合成氨廠變換工段工藝配管設(shè)計(jì)

1、安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)合成氨廠變換工段工藝配管設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)的題目是：“合成氨廠變換工段工藝配管工藝設(shè)計(jì)”，專題論文“合成氨廠變換工段管道防腐和防腐措施”。本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)整個(gè)工段的配管過程作詳細(xì)的描述：熟悉工藝流程草圖設(shè)計(jì)管材選擇閥門選擇管道熱補(bǔ)償計(jì)算管路保溫防腐管道焊接。重點(diǎn)是管道的熱補(bǔ)償計(jì)算和保溫計(jì)算，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)中管道均為熱力管道，熱應(yīng)力將是破壞管道的主要因素。做好管道的熱補(bǔ)償是保證管道安全運(yùn)行的前提；保溫則是從熱量損失和防燙傷的角度考慮。在介質(zhì)溫度高于60的管道均應(yīng)進(jìn)行保溫計(jì)算，保溫材料統(tǒng)一選擇水泥蛭石。專題論文則主要闡述了腐蝕原理和使用的涂料。關(guān)鍵詞：管道，熱補(bǔ)償，保溫，防腐，焊接

2、THE TRANSFORMATION SECTION CRAFTTUBING DESIGN OF THE SYNTHETIC AMMONIA FACTORYABSTRACTThe design of the subject is:The transformation section craft tubing design of the synthetic ammonia factory,ammonia plant transformation monographic units of heat pipe technology and corrosionis the second design

3、subject. This design is the main pipe sections of the process is analyzed in detail: familiar with processsketch designpipeline material selectionthe selection of valvesthe calculation of thermal compensation on pipethe hot insulation and anticorrosion of pipepipeline welding. Emphasis is pipeline t

4、hermal compensation and insulation calculation,due to the pipeline in this design belongs to heat pipeline, the major factor about the destruction of pipeline is heat stress. Prepare for pipeline thermal compensation is the premise to ensure safe operation of the pipeline. Hot insulation is consider

5、ed from the viewpoint of heat loss and antiscald. In the medium that temperature above 60,all pipes shall be calculated for hot insulation. Heat preservation material would choose cement vermiculite uniformly. Monograph mainly explains the principles of corrosion as well as the selection of coating.

6、KEYWORDS: pipeline, thermal, compensation, hot insulation, corrosion prevention, weld引言管道是用來輸送流體的一種設(shè)備。管道工程按其服務(wù)的對(duì)象不同，大體可分為兩類，一類是工業(yè)生產(chǎn)中輸送介質(zhì)的管道，稱為工業(yè)管道；另一類是為改變?nèi)藗兊膭趧?dòng)、工作和生活環(huán)境及條件而輸送介質(zhì)的管道，主要指水暖管道，又稱為衛(wèi)生工程管道。在石油、化工、輕工、食品、制藥、冶金、電力等工業(yè)生產(chǎn)中，特別是在石油化工裝置中，管道縱橫交錯(cuò)，猶如人體中的血管，起著舉足輕重的作用。如何使這些工業(yè)管道既能安全運(yùn)行，又能滿足生產(chǎn)工藝要求；低能耗、無污染的實(shí)現(xiàn)

7、工藝生產(chǎn)過程是21世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的主要目標(biāo)。這就對(duì)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝管道設(shè)計(jì)、安裝和檢修提出新的更高要求，對(duì)從事管道工程專業(yè)人員提出了挑戰(zhàn)。自人工合成氨問世以來，對(duì)人類進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展起到了十分重要的推動(dòng)作用，管道作為其重要的組成部分，起著人體血管的作用，它設(shè)計(jì)的合理與否直接影響到整個(gè)合成氨反應(yīng)過程能否順利進(jìn)行。我國的合成氨產(chǎn)量已位居世界第一位，平均規(guī)模為5萬ta，但這已落后于世界合成氨的發(fā)展趨勢。以美俄為例，美國合成氨平均為30萬ta以上，而俄羅斯更是達(dá)到了40萬ta。合成氨裝置的大型化是世界上的主流趨勢，目前世界最大單系列合成氨裝置規(guī)模已達(dá)到135萬ta 。由此可見我國合成氨工業(yè)已經(jīng)落后于

8、世界的發(fā)展趨勢，為了為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康穩(wěn)定的發(fā)展，合成氨工業(yè)中的從業(yè)人員，特別是技術(shù)人員任重而道遠(yuǎn)。本設(shè)計(jì)過程中，要特別感謝于宗保老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)。此外，本次設(shè)計(jì)的完成，與本組其他同學(xué)的緊密合作是分不開的，我要對(duì)他們表示感謝。由于設(shè)計(jì)者水平有限，加之時(shí)間倉促，難免有錯(cuò)誤之處，希望各位老師、同仁予以批評(píng)指正。1 工藝生產(chǎn)流程1.1 工藝原理一氧化碳變換反應(yīng)式為 (11) (12)其中反應(yīng)（1）是主要的反應(yīng)，反應(yīng)（2）是副反應(yīng)，為了控制反應(yīng)向產(chǎn)生目標(biāo)產(chǎn)物的方向進(jìn)行，在工業(yè)上通常采用對(duì)反應(yīng)式（1-1）有優(yōu)良選擇性催化作用的催化劑，進(jìn)而抑制其它副產(chǎn)物的產(chǎn)生。一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)是一個(gè)可逆的放熱

