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1、基本要求： 1、掌握管道布置设计的任务和要求； 2、能进行管道布置图的绘制和阅读。,第七章 制药生产车间管道设计,第一节 概述 一、管道设计的作用和目的 管路系统是化工、制药、食品类工厂生产过程中必不可少的部分，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也要依靠管路。管路设计是工厂设计中的一个重要组成部分。管路设计是否合理，不仅直接关系到建设指标是否先进合理，而且也关系到生产操作能否正常进行以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，在对化工、制药、食品厂进行工艺设计时，特别是在施工图设计阶段，工作量最大、花时间最多的是管路的设计。,庆大霉素解吸车间,饮料车
2、间,苹果浓缩汁车间,无缝钢管,二、管路设计资料 在进行管路设计时，应具有下列基础资料： 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、水压力和压缩空气压力等)。,三、管道设计的内容,在初步设计阶段，设计工艺管道及仪表流程图时，首先要选择和确定管道、管件及阀件的规格和材料，并估算管道设计的投资；在施工图设计阶段，还需确定管沟的断面尺寸和位置，管道的支承间距和方式，管道的热补偿与保温，管道的平、立面位置
3、及施工、安装、验收的基本要求。 管道设计的成果是管道平、立面布置图，管架图，楼板和墙的穿孔图，管架预埋件位置图，管道施工说明，管道综合材料表及管道设计概算。,管道设计的具体内容、深度和方法如下：,1、选择管材 管材可根据被输送物料的性质和操作条件来选取。适宜的管材应具有良好的耐腐蚀性能，且价格低廉。 2、管路计算 根据物料衡算结果以及物料在管内的流动要求，通过计算，合理、经济地确定管径是管道设计的一个重要内容。对于给定的生产任务，流体流量是已知的，选择适宜的流速后即可计算出管径。,在管道设计中，选择适宜的流速是十分重要的。流速选得越大，管径就越小，购买管子所需的费用就越小，但输送流体所需的动力
4、消耗和操作费用将增大。因此，适宜的流速应通过经济衡算来确定。一般情况下，液体的流速可取0.53.0ms-1，气体的流速可取10.030.0ms-1。生产中某些流体在管道中的常用流速范围见表7-1/P188。 管子的壁厚对管路投资有较大的影响。一般情况下，低压管道的壁厚可根据经验选取，压力较高的管道壁厚应通过强度计算来确定。根据管径和各种公称压力范围，查阅有关手册如化工工艺设计手册等可得管壁厚度。常用公称压力下管道壁厚选用表如表74，75，76所示。,3、管道布置设计 根据施工阶段的工艺管道及仪表流程图以及车间设备布置图，对管道进行合理布置，并绘出相应的管道布置图。 4、管道绝热设计 一般，常温
5、以上的管道需要保温，常温以下的管道需要保冷。保温和保冷的热流传递方向不同，但习惯上均称为保温。 管道绝热设计就是为了确定保温层或保冷层的结构、材料和厚度，以减少装置运行时的热量或冷量损失。 5、管道支架设计 为保证工艺装置的安全运行，应根据管道的自重、承重等情况，确定适宜的管架位置和类型，并编制出管架数据表、材料表和设计说明书。,6、提出资料 资料应包括： 、将各种断面的地沟长度提供给土建； 、将车间上水、下水、冷冻盐水、压缩空气和蒸汽等管道管径及要求（如温度、压力等条件）提供给公用系统； 、各种介质管道（包括管子、管件、阀件等）的材料、规格和数量； 、补偿器及管架等材料制作与安装费用； 、管
6、道投资概算。,7、编写施工说明书 说明各种管道的安装要求和注意事项，各种介质的管子及附件的材料、规格和数量，各种管道的坡度保温刷漆等要求及安装时采用的不同种类的管件管架的一般指标等问题。 可见，管路计算和管道布置设计均是管道设计的重要内容。有关管路计算的内容在相关课程中已有详细介绍，故此处不再重复。本章主要讨论管道布置设计。,四、管路设计的步骤, 选择管材； 确定管径和管壁厚度； 选用阀件和管件； 进行管路设计； 完成管路设计的其它工作，如管道支架、补偿器、保温防腐等； 绘制管路布置图； 编制管路安装材料明细表和综合材料表； 编写管路施工说明书。,五、管道布置设计的任务和要求,1、化工车间管道
