- 化工單元操作·上
- 劉郁 張傳 梅饒珍
- 9606字
- 2020-04-10 19:25:57
任務1 認識流體輸送管路
流體從某一位置輸送至儲罐、反應器、換熱器或其他位置,需要借助管路輸送。在本任務中將學習管路的基本組成,了解管路的材質與應用范圍、閥門的種類與應用、管路的連接所用的管件、連接的方法、管路上的附件(流量計、壓力表等)以及管路布置的原則。
子任務1 認識管路的構成
通過本任務的學習,我們將認識生產過程中流體輸送管路的基本組成,包括管子、管件、動量輸送設備、閥門、流量計、壓力表以及保溫材料等。
知識儲備
管路是由管子、管件、閥門和流量計等按一定的排列方式構成的,也包括一些附屬于管路的管架、管卡、管撐、防腐材料以及保溫裝置等輔件。由于生產中輸送的流體是各種各樣的,輸送條件與輸送量也各不相同,因此,管路也必然是各不相同的。
1.管子
管子是管路的主體。由于生產系統中的物料和所處工藝條件各不相同,所以用于連接設備和輸送物料的管子除需滿足強度和流量的要求外,有的還必須滿足耐溫、耐壓、耐腐蝕以及導熱等性能的要求。應根據所輸送物料的性質(如腐蝕性、易燃性、易爆性等)和操作條件(如溫度、壓力等)來選擇合適的管材。
2.管件
管件是用來連接管子以達到延長管路、改變管路方向或直徑、分支、合流或封閉管路的附件的總稱,主要是為了滿足工藝生產和安裝檢修等需要。常用管件如圖1-2所示。其用途有如下幾種。

圖1-2 常用管件
①用以改變流向。90°彎頭、45°彎頭、180°回彎頭等。
②用以堵截管路。管帽、絲堵(堵頭)、盲板等。
③用以連接支管。三通、四通。有時三通也用來改變流向,多余的一個通道接頭用管帽或盲板封上,在需要時打開再連接一條支管。
④用以改變管徑。異徑管、內外螺紋接頭(補芯)等。
⑤用以延長管路。管箍(束節)、螺紋短節、活接頭、法蘭等。法蘭多用于焊接連接管路,而活接頭多用于螺紋連接管路。在閉合管路上必須設置活接頭或法蘭,尤其是在需要經常維修或更換的設備、閥門附近必須設置,因為它們可以就地拆開、就地連接。
3.動量輸送設備
動量輸送設備給輸送的流體(水)提供動量、提高流速等,包括各種類型的泵,在今后的學習中,本書將進一步介紹各種類型的輸送設備。
4.閥門
閥門可調節管路中流體的流量或滿足其他工藝設計的要求。
5.保溫裝置
流體在輸送冷、熱介質時,要考慮熱量或冷量的流失,因此在管路上要增加保溫介質,以保證工藝過程中的相關要求。
技能訓練1-1
液體(水)從地面送到較高位置的儲槽(高位槽),液體輸送流程如圖1-3所示。

圖1-3 流體輸送過程工藝流程
1—球閥;2—高位槽;3—轉子流量計;4—電動閥;5,6—壓力表;7—水槽;8—截止閥;9—離心泵
如圖1-3所示,液體(水)從低位送到高位,管路的組成如下。
①管路:主要包括直管。
②附件:閥門、壓力表、流量計等。
③動量輸送設備:離心泵(具體的安裝方法與操作將在后續課程中研究)等。
操作:高位槽在輸入液體之前,首先要打開放空閥門(保證槽內外壓強相等,這樣才能使得液體輸入到槽內,否則不能輸入液體),為了控制液體輸入時間,可以在管路上安裝流量計(控制液體的輸入速度,原理以后將詳細介紹)。
技能訓練1-2
在圖1-3中要改變管路的流動方向,在A位置上安裝一個90°的彎頭即可。在B、C位置上,應該選用什么樣的管件?
子任務2 選擇管路材料
設計或選用管路材料時,要根據流體的基本性質、腐蝕性、溫度、壓力(超高壓、高壓、常壓以及減壓等)、工藝安裝要求(冷卻、保溫以及加熱等)等許多因素考慮。
例如在輸送水、稀鹽酸時,要考慮水為一般流體,無毒、無腐蝕性,因此一般的材質管路都能適合輸送水,但是鹽酸為腐蝕性流體,因此管路材料應為耐腐蝕的鉛、塑料或者玻璃等。
知識儲備
管子按使用的材料來進行分類,可分為金屬管、非金屬管和復合管,其中金屬管占絕大部分。復合管指的是金屬與非金屬兩種材料組成的管子。常見的化工管材及適用輸送流體的種類見表1-1。
表1-1 常見的化工管材及適用輸送流體的種類