9、反應(yīng)，反應(yīng)熱是溫度的函數(shù)。變換過程還包括下列反應(yīng)式： (13)1.2 工藝條件（1）壓力壓力對(duì)于變換反應(yīng)的平衡幾乎沒有影響。從動(dòng)力學(xué)角度，加壓可提高反應(yīng)速率。從能量消耗上看，加壓也有好處。然而提高壓力會(huì)使生成甲烷和析碳等副反應(yīng)易于進(jìn)行。因?yàn)楦勺儞Q氣的摩爾數(shù)要比干原料氣的摩爾數(shù)大，故在進(jìn)行變換之前先壓縮原料氣的所要消耗的能量，要比常壓變換再壓縮所要消耗的能量少。具體的操作壓力的大小，要依照氨廠的具體情況，尤其是要根據(jù)壓縮機(jī)各級(jí)壓力的合適配置及工藝蒸汽的壓力大小來確定。（2）溫度變換反應(yīng)是可逆的放熱反應(yīng)。從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的方面考慮，溫度上升時(shí)反應(yīng)速率常數(shù)增大，有利于反應(yīng)的進(jìn)行，然而隨著溫度的升高平衡常

10、數(shù)隨之變小，也就是CO平衡含量會(huì)上升，反應(yīng)推動(dòng)力減小，不利于反應(yīng)的進(jìn)行，故要合理的控制溫度。1.3 工藝流程 半水煤氣： 壓縮工段飽和塔預(yù)腐蝕器第二熱交換器第一熱交換器中溫變換爐 變換氣: 中溫變換爐第一熱交換器蒸汽過熱器第二熱交換器水加熱器熱水塔水加熱器水加熱器冷卻塔 熱水： 泵水加熱器飽和塔熱水泵 蒸汽： 加入飽和塔半水煤氣出口 加入蒸汽過熱器 加入變換爐1.4 介質(zhì)特性因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)所接觸到的介質(zhì)主要是變換氣和半水煤氣，兩者都屬于有毒易燃易爆且介質(zhì)，另外溫度比較高屬于中高溫操作，故本次設(shè)計(jì)的材料、熱力管道的補(bǔ)償、密封性都要有很高的要求。2 管道熱力計(jì)算2.1 管道材料及其選擇工業(yè)管道及其組

11、成件所用的材料品種繁多。許多工業(yè)管道尤其是在石油化工裝置中的管道在工作時(shí)多為高溫高壓狀態(tài)，管內(nèi)介質(zhì)多具有易爆、可燃性，并有應(yīng)力腐蝕、氫腐蝕、小孔腐蝕等一些復(fù)雜的問題。因此，正確選擇管道及其組成件的材料對(duì)安全運(yùn)行是至關(guān)重要的。在選擇管道工程材料時(shí)，主要考慮材料的力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能和加工工藝性能等。管道材料的選擇一般應(yīng)遵循以下選用原則： 管道材料根據(jù)介質(zhì)的不同選用碳素鋼、不銹鋼、合金鋼等。 根據(jù)操作壓力和溫度確定管道壓力。生產(chǎn)物料管道壓力，除醫(yī)藥廠房內(nèi)有潔凈要求需采用方便拆卸外，其他化工生產(chǎn)均以1.0MPa或1.6MPa起，原因是閥門壓力以1.0MPa或1.6MPa起步。為了裝配法蘭應(yīng)取

12、同一等級(jí)，公用系統(tǒng)一般也采用1.0MPa或1.6MPa，即取1或2壓力等級(jí)。（廢金屬管除外）。對(duì)于本次設(shè)計(jì)，由于壓力均不高，都屬于低壓管道，因此主要考慮溫度和介質(zhì)腐蝕性的影響。故對(duì)于300以下的管道可選用20鋼，其使用溫度為-20475，且適用于燃?xì)獾裙艿馈?duì)于300以上的管道選用，其使用溫度為400600，有很好的耐熱和耐腐蝕性。2.2 管道的熱補(bǔ)償計(jì)算熱力管道工作時(shí)不僅受到內(nèi)壓、外載荷作用，而且還受到由于溫度分布不均勻或膨脹受到限制而引起的熱應(yīng)力的作用。熱應(yīng)力有時(shí)會(huì)很大，會(huì)導(dǎo)致管道產(chǎn)生過大的斷裂或塑形變形，所以熱力管道在設(shè)計(jì)安裝時(shí)，不僅要應(yīng)該考慮外載荷、內(nèi)壓引起的應(yīng)力，還要采用合適的熱補(bǔ)償