7、布置设计的主要任务 (1)确定车间中各个设备的管口方位和与之相连接的管段的接口位置。 (2)确定管道的安装连接和铺设、支承方式。 (3)确定各管段（包括管道、管件、阀门及控制仪表）在空间的位置。 (4)画出管道布置图，表示出车间中所有管道在平面、立面的空间位置，作为管道安装的依据。 (5)编制管道综合材料表，包括管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量。,2、车间管道布置设计的要求,(1)符合生产工艺流程的要求，并能满足生产要求； (2)便于操作管理，并能保证安全生产； (3)便于管道的安装和维护； (4)要求整齐美观，并尽量节约材料和投资。,第二节、管道、阀门和管件及其选择,1、管道 （1
8、）装管工程的标准化 压力标准是以公称压力为基准的，公称压力是管子、管件和阀门在规定温度下的最大许用工作压力(表压)，其常用符号为PN表示。一般在温度范围0120时，工作压力等于公称压力，如高于这温度范围，工作压力就应低于公称压力。 公称直径是管子、管件和阀件的名义内直径，其尺寸可用公称直径DN表示。一般情况下，公称直径既非外径，亦非内径，而是小于管子外径的并与它相近的整数。管子的公称直径一定，其外径也就确定了，但内径随壁厚而变。 （2）管径的计算和确定 （3）管壁厚度 （4）管道的选材 （见P187-194）,（5）易燃易爆气体管道的安全设计/P195 A. 选择合理的管径，限定气体的流速。
9、B. 防止形成爆炸性混合物。（具体见P195） C. 防止外部明火导入管道内部或在管道内蔓延。 D. 设计中应考虑防静电措施。 E. 采用先进的自动控制技术来增强装置的安全可靠性。 F. 采用其它措施如在设备的安全放空管上，需设置安全阀（P195）。,管道压力： 真空管道：设计压力小于100kPa的管道； 低压管道：设计压力在100kPa16105Pa的管道； 中压管道：设计压力在16105Pa1107Pa的管道； 高压管道：设计压力在1107Pa1108Pa的管道； 超高压管道：设计压力在大于1108Pa的管道。 管道温度： 低温管道：工作温度小于-20的管道； 常温管道：工作温度在-202
10、00 的管道； 高温管道：工作温度大于200的管道。,2、阀门 阀门是管道系统的重要组成部件，在车间生产中起着重要的作用。阀门可以控制流体在管内的流动，其功能有启闭、调节、节流、自控和保证安全等作用。其主要功能具体来说包括：接通和截断介质，防止介质倒流，调节介质压力、流量、分离、混合或分配介质，防止介质压力超过规定数值，以保证设备和管道安全运行等。在生产装置建设中，阀门的费用占据了装置管道工程总费用的相当大的一部分。,如何根据工艺过程的需要，合理地选择不同类型、结构、性能和材质的阀门，是管道设计的重点。各种阀门因结构形式与材质的不同，有不同的使用特性、适用场合和安装要求。选用的原则是：流体特性
11、，如是否有腐蚀性、是否含有固体、粘度大小和流动时是否会产生相态的变化；功能要求，按工艺要求，明确是切断还是调节流量等；阀门尺寸，其由流体流量和允许压力降决定；阻力损失，按工艺允许的压力损失和功能要求选择；温度、压力，由介质的温度和压力决定阀门的温度和压力等级；材质，决定于阀门的温度和压力等级与流体特性。 见P195,(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
12、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。,截止阀J41H 15,截止阀,(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。,铸钢闸阀,闸阀Z41H 15-450,(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，但所采用的橡皮隔膜应耐高温。,手动衬胶、衬氟塑料隔膜阀,气动衬胶(带手动)、 衬氟塑料隔膜阀（往
