選用輸送管路并布置

1、回顧與告知

項目一將原料丙烯酸（AA）從罐區(qū)原料槽自動控制1841.36kg/h的流量輸送到預(yù)熱器。

任務(wù)1）能夠根據(jù)流體輸送任務(wù)選用管材與管子；2）能夠選用適宜的管件；3）能夠合理布置管路。選用輸送管路并布置(Determiningandarrangingtube)

一、化工管路的基本構(gòu)成1化工管材非金屬管化工管材有色金屬管鋼管水煤氣管無縫鋼管鑄鐵管2常用管件用以改變管徑：異徑管、內(nèi)外螺紋接頭等管件種類及用途用以連接支管：三通、四通等用以改變流向：彎頭用以堵截管路：管帽、絲堵（堵頭）、盲板等用以堵塞管路：絲堵、盲板等3常用閥門

球閥常用閥門止回閥閘閥截止閥旋塞隔膜閥此外，在生產(chǎn)過程中還有蝶閥、減壓閥、安全閥、疏水閥等，它們各有自己的特殊構(gòu)造與作用。蝶閥4化工管路的連接方式（1)法蘭連接管路的連接包括管子與管子、管子與各種管件、閥門以及設(shè)備接口處的連接。目前，工程上常用的是以下幾種連接方式：

法蘭連接是工程上最常用的一種連接方式。法蘭與鋼管通過螺紋或焊接在一起，鑄鐵管的法蘭則與管身鑄為一體。法蘭與法蘭之間裝上密封墊片。比較常用的墊片材料有石棉板、橡膠或軟金屬片等。

法蘭連接的優(yōu)點是拆裝方便，密封可靠，適用的溫度、壓力、管徑范圍大。缺點是價格稍高。螺紋連接是借助于一個帶有螺紋的“活管接”將兩根管路連接起來的一種連接方式。主要用于管徑較?。?lt;65mm）、壓力也不大（<10MPa）的有縫鋼管（水煤氣管）。螺紋連接是先在管的連接端絞出外螺紋絲口，然后用管件“活管接”將其連接，如圖所示。為了保證連接處的密封，通常在螺紋連接處纏以涂有油漆的麻絲、聚四氟乙烯薄膜（俗稱生料帶）等。

(2)螺紋連接

螺紋連接的優(yōu)點是拆裝方便，密封性能比較好，缺點是可靠性沒有法蘭連接好。

(3)承插連接

承插連接適用于鑄鐵管、陶瓷管和水泥管。它是將管子的小端插在另一根管子大端的插套內(nèi)，然后在連接處的環(huán)隙內(nèi)填入麻繩、水泥或瀝青等起密封作用的物質(zhì)。承插連接方式的優(yōu)點是安裝比較方便，允許兩個管段的中心線有少許偏差。缺點是難以拆卸，耐壓不高，主要用于埋在地下的給、排水管道中。

(4)焊接

焊接是比上述方法都更為經(jīng)濟、方便，而且更嚴密的一種連接方式。煤氣管和各種壓力管路（蒸汽、壓縮空氣、真空）以及輸送物料的管路都應(yīng)當盡量采用焊接。但是它只能用在不需拆卸的場合。為了檢修的方便，絕不能把全部管路都采用焊接。

另外，在實驗室和化工廠中，在壓力不是很高的情況下，有的地方還可以用軟連接，即用塑料等材料制成的軟管將兩金屬硬管連接。連接處用包箍密封。5化工管路布置的一般原則(1)便于安裝、檢修、操作和節(jié)省基建費用等考慮

①除了下水道、上水總管和煤氣管外，管路鋪設(shè)就盡可能采用明線；②并列管路上的管件和閥門就互相錯開；③車間內(nèi)的管路就盡可能沿廠房墻壁安裝，管與管之間和管與墻壁之間和距離以能容納活動接頭或法蘭，以及便于檢修為宜；④管路的傾斜度通常為3/1000~5/1000，對含有固體結(jié)晶或顆粒較大的物料管就大于或等于1/100；⑤為了便于區(qū)別各種類型的管路，通常應(yīng)在管路的保護層或保溫層表面涂以顏色。