技能訓練1-3
(1)在圖1-3中,如果把輸送的物質由水改變成稀鹽酸、高壓蒸汽、熱空氣,管路的材質應如何選擇。
參考:如表1-1所示,①有縫鋼管可輸送水、蒸汽(低壓);②無縫鋼管可以輸送高壓蒸汽、熱空氣;③玻璃管或者是塑料管可以輸送稀鹽酸。
(2)如果高位槽由1個變成2個,該選擇什么樣的管件?
參考:可以采用多種管件來實現。例如可以采用一個三通來實現,一根主管可以分成兩個支路。
子任務3 選擇化工管路中的閥門
本任務中,我們將了解與認識閥門的作用、類型、結構與適用的場合。閥門是流體輸送系統中具有截止、調節、導流、防止逆流、穩壓、分流或溢流泄壓等功能的附件。常用的閥門包括:截止閥、閘閥、球閥、止逆閥、安全閥以及調節閥等,通過對各種閥門的類型、結構的認識,可以根據生產工藝條件的要求,選擇合適的閥門。
學習通過閥門可以調節流量、系統壓力及流動方向,從而確保工藝條件的實現與安全生產。
閥門的作用:
①啟閉作用——切斷或連通管路中的流體流動;
②調節作用——調節管路內流體的流速、流量;
③節流作用——流體流過閥門后,產生很大壓力降。
知識儲備
一、閥門
根據在管路的作用不同,閥門可分為截止閥(又稱切斷閥)、節流閥、止回閥、安全閥等;根據結構形式,閥門可分為閘閥、旋塞閥(常稱考克)、球閥、蝶閥、隔膜閥、襯里閥等。此外,根據制作閥門的材料,又分為不銹鋼閥、鑄鋼閥、鑄鐵閥、塑料閥、陶瓷閥等。化工生產中常用的閥門主要有閘閥、截止閥、止回閥、球閥、減壓閥、旋塞閥和隔膜閥以及控制閥等。
1.閘閥
閘閥主要部件為閘板,通過閘板的升降以啟閉管路。這種閥門流體阻力小,適用的壓力、溫度范圍大,介質流動方向不受限制,密封性能良好。手動閘閥如圖1-4所示。閘閥多用于大直徑管路上,作啟閉閥,在小直徑管路中也有用作調節閥的。閘閥不宜用于含有固體顆粒或物料易于沉積的流體,以免引起密封面的磨損和影響閘板的閉合。閘閥可分為:平行式閘閥、楔式閘閥、升降式閘閥、旋轉桿式閘閥、快速啟閉閘閥、縮口閘閥、平板閘閥等。

圖1-4 手動閘閥結構示意圖與外形圖
2.截止閥
截止閥主要部件為閥盤與閥座,流體自下而上通過閥座,其構造比較復雜,流體阻力較大,但密閉性與調節性能較好,如圖1-5所示。截止閥不宜用于黏度大且含有易沉淀顆粒的介質。截止閥開閉過程中密封面之間摩擦力小,比較耐用,開啟高度不大,制造容易,維修方便,不僅適用于中低壓管路,而且適用于高壓管路。

圖1-5 截止閥結構示意圖與外形圖
3.止回閥
止回閥又稱止逆閥或叫單向閥,如圖1-6所示。止回閥安裝在管路中使流體只能向一個方向流動,不允許反向流動。它是一種自動關閉閥門,在閥體內有一個閥瓣或搖板。當介質順流時流體將閥瓣自動頂開;當流體倒流時,流體(或彈簧力)自動將閥瓣關閉。按止回閥結構的不同,止回閥分為升降式和旋啟式兩類。升降式止回閥瓣是垂直于閥體通道升降運動的,一般用于水平或垂直管道上;旋啟式止回閥的閥瓣常稱為搖板,搖板一側與軸連接,搖板可繞軸旋轉,旋啟式止回閥一般安裝在水平管道上,小口徑的也可以安裝于垂直的管道上,但要注意流量不宜太大。止回閥一般適用于清潔介質的管路中,含有固體顆粒和黏度較大的介質管路中不宜采用。升降式的止回閥封閉性能比旋啟式的好,但旋啟式的止回閥流體阻力比升降式的小。一般情況下旋啟式止回閥適用于大口徑的管路中。安裝時要注意流體流動的方向。