13、复式）,(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。能用于悬浮液和黏度大的物料。 (6)针形阀 针形阀能精确地控制流体流量，在工厂中主要用于取样管道上。,球阀Q41F,固定球阀,不锈钢内螺纹球阀,(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。,止回阀H44H 40-300,升降式,摇板式,升降式止回阀,对夹连接双瓣旋起式止回阀,H42止回阀系列,ZHYH46微阻缓闭蝶形止回阀,(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。,双联弹簧
14、式安全阀,高温高压安全阀,(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。,Y110、Y416减压稳压阀,YG43H/Y型高灵敏度蒸汽减压阀,先导活塞式气体减压阀,(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。,杠杆浮球式蒸汽疏水阀,双金属片式蒸汽疏水阀,圆盘式疏水阀开启,圆盘式疏水阀关闭,自由浮球式蒸汽疏水阀,杠杆浮球式蒸汽疏水阀,(11)蝶阀 碟阀又称翻板阀，其结构简单，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
15、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。,真空蝶阀,蝶阀D343H 40-2000,L21W型节流阀,ZJHP型精小型气动单座调节阀,轴向型内压式波纹补偿器,3、管道附件 管路中除管子以外，为满足工艺生产和安装检修的需要，还有许多其他构件，如短管、弯头、三通、异径管、法兰、盲板、螺纹短节、视镜、阻火器、漏斗、过滤器、防雨帽、阀门等，通常称这些构件为管路附件，简称管件和阀件。是组成管路不可缺少的部分。有了管路附件，管路的安装和检修则方便得多，可以使管路改换方向、变化口径、连通和分流，以及调节和切换管路中的流体等等。可参考化工工艺设计手册选
16、用。 1).弯头 弯头的作用主要是用来改变管路的走向。常用的弯头根据其弯头程度的不同，有90、45、180弯头。180弯头又称U形弯管，在冷库冷排中用得较多。其他还有根据工艺配管需要的特定角度的弯头。,2).三通 当一条管路与另一条管路相连通时，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。 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阀，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
17、不等管径的管口连通起来的管件称为异径管，通常叫大小头，即用于连接不同管径的管子。 4).法兰、活络管接头和盲板 法兰、活络管接头是常用的连接零件。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。,活接弯头,活接大小头,快装弯头,快装四通,快装三通,焊接三通,焊接弯头,不锈钢卫生卡箍,轴向型内压式波纹补偿器,盲板法兰,各类丝堵,柔性接头,承插四通,带颈对焊法兰,六角异径双丝接头,扣压式活动管接头,可曲挠合成橡胶接头,可曲挠双球体橡胶接头,可曲挠双球体橡胶接头,可曲挠橡胶弯头,可曲挠同心异径橡胶接头,风机盘管橡胶接头,带颈对焊钢制管法兰系列产品,为清理和检修需要
18、设置手孔盲板，也有的直接在管端装盲板，或在管道中的某一段中断管道与系统联系。,4、管道的联接/P200 管道联接的基本方法有螺纹联接、法兰联接、承插联接和焊接。此外，还有卡套连接和卡箍连接。卡套连接是小直径(40mm)管路、阀门及管件之间的一种常用连接方式，具有连接简单、拆装方便等优点，常用于仪表、控制系统等管路的连接。卡箍连接是将金属管插入非金属软管，并在插入口外，用金属箍箍紧，以防止介质外漏。卡箍连接具有拆装灵活、经济耐用等优点，常用于临时装置或洁净物料管路的连接。,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 这是一种可拆式的连接。法兰连接