13、措施，防止熱應(yīng)力過大，保證管道不因熱應(yīng)力過大而被破壞。為預(yù)防管道端點(diǎn)位移和熱膨脹而造成管道損壞，在設(shè)計(jì)安裝中為減少管道的端點(diǎn)位移及熱脹，可以安裝各種類型的補(bǔ)償器或采用自然補(bǔ)償。除少數(shù)管道采用專用人工補(bǔ)償器外，大多數(shù)管道的熱補(bǔ)償是靠自然補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)的。通常，需考慮熱脹的管道包括：溫度超過100或低于-50。DN100以上的管道。在一些對(duì)外界因素比較靈敏的壓縮機(jī)等設(shè)備上的管線。直徑大的管子上存在小直徑的并且端點(diǎn)位移較大的分支管，管道內(nèi)部的介質(zhì)比較危險(xiǎn)的且管壁比較厚的管系，有震動(dòng)的而且熱脹量較大的管系，別的直徑比較大的管線等。在本次設(shè)計(jì)中，依據(jù)任務(wù)的要求，大多數(shù)屬于熱力管道，因此需要考慮管道的熱脹性，

14、均需要進(jìn)行彈性判別，看其是否滿足自然補(bǔ)償?shù)男枰?，不滿足則要重新設(shè)計(jì)管系的形狀。判別式統(tǒng)一采用ANSI判別式： (2-1) 式中： DN公稱直徑，cm管系總變形量，cmL管系展開長度，mU管系兩固定點(diǎn)之間的直線距離，m各管道熱補(bǔ)償計(jì)算如下： L2：如圖2-1圖2-1溫度：100 公稱直徑DN=250mm 材料：20鋼由教材P99表6-2查得：（如設(shè)計(jì)過程中無特殊說明教材均指于宗保主編的工業(yè)管道工程） 管系X方向熱脹量為： 管系Y方向熱脹量為： 管系Z方向熱脹量為： 故管系總熱脹量為： 管系的展開長度： 管系兩固定點(diǎn)之間的直線距離： 故由公式2-1得：因此L2滿足彈性要求。 L3：如圖2-2圖2-

15、2溫度：160 公稱直徑DN=250mm 材料：20鋼由教材P99表6-2查得： 管系X方向熱脹量為： 管系Y方向熱脹量為： 管系Z方向熱脹量為： 故管系總熱脹量為： 管系的展開長度： 管系兩固定點(diǎn)之間的直線距離： 故由公式2-1得：因此L3滿足彈性要求。L4：如圖2-3圖2-3溫度：230 公稱直徑DN=300mm 材料：20鋼由教材P99表6-2查得： 管系X方向熱脹量為： 管系Y方向熱脹量為： 管系Z方向熱脹量為： 故管系總熱脹量為： 管系的展開長度： 管系兩固定點(diǎn)之間的直線距離： 故由公式2-1得：因此L4滿足彈性要求。 L5：如圖2-4圖2-4溫度：380 公稱直徑DN=300mm

16、材料：由教材P99表6-2查得： 管系X方向熱脹量為： 管系Y方向熱脹量為： 管系Z方向熱脹量為： 故管系總熱脹量為： 管系的展開長度： 管系兩固定點(diǎn)之間的直線距離： 故由公式2-1得：因此L5滿足彈性要求。 L6：如圖2-5溫度：510 公稱直徑DN=300mm 材料：由教材P99表6-2查得：管系X方向熱脹量為： 管系Y方向熱脹量為： 管系Z方向熱脹量為： 故管系總熱脹量為： 管系的展開長度： 管系兩固定點(diǎn)之間的直線距離： 圖2-5故由公式2-1得：因此L6滿足彈性要求。 L7：如圖2-6溫度：380 公稱直徑DN=300mm 材料：由教材P99表6-2查得： 管系X方向熱脹量為： 管系Y

17、方向熱脹量為： 管系Z方向熱脹量為： 故管系總熱脹量為： 管系的展開長度： 管系兩固定點(diǎn)之間的直線距離： 故由公式2-1得：因此L7滿足彈性要求。圖2-6 L8：如圖2-7溫度：300 公稱直徑DN=300mm 材料：由教材P99表6-2查得： 管系X方向熱脹量為： 圖2-7管系Y方向熱脹量為： 管系Z方向熱脹量為： 故管系總熱脹量為： 管系的展開長度： 管系兩固定點(diǎn)之間的直線距離： 故由公式2-1得：因此L8滿足彈性要求。 L9：如圖2-8圖2-8溫度：230 公稱直徑DN=250mm 材料：20鋼 由教材P99表6-2查得： 管系X方向熱脹量為： 管系Y方向熱脹量為： 管系Z方向熱脹量為：