圖1-6 止回閥結構示意圖與外形圖
4.球閥
球閥閥芯呈球狀,中間為一與管內徑相近的連通孔,結構比閘閥和截止閥簡單,啟閉迅速,操作方便,體積小,重量輕,零部件少,流體阻力小,全通徑的球閥基本沒有流體阻力,如圖1-7所示。球閥適用于低溫高壓及黏度大的介質,但不宜用于調節流量。

圖1-7 球閥結構示意圖與外形圖
5.旋塞閥
旋塞閥是使用最早的一種閥門,結構簡單,開關迅速,流體阻力小。其主要部分為一可轉動的圓錐形旋塞,中間有孔,當旋塞旋轉至90°時,流動通道即全部封閉,需要較大的轉動力矩,如圖1-8所示。旋塞閥在溫度變化大時容易卡死,且不能用于高壓。

圖1-8 旋塞閥結構示意圖與外形圖
6.安全閥
為確保化工生產的安全,在有壓力的管路系統中,常設有安全裝置,即選用一定厚度的金屬薄片,像插入盲板一樣裝在管路的端部或三通接口上。當管路內壓力升高時,薄片被沖破從而達到泄壓目的。爆破板一般用于低壓、大口徑的管路中,但在大多數化工管路中則用安全閥。安全閥的種類很多,大致可分為兩大類,即彈簧式和杠桿式。彈簧式安全閥如圖1-9所示,主要依靠彈簧的作用力來達到密封。當管內壓力超過彈簧的彈力時,閥門被介質頂開,管內流體排出,使壓力降低。一旦管內壓力降到低于彈簧彈力時,閥門重新關閉。杠桿式安全閥主要靠杠桿上重錘的作用力達到密封,作用原理同彈簧式。安全閥的選用,是根據工作壓力和工作溫度決定公稱壓力的等級,其口徑大小可參考有關規定計算確定。安全閥的結構型式、閥門的材質均應按介質的性質、工作條件選用。安全閥的起跳壓力、試驗及驗收等均有專門規定,由安全部門定期校驗、鉛封打印,在使用中不得任意調節,以確保安全,主要用在蒸汽鍋爐及承受壓力的設備上。

圖1-9 彈簧式安全閥結構示意圖與外形圖
7.蝶閥
蝶閥又叫翻板閥,是一種結構簡單的調節閥,可用于低壓管道介質,如圖1-10所示。閥門可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品、液態金屬和放射性介質等各種類型流體的流動。在管道上主要起切斷和節流作用。蝶閥啟閉件是一個圓盤形的蝶板,在閥體內繞其自身的軸線旋轉,從而達到啟閉或調節的目的。

圖1-10 蝶閥結構示意圖與外形圖
8.減壓閥
減壓閥是將介質壓力降低到一定數值的自動閥門,如圖1-11所示。一般閥后壓力要小于閥前壓力的50%,它主要靠膜片、彈簧、活塞等零件利用介質的壓差來控制閥瓣與閥座的間隙,達到減壓的目的。減壓閥的種類很多,常見的有活塞式和薄膜式兩種。

圖1-11 減壓閥結構示意圖與外形圖
9.隔膜閥
隔膜閥的結構形式與一般閥門大不相同,是一種新型的閥門。它是一種特殊形式的截斷閥,它的啟閉件是一塊用軟質材料制成的隔膜,隔膜將閥體內腔與閥蓋內腔及驅動部件隔開。隔膜閥現被廣泛用于各個領域。
常見的隔膜閥如圖1-12所示。所示閥門的啟閉是一塊特制的橡膠膜片,膜片夾置在閥體與閥蓋之間,關閉時閥桿下的圓盤把膜片壓緊在閥體上達到密封。這種閥門結構簡單,密封可靠,便于檢修,流體阻力小。適用于輸送酸性介質和帶懸浮物的流體管路中,但一般不宜用于較高壓力或溫度高于60℃的管路,不宜用于輸送有機溶劑和強氧化介質的管路中。