19、通常也叫法兰盘连接或管接盘连接。它由法兰盘、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 整体式法兰的管道与法兰盘是连成一体的，常用于铸造管路中(如铸铁管等)以及铸造的机器、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 搭焊式法兰的管道与法兰盘的固定是采用搭接焊接的，习惯又叫平焊法兰。 (3)对焊法兰 对焊法兰通常又叫高颈法兰，它的根部有一较厚的过渡区，这对法兰的强度和刚度有很大的好处，改善了法兰的受力情况。,(4)松套法兰 松套法兰又称活套法兰，其法兰盘与
20、管道不直接固定。在钢管道上，是在管端焊一个钢环，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，它们是利用螺纹的配合来固定的。,法兰连接的垫圈材料,2）.螺纹连接 管路中螺纹连接大多用于自来水管路、一般生活用水管路和机器润滑油管路中。管路的这种连接方法可以拆卸、但没有法兰连接那样方便，密封可靠性也较低。因此，使用压力和使用温度不宜过高。螺纹连接的管材大多用于水、煤气管。 3）.焊接连接 这是一种不可拆的连接结构，它用焊接的方法将管道和各管件、阀门直接连成一体。这种连接密封非常可靠，结构简单，便于安装，但给清洗检修工作带来
21、不便。焊缝焊接质量的好坏，将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。,第三节、 管路布置设计,一、概 述 1、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主要内容之一。它通常以PID图、设备布置图、有关的设备图以及土建、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、立面布置的图样。 (3)管段图 表达一
22、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。,2、管路布置类型,一般有如下几种： 埋地敷设管路； 管沟敷设管路; 沿地敷设管路； 架空敷设管路。 （具体要求见“化工设计”P297309）,3、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，是应用较多的一种图样。图样一般有如下内容； (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
23、线编号、设备位号、管段序号、控制点代号等进行标注。 (3) 管口表 注写设备上各管口的有关数据。 (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。,管路设计应完成下列图纸和说明书： 管路布置图：包括管路平面图和重点设备管路立面图、管路向视图。 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。,二、管道布置图(管道安装图、配管图)的绘制,1、图幅与比例 （1）图幅 管道布置图图幅般采用A0，比较简单的也可采用A1或A2，同区的图应采用同一种图幅，图幅不宜加长或加宽。 （2）比例 常用比例为1:
24、30，也可采用1:25或1:50。但同区的或各分层的平面图应采用同一比例。,设备和建筑物以细实线画出简单的外型结构，管路则应用粗实线绘制。图上的设备编号应与工艺流程图、设备布置图一致。图中既要标明建筑物的标高、跨度和总长度、柱中心距，还要标明管路的标高、管路与建筑物在水平方向的尺寸、管路的中心距以及表示管件和计量仪器安装的尺寸等。 （3）尺寸标注方式 水平方向的尺寸引注尺寸线，尺寸一律以毫米为单位；高度尺寸可用标高表示，以米为单位，小数点后取三位。尺寸标注时不注单位。管子公称直径一律以毫米为单位。 （4）地面设计标高为EL100.000。 （5）图名 标题栏中的图名一般分两行，上行“XXX管道