18、 故管系總熱脹量為： 管系的展開長度： 管系兩固定點(diǎn)之間的直線距離： 故由公式2-1得：因此L9滿足彈性要求。 L10：如圖2-9圖2-9溫度：180 公稱直徑DN=250mm 材料：20鋼 由教材P99表6-2查得： 管系X方向熱脹量為： 管系Y方向熱脹量為： 管系Z方向熱脹量為： 故管系總熱脹量為： 管系的展開長度： 管系兩固定點(diǎn)之間的直線距離： 故由公式2-1得：因此L10滿足彈性要求。 L11：如圖2-10溫度：145 公稱直徑DN=250mm 材料：20鋼 由教材P99表6-2查得： 管系X方向熱脹量為： 管系Y方向熱脹量為： 管系Z方向熱脹量為： 故管系總熱脹量為： 管系的展開長度

19、： 管系兩固定點(diǎn)之間的直線距離： 圖2-10故由公式2-1得：因此L11滿足彈性要求。 L12：如圖2-11溫度：100 公稱直徑DN=250mm 材料：20鋼 由教材P99表6-2查得： 管系X方向熱脹量為： 管系Y方向熱脹量為： 管系Z方向熱脹量為： 故管系總熱脹量為： 管系的展開長度： 圖2-11管系兩固定點(diǎn)之間的直線距離： 故由公式2-1得：因此L12滿足彈性要求。 L13：如圖2-12圖2-12溫度：55 公稱直徑DN=250mm 材料：20鋼 由教材P99表6-2查得： 管系X方向熱脹量為： 管系Y方向熱脹量為： 管系Z方向熱脹量為： 故管系總熱脹量為： 管系的展開長度： 管系兩固

20、定點(diǎn)之間的直線距離： 故由公式2-1得：因此L12滿足彈性要求。2.3閥門的選型閥門是對(duì)壓力管道內(nèi)部介質(zhì)的運(yùn)輸流量、流速、壓力、方向、溫度等參數(shù)進(jìn)行操控的重要元件，其種類與型號(hào)紛繁復(fù)雜。從結(jié)構(gòu)與作用角度分類：主要有安全閥、減壓閥、切斷閥、節(jié)流閥、疏水閥等。在日常工作環(huán)境中，切斷閥較為常見。其又可分為旋塞閥、閘閥、截止閥、隔膜閥、球閥、襯里閥等。考慮到本次壓力管道方案設(shè)計(jì)中的閥門，其主要作用為調(diào)節(jié)管路流量大小，直至達(dá)到最終截止。所以應(yīng)當(dāng)選擇閘閥和截止閥。閘閥具有諸多優(yōu)點(diǎn)：密封性能好，所受流體阻力小，操作簡便等。除適用于含有水蒸氣、石油制品等具有腐蝕性物質(zhì)的運(yùn)輸介質(zhì)外，還適用于含有較大顆粒狀的固體

21、以及粘度較大的流體或者半流體介質(zhì)。但是閘閥的缺點(diǎn)也是明顯的：較截止閥復(fù)雜，密封面易受磨損、維修較為困難等。而截止閥和閘閥相比較，其更適用于蒸汽型運(yùn)輸介質(zhì)，不適用于粘度較大、含有較大固體顆粒且易于沉淀的運(yùn)輸介質(zhì)，也不適用于真空或者低真空的系統(tǒng)環(huán)境。 按照閥桿結(jié)構(gòu)來分類，閘閥可分為明桿式與暗桿式。明桿式閘閥可以通過閥桿的外審長度來判斷閥門的開啟程度。由于運(yùn)輸介質(zhì)一般具有腐蝕性，而閥桿不與運(yùn)輸介質(zhì)接觸。這就降低了閥桿受腐蝕的幾率。而暗桿式閘閥是通過指示器判斷閥門的開啟程度。按照閘板不同形式來分類，閘閥可分成平行式和鍥式。平行式閘閥具有諸多優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、易于維修保養(yǎng)且價(jià)格較低。但也要注意到其存在著密

22、封性能較差的缺點(diǎn)。所以平行式閘閥只適用于壓力不超過 1MP，溫度不超過 200 °C 的運(yùn)輸介質(zhì)。而鍥形閘閥又可分為單閘板閘閥、雙閘板閘閥、彈性閘板閘閥三種。雖說三者性能結(jié)構(gòu)各有長短，但隨著運(yùn)輸介質(zhì)溫度的增高，會(huì)引起單閘板閘閥局部壓力增大，從而造成閘閥壓傷，所以應(yīng)用相對(duì)較少。 綜合各種影響因素，在本次壓力管道方案設(shè)計(jì)中：管道公稱直徑小于 300mm 時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用法蘭截止閥，當(dāng)管道公稱直徑大于 300mm 時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用明桿鍥式雙閘板閘閥。具體選用型號(hào)見表 2-1。表2-1管道代號(hào)介質(zhì)溫度管道公稱直徑閥門型號(hào)L1T=40DN250mmJ41H-40L2T=175DN200mm/250mm