①所有管路，特別是輸送腐蝕性介質(zhì)的管路，在穿越通道時，不得裝設(shè)各種管件、閥門以及可拆卸連接，以防止因滴漏而造成對人體的傷害；②管路離地面的高度以便于檢修為準，但通過人行橫道時，最低點距地面不小于2m，通過公路時不得小于4.5m，與鐵路路軌凈距離不得小于6m；③管路的跨距（兩支座間的距離）應(yīng)按照一定的規(guī)定；④輸送腐蝕性介質(zhì)的管路與其它管路并列時，應(yīng)保持一定距離，而且其位置應(yīng)略低一些，或采用三角支架，這樣可避免發(fā)生滴漏時影響其它管路；⑤輸送易燃易爆（如醇類烴類流體等）物料時，由于在物料流動時常有靜力產(chǎn)生而使管路成為帶電體，為了防止靜電積聚，必須將管路可靠接地；⑥隨著季節(jié)的變化、以及管道中介質(zhì)溫度的影響，管路的工作溫度往往與安裝時的溫度相差較大，由于熱脹冷縮的作用，管子的長度亦相應(yīng)地要發(fā)生變化。

(2)保證操作與人身安全

①各種管路應(yīng)集中鋪設(shè)，這樣可以共同利用管架；鋪設(shè)時要盡量走直線，少拐彎，少交叉，而且力求整齊美觀。②熱的管路應(yīng)避開冷的管子，特別是冷凍鹽水的管路；襯橡膠管或聚氯乙烯塑料管應(yīng)避開熱的管路；如果這些管路裝在同一支架上，應(yīng)將熱的管路裝在最上面；③管路安裝完畢后，應(yīng)按規(guī)定進行強度和嚴密性試驗；未經(jīng)試驗合格，在焊接及其它連接處不得涂漆和保溫；管路在第一次使用前須用壓縮空氣或惰性氣體進行吹掃。

(3)盡量降低基建費用和操作費用化工常用管子類型及適用場合1、鋼管——有縫鋼管:輸送壓力較低的水、暖氣、壓縮空氣等；無縫鋼管:用來輸送壓強較高、溫度較高的物料輸送2、鑄鐵管——通常用作于埋在地下的給水總管、煤氣管和污水管，也可以用來輸送堿液和濃硫酸等腐蝕性介質(zhì)3、有色金屬管——做某些特殊性能的換熱器，也可以作為機械設(shè)備的潤滑或油壓系統(tǒng)以及某些儀表管路等4、非金屬管——用作下水道管材或輸送腐蝕性流體確定管材（根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)）結(jié)論：采用無縫鋼管理由：①丙烯酸的性質(zhì)：丙烯酸是具有刺激性、酸性較強，有腐蝕性，易聚合的不飽和單體。與氧化劑能發(fā)生強烈反應(yīng)，遇熱、光、水分，過氧化物及鐵質(zhì)易自聚而引起爆炸，遇高熱可發(fā)生聚合反應(yīng)放出熱量，引起容器的破裂和爆炸事故。②無縫鋼管的優(yōu)點：無縫鋼管質(zhì)地均勻，強度高，廣泛應(yīng)用于壓強較高，溫度較高的物料輸送。③無縫鋼管的一些物性數(shù)據(jù)齊全，能為后面的計算提供有利條件。選管初估管徑根據(jù)管子規(guī)格選管1、確定計算公式：2、確定流速：3、計算管徑：1.5~3m/s1841.36kg/h？1.流速、流量2.連續(xù)性方程一、流量與流速

