，则在计算该系统的流体总阻力H时，取(l+le)为l的1.所有
27、压力管道都应尽量采用焊接。设计绘制表示管道在空间位置连接，阀件、管件及控制仪表安装情况的图样。介质的压力及所选择的管道材料9、管道布置7、发酵车间管道布置的特点？特点：在工作压力超过规定值时自动开启使流体外泄，压力回复后自动关闭，以保护设备和管道，使生产安全运行。一根自由放置的长度为 l 的管子，因温度变化t 而引起的伸长为:F管子截面积(m2)常用作给水、煤气、暖气、压缩空气、真空、低压蒸汽和冷凝液以及无腐蚀性物料的管道。能精确地控制流体流量。13、编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综合汇总表13、编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综合汇总表 如果工作压力和温度过高，则应进行验算，如果工
28、作压力和温度过高，则应进行验算，其计算公式为：其计算公式为：2PdSCP S钢管允许最小壁厚(mm)d管子内径(mm)许用应力(kPa)焊缝系数，无缝钢管1，直焊缝钢管0.8 P试验压力(kPa)P=KPg Pg工作压力（表压，kPa）K压力系数；Pg98kPa,K=2 Pg245kPa K=1.5 C壁厚附加量，C=C1+C2+C3 C1壁厚负偏差，壁厚的1015%mm C2腐蚀裕度 C3加工减薄量，螺纹管为螺纹深度，常见55圆锥状管螺纹=1.21.5mm三、管道压力降的计算三、管道压力降的计算 流体在管道中流动时，遇到各种不同的阻力，流体在管道中流动时，遇到各种不同的阻力，造成压力损失，以
29、致流体总压头减小。造成压力损失，以致流体总压头减小。总阻力总阻力H直管阻力直管阻力H1局部阻力局部阻力H2直管阻力直管阻力(沿程阻力沿程阻力)是流体流经是流体流经一定管径的直管时，由于摩擦产一定管径的直管时，由于摩擦产生的阻力。它是伴随着流体流动生的阻力。它是伴随着流体流动同时出现的同时出现的。局部阻力是流体在流动中，由于局部阻力是流体在流动中，由于管道的某些局部障碍管道的某些局部障碍(如管道中的如管道中的管件、阀门、弯头、流量计及管管件、阀门、弯头、流量计及管子出人口等子出人口等)所引起的。所引起的。P压力降 kPa H1直管阻力 m流体柱 摩擦系数 l、d管道总长度、内径 m 流体重度kg
30、/m3 w流体流速m/s221或22lwl wPHdgdg(一)直管阻力H1计算(二)局部阻力H2计算 常用两种方法：当量长度法；阻力系数法。1.当量长度法：流体通过某一管件或阀门时，因局部阻力而造成的压力损失，相当于流体通过与其具有相同管径的若干米长度的直管的压力损失，这个直管长度称为当量长度，用符号le表示。2阻力系数法 流体通过某一管件或阀门的压头损失用流体在管路中的速度头(动压头)倍数来表示这种计算局部阻力的方法，称为阻力系数法。21(流 体 柱)2whmg22(流 体 柱)2wHmgh1局部阻力损失的压头 m流体柱 w管路中流体速度 m/s 阻力系数，实验测定 计算过程中，根据经验计
31、算流体阻力。当量长度法为主。例如，某一个输送系统的管路中，如直管的长度为l(m)，则在计算该系统的流体总阻力H时，取(l+le)为l的1.3至2倍，即：H=(l+le)=(1.32)l 在选取这个倍数时，须考虑到管路的长短、形状(直的或弯的)、管径的大小和管路中管件及阀门等的数目多少。四、管道的热补偿计算四、管道的热补偿计算 为了防止管道热膨胀而产生的破坏作用，在管为了防止管道热膨胀而产生的破坏作用，在管道设计中需要考虑自然补偿或设置各种形式的补偿道设计中需要考虑自然补偿或设置各种形式的补偿器，以吸收管道的热膨胀或端点位移。器，以吸收管道的热膨胀或端点位移。(一一)管道的热变形与热应力计算管道
32、的热变形与热应力计算 一根自由放置的长度为一根自由放置的长度为 l 的管子，因温度变的管子，因温度变化化t 而引起的伸长为而引起的伸长为:L=lt 管材的线膨胀系数，钢为管材的线膨胀系数，钢为1210-6。若管道两端固定，管道受到拉伸或压缩时，若管道两端固定，管道受到拉伸或压缩时，由温度变化而引起热应力，热应力产生的轴向由温度变化而引起热应力，热应力产生的轴向推力推力P为：为：p=F=Et.F式中式中 E材料的弹性模数，材料的弹性模数，2.11011Pa F管子截面积管子截面积(m2)(二二)管道热补偿设计管道热补偿设计1.自然补偿自然补偿 自然补偿利用管道敷设时自然形成的转弯自然补偿利用管道