23、J41H-40L3T=160DN250mmJ41H-40L4T=230DN300mmZ42H-25L5T=380DN300mmZ42H-25L6T=510DN300mmZ41Y-16CL7T=380DN300mmZ42H-25L8T=300DN300mmZ42H-25L9T=230DN250mmJ41H-40L10T=180DN250mmJ41H-40L11T=150DN250mmJ41H-40L12T=100DN250mmJ41H-40L13T=55DN250mmJ41H-40L14T=40DN200mmJ41H-40L15T=160DN100mmJ41H-40L23T=100DN100mm

24、J41H-40L24T=140DN150mmJ41H-403.管路的保溫對(duì)常溫以上至1000以下的設(shè)備或管道，進(jìn)行外保護(hù)或涂裝以減少散熱或降低其表面溫度為目的的措施叫保溫。一般來說，保溫是保持管道內(nèi)的介質(zhì)不低于或不高于某一界限溫度的技術(shù)措施，熱絕緣結(jié)構(gòu)是保溫措施之一。3.1 絕熱概述絕熱是保溫和保冷的統(tǒng)稱，可以減少散熱或吸熱、防止人員凍傷或燙傷，改善勞動(dòng)條件、預(yù)防管道介質(zhì)的冷凝、結(jié)晶和凍結(jié)、節(jié)約能源、滿足生產(chǎn)和生活的需要等作用、預(yù)防火災(zāi)、防止設(shè)備、管道及其組成件表面結(jié)露。絕熱以上工程中不可或缺的環(huán)節(jié)。3.1.1 絕熱的功能1.減少設(shè)備、管道及其附近的熱量損失，以節(jié)約能源。2減少生產(chǎn)過程中介質(zhì)的

25、溫升或溫降以提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。3. 拖延、抑制或防止管道及機(jī)器設(shè)備內(nèi)部的介質(zhì)的凍結(jié)和凝固，保證正常運(yùn)行。4. 維持或降低工作環(huán)境的溫度，用來改善工作條件、預(yù)防工作人員的燙傷、防止因熱表面而導(dǎo)致火災(zāi)。5.防止設(shè)備、管道及其附近表面結(jié)露。3.1.2 絕熱管道 具有下列情況之一的設(shè)備或管道應(yīng)進(jìn)行絕熱：1. 設(shè)備、管道及其附件的表面溫度高于50。2. 在運(yùn)輸和生產(chǎn)時(shí)因?yàn)楣軆?nèi)的介質(zhì)的結(jié)晶點(diǎn)、凝固點(diǎn)及結(jié)冰點(diǎn)等，需要伴熱的管道。3. 因外界溫度或太陽照射的作用導(dǎo)致介質(zhì)的蒸發(fā)或汽化，以致影響安全和正常生產(chǎn)。4. 在工藝生產(chǎn)時(shí)，要求拖延介質(zhì)凝結(jié)或者降低介質(zhì)溫度的地方。5. 減少冷介質(zhì)及載冷介質(zhì)在生產(chǎn)和輸送中溫

26、度高者。6. 為了防止和降低冷介質(zhì)及載冷介質(zhì)在生產(chǎn)和輸送中的溫度高者。7. 為預(yù)防0以上，常溫以下的設(shè)備或管道外面凝露者。8. 與保冷設(shè)備或管道相關(guān)聯(lián)的儀表及管道。9. 制冷系統(tǒng)中冷管道，冷設(shè)備及其附件。10. 生產(chǎn)過程中不需要保溫的設(shè)備、管道及其附件，其表面溫度高于60并要求操作維修人員經(jīng)常在無法采用其他措施以防止?fàn)C傷時(shí)，需要防燙傷措施絕熱。11. 用絕熱提高耐火等級(jí)的情況需滿足石油化工企業(yè)防火設(shè)計(jì)規(guī)定GB50/60的規(guī)定。3.2 絕熱設(shè)計(jì)3.2.1 計(jì)算原則絕熱層厚度計(jì)算原則如下：1.除平面外，管道或設(shè)備的直徑大于1020mm，絕熱層厚度應(yīng)按照平面計(jì)算；不大于1020mm時(shí)要根據(jù)圓筒面積計(jì)

