排风管道应该如何设计安装

室内管道布置原则

1.尽量避免管道对室内采光的影响，不应妨碍窗户的启闭；

2.不应影响设备的操作和维护（如抽管检修和设备起吊）；

3.在水平管道交叉较多的地区，一般按管道的走向，划定纵横走向的标高范围，将管道分层布置；

4.热力管道一般布置在油管道的上方，当需布置在油管道下面时，在油管道的阀门、法兰或可能漏油部位下方的热力管道，应采取可靠的隔离措施；

5.地沟内管道应尽量采用单层布置，当采用多层布置时，一般将小管或压力高的，阀门多的管道布置在上面；

6.腐蚀性介质管道不应布置在人行通道和转动设备上方；

7.B类流体介质的管道，不得安装在通风不良的厂房内、室内的吊顶内或夹层内；

8.B类流体介质的管道，不应布置在高温管道旁或上方；

室外管道管网布置原则

1.厂区内管道的敷设，应与厂区内的道路、建筑物、构筑物等协调，减少管道与铁路、道路的交叉；

2.大直径管道应靠近管架柱子布置；

3.需设置“π”型补偿器的高温管道，应布置在靠近柱子处；

4.热力管道，仪表和电气电缆槽架等宜布置在管架上层，工艺管道，腐蚀性介质管宜布置在下层；

5.管架上的管道设计，应预留10～20％余量；

6.B类流体介质管道与电缆和氧气管道并行或交叉敷设时，其净距应符合规范要求；

7.B类流体介质不得穿过与其无关的建筑物；

8.密度比环境空气大的B类气体管道，当有法兰、螺纹连接或填料结构时，不应紧靠建筑物门窗敷设；

9.道路、铁路上方的管道上不应有阀门、法兰、螺纹接头及带填料的补偿器等可能泄露的组件；

10.管廊层间距及管道净距应满足安装及运行要求；

11.蒸汽管道或可凝气体管道，支管宜从主管的上方接出，蒸汽冷凝液管宜接至回收总管上方。

化工管道设计应考虑哪些问题

浅谈石油化工管道设计中常见的问题以及注意事项

摘要：管道设计属于一门综合性技术，要求设计人员具有生产操作、工艺、设备、施工与检修等方面的知识，并且了解管道设计中常见问题，本文从管道布置、支吊架选择、材料采购、材料选用等多个方面探讨了管道设计中常见的问题以及注意事项。

关键词：管道；安全；布置；材料；采购；

1前言

在石油化工装置中，管道作为物料输送的一种特种设备在装置中起着非常重要的作用。由于管道种类繁多，使用工况千差万别，影响因素和环节比较多。因此，一个好的管道设计涉及到多个方面，它不仅包括管道布置、支吊架选择、应力分析，材料选用，而且还会涉及到材料的采购。对于化工工艺设计初学者来说，总会遇到一些基本问题，比如说管道设计温度和设计压力如何确定，笔者发现一些初学者根据已知的工作温度和工作压力很随意地确定设计温度和设计压力，过小会造成安全隐患，导致事故，过大则会造成材料浪费。下面就针对化工工艺设计过程中的一些常见问题以及注意事项分别阐述。

2管道设计压力和设计温度的确定

2.1管道设计压力

管道设计压力是指工作条件下，管系中可能遇到的工作压力和工作温度组合中最苛刻条件下的压力。

（1）管道设计压力的确定原则：

①

管道设计压力不低于最大工作压力。

②

装有安全泄放装置的管道其设计压力不得低于安全泄放装置的开启压力（或爆破压力）。

③

所有与设备相连接的管道，其设计压力应不小于所连接设备的设计压力。

④

输送制冷剂、液化气等沸点低的介质的管道，应按阀关闭或介质不流动时介质可能达到的最大饱和蒸汽压力作为设计压力。

⑤

离心泵出口管道的设计压力应不小于泵的关闭压力。

⑥

往复泵出口管道的设计压力应不小于泵出口安全泄放装置的设定压力。

⑦

压缩机排出管道的设计压力应不小于安全泄放装置的设定压力和压缩机

洁净管道系统设计时有注意事项主要有:

1、根据不同介质，选择合适的管内流速，既要避免流速过高导致管道阻力增加，运行费用增加，也要避免流速过低使管道自洁能力降低。

2、设计管道冲洗管路，合理设计管道坡度，在合适的地点设置管道地位排水点，有利于定期冲洗管道。

3、设置合适的管道过滤系统，如能根据出入口压差自动冲洗的电动滤网以及管道停运时拆下清洗的Y型滤网、袋式滤网。

4、根据管内介质合理选择管材，尽量选用内壁光滑、耐腐蚀的管材。

5、尽量少用内壁形状不规则的管件，选用大的弯管半径。

6、管路阀门(如球阀、闸阀、截止阀)运行中尽量避免节流运行，如必须调整流量，采用阀线形状好的调节阀调节流量。

导语：虹吸排水管系统是区别于传统重力排水系统，能及时排除降落在建筑物屋面的雨水、雪水，避免形成屋顶积水对屋顶造成威胁，或避免造成雨水溢流、屋顶漏水等水患事故。虹吸排水管是怎样设计?虹吸排水管设计的神奇之处是什么?这次小兔跟大家一起来探寻虹吸排水管设计的原理，一起来尝试学习设计虹吸排水管的实操步骤。

虹吸排水系统与传统重力排水系统的区别

虹吸排水特点：

1、只要满足计算要求，单系统所带雨水斗个数不限。

2、雨水斗流量大，气水分流，排水速度快效果好。

3、悬吊管呈水平状态，无需做任何坡度，施工方便。

4、立管管径小，数量少，便于装修。

5、埋地管少，地面开挖工作量小，有效缩短工期。

传统重力排水特点：

1、单系统所带雨水斗个数受限。

2、雨水斗流量小，气水合流，排水效果差。

3、立管管径大，数量多，交叉施工易打架。

4、埋地管多，土建工作量大，地沟易返水。

　　虹吸排水系统设计原理

在设计的降雨量达到时，真正的虹吸系统中所有管道都呈现为满管流动，管道中的压力分布与传统的排水系统也有许多不同。由于屋面雨水斗与地面排水井间的全部高度差距得到充分利用，与重力排水系统比较，因而虹吸排水管道与重力排水管道的直径相等时，虹吸管道中的水流量比重力的大得多。

虹吸系统利用建筑高度简称为水头，充分考虑管道中的水力学损失，尽可能地减小管道直径，将屋面的雨水排入雨水井。并通过调节垂直尾管和水平集水管的结构和长度来实现水力平衡。

管道中的压力与大气压有很大不同。对于管道内的正压并没有限制，然而，对于负压必须考虑蒸发压力问题即气蚀问题。因而管道内的压力必须保持在系统所在地区的蒸发压力以上。

1、虹吸雨水斗设计

重力排水雨水斗与虹吸系统雨水斗主要的区别在于雨水斗中设置了空气挡板。空气挡板是叠型的，没有透孔。屋面结合部件、防水层和树叶罩的设计都遵从常规思想。雨水斗体、空气挡板与出水口的直径组合是在任何水流情况下获得稳定功能的保证，这种组合从理论上很难进行优化设计，必须通过大量的试验和总结才得出的结论。

2、系统管道设计

必须满足当地国家规范并能抵抗正、负压力的管道系统均可用于虹吸系统排水管道。比如ABS、PVC、HDPE、PP、 铜管、钢管和铸铁管都大量成功地用于UV系统。不同的塑料管具有不同的抵抗负压的能力，材料品质、壁厚和管道直径的区别决定了这种能力。管道系统一般根据工程实际情况进行选择，需要综合考虑适用性、排水能力、耐用性、刚性、防火性、噪音、绝缘、造价和安装费用等等因素。

3、相关设计要点： 

(1)雨水斗选用

采用平底式金属雨水斗，确保雨水斗在长时间日照下的防老化性能及防渗漏性能。平底式雨水斗保证施工简易安全。由于天沟既有外天沟也有内天沟，采用专利设计的平底式雨水斗，安装于混凝土屋面上，简便快速，且能有效地防止漏水情况出现。

根据建筑物屋面结构形式，本工程采用的虹吸雨水斗： 虹吸雨水斗排量一般为20 l/s至40 l/s，选择雨水斗时，设计排量应按最大排量的70~80%设计。相对重力流系统而言减少天沟开孔尺寸和数量，也减少了可能的渗漏点，节省工程施工时间虹吸系统多为串联系统，屋面通过建筑找坡排水至天沟或汇水点，雨水斗同一屋面分区时计算系统以同一标高作依据(施工存在误差，同一屋面同一系统中每个雨水斗的标高必须在50mm以内，否则系统计算无效，系统被破坏)，另一方面，系统计算时，还要控制好雨水斗的斗前水深，若不能控制好每个水斗的排水量及斗前水深，则使系统排水不均衡。只有经过精密计算的考虑，才可保证减少屋面的积水深度，排水效果更好。部分系统采用不同标高屋面雨水系统高低接入，实现快速、安全排水。在雨水斗排量充足的前提下，再通过精确计算而保证排水量及虹吸的快速形成。