圖1-12 隔膜閥結構示意圖與外形圖
隔膜閥的閥體材料采用鑄鐵、鑄鋼,或鑄造不銹鋼,并襯以各種耐腐蝕或耐磨材料,隔膜材料有橡膠及聚四氟乙烯。襯里的隔膜閥耐腐蝕性能強,適用于強酸、強堿等強腐蝕性介質的調節,但一般不宜用于較高壓力或溫度高于60℃的管路,不宜用于輸送有機溶劑和強氧化介質的管路中。
10.節流閥
節流閥屬于截止閥的一種,如圖1-13所示。其閥頭的形狀為圓錐形或流線形,可以較好地調節流體的流量或進行節流調壓等。該閥制作精度要求較高,密封性能好。主要用于儀表控制或取樣等管路中,但不宜用于黏度大和含固體顆粒介質的管路中。

圖1-13 節流閥
11.襯里閥
為防止介質的腐蝕,有的閥門需要在閥體和閥頭等部位襯以耐腐蝕的材料(鉛、橡膠、搪瓷等),如圖1-14所示。襯里材料應根據介質的性質來選用。為襯里方便,襯里閥門大多制成直角式或直流式。

圖1-14 襯里閥
1—閥桿;2—球(全徑);3—閥體;4—閥蓋;5—球座
12.調節閥
調節閥又名控制閥,是在工業自動化過程控制領域中,通過接受調節控制單元輸出的控制信號,借助動力操作去改變介質流量、壓力、溫度、液位等工藝參數的最終控制元件。調節閥一般由執行機構和閥門組成。如果按行程特點,調節閥可分為直行程和角行程;按其所配執行機構使用的動力,可以分為氣動調節閥、電動調節閥、液動調節閥三種;按其功能和特性分為線性特性、等百分比特性及拋物線特性三種。調節閥適用于空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品等介質。
調節閥的閥體種類很多,常用的閥體種類有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉、蝶形、套筒式、球形等。
①單座調節閥。單座調節閥如圖1-15所示,閥體內有一個閥芯和一個閥座,具有泄漏量小的特點。該閥不平衡力大,允許壓差較雙座閥小,在高壓差、大口徑條件下,最好配上閥門定位器。只要改變閥桿與閥芯的連接位置就可實現氣開或氣閉。

圖1-15 單座調節閥
②雙座調節閥。雙座調節閥如圖1-16所示,是自動化控制系統中儀表的執行單元,以電源電壓作動力,接受來自DCS(Distributed Control System,集散控制系統)、PLC系統(Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)或調節儀表、操作器等輸入的(4~20mA、0~10mA等)電流信號或電壓信號,即可控制運轉。雙座調節閥采用機電一體化結構,具有機內伺服操作和開度信號位置反饋、位置指示、手動操作等功能,功能強、性能可靠、連線簡單、調節精度高,以直行程輸出的推力改變閥門開度位移,達到對流體介質的工藝參數的精確調節控制。

圖1-16 雙座調節閥
③角型調節閥。角型調節閥如圖1-17所示,除閥體為角型外,其他結構均和單座閥相似,其特點決定了它的流路簡單、阻力小,特別有利于高壓降、高黏度、含有懸浮物和顆粒狀物質流體的調節。它可以避免結焦、黏結和堵塞等現象發生,也便于清洗和自凈。

圖1-17 角型調節閥
④三通調節閥。三通調節閥如圖1-18所示,是由直行程電子式電動執行機構和采用圓筒形薄壁窗口型閥芯的三通合流(分流)閥組成,具有結構緊湊、重量輕、動作靈敏、流量特性精確等特點,直接接受調節儀表輸入的(4~20mA DC、0~10mA DC等)控制信號及單相電源即可控制運轉,實現對工藝管路流體介質的自動調節控制,廣泛應用于精確控制氣體、液體、蒸汽等介質的壓力、流量、溫度、液位等參數。

圖1-18 三通調節閥
三通調節閥有三個出入口與管道相連,相當于將兩臺單座調節閥合成一體。
13.疏水閥
疏水閥也叫自動排水器或凝結水排放器,可分為蒸汽系統使用和氣體系統使用,主要包括倒吊桶式、杠桿浮球式、自由浮球式等類型,如圖1-19所示。