27、算。2.保溫設(shè)計(jì)應(yīng)依照技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和工藝要求選擇保溫計(jì)算公式，若無特殊要求工藝時(shí)減少絕熱結(jié)構(gòu)的散熱損失，保溫厚度應(yīng)使用“經(jīng)濟(jì)厚度”。如果經(jīng)濟(jì)厚度較薄使得散熱量比最大允許散熱量高，這種情況下要使用最大允許熱量損失標(biāo)準(zhǔn)下的厚度，以防人員燙傷，其保溫厚度應(yīng)用表面溫度計(jì)算且要求外表面溫度不大于60。3.2.2 絕熱計(jì)算因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)中各個(gè)管道的溫度較高，因此需要進(jìn)行防燙傷絕熱，故此次設(shè)計(jì)采用防燙傷絕熱層計(jì)算方法計(jì)算。設(shè)計(jì)中的管道的保溫材料統(tǒng)一使用水泥蛭石。絕熱層厚度可由已知表面溫度，利用下列公式計(jì)算： 式中：保溫層外徑保溫層內(nèi)徑 絕熱層在平均溫度下的導(dǎo)熱系數(shù) 載熱介質(zhì)的溫度 絕熱層外表溫度 環(huán)境溫度 絕

28、熱層表面總散熱系數(shù) 絕熱層表面散熱系數(shù) 周圍環(huán)境年平均風(fēng)速 由已知條件知：年平均風(fēng)速；年平均溫度保溫管路絕熱層表面溫度計(jì)算公式如下表所示：表3-1介質(zhì)溫度范圍（）無風(fēng)時(shí)絕緣層表面溫度（）有風(fēng)時(shí)絕緣層表面溫度（）燃油管道煙道排煙管道各根管道的保溫計(jì)算: L2 溫度：100 公稱直徑DN=250mm 材料：20鋼則載熱介質(zhì)溫度絕熱層表面總散熱系數(shù)絕熱層外表面溫度求得絕熱層平均溫度已知水泥蛭石導(dǎo)熱方程式： 因此平均溫度下的絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)為： 所以 查、公稱直徑與的關(guān)系圖得L2的絕熱層厚度 取 L3溫度：160 公稱直徑DN=250mm 材料：20鋼則載熱介質(zhì)溫度絕熱層表面總散熱系數(shù)絕熱層外表面溫度求

29、得絕熱層平均溫度已知水泥蛭石導(dǎo)熱方程式： 因此平均溫度下的絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)為： 所以 查、公稱直徑與的關(guān)系圖得L2的絕熱層厚度 取 L4溫度：230 公稱直徑DN=300mm 材料：20鋼則載熱介質(zhì)溫度絕熱層表面總散熱系數(shù)絕熱層外表面溫度求得絕熱層平均溫度已知水泥蛭石導(dǎo)熱方程式： 因此平均溫度下的絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)為： 所以 查、公稱直徑與的關(guān)系圖得L2的絕熱層厚度 取 L5溫度：380 公稱直徑DN=300mm 材料：則載熱介質(zhì)溫度絕熱層表面總散熱系數(shù)絕熱層外表面溫度求得絕熱層平均溫度已知水泥蛭石導(dǎo)熱方程式： 因此平均溫度下的絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)為： 所以 查、公稱直徑與的關(guān)系圖得L2的絕熱層厚度 取

30、L6溫度：510 公稱直徑DN=300mm 材料：則載熱介質(zhì)溫度絕熱層表面總散熱系數(shù)絕熱層外表面溫度求得絕熱層平均溫度已知水泥蛭石導(dǎo)熱方程式： 因此平均溫度下的絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)為： 所以 查、公稱直徑與的關(guān)系圖得L2的絕熱層厚度 取 L7溫度：380 公稱直徑DN=300mm 材料：則載熱介質(zhì)溫度絕熱層表面總散熱系數(shù)絕熱層外表面溫度求得絕熱層平均溫度已知水泥蛭石導(dǎo)熱方程式： 因此平均溫度下的絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)為： 所以 查、公稱直徑與的關(guān)系圖得L2的絕熱層厚度 取 L8溫度：300 公稱直徑DN=300mm 材料：則載熱介質(zhì)溫度絕熱層表面總散熱系數(shù)絕熱層外表面溫度求得絕熱層平均溫度已知水泥蛭石導(dǎo)熱方

31、程式： 因此平均溫度下的絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)為： 所以 查、公稱直徑與的關(guān)系圖得L2的絕熱層厚度 取 L9溫度：230 公稱直徑DN=300mm 材料：20鋼則載熱介質(zhì)溫度絕熱層表面總散熱系數(shù)絕熱層外表面溫度求得絕熱層平均溫度已知水泥蛭石導(dǎo)熱方程式： 因此平均溫度下的絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)為： 所以 查、公稱直徑與的關(guān)系圖得L2的絕熱層厚度 取 L10溫度：180 公稱直徑DN=250mm 材料：20鋼 則載熱介質(zhì)溫度絕熱層表面總散熱系數(shù)絕熱層外表面溫度求得絕熱層平均溫度已知水泥蛭石導(dǎo)熱方程式： 因此平均溫度下的絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)為： 所以 查、公稱直徑與的關(guān)系圖得L2的絕熱層厚度 取 L11溫度：145 公稱