　　(2)管材

选用的管材和接口必须能够同时满足正、负压的需要。 选用管材可分为以下几类：

HDPE管：塑料管材，造价低，内壁光滑，水力条件好，施工简便，采用热熔焊接。 涂塑钢管：钢塑复合管，造价偏高，钢性好，防火性能好，内壁光滑，水力条件好，使用寿命长，采用平板式卡箍或法兰连接。

镀锌钢管：普通钢管，造价高，钢性好，防火性能好，使用寿命长，采用沟槽式卡箍连接。 不锈钢管：高档排水钢管，造价最高，钢性好，防火性能好，使用寿命长，采用亚弧焊或电联焊连接。

4、虹吸式屋面排水系统的水力计算要点：

(1)管道的设计流速不小于1 m/s。

(2)排水管的总水头损失应小于或等于雨水斗顶面与临界点的几何高差，宜使压力余量△Pr≤100mbar。

(3) 虹吸式屋面排水系统的是大负压值在悬吊管与总立管的交叉点。该点的负压值，应根据不同的管材而有不同的限定值。对于使用铸铁和钢管的排水系统应小于900mbar对于塑料管道，管径De50-De160应小于800mbar，管径De200-De300应于于450 mbar。

(4)虹吸式屋面排水系统管系各节点由不同支路计算得到的压力差不大于150 mbar。

(5)虹吸式屋面排水系统使用内壁涂塑柔性排水铸铁管或钢管及高密度聚乙烯管，应使用相应的计算图表计算管道的沿程水头损失。

　　虹吸排水管设计的实操步骤

1. 首先根据设计图纸要求,确定采用虹吸排水的屋面区域.

2. 在cad图纸上计量所选区域的面积，即屋面设计汇水面积,F。

3. 在暴雨强度及雨水流量计算软件中，查出工程所在地，按规定的设计重现期年限下的，降雨历时为5分钟的暴雨强度值q(l/s•10000m²)

4. 由公式，屋面雨水设计流量：Q=k•ΦqFk<1, Φ>1 通过跟当地设计院的工作人员沟通确定应用哪一个公式进行计算。一般，我们取用公式Q=qF进行计算。为了使单位变为l/s，我们把公式变为Q=qF/10000 这样得到的屋面雨水设计流量Q(单位：l/s)

5. a.根据屋面雨水设计流量和给定的雨水斗的额定流量参数值，确定雨水斗的数量。一般雨水斗的计算分担值不要超过20l/s，若超过太多应该多加斗。

b.根据确定的雨水斗的数量，在cad图中找到天沟的位置，计量出天沟的长度，然后计算出雨水斗之间的距离，一般2个雨水斗之间的间距不宜大于20m，然后确定雨水斗在图纸中的具体位置。

6.虹吸式屋面雨水排水系统技术规程：

(1) 对汇水面积大于5000 m²的大型屋面，宜设置不少于2组独立的虹吸式屋面雨水排水系统。

(2) 雨水斗顶面至过渡段的高差，在立管管径不大于DN75时，宜大于3m在立管管径不小于DN90时，宜大于5m

(3) 悬吊管设计流速不宜小于1.0m/s立管设计流速不宜小于2.2m/s,且不宜大于10m/s

(4) 虹吸式屋面雨水排水管系过渡下游的流速，不宜大于2.5m/s当流速大于2.5m/s时，应采取消能措施

(5) 立管管径应经计算确定，可小于上游悬吊管管径。

(6) 虹吸式雨水斗与屋面应设置在每个汇水区域屋面或天沟的最低点，每个汇水区域的雨水斗数量不宜少于2个。2个雨水斗之间的间距不宜大于20m。设置在裙房屋面上的虹吸式雨水斗距离裙房与塔楼交界处的距离不应小于1m,且不应大于10m。