25、布置图”，下行“ELXXX.XXX平面”或“A-A、B-B剖视”等。,2、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、向视图和局部放大图等。 平面图的配置：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。 立面剖视图的配置：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（轴侧图）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
26、纸上画出。,管道布置图的平、立面（剖、向)视图，应与设备布置图一样，在图形下方注写 如：“EL100.000 平面”、“AA剖面”等字样。 3、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。与管道安装无关的内容，可以简化。 （2）设备 在管道布置图中，用细实线画出所有设备的简单外形，设备图形可与设备布置图一样，有些可适当简化。但设备上接管管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。,管口表 在管道布置图的右上角，填写该管道布置图中的设备管口。管口表的格式如下:,按设备图用5mm5mm的方块标注设备
27、管口(包括需要表示的仪表接口及备用接口)符号，以及管口定位尺寸由设备中心至管口端面的距离(如标注在管口表上，在图上可不标注)。如下图所示:,管道布置图上用双点划线按比例表示出重型或超限设备的“吊装区”或“检修区”及换热器抽芯的预留空地，但不标注尺寸，如下图:,（3）管道 管子连接 一般在管道布置图中不表示管道连接型式，如需要表示管子的连接型式时，在管子中断处画上断裂符号。 管子转折 单线绘制的管道，在投影有重影处画细线圆(有些图样则画成带缺口的细线圆)，在另一视图上画出转折的小圆角(也有画成直角者)。 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的投影断开，也可将上面管道的投影断
28、裂表示。,管子连接的表示方法,对焊件:,焊点位置应按管件长度比例画，标注尺寸时，应考虑管件组合的长度。管道公称通径小于和等于50mm或2英寸的弯头，一律用直角表示。,。,管子转折的表示方法,管子交叉的表示方法,异径管连接的表示方法,管道内物料流向的表示方法,管道布置图中有的管道不清楚时，允许在图纸四周空位局部放大轴测图(向视图)表示某根或几根管道，因此不必绘立面图。局部放大轴测图也允许画在另一张图上。管道布置图用的标注符号举例如下:,管子重叠 管道投影重叠时，将上面(或前面)管道的投影断裂表示，下面(或后面)管道的投影则画至重影处稍留间隙断开。当多根管道的投影重叠时，图中单线绘制的最上一条管道
29、画以“双重断裂”符号。但有时可在管道投影断开处注上a，a和b，b等小写字母，或者分别注出管道代号以便辨认。有些图样则不一定画出“双重断裂”等符号。管道转折后投影发生重叠时，则下面管子画至重影处稍予间断表示。,管子重叠的表示方法,管道分叉 管道有三通等引出叉管时，画法如图所示。,管道分叉的表示方法,对分析取样接口应画至根部阀，并标注符号，如:,对放空及排液的表示法:,管件与阀门的表示方法,主阀所带旁路阀一般均应画出，如下图所示。,主阀所带旁路阀的表示方法,仪表控制点符号用细线画出，符号与工艺管道及仪表流程图上相同。每个控制点一般仅在能清楚地表达其安装位置的一个视图上画出。,(4)仪表盘，电气盘,
30、用细实线在管道布置图上画出仪表盘、电气盘的位置及简单外形。,(5)方位标 在底层平面图图纸的右上角或图形右上方，画出与设备布置图方位基准一致的方位标。 三、管道布置图的标注 管道布置图的标注内容有：管径、物料代号、定位尺寸、安装标高、物料流向、管道坡度及管架代号等。 1. 定位基准 在管道布置图中，常以建(构)筑物的定位轴线或墙面、地面等作为管道的定位尺寸基准。另外，设备中心线和接管口法兰也常作为管道定位尺寸基准。因此，在管道布置图中，要标注建筑物的定位轴线编号和设备位号，标注方式同设备布置图。,2. 管道标注 管道布置图应以平面图为主，标注出所有管道的定位尺寸及安装标高。如绘制立面剖视图，则