體積流量質(zhì)量流量Gs、Gh：單位kg/s或kg/h。Vs、Vh：單位m3/s或m3/h。體積流速u：單位m/s質(zhì)量流速w：單位kg/(m2

?s)穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動連續(xù)流動：流體質(zhì)點在所取截面上不間斷，完全充滿整個空間的流動。穩(wěn)定流動（定態(tài)流動）：指流動系統(tǒng)中各物理量的大小僅隨位置變化、不隨時間變化的系統(tǒng)。不穩(wěn)定流動（非定態(tài)流動）：流動系統(tǒng)中各物理量的大小不僅位置變化、且隨時間變化的系統(tǒng)。著重討論穩(wěn)態(tài)流動問題。二、連續(xù)性方程式輸入質(zhì)量流量=輸出質(zhì)量流量Gs1=

Gs2

1122u1S1ρ1=u2S2ρ2=…=uSρ=常數(shù)連續(xù)性方程式對于不可壓縮的流體，即:ρ＝常數(shù)，可得到u1S1=u2S2=…=uS=常數(shù)u1S1=u2S2對于在圓管內(nèi)作穩(wěn)態(tài)流動的不可壓縮流體：式中d1及d2分別為管道上截面1和截面2處的管內(nèi)徑。上式說明不可壓縮流體在管道中的流速與管道內(nèi)徑的平方成反比。在分支管路中，還需要依據(jù)物料衡算進行，即：流體流動的連續(xù)性方程式僅適用于穩(wěn)定流動時的連續(xù)性流體。1、討論：（2）系統(tǒng)截面一定要具有連續(xù)性，而內(nèi)部連不連續(xù)、發(fā)生什么過程可以不管；（1）適用范圍：

（3）分支管路的連續(xù)性方程式即

2、連續(xù)性方程的應(yīng)用－選用管徑初估管徑流量Vs一般由生產(chǎn)任務(wù)決定。對于圓形管道

：

流速選擇：u↑流動阻力↑→動力消耗↑→操作費↑均衡考慮→d↓→

設(shè)備費用↓表1-12某些流體在管路中的常用流速范圍流體的類別及情況流速范圍m/s流體的類別及情況流速范圍m/s自來水（300kpa左右）1-1.5高壓空氣15-25水及低粘度流體（100-1000kpa）1.5-3一般氣體（常壓）10-20高粘度流體0.5-1鼓風機吸入管10-15工業(yè)供水（800kpa以下）1.5-3鼓風機排出管15-20鍋爐供水（800kpa以下）>3離心泵吸入管（水一類液體）1.5-2飽和蒸汽20-40離心泵排出管（水一類液體）2.5-3過熱蒸汽30-50往復(fù)泵吸入管（水一類液體）0.75-1蛇管或螺旋管的冷卻水低壓空氣<1往復(fù)泵排出管（水一類液體）1-2低壓空氣12-15真空操作下的氣體<10通常表示方法有兩種：公稱直徑（英寸）DN鑄鐵管，水煤氣管規(guī)格常用公稱直徑或英寸表示。鑄鐵管公稱直徑表示內(nèi)徑，如DN100；水煤氣管公稱直徑（或為?英寸）既不表示內(nèi)徑，也不表示外徑φ外徑×壁厚內(nèi)徑=外徑－2×壁厚管子規(guī)格注意：如不加說明，單位都認為mm。管路選用與布置情況：相關(guān)設(shè)備閥門圖例截止閥閘閥止回閥節(jié)流閥三通閥角閥球閥安全閥氣動閥Ｓ電磁閥Ｍ電機操作汽缸操作管路選用與布置情況：*丙烯酸原料罐上方要有放空管；*閥門、彎頭等管件的個數(shù)與種類；*預(yù)熱器上方要有壓力表、安全閥。放空管：1個；轉(zhuǎn)子流量計：1個；閘閥：1個；球閥：1個；截止閥：3個；壓力表：2個；溫度表：1個；標準彎頭：1個；標準三通管：4個任務(wù)整改

完善修改任務(wù)單，知識點總結(jié)。

布置任務(wù)

完成項目引領(lǐng)任務(wù)單1-4選用輸送機械的類型項目液體輸送機械類型特點適用情況選用輸送機械類型動力式啟動方法，流量調(diào)節(jié)方法多樣，維修簡便流量均勻并具有恒定性范圍可大可小適合場合多樣，流量壓大，相應(yīng)范圍大黏度不太高容積式（正