33、敷设时自然形成的转弯吸收热伸长量吸收热伸长量。这个弯管段就称自然补偿器。这个弯管段就称自然补偿器。(1)L形补偿形补偿 当管道有当管道有90转弯时，称转弯时，称L形补偿形补偿(2)Z形补偿形补偿 L型与型与Z型补偿可查型补偿可查 有关算图设计有关算图设计五、管道的绝热设计五、管道的绝热设计（1 1）减少设备、管道及其附件的热（冷）量损失；）减少设备、管道及其附件的热（冷）量损失；（2 2）保证操作工人的安全；）保证操作工人的安全；（3 3）冬季，用保温来延缓或防止设备、管道内液体）冬季，用保温来延缓或防止设备、管道内液体的冻结；的冻结；（4 4）用耐火材料绝热可提高设备的防火等级。）用耐火材料
34、绝热可提高设备的防火等级。1 1、绝热的功能、绝热的功能2 2、绝热结构、绝热结构绝热层绝热层防潮层防潮层保护层保护层利用保温材料的优良利用保温材料的优良绝热性能，增加热阻，绝热性能，增加热阻，减少散热减少散热防潮、防水防潮、防水保护保温层免受外力和保护保温层免受外力和雨水侵袭，并使保温结雨水侵袭，并使保温结构外形整洁美观。构外形整洁美观。3 3、绝热材料的性能和种类、绝热材料的性能和种类（1 1）绝热层材料）绝热层材料（2 2）防潮层材料）防潮层材料a)a)石油沥青或改质沥青玻璃布；石油沥青或改质沥青玻璃布；b b）石油沥青玛缔脂玻璃布；）石油沥青玛缔脂玻璃布；c c）油毡玻璃布；）油毡玻璃
35、布；d d）聚乙烯薄膜；）聚乙烯薄膜；e e）符合铝箔。）符合铝箔。（3 3）保护层材料）保护层材料a)a)镀锌或不镀锌薄钢板；镀锌或不镀锌薄钢板；b b）铝或合金铝板；）铝或合金铝板；c c）带铝箔玻璃钢板。）带铝箔玻璃钢板。六、管道的防腐与标志六、管道的防腐与标志1 1、管道防腐、管道防腐管道外多以涂层防腐。能精确地控制流体流量。（8）管道安装时间能量避免出现“气袋”、“口袋”和盲肠；二、管道设计与布置的内容用管道把车间布置固定下来的设备连接起来，使之成为一条完整连贯的生产工艺流程。13、编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综合汇总表尽量缩短，避免过多曲折，尽量减少弯头和阀门，使阻力小，达
36、到更大的真空度。H1直管阻力 m流体柱以标准化以后的标准直径。耐温高、耐压高，易加工、安装。14、选择管道的防腐蚀措施计算过程中，根据经验计算流体阻力。尽量缩短，避免过多曲折，尽量减少弯头和阀门，使阻力小，达到更大的真空度。F管子截面积(m2)人有了知识，就会具备各种分析能力，直管阻力(沿程阻力)是流体流经一定管径的直管时，由于摩擦产生的阻力。结构简单，密封性能好。表面处理方法和涂料及涂层顺序，编制材料及工程量表。以标准化以后的标准直径。6、选阀门和管件L型与Z型补偿可查2 2、管道标志、管道标志第三节第三节 管道布置设计管道布置设计n一、管道布置设计的任一、管道布置设计的任务：务：用管道把车
37、间布置固用管道把车间布置固定下来的设备连接起来，定下来的设备连接起来，使之成为一条完整连贯使之成为一条完整连贯的生产工艺流程。的生产工艺流程。二、管道布置设计的主要依据二、管道布置设计的主要依据带控制点的工艺流程图；带控制点的工艺流程图；设备布置图；设备布置图；设备装配图、管口方位图、设备安装详图；设备装配图、管口方位图、设备安装详图；厂房建筑平、立面图；厂房建筑平、立面图；有关配管规范、要求。有关配管规范、要求。三、管道布置设计的主要原则三、管道布置设计的主要原则1 1、物料因素、物料因素（1 1）输送有毒或有腐蚀性介质的管道）输送有毒或有腐蚀性介质的管道 不得在人行道上空设置阀体、法兰等；
38、不得在人行道上空设置阀体、法兰等；若与其他管道并列时，应在外侧或下方安装。若与其他管道并列时，应在外侧或下方安装。（2 2）输送易燃、易爆介质的管道）输送易燃、易爆介质的管道 不应敷设在生活间、楼梯和走廊等处；不应敷设在生活间、楼梯和走廊等处；一般应设置安全阀、防爆膜、阻火器等防火防爆安一般应设置安全阀、防爆膜、阻火器等防火防爆安全装置。全装置。（3 3）输送冷热流体的管道）输送冷热流体的管道 应相互避开，不能避开时，冷管在下，热管在上。应相互避开，不能避开时，冷管在下，热管在上。保温层外表面的间距，上下并行时一般不应小于保温层外表面的间距，上下并行时一般不应小于0.5m0.5m，交，交叉排列