31、所有安装标高应在立面剖视图上表示。定位尺寸以mm为单位，标高以m为单位。 根据不同情况，管道定位尺寸可以设备中心线、设备管口法兰、建筑定位轴线或墙面为基准进行标注。同一管道的基准应一致。与设备管口相连的直线管段，因可用设备管口确定该管道的位置，故不需标注定位尺寸。 管道安装标高均以室内地面EL100.000m为基准。一般管道按管中心（有时以管底外表面）标注安装高度。,按PID在管道上方标注（双线管道：中心线上方，介质代号、管道编号、公称通径、管道等级及隔热型式。下方标注管道标高）标高以管道中心线为基准时，只需标注数字，如ELXXX.XXX，以管底为基准时，在数字前加注管底代号，如BOP ELX
32、XX.XXX)，如：,管道标注：,对安装坡度有严格要求的管道，应在管道上方画出细线箭头，指山坡向，并写上坡度数字。,要求有坡度的管道，应标注坡度(代号用i)和坡向，如：,WP E L 工 作 点 标 高,3.管件、阀门、仪表控制点 图中的管件、阀门，仪表控制点所在位置按规定符号画出后，除须按严格规定尺寸安装外，一般不再标注定位尺寸，竖管上的阀门有时在剖视图中标注安装标高（化工设计P337）。 4.管架（管架编号和管道布置图中管架的标示法GB20519.29-92） 图上应在管架符号的边上注以管架代号，如JA，JB，JC等。J为“架”字的汉语拼音首位字母，脚注A，B、C表示管架编号。,管架的表示
33、方法,化工部门也常用带指引线的长方框表示，将管架的编号和型式写在个长方格里。非标准管架应另行提供管架图。管架配置比较复杂时，也可单独绘制管架布置图。,管道支架,图中管架符号用指引线和长方框表示，在框内注管架代号,管道、阀门及设备连接,立面布置图,平面布置图 轴测图,5.管道的热补偿 管道的安装都是在常温下进行的，而在实际生产中被输送介质的温度通常不是常温，此时，管道会因温度变化而产生热胀冷缩。当管道不能自由伸缩时，其内部将产生很大的热应力。 为减弱或消除热应力对管道的破坏作用，在管道布置时应考虑相应的热补偿措施。一般情况下，管道布置应尽可能利用管道自然弯曲时的弹性来实现热补偿，即采用自然补偿。
34、有热补偿作用的自然弯曲管段又称为自然补偿器，如图所示。,(a) L形补偿器 (b) Z形补偿器,自然补偿器,实践表明，使用温度低于100或公称直径不超过50mm的管道一般可不考虑热补偿。,可不装补偿器的最大直管长度,当自然补偿不能满足要求时，应考虑采用补偿器补偿。补偿器的种类很多，图为常用的U形和波形补偿器。,(a) U形,(b) 波形(单波),轴向型内压式波纹补偿器,管道布置图和轴测图上管子、管件、阀门及管道特殊件图,四、管道布置图的绘制方法步骤,1. 确定表达方案、视图的数量和各视图的比例(以工艺流程图和设备布置图为依据)。 2. 确定图纸幅面的安排和图纸张数。 3. 绘制视图 (1) 先
35、在平面图上画出楼面简形、柱子、操作平台及设备外形，再按投影关系画出剖视图上的楼板、柱子、操作平台及设备外形等。 (2) 按流程次序和布置原则，逐条画出管道在平、立面剖视图上的布置位置。,(3) 在设计所要的部位画出管道上的管件、阀门、控制点、管架等符号。 4. 标注尺寸、编号及代号等。 5. 绘制方位标、附表及注写说明。 6. 校核与审定。,五、管道保温与标志,（一）、管道保温 管路保温的目的是使管内介质在输送过程中，不冷却、不升温，亦就是不受外界温度的影响而改变介质的状态。管路保温采用保温材料包裹管外壁的方法。保温材料常采用导热性差的材料，常用的有毛毡、石棉、玻璃棉、矿渣棉、珠光砂、其他石棉
36、水泥制品等。管路保温层的厚度要根据管路介质热损失的允许值(蒸汽管道每米热损失许用范围)和保温材料的导热性能通过计算来确定。,蒸汽管道每米热损失允许范围J(msK),部分保温材料的导热系数,管道保温厚度之选择(m),注：在263283K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。,（二）、管路的标志,在保温层的施工中，必须使被保温的管路周围充分填满，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。 制药工厂生产车间需要的管道较多，一般有水、蒸汽