圖1-19 疏水閥的結構類型
如圖1-20所示,疏水閥是利用浮力原理開關的,可以自動辨別汽、水,常用于需連續排水、流量較大、需對排出的水進行收集后再利用的場合。其中杠桿浮球疏水閥和倒吊桶式疏水閥結構復雜。自由浮球式疏水閥結構簡單,不漏氣,一般用于管線疏水或設備疏水。

圖1-20 疏水閥結構示意圖與外形圖
在輸送高壓蒸汽的過程中,由于熱量的損失,蒸汽冷凝形成水汽混合物,使得蒸汽在管路中輸送不暢。在管路中安裝疏水器,可以將管路中的冷凝水排除,保證蒸汽的順暢輸送,如圖1-21所示。

圖1-21 疏水閥應用實例
技能訓練1-4
工業化生產過程中采用何種材質的管路和閥門輸送濃硫酸?
溫度、壓力、流速等操作參數,都會影響材料的性能,如圖1-22所示。

圖1-22 硫酸腐蝕碳鋼、高硅碳鋼圖
注:數字表示腐蝕率,單位mm/a。
參考:用氟塑料合金泵、碳鋼(或塑料PPH,一種聚丙烯材料,具有極好的耐化學腐蝕性、耐磨損、耐高溫、抗腐蝕、抗老化和絕緣性好的優質產品)管道,閥門可以用襯四氟的閥門。
二、閥門選用的原則
閥門選用的適宜場合見表1-2。
表1-2 閥門選用的適宜場合


技能訓練1-5
比較閘閥、球閥、止回閥、減壓閥、截止閥及蝶閥的選用原則。
子任務4 布置與安裝化工管路
應根據行業規范、傳熱、流體特性、涂色、標示以及工藝要求,選擇管子與管子、管子與管件等連接方式,以滿足化工生產工藝設計與生產的相關要求。
知識儲備
一、管路的連接方式
管路的連接包括管子與管子、管子與各種管件、閥門及設備接口等處的連接,化學工業生產中比較普遍采用的方式有:承插式連接、螺紋連接、法蘭連接及焊接。
(1)承插式連接 鑄鐵管、耐酸陶瓷管、水泥管常用承插式連接。管子的一頭擴大成鐘形,使一根管子的平頭可以插入。
環隙內通常先填塞麻絲或棉繩,然后塞入水泥、瀝青等膠合劑,如圖1-23所示。它的優點是安裝方便,允許兩管中心線有較大的偏差,缺點是難于拆除,高壓時不可靠。

圖1-23 承插式連接
1—密封填料;2—管尾;3—承插口
(2)螺紋連接 螺紋連接常用于水管、煤氣管。管端有螺紋,可用各種現成的螺紋管件將其連接而構成管路。螺紋連接通常僅用于小直徑的水管、壓縮空氣管路、煤氣管路及低壓蒸汽管路。用以連接直管的管件常用的有管箍和活絡管接頭,如圖1-24和圖1-25所示。

圖1-24 管箍
1—管箍;2—管子

圖1-25 活絡管接頭
1,4—帶內螺紋的管節;2—活套節;3—墊片
(3)法蘭連接 管法蘭及其墊片、緊固件統稱為法蘭接頭。法蘭接頭是工程設計中使用極為普遍、涉及面非常廣泛的一種零部件。它是配管設計、管件閥門必不可少的零件,而且也是設備、設備零部件(如人孔、視鏡液面計等)中必備的構件。法蘭的類型如圖1-26所示。

圖1-26 法蘭的類型
A—板式平焊法蘭;b—帶頸平焊法蘭;c—帶頸對焊法蘭;d—整體法蘭;e—承插焊法蘭;f—螺紋法蘭;g—對焊環松套法蘭;h—平焊環松套法蘭;i—法蘭蓋
法蘭連接是常用的連接方法,如圖1-27所示。它裝拆方便,密封可靠,適用的壓力、溫度與管徑范圍很大。缺點是費用較高。鑄鐵管法蘭是與管身同時鑄成的,鋼管的法蘭可以用螺紋接合,但最方便的還是用焊接法固定。圖1-28表示普通鋼管的搭接式法蘭與對焊法蘭兩種形式。兩法蘭間放置墊圈,起密封作用。墊圈的材料有石棉板、橡膠、軟金屬等,隨介質的溫度壓力而定。如麻繩和浸過油的厚紙板適用于表壓不大于392kPa、溫度不超過120℃的水和無腐蝕的氣體和液體;石棉橡膠板主要適用于450℃以下和4900kPa(表壓)以下的水蒸氣;高壓管道的密封則用金屬墊圈,常用的有鋁、銅、不銹鋼等。