(7) 虹吸式雨水斗防叶罩隔栅间隙的形状可采用孔状或细槽状。孔状间隙口的直径不宜小于6mm,且不宜大于15mm。

(8) 虹吸式雨水斗宜对雨水立管做对称布置。

(9) 当连接多个虹吸式雨水斗时，虹吸式雨水斗的排水连接管应接在悬吊管上，不得直接接在雨水立管的顶部。

(10)天沟的起点深度应根据屋面的汇水面积、坡度和虹吸式雨水斗的斗前水深确定，天沟的坡度不宜小于0.003。

(11)天沟的过水断面应根据汇水面积的设计流量计算确定。天沟的宽度应保重雨水周边的均匀进水。

(12)管材和管件应采用不低于PE80等级的高密度聚乙烯(HDPE)原材料制造。

(13)管材的纵向回缩率不应大于3%

(14)雨水立管应按设计要求设置检查口，检查口中心宜距地面1.0m。当采用高密度聚乙烯(HDPE)管时，检查口的最大设置间距不宜大于30m.

(15)雨水管道应按设计规定的位置安装

(16)连接管与悬吊管的连接宜采用45度三通

(17)悬吊管与立管、立管与排出管的连接应采用2个45度弯头或R不小于4D的90度弯头。

(18)高密度聚乙烯管道穿过墙壁、楼板或有防火要求的部位时，应按照设计要求设置阻火圈、防火胶带或防火套管

(19)雨水管穿过墙壁和楼板时，应设置金属或塑料套管。楼板内的套管，其顶部应高出装饰地面20mm,底部与楼板底面齐平。墙壁内的套管，其两端应与饰面齐平。套管与管道之间的缝隙应采用阻燃密实材料填充

(20)在安装过程中，管道和雨水斗的敞开口应采取临时封堵措施。

从虹吸排水管系统的设计原理再到其设计的实操步骤，我们从理念层面上了解到虹吸排水管系统是怎么一回事，再从实操步骤上尝试模拟虹吸排水管的设计。深入了解到虹吸排水管系统是如此巧妙又迅速的排清积水，这让人们都让人不得不佩服这个虹吸排水管系统的神奇和厉害之处。

烘干机热风管道设计是否合理，直接关系到工艺系统的余热利用、风量分配、废气除尘的有效性。因此，对热风管道的直径确定；风管阻力及热损失的计算；与风管有关的弯头、风管的汇合、膨胀节、阀门的设置与风机的关系等内容，都需要认真对待。

1、烘干机管径的确定首先要考虑管道内的风速必须高于该物料必须的最低流速，即这种流速不能让管道内有粉尘沉积。如果发生粉尘沉积，就会使管道断面减小，从而风速提高，直到不再有新的粉尘沉降。这时平衡下的管径才量合理的管径。这种最低流速的确定主要取决于粉尘的性质及管道本身的倾角。

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巩义市新兴机械厂

当然，管道内的流速也不是越高越好。流速过高，尽管可以减小管道重量，节约基建投资；但会增加管道的压力损失，增大能耗及对管壁的磨损。一般水平管道的风速取18m/s左右，倾斜管道可以更大些。另外，气体温度较高，或气压较低时，管道阻力变小，此进风速也可适当提高。

2、风管管壁的厚度要适宜，尤其是输送含尘气体要考虑耐磨蚀。对于负压较高而又无内衬的位置，不仅钢板要略厚些，更要有内加固圈，否则会被吸瘪。

人走路的时候都是拣平路走，管道设计也是这样，但如果管道经过的地区在大山里、沼泽地中或沙漠里面，没有办法，只好硬着头皮通过这些地区。采取什么方法能够保证管道在这些地区的安全呢？这是工程师们要动脑子设计的问题。

管道过山区首先是选择比较平坦的地段通过，比如一些宽阔的山谷，一些顺直、平坦的山梁。在通过山脊的时候，一般选择在隘口部位，与公路的选择方法大致一样。管道是“爬山的能手”：因为管道内有压力，直着就上去了，不用像公路一样在山坡上绕来绕去。管道要在山坡上、山顶上“安家”（长期保证安全），第一，管道每一处“呆”的位置都要比较舒服—比较平，坡度不大，躲开那些滑坡、泥石流、坍塌的地方。管道在爬坡时一般是顶着坡直接爬，侧坡走的时候，要像公路一样挖出一个台阶，管子埋在里面。管道过斜坡和山沟时是怕软不怕硬，越是通过坚硬的石头，管道埋在里面（周围垫一些细土或混凝土）越稳定。山坡上或山沟里松散的碎石和土虽然挖起来不费劲，但是很容易被洪水冲走，管道如果埋在里面就有被冲毁的危险，而坚硬的石头是冲不动的。第二，管道不能简单地挖个沟埋上，要设一些护坡、挡土墙、石坝、水泥墩等东西，使管道“呆”的位置稳定，上部的土不会被冲走。这些东西称为“水土保护”，当然对水土保持是有利的。第三，有时管道想走平一些的线路要绕得很远，合适的位置可以打隧道—走捷径，这样可以缩短管道长度，减小爬山的高度，躲开那些有滑坡或不好走的地方。