39、时，不应小于叉排列时，不应小于0.25m0.25m。（4 4）管道敷设坡度）管道敷设坡度 坡度方向：一般为介质流动方向。坡度方向：一般为介质流动方向。坡度大小：坡度大小：1/1001/1005/10005/1000。（5 5）蒸汽管道）蒸汽管道 尽量不要把高压蒸汽直接引入低压蒸汽系统，如果尽量不要把高压蒸汽直接引入低压蒸汽系统，如果必要，应装减压阀，在低压系统上装安全阀。必要，应装减压阀，在低压系统上装安全阀。（6 6）真空管线）真空管线 尽量缩短，避免过多曲折，尽量减少弯头和阀门，使尽量缩短，避免过多曲折，尽量减少弯头和阀门，使阻力小，达到更大的真空度。阻力小，达到更大的真空度。避免用截止阀
40、。避免用截止阀。2 2、考虑施工、操作及维修、考虑施工、操作及维修（1 1）管道应尽量集中明线敷设；）管道应尽量集中明线敷设；（2 2）管道尽量架空敷设，平行成列走直线，少拐弯，少交叉；）管道尽量架空敷设，平行成列走直线，少拐弯，少交叉；（3 3）支管多的应布置在并行管的外侧，引支管时，气体管从上）支管多的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；方引出，液体管从下方引出；（4 4）管道布置不得妨碍门窗开启及阀门、管件、设备、机泵和）管道布置不得妨碍门窗开启及阀门、管件、设备、机泵和自控仪表的操作检修；自控仪表的操作检修；（5 5）管道应避免通过电动机、仪表盘、配电盘
41、上空；）管道应避免通过电动机、仪表盘、配电盘上空；（6 6）管道应尽可能沿墙面敷设，或固定在墙上的管架上；）管道应尽可能沿墙面敷设，或固定在墙上的管架上；（7 7）管道之间、管道与墙壁之间应保持一定的距离。）管道之间、管道与墙壁之间应保持一定的距离。（8 8）管道安装时间能量避免）管道安装时间能量避免出现出现“气袋气袋”、“口袋口袋”和和盲肠；盲肠；（9 9）阀门、仪表的安装应方便操作与维修。）阀门、仪表的安装应方便操作与维修。阀门：阀门：1.2m1.2m安全阀高度：安全阀高度：2.2m2.2m温度计、压力表：温度计、压力表：1.5m1.5m左右左右水平管道上的阀门阀杆不宜垂直向下。水平管道上
42、的阀门阀杆不宜垂直向下。3 3、安全生产、安全生产（1 1）不锈钢管不得与普通碳钢制的管架直接接触，以免产生因）不锈钢管不得与普通碳钢制的管架直接接触，以免产生因点位差造成腐蚀核心；点位差造成腐蚀核心；（2 2）在人员通行处，管道底部的净高不宜小于）在人员通行处，管道底部的净高不宜小于2.22.2米，通行大米，通行大型检修机械或车辆时，净高不小于型检修机械或车辆时，净高不小于4.5m4.5m；（3 3）埋地管道应在冻土层以下；）埋地管道应在冻土层以下；（4 4）为防止管道在工作中产生振动、变形及损坏，合理确定其）为防止管道在工作中产生振动、变形及损坏，合理确定其支承与固定结构；支承与固定结构；
43、（5 5）阀门要布置在便于操作的部位，容易开错且引起重大事故）阀门要布置在便于操作的部位，容易开错且引起重大事故的阀门，相互间距要拉开，并涂刷不同颜色；的阀门，相互间距要拉开，并涂刷不同颜色；（6 6）管道在穿墙和楼板时，应在墙面和楼板上预埋一个直径达）管道在穿墙和楼板时，应在墙面和楼板上预埋一个直径达的套管；的套管；（7 7）长距离输送蒸汽或其它热物料的管道，应考虑热补偿。）长距离输送蒸汽或其它热物料的管道，应考虑热补偿。四、管道敷设方式四、管道敷设方式架空敷设架空敷设地下敷设地下敷设管廊、管架或管墩敷设管廊、管架或管墩敷设支吊架敷设支吊架敷设埋地敷设埋地敷设管沟敷设管沟敷设第四节第四节 管
44、道布置图管道布置图p 管道布置图主要用于表达车间内管道的空间位管道布置图主要用于表达车间内管道的空间位置、尺寸规格，以及与设备的连接关系。置、尺寸规格，以及与设备的连接关系。p 又称配管图或管道安装图。又称配管图或管道安装图。p 是管道布置设计的主要文件，也是管道施工安是管道布置设计的主要文件，也是管道施工安装的依据。装的依据。一、管道布置图的内容一、管道布置图的内容（1 1）一组视图）一组视图 包括平面图和剖视图，用以表达整个车间的设备、建筑包括平面图和剖视图，用以表达整个车间的设备、建筑物的简单轮廓以及管道、管件、阀门、仪表控制点等的布物的简单轮廓以及管道、管件、阀门、仪表控制点等的布置情