32、直徑DN=250mm 材料：20鋼 則載熱介質(zhì)溫度絕熱層表面總散熱系數(shù)絕熱層外表面溫度求得絕熱層平均溫度已知水泥蛭石導(dǎo)熱方程式： 因此平均溫度下的絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)為： 所以 查、公稱直徑與的關(guān)系圖得L2的絕熱層厚度 取 L12 溫度：100 公稱直徑DN=250mm 材料：20鋼則載熱介質(zhì)溫度絕熱層表面總散熱系數(shù)絕熱層外表面溫度求得絕熱層平均溫度已知水泥蛭石導(dǎo)熱方程式： 因此平均溫度下的絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)為： 所以 查、公稱直徑與的關(guān)系圖得L2的絕熱層厚度 取 L13 溫度：55 公稱直徑DN=250mm 材料：20鋼則載熱介質(zhì)溫度 故L13可不需保溫。4.管道的腐蝕與防腐眾所周知，在壓力管道的設(shè)計(jì)

33、安裝過程中，管道的腐蝕是一個(gè)非常復(fù)雜且必須要慎重面對(duì)的問題。由于工作環(huán)境，自然環(huán)境，以及一些人為因素或者一些不可控的生物因素，使得管道的腐蝕是不可避免的。因此，我們有必要簡單介紹一下管道腐蝕的一些基本常識(shí)與預(yù)防措施，能夠在今后的操作與工程實(shí)踐中加以慎重對(duì)待。4.1腐蝕概述管道腐蝕的定義是指：輸送流體或者非流體介質(zhì)的壓力管道由于化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)反應(yīng)，物理反應(yīng)或者其他因素而導(dǎo)致壓力管道的老化腐蝕。按照管材性質(zhì)來分類，可以分為金屬腐蝕和非金屬腐蝕。而延緩和預(yù)防壓力管道的腐蝕，提高壓力管道的使用安全性，是管道養(yǎng)護(hù)的重要環(huán)節(jié)。而這也是工程操作中十分強(qiáng)調(diào)的。4.1.1腐蝕的因素影響管道腐蝕的因素主要有以下

34、幾點(diǎn)：1溫度因素：相對(duì)于常溫工作情況下，增高溫度將會(huì)使分子運(yùn)動(dòng)速率加強(qiáng)，從而影響了腐蝕的進(jìn)行速度。2電位差因素：在同一種工作環(huán)境中的兩種金屬，高電位金屬易于腐蝕，低電位金屬不易被腐蝕。3雜質(zhì)因素：當(dāng)金屬管道中摻有雜質(zhì)，雜質(zhì)往往處于低電位，從而使管道產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，加快了管道腐蝕的速率。管道材料純度較高，表面清潔、無表面膜都會(huì)是管道的腐蝕速率大大降低。因此，雜質(zhì)對(duì)腐蝕的發(fā)生和發(fā)展有很大影響。4輻射因素：當(dāng)壓力管道長時(shí)間處于輻射狀態(tài)之下，其腐蝕的發(fā)生與發(fā)展將會(huì)大大加快，對(duì)工作管道產(chǎn)生不利影響。5磨損和碰撞因素：即便是非常輕微的磨損和碰撞也會(huì)破壞管道表面的保護(hù)膜，新鮮金屬暴露在外界環(huán)境下，遭受各種環(huán)

35、境因素的影響，使其腐蝕速率大大加快。6應(yīng)力作用因素：一般情況下，金屬在應(yīng)力作用下，相對(duì)于不受應(yīng)力作用的金屬，其腐蝕情況發(fā)生的較早，速率也較快，特別是所承受的負(fù)荷接近或超過屈服極限時(shí)。7其他因素：工藝過程、工藝條件、環(huán)境因素、生物因素、人為因素等其他人為不可抗拒的因素都會(huì)對(duì)腐蝕都會(huì)產(chǎn)生極大影響。4.1.2腐蝕的主要形式壓力管道腐蝕的主要形式：1.全面腐蝕。全面腐蝕也叫作均勻腐蝕。是指在壓力管道較大面積上發(fā)生了程度相同，性質(zhì)相似的腐蝕。當(dāng)管道遭受到全面腐蝕后，其管壁會(huì)不斷變薄，最終引起管道破壞，從而埋下了安全事故的隱患。2局部腐蝕：是指是指在壓力管道局部面積上發(fā)生了程度相同，性質(zhì)相似的腐蝕?？煞譃?/p>