圖1-27 管路的法蘭連接
1—管子;2—法蘭盤;3—螺栓螺母;4—墊片

圖1-28 法蘭與管道的固定
(4)焊接連接 焊接法較上述任何連接法都經濟、方便、嚴密。鋼管、有色金屬管、聚氯乙烯管均可焊接,故焊接連接管路在化工廠中已被廣泛采用,且特別適宜于長管路。但對于經常拆除的管路和對焊縫有腐蝕性的物料管路,以及不允許動火的車間中安裝的管路,不得使用焊接。焊接管路中僅在與閥件連接處要使用法蘭連接。
二、管路的熱補償
管路兩端固定,當溫度變化較大時,就會受到拉伸或壓縮,嚴重時可使管子彎曲、斷裂或接頭松脫。管路的熱補償就是防止管道因溫度升高(或降低)引起熱伸長(或收縮)產生的應力而使管路遭到破壞所采取的措施,主要是利用管道彎曲管段的彈性變形或在管道上設置補償器。一般溫度變化在32℃以上,便要考慮熱補償,但管路轉彎處有自動補償的能力,只要兩固定點間兩臂的長度足夠,便可不用補償器。化工廠中常采用的補償器有凸面補償器和回折管補償器兩種。
(1)凸面補償器 凸面補償器可以用鋼、銅、鋁等韌性金屬薄板制成。圖1-29表示了兩種簡單的形式。管路伸、縮時,凸出部分發生變形而進行補償。此種補償器只適用于低壓的氣體管路(表壓小于196kPa)。

圖1-29 凸面補償器
(2)回折管補償器 回折管補償器的形狀如圖1-30所示。此種補償器制造簡便,補償能力大,在化工廠中應用比較普遍。回折管可以是外表光滑的,如圖1-30(a)所示,也可以是有折皺的,如圖1-30(b)所示。前者用于管徑小于250mm的管路,后者用于管徑大于250mm的管路。回折管路間可以用法蘭或焊接連接。

