1、第七章 管道與閥門的使用與維護 煉油、化工生產(chǎn)的介質(zhì)種類繁多，各類介質(zhì)的特性不同，在管路中的狀態(tài)、溫度、壓力也不盡相同，管道按不同的分類方法有不同的類型。 按管道的用途可將其分為工藝管道和輔助管道,工藝管道包括原料管道、半成品及產(chǎn)品管道等，是生產(chǎn)的主要管道。 輔助管道是指一切輔助生產(chǎn)的管道，包括燃料系統(tǒng)、蒸汽及冷凝水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、排污系統(tǒng)及供風(fēng)系統(tǒng)等的管道。第一節(jié) 化工管路的使用與維護一、管道的分類（一）管道的類型 根據(jù)管路中介質(zhì)壓力的高低可將管道分為高壓、中壓、低壓及真空管道，見表7 -1。 根據(jù)加強安全技術(shù)管理和監(jiān)察的工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范(GB 50235-97)，由管道的使

2、用壓力、溫度、介質(zhì)及材質(zhì)等因素綜合考慮將管道分為五類，見表7-2。 劇毒介質(zhì)及穿越鐵路、公路干線、重要橋梁、住宅區(qū)及工廠重要設(shè)施的甲、乙類火災(zāi)危險物質(zhì)和有毒物質(zhì)的管道的穿越部分按I類管道考慮；石油氣（包括液態(tài)烴）和氫氣的管道至少按類管道考慮。（二）化工用管 1、鑄鐵管 鑄鐵管常用做埋于地下的給水總管及污水管，化工廠用來輸送堿液及濃硫酸，但鑄鐵管不能用于輸送蒸汽及在壓力下輸送爆炸性與有毒的氣體。鑄鐵管的公稱直徑有50 mm1000 mm多種。連接方式有承插式、單端法蘭式和雙端法蘭式三種，連接件和管子一起鑄出。 高硅鐵管與抗氯硅鐵管適用于輸送公稱壓力0.25 MPa以下的腐蝕性介質(zhì)，高硅鐵能耐強酸

3、，含鉬的抗氯硅鐵更可耐各種含量、溫度的鹽酸。 2、水煤氣管 水煤氣管常用做給水、煤氣、暖氣、壓縮空氣、真空、低壓蒸汽和凝液以及無侵蝕性物料的管道。水煤氣管的極限工作溫度為175，且不得用以輸送有爆炸性及有毒性的介質(zhì)。水煤氣管分為普通（公稱壓力1MPa）與加強（公稱壓力1.6 MPa）兩級，公稱直徑為8150 mm。 3、無縫鋼管 無縫鋼管在化工生產(chǎn)中應(yīng)用很廣泛，它的特點是品質(zhì)均勻且強度高，可用來輸送有壓力的物料、水蒸氣、高壓水、過熱水，也可輸送可燃性和有爆炸危險及有毒性的物料，極限工作溫度為435。 若輸送強腐蝕性或高溫（達(dá)900950）介質(zhì)則用合金鋼或耐熱鋼制成的無縫鋼管，例如鎳鉻鋼能耐硝酸

4、與磷酸的腐蝕，但它不宜用于輸送具有還原性的介質(zhì)。 4、有色金屬管 （1）銅管與黃銅管 多用做低溫管道（冷凍系統(tǒng)）、儀表的測壓管線或輸送有壓力的流體（如油壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)），當(dāng)溫度高于250時不宜在壓力下使用。 （2）鋁管 常用來輸送濃硝酸、醋酸、甲酸等物料，但不能抗堿腐蝕，在溫度高于160時不宜在壓力下使用，極限工作溫度為200。 （3）鉛管常用做硫酸管道或酸性物料管道，但由于強度低、密度大、抗熱性差等缺點，已逐步為耐酸合金管，尤其為塑料管所代替。鉛管在溫度高于140時，不宜在壓力下使用。輸送硝酸、次氯酸鹽及高錳酸鹽類等介質(zhì)時不可采用鉛管。 5、非金屬管 （1）陶瓷管 化工陶瓷耐腐蝕性能好，能

5、耐除氫氟酸、氟硅酸和強堿外的各種濃度的無機酸、有機酸和有機溶液的腐蝕，來源較廣且價格低廉；缺點是性脆、強度低和不能耐溫度劇變，常用做排除腐蝕性介質(zhì)的下水管道和通風(fēng)管道。 （2）硬聚氯乙烯管 硬質(zhì)聚氯乙烯對于任何含量的各種酸類、堿類和鹽類都是穩(wěn)定的，但對強氧化劑、芳香族碳?xì)浠衔铩⒙然锛疤佳趸锸遣环€(wěn)定的，可用來輸送60以下的介質(zhì)，也可用于輸送0以下的液體。常溫下輕型管材的工作壓力不超過0.25 MPa，重型管材(即管壁較厚）的工作壓力不超過0.6 MPa。 其特點是質(zhì)輕，抗蝕性能好，易加工；但耐熱性差.二、管道的布置、安裝及連接（一）管道的布置 1、管道布置的一般要求 在進行管道布置時應(yīng)根據(jù)