37、、真空、压缩气和各种流体物料等管道。为了区分各种管道，往往在管道外壁或保温层外面涂有各种不同颜色的油漆。油漆既可以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，即管路的标志。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。,管道油漆颜色,六、管道设计的基本要求 /P201,（一）、管道布置的一般原则 在管道布置设计时，首先要统一协调工艺和非工艺管的布置，然后按工艺流程并结合设备布置、土建情况等布置管道。在满足工艺、安装检修、安全、整齐、美观等要求的前提下，使投资最省、经费支出最小。 考虑因素：,1、物料因素 (1)输送易燃、
38、易爆、有毒及有腐蚀性的物料管道不得铺设在生活间、楼梯、走廊和门等处，这些管道上还应设置安全阀、防爆膜、阻火器和水封等防火防爆装置，并应将放空管引至指定地点或高过屋面2m以上。 (2)有腐蚀性物料的管道，不得铺设在通道上空和并列管线的上方或内侧。 (3）真空管线应尽量短，尽量减少弯头和阀门，以降低阻力，达到更高的真空度。,(4)根据物料性质的不同，管道铺设时应有一定的坡度，坡度方向一般是沿物流的方向(蒸汽管相反) ，坡度一般为1/100 - 5/1000。粘度小的液体物料管道可取5/1000左右，含固体的物料管道可取1/100左右。具体坡度大小为：蒸汽0.005，水0.003、冷冻盐水0.003
39、，生产废水0.001、蒸汽冷凝水0.003，压缩空气0.004，清净下水0.005、一般气体与易流动液体0.005，含固体结晶或粘度较大的物料0.01。,(5)管道应集中敷设，冷热管要隔开布置，在垂直排列时，热介质管在上，冷介质管在下；无腐蚀性介质管在上，有腐蚀性介质管在下；气体管在上，液体管在下；保温管在上，不保温管在下；金属管在上，非金属管在下。水平排列时，粗管靠墙，细管在外；低温管靠墙，热管在外，不耐热管应与热管避开；高压管在内，低压管在外。,2、考虑施工、操作及维修,(1)为便于安装、检修及操作，一般管道多用明线敷设，且价格较暗线便宜。 (2)管道应尽量集中布置在公用管架上，平行走直线
40、，少拐弯，少交叉，不妨碍门窗开启和设备、阀门及管件的安装维修，并列管道的阀门应尽量错开排列。管子应避免通过电动机、仪表盘、配电盘上方。 (3)支管多的管道应布置在并行管线的外侧，引出支管时，气体管道应从上方引出，液体管道应从下方引出。不经常检修的管布置在内侧，经常检修的管布置在外侧。,(4)管道应尽量沿墙面铺设，或布置在固定于墙上的管架上，管道与墙面之间的距离以能容纳管件、阀门及方便安装维修为原则。一般管路的最突出部分距墙不少于100mm；两管道的最突出部分间距离：对中压管道约40-60mm，对高压管道约70-90mm。由于法兰易泄漏，故除与设备或阀门采用法兰联接外，其他应采用对焊连接。但镀锌
41、钢管不允许用焊接，DN50可用螺纹连接。 (5)操作阀高度一般为0.81.5m，取样阀1m左右，压力表、温度计1.6m左右，安全阀为2.2m。 (6)管道上应适当配置一些活接头或法兰，以便于安装、检修。管道成直角拐弯时，可用一端堵塞的三通代替，以便清理或添设支管。,3、安全生产,(1)架空管道与地面的距离除符合工艺要求外，还应便于操作和检修。管道跨越通道时，最低点离地：通过人行道时不小于2m；通过公路时不小于4.5m；通过铁路时不小于6m；通过厂区主要交通干线时离地5m。 (2)直接埋地或管沟中铺设的管道通过道路时应加套管等加以保护。 (3)为了防止介质在管内流动产生静电聚集而发生危险，易燃、
42、易爆介质的管道应采取接地措施，以保证安全生产。 (4)长距离输送蒸汽或其他热物料的管道，应考虑热补偿问题，如在两个固定支架之间设置补偿器和滑动支架。,4、其他因素 (1)管道与阀门一般不宜直接支承在设备上。 (2)距离较近的两设备间的连接管道，不应直连，应用45或90弯接。 (3)管道布置时应兼顾电缆、照明、仪表及采暖通风等其他非工艺管道的布置。,（二）、洁净厂房内的管道设计 1、在有空气洁净度要求的厂房内，系统的主管应布置在技术夹层、技术夹道或技术竖井中。夹层系统中有空气净化系统管线，包括送、回风管道、排气系统管道、除尘系统管道，这种系统管线的特点是管径大，管道多且广，是洁净厂房技术夹层中起