圖1-30 回折管補償器
三、管路布置與安裝的原則
在管路布置及安裝時,主要必須考慮安裝、檢修、操作的方便和安全,同時必須盡可能減少基建費和操作費,并根據生產的特點、設備的布置、物料特性及建筑物結構等方面進行綜合考慮。管路布置和安裝的一般原則是:
①布置管路時,應對車間所有管路(生產系統管路、輔助系統管路、電纜、照明、儀表管路、采暖通風管路等)全盤規劃,各安其位。
②為了節約基建費用、便于安裝和檢修以及保證操作上的安全,管路鋪設盡可能采取明線(除下水道、上水總管和煤氣總管外)。
③各種管線應成列平行鋪設,便于共用管架;要盡量走直線、少拐彎、少交叉,管件和閥門應盡可能少,以節約管材,使流體阻力減到最低,同時力求做到整齊美觀。管子、管件與閥門應盡量采用標準件,以便于安裝與維修。
④為了便于操作和安裝檢修,并列管路上的管件和閥門位置應錯開安裝。應合理安排管路,使管路與墻壁、柱子或其他管路之間應有適當的距離(以容納活接頭或法蘭等為度),以便于安裝、操作、巡查與檢修。
⑤在車間內,管路應盡可能沿廠房墻壁安裝,管架可以固定在墻上,或沿天花板及平臺安裝。露天的生產裝置、管路可沿掛架或吊架安裝。管與管之間及管與墻壁之間的距離,以能容納活接管或法蘭以及進行檢修為宜。
⑥為了防止滴漏,對于不需拆修的管路連接,通常都用焊接;在需要拆卸的管路中,適當配置一些法蘭和活接管。
⑦管路應集中鋪設,當穿過墻壁時,墻壁上應開預留孔。過墻時,管外最好加套管,套管與管子之間的環隙內應充滿填料,管路穿過樓板時最好也是這樣。如管路最突出的部分距墻壁或柱邊的凈空不小于100mm,距管架支柱也不應小于100mm。兩管路的最突出部分間距凈空:中壓約保持40~60mm,高壓約保持70~90mm。并排管路上安裝手輪操作閥門時,手輪間距約100mm。
⑧管路離地的高度,以便于檢修為準,但通過人行道時,最低離地點不得小于2m;通過公路時,不得小于4.5m;與鐵軌面凈距離不得小于6m;通過工廠主要交通干線時,一般高度為5m。
⑨長管路要有支承,以免彎曲存液及受震動,跨距應按設計規范或計算決定。管路的傾斜度:氣體和易流動的液體為3/1000~5/1000,含固體結晶或粒度較大的物料為1%或大于1%。
⑩一般上下水管及廢水管適宜埋地鋪設,埋地管路的安裝深度,在冬季結冰地區,應在當地冰凍線以下。
輸送有毒或腐蝕性介質的管道,不得在人行道上空設置閥件、法蘭等,以免泄漏時發生事故;輸送易燃易爆介質的管道,一般應設有防火、防爆安全裝置。
輸送易爆、易燃,如醇類、醚類、液體烴類物料,因它們在管路中流動會產生靜電,使管路變為導電體,必須將管路可靠接地,以防止這種靜電積聚。
蒸汽管路上,每隔一定距離,應裝置冷凝水排除器(疏水閥)。
管路的排列應考慮管路互相的影響。管路排列時,通常熱的在上,冷的在下;無腐蝕的在上,有腐蝕的在下;輸氣的在上,輸液的在下;不經常檢修的在上,經常檢修的在下;高壓的在上,低壓的在下;保溫的在上,不保溫的在下;金屬的在上,非金屬的在下。在水平方向上,通常使常溫管路、大管路、震動大的管路及不經常檢修的管路靠近墻或柱子。
管路安裝完畢后,應按規定進行強度和嚴密度試驗。未經試驗合格,焊縫及連接處不得涂漆及保溫。管路在開工前須用壓縮空氣或惰性氣體進行吹掃。
對于各種非金屬管路及特殊介質管路的布置和安裝,某些不能耐高溫的材料(如聚四氟乙烯管、橡膠管)制成的管路應避開熱管路,輸送冷流體(如冷凍鹽水)的管路應與熱流體的管道避開。
四、管路的涂色與保溫
(1)管路的涂色 為了保護管路外壁和便于人們分辨管路內介質的類別,化工廠經常將管路外壁涂上各種規定顏色的油漆或在管路上涂幾道色環,這樣可為給檢修管路和處理某些緊急情況帶來方便。
管路的涂色標志在行業中有統一的標準,見表1-3。可在管路全長都涂色,或在管路上涂寬150mm的色環,或用識別色膠帶纏繞150mm的色環。色環間距視管徑大小而定,一般為5~40m。
表1-3 管路的涂色與注字

(2)管路的保溫 管路保溫的目的是盡量減少管內介質在輸送過程中與管外環境進行熱交換。只要管內介質溫度高于50℃以上就要保溫。對于冷凍鹽水等介質,為了防止冷量損失,也需保冷(又稱隔熱)。保溫和保冷,又統稱為絕熱。保溫材料和保冷材料統稱為絕熱材料。按熱量運動的形態來看,保溫和保冷是有區別的,但人們往往又不嚴格區分,習慣上統稱為保溫。
管路保溫施工一般過程如下:管路試壓不漏后,清理管路上的灰塵和鐵銹,然后涂以防腐層,待防腐涂料徹底干燥后,包以保溫材料。保溫材料采用導熱性能差的材料,厚度由傳熱計算確定。在保溫施工中,為保證保溫材料均勻牢固,保溫材料的外表必須采用保護層(護殼),保護層一般采用抹面層與金屬護殼,或同時采用抹面層、防潮層與金屬護殼的復合保護層。金屬護殼一般采用鍍鋅鐵皮、鋁合金皮或內涂防腐樹脂、外噴鋁粉的薄鐵皮等。
技能訓練1-6
(1) 自己設計一個家用太陽能供水系統。
(2) 參閱相關文獻與供熱現場,畫一段城市供熱管路(街道上主管線—生活小區—居民樓—用戶)。