6、管道的用途、周圍建筑物的位置、所輸送介質(zhì)的特性及與管道連接的機械設(shè)備的布置情況等綜合考慮，合理配置。一般應(yīng)遵循以下原則， （1）布置管道時，應(yīng)對全裝置的所有管道（包括工藝管道、熱力管道、供排水管道、儀表管道及采暖通風(fēng)管道等）通盤規(guī)劃，各安其位，做到安全、經(jīng)濟和便于施工、操作及維修，防止顧此失彼。 （2）布置管道時，應(yīng)了解周圍建筑物的位置、與管道連接的設(shè)備的特點，以便管道可靠安裝固定。 （3）除能滿足工藝、機械設(shè)備及整個系統(tǒng)的正常運行外，還應(yīng)能適應(yīng)開工、停工和事故處理的要求，備有必要的旁通管路或采取其他措施。 （4）在滿足操作和工藝流程要求的前提下，盡可能緊湊，避免繁瑣，防止浪費。 （5）管道通

7、過人行道時，最低點離地面不得小于2m，通過工廠主要交通干線時，管底離地面不得小于4.5 m；通過鐵路時不小于6m。 （6）輸送有毒或腐蝕性介質(zhì)的管道，不得在人行道上空設(shè)置閥件、法蘭等，以免泄漏時發(fā)生事故；輸送易燃易爆介質(zhì)的管道，一般應(yīng)設(shè)有防火、防爆安全裝置。 （7）為便于安裝、檢修和管理，管路盡量架空敷設(shè)。必要時可沿地面敷設(shè)或埋地敷設(shè)，也可沿管溝敷設(shè)。 （8）管道不應(yīng)擋門、擋窗；應(yīng)避免通過電動機、配電盤、儀表盤的上空；在有吊車的情況下，管道的布置應(yīng)不妨礙吊車工作。管路的布置不應(yīng)妨礙設(shè)備、管件、閥門、儀表的檢修。塔和容器的管路不可從入孔正前方通過，以免影響打開人孔。 （9）在焊接或螺紋連接的管路

8、上應(yīng)適當(dāng)配置一些法蘭或活接頭，以利安裝、拆卸和檢修。 （10）管子與管子間、管子和墻間的距離，以能容納活接頭或法蘭以及能進行檢修為度。 2、機泵管道的布置 (1)壓縮空氣管道上應(yīng)設(shè)置減壓裝置，對流量穩(wěn)定、壓力波動不大的管道，可以設(shè)置節(jié)流孔板；對壓力波動較大的管道則應(yīng)設(shè)置減壓閥；對壓力波動不大但需要調(diào)節(jié)流量的，可串聯(lián)節(jié)流閥。 壓縮空氣管道上應(yīng)設(shè)置排水管，人工定期排水，為便于清洗，應(yīng)在適當(dāng)部位安裝若干個公稱直徑1525 mm的吹掃接頭。 (2)氨壓縮機吸人管應(yīng)有坡向蒸發(fā)器的0.005左右的坡度（指單位長度管道中心線傾斜的距離），氟壓縮機吸入管應(yīng)有0. 02的順向坡度；壓縮機的排出管應(yīng)有0.010.

9、02的順向坡度。為防止往復(fù)泵和壓縮機吸入、排出管道的振動，應(yīng)采用彈性支架。 (3)所有泵的吸入管道在靠近泵進口法蘭處均應(yīng)安裝臨時過濾網(wǎng)（已安裝了永久性過濾器者除外）。 (4)泵的吸入和排出管道和閥門的重量不應(yīng)由泵體承受，應(yīng)在靠近泵體的管段上設(shè)置吊架。 (5)泵的吸入管應(yīng)盡量縮短、少拐彎，如必須拐彎時，應(yīng)采用曲率半徑較大的彎頭，避免突然縮小管徑；泵吸入管應(yīng)有0.02的坡度，當(dāng)泵比水源低時坡度朝向泵，泵比水源高時反之。（二）管道的安裝 1管道安裝的一般要求 (1)管道安裝前必須將全部管架及支架緊固，對于安裝在沉陷量大的基礎(chǔ)上的設(shè)備，必須在設(shè)備找正定位并經(jīng)水壓沉陷穩(wěn)定后，再安裝與其連接的管道。 (2

10、)管子在組合前或管子和組合件在安裝前，應(yīng)將管子和管件內(nèi)部清掃干凈。 (3)安裝有縫鋼管管道時，應(yīng)使其