通过这三招，一般都能够安全过山区。

沼泽、水网地区到处是水，水下面是淤泥。管道在淤泥中不是怕沉到底下去，而是怕“漂起来”！有人会问，那么重的大钢管子，大吊车才能吊得动，怎么能漂起来？这就是浮力问题：钢管加上里面所输送的油或气，竟然比泥水轻！要保证管道在沼泽或其他淤泥中漂不起来，一个办法就是要让管子比水重（密度大于泥水），这时可以给管道加重量，一般是在管道上面压混凝土压块、沙袋，另一个办法是直接将管道埋在淤泥以下的密实土层中。

修山区管道沙漠是人类生活的禁区，但沙漠之中往往有油气田存在，如我国新疆塔克拉玛干沙漠中的塔中4油田，内蒙古毛乌素沙漠中的苏里格气田等。管道穿过沙漠的主要问题是：沙丘随风移动，管道有可能被吹出来，大段悬空，就会变形甚至折断。预防的对策主要有两点：首先选择合理的线路方向—避免管道与主导风向相一致，避开主气流带（当远处对着大的山口时，这一带风力特别强）；另外，做好防风固沙措施，包括适当深埋，地表做固沙带—草方格、沙障、种植沙生植物等，总之，无论如何不让管子被风吹出来。管道一过，就形成上百米至几百米的固沙带，有效地减缓了沙丘的移动，对环保也是一个贡献。

无论管道通过何种地区，经过建设者的努力，其安全性都能得到保证！

双氧水（H2O2）浓度有:27.5%,31%,50%,70%，不管那一种浓度，其均为甲类。双氧水储罐和罐区、管道设计可以参考相关标准。有几点要注意：储罐要设置放空口，为防止杂质落入，应在放空设置过滤网；（如果周围有碱性的杂质这一点很重要）储罐要设置喷淋装置，防止在高温条件下双氧水快速分解,如果浓度是50%,70%，要设置稀释管道入储罐，特别是70%；***（同时要注意用于稀释的水的水质，绝对不能有碱性的杂质和有机物等易引起双氧水分解的杂质。）双氧水具有强腐蚀性，罐区应设置必冲洗喷淋系统保证人身安全；储罐材质：70%双氧水——

316L；>50%，最好用——

316L，但304L也可以，建议不要用304；储罐的处理：酸洗和钝化很重要，最好请专业公司处理，如果自己处理，方法可以参考不锈钢管道清洗方式,采用无泄露，磁力泵是不错的选择（注意材质）阀：采用316L/304L不锈钢球阀，阀芯一侧钻空，直径为2-3mm；（防止双氧水被包裹在阀芯，一般可以让安装单位钻空但要注意阀芯的研磨）；法兰垫片：聚四氟材料；管道焊接：破口，采用氩弧焊铺底，电焊盖面双层焊接；管道应便于清洗，不能够出现如下设置：（中间段无法清洗）管道安装过程：焊接——安装——拆除——清洗——安装；管道应有3%—5%倾斜度；管道不能封闭双氧水，如果必须出现封闭双氧水管道，应注意设置放空阀（防止双氧水分解造成压力上升，避免使用时发生意外，不用时要排净管道内双氧水）管道应设置安全阀；管道材料参考储罐材质；

这里的应不大于我们可以理解为（≥）大于或等于。

管道组件包含有管材，弯头、三通等管件和阀门、法兰等阀件。一般我们在设计中要求管材管件的厚度应为相等，而阀门、法兰都是有固定等级压力标准的，当然应选择大于设计压力的范围，比如我们设计管道压力为1.2MPa，我们选择阀门、法兰就应选择1.6MPa的了，但现在大部分设计人员按这样要求又提高了一个等级即2.5MPa，应该是不冲突的了。