45、况。置情况。（2 2）尺寸和标注）尺寸和标注 平面位置尺寸和标高。管段号、控制点代号等。平面位置尺寸和标高。管段号、控制点代号等。（3 3）分区简图）分区简图 车间分区的简单情况。车间分区的简单情况。（4 4）方位标）方位标(设计北箭头设计北箭头)（5 5）标题栏）标题栏二、管道布置图的绘制要求二、管道布置图的绘制要求（一）一般规定（一）一般规定图幅：A0，较简单的可采用A1或A2。比例：1：50和1：100，复杂的可1：20或1：30。尺寸单位：分区原则：（二）视图配置（二）视图配置 一平面图为主，当管道布置在平面图上不能全一平面图为主，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
46、采用立面剖视图或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。向视图补充表示。（三）视图的表示方法（三）视图的表示方法1 1、建（构）筑物：、建（构）筑物：2 2、设备：、设备：3 3、管道、管道（1 1）管子的图示）管子的图示（2 2）管子连接的画法）管子连接的画法管子连接的表示方法管子连接的表示方法（3 3）管子转折的画法）管子转折的画法（4 4）管子交叉的画法）管子交叉的画法（5 5）管子重叠的画法）管子重叠的画法（6 6）管道分叉的画法）管道分叉的画法（7 7）异径管的画法）异径管的画法（8 8）管道内物料流向）管道内物料流向4 4、管件、阀门、控制点的表示方法、管件、阀
47、门、控制点的表示方法 仪表控制点仪表控制点符号用细线画出，符号与带符号用细线画出，符号与带控制点工艺流程图上相同。控制点工艺流程图上相同。5 5、管架、管架5 5、安装方位标、安装方位标与设备布置图中相同。与设备布置图中相同。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。教学目的与要求：教学目的与要求：n了解不同
48、设计阶段管道的要求，掌握管了解不同设计阶段管道的要求，掌握管道的种类、计算和标注。道的种类、计算和标注。n重点与难点：管道的种类、计算和标注。重点与难点：管道的种类、计算和标注。12、绘制管道图、绘制管道图 平、剖面配管图、透视图、管架图和工艺平、剖面配管图、透视图、管架图和工艺管道支吊点预埋件布置图等。管道支吊点预埋件布置图等。13、编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综、编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综合汇总表合汇总表14、选择管道的防腐蚀措施、选择管道的防腐蚀措施 表面处理方法和涂料及涂层顺序，编制表面处理方法和涂料及涂层顺序，编制材料及工程量表。材料及工程量表。12、绘制管道图、
49、绘制管道图 平、剖面配管图、透视图、管架图和工艺平、剖面配管图、透视图、管架图和工艺管道支吊点预埋件布置图等。管道支吊点预埋件布置图等。13、编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综、编制管材、管件、阀门、管架及绝热材料综合汇总表合汇总表14、选择管道的防腐蚀措施、选择管道的防腐蚀措施 表面处理方法和涂料及涂层顺序，编制表面处理方法和涂料及涂层顺序，编制材料及工程量表。材料及工程量表。（五）常用管件（五）常用管件在管道上，常用的管件有如下几种：在管道上，常用的管件有如下几种：（1）连接管件）连接管件（2）导流管件）导流管件（3）分合流管件）分合流管件（五）常用管件（五）常用管件在管道上，常用的管
50、件有如下几种：在管道上，常用的管件有如下几种：（1）连接管件）连接管件（2）导流管件）导流管件（3）分合流管件）分合流管件三、管道压力降的计算三、管道压力降的计算 流体在管道中流动时，遇到各种不同的阻力，流体在管道中流动时，遇到各种不同的阻力，造成压力损失，以致流体总压头减小。造成压力损失，以致流体总压头减小。总阻力总阻力H直管阻力直管阻力H1局部阻力局部阻力H2直管阻力直管阻力(沿程阻力沿程阻力)是流体流经是流体流经一定管径的直管时，由于摩擦产一定管径的直管时，由于摩擦产生的阻力。它是伴随着流体流动生的阻力。它是伴随着流体流动同时出现的同时出现的。局部阻力是流体在流动中，由于局部阻力是流体在