43、主导作用的管道，管道的走向直接受空调机房位置、逆回风方式、系统的划分等三个因素的影响，而管道的布置是否理想又直接影响技术夹层。 这个系统中，工艺管道主要包括净化水系统和物料系统。这个系统的水平管线大都是布置在技术夹层内。一些需要经常清洗消毒的管道应采用可拆式活接头，并宜明敷。,公用工程管线气体管道中除煤气管道明装外，一般上水、下水、动力、空气、照明、通信、自控、气体等管道均可将水平管道布置在技术夹层中。洁净车间内的电气线路一般宜采用电源桥架敷线方式，这样有利于检修，有利于洁净车间布置的调整。 2、暗敷管道的常见方式有技术夹层和管道竖井以及技术走廊。技术夹层的几种形式为：、仅顶部有技术夹层，这种
44、形式在单层厂房中较普遍；、二层洁净车间时，底层为空调机房，动力等辅助用房，则空调机房上部空间可作为上层洁净车间的下夹层，亦有将空调机房直接设于洁净车间上部的。,管道竖井：生产岗位所需的管线均由夹层内的主管线引下，一般小管径管道及一些电气管线可埋设于墙体内，但管径较大，管线多时可集中设于管道竖井内引下，但多层及高层洁净厂房的管道竖井，至少每隔一层要用钢筋混凝土板封闭，以免发生火警时波及各层。 技术走廊使用和管道竖井相同。在固体制剂车间，在有粉尘散发的房间后侧设技术廊，技术廊内可安排送回风管道、工艺及公用工程管线，这种既保证操作室内无明管，而且检修方便，这种方法层高过低的老厂房是非常有效的办法。,
45、3、管道材料应根据所输送物料的理化性质和使用工况选用。采用的材料应保证满足工艺要求，使用可靠，不吸附和污染介质，施工和维护方便。引入洁净室(区)的明管材料应采用不锈钢。输送纯化水、注射用水、无菌介质和成品的管道材料、阀门、管件宜采用低碳优质不锈钢(如含碳量分别为0.08%、0.03%的316钢和316L钢)，以减少材质对药品和工艺水质的污染。,4、洁净室(区)内各种管道，在设计和安装时应考虑使用中避免出现不易清洗的部位。为防止物料在设备、管道内滞留，造成污染，设备内壁应光滑、无死角。管道设计要减少支管、管件、阀门和盲管。为便于清洗、灭菌，需要清洗、灭菌的零部件要易于拆装，不便拆装的要设清洗口。
46、无菌室设备、管道要适应灭菌需要。输送无菌介质的管道应采取灭菌措施或采用卫生薄壁可拆卸式管道，管道不得出现无法灭菌的“盲管”。 管道与阀门连接宜采用法兰、螺纹或其他密封性能优良的连接件，采用法兰连接时宜使用不易积液的对接法兰、活套法兰。凡接触物料的法兰和螺纹的密封应采用聚四氟乙烯。物料的输送管路的安装尽量减少连接处，密封垫宜采用硅橡胶等材料,输送纯化水、饮用水管道，应尽量减少支管、阀门。输送管道应有一定坡度。其主管应采用环形布置，按GMP要求保持循环，以便不用时注射用水可经支管的回流管道回流至主管，防止在支管内水的滞留而孽生细菌。 地下管道应在地沟管槽或地下埋设，技术夹层主管上的阀门、法兰和接头
47、不宜设在技术层内，其管道连接应采用焊接。这些主管的放净口、吹扫口等均应布置在技术夹层之外。 穿越洁净室的墙、楼板、硬吊顶的管道应敷设在预埋的金属套管中，管道与套管间应有可靠密封措施。,引入洁净室(区)的支管宜暗敷，各种明设管道应方便清洁，不得出现不易清洁的部位。洁净室内的管道应排列整齐，尽量减少洁净室内的阀门、管件和管道支架。各种给水管道宜竖向布置，在靠近用水设备附近横向引入。尽量不在设备上方布置横向管道，防止水在横管上静止滞留。从竖管上引出支管的距离宜短，一般不宜超过支管直径的6倍。排水竖管不应穿过洁净度要求高的房间，必须穿过时，竖管上不得设置检查口。管道弯曲半径宜大不宜小，弯曲半径小容易积
48、液。,5、阀门选用也应考虑不积液的原则，不宜使用普通截止阀、闸阀，宜使用清洗消毒方便的旋塞、球阀、隔膜阀、卫生蝶阀、卫生截止阀等。 100级的洁净室内不得设置地漏，10000级和100000级洁净室也应少设地漏。设在洁净室的地漏应采用带水封、带格栅和塞子的全不锈钢内抛光的洁净室地漏，能开启方便、防止废气倒灌。必要可消毒灭菌。 洁净区的排水总管顶部设置排气罩，设备排水口应设水封，地漏均需带水封。,6、洁净室管道应视其温度及环境条件确定绝热条件。冷保温管道的保温层外壁温度不得低于环境的露点温度。 管道保温层表面必须平整、光洁，整体性能好，不易脱落，不散发颗粒，绝热性能好，易施工的材料，并宜用金属外壳保护。 7、洁净室(区)内的配电设备的管线应暗敷，进入室内的管线口应严格密封，电源插座宜采用嵌入式。 8、洁净室及其技术夹层，技术夹道内应设置灭火设施和消防给水系统。,