36、點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、焊接接頭腐蝕、冷凝腐蝕、涂層破損處的大氣腐蝕等。2.1點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕又叫做孔蝕。是指范圍集中在管道表面上、個(gè)別深度較大的小點(diǎn)中的腐蝕。蝕孔的位置有時(shí)相互獨(dú)立，有時(shí)非常密集。2.2縫隙腐蝕。是指在管道縫隙處所發(fā)生的腐蝕。這往往是由于管道輸送電解物質(zhì)而發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。2.3焊接接頭腐蝕。是指在發(fā)生在管道焊接接頭處的腐蝕，通常發(fā)生于不銹鋼管道。分為選擇性腐蝕、熱影響區(qū)腐蝕、晶間腐蝕等。2.4冷凝腐蝕。對(duì)于輸送含有水蒸氣的熱腐蝕性氣體的壓力管道。當(dāng)工作溫度下降后，熱腐蝕性氣體將會(huì)發(fā)生冷凝現(xiàn)象，從而造成冷凝腐蝕。2.5涂層破損處的大氣腐蝕。由于熱壓力管道的防腐涂層破損，導(dǎo)致新鮮管材裸露在大

37、氣環(huán)境下，發(fā)生氧化腐蝕。由于化工區(qū)的大氣往往具有腐蝕性，因此會(huì)比自然條件下的大氣腐蝕性強(qiáng)得多。4.2防腐措施因?yàn)閴毫艿栏g會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸、操作成本大幅度的上升，甚至發(fā)生安全事故。所以如何進(jìn)行壓力管道的防腐、保養(yǎng)是工程作業(yè)中的重要課題。其目的主要是延長管道使用壽命，由于各個(gè)管道類型、鋪設(shè)的方式不同，導(dǎo)致管道防腐措施也是不同的。主要有以下方法。1.合理選材防腐。應(yīng)該時(shí)刻考慮管道的工作環(huán)境，腐蝕因素，選擇適宜的管材。2.電極防腐。通常使用保護(hù)陰極法，將管道本身變?yōu)殛帢O或者使用犧牲陽極法，將更加活更易被腐蝕的金屬作為陽極。兩者形成原電池結(jié)構(gòu)，以達(dá)到保護(hù)管道的作用。3.防腐涂層防腐。將壓力管道表面添加防腐

38、涂層，隔絕管材與外界環(huán)境的接觸，從而達(dá)到保護(hù)管道的作用。4.緩蝕劑防腐。緩蝕劑是一種用來減緩材料腐蝕的專用添加劑，用量少、效果明顯。在管材中添加適宜的緩釋防腐劑，降低管材的腐蝕速率。由于緩蝕劑的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得其成為了當(dāng)今防腐領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象?？偠灾?，防腐措施應(yīng)該以“經(jīng)濟(jì)”、“適宜”為原則，不能盲目的追求 “最優(yōu)”和“最省。附表一 變換工段管道安裝一覽表管道代號(hào)管道尺寸公稱直徑公稱壓力溫度保溫材料保溫層厚度L1219×6×16292L2219×6/273×8×2523412L3273×8×15139L4L5L6L7L8L9

39、L10L11L12L13L14附表二 變換工段管道附件安裝一覽表管道型號(hào)閥門型號(hào)法蘭型號(hào)密封面形式90°彎頭L1J41H-40MF200 1.6/24-62/GB9115.17-88凸面305L2J41H-40MF250 1.6/26-70/GB9115.17-88凸面381L3J41H-40MF250 1.6/26-70/GB9115.17-88凸面381L4J42H-25MF300 1.6/28-78/GB9115.17-88凸面457L5J42H-25MF300 1.6/28-78/GB9115.17-88凸面457L6Z41Y-16CMF300 1.6/28-78/GB911

40、5.17-88凸面457L7J42H-25MF300 1.6/28-78/GB9115.17-88凸面457L8J42H-25MF300 1.6/28-78/GB9115.17-88凸面457L9J41H-40MF250 1.6/28-78/GB9115.17-88凹面381L10J41H-40MF250 1.6/28-78/GB9115.17-88凹面 381L11J41H-40MF250 1.6/28-78/GB9115.17-88凹面 381L12J41H-40MF250 1.6/26-70/GB9115.17-88凹面 381L13J41H-40MF250 1.6/26-70/GB91

41、15.17-88凹面 381L14J41H-40MF250 1.6/26-70/GB9115.17-88凹面 381L15J41H-40MF100 1.6/22-52/GB9115.17-88凹面 153L23J41H-40MF250 1.6/26-70/GB9115.17-88凹面 381L24J41H-40MF125 1.6/22-55/GB9115.17-88凹面 190L25J41H-40MF125 1.6/22-55/GB9115.17-88凹面 190附表三 變換工段管道材料安裝一覽表管道代號(hào)管道尺寸（mm）管道材料90°彎頭彎頭個(gè)數(shù)L2219×6/273×8×25412Q245381 5L3278×3×12649Q2453813L4325×8×12584Q2454573L5325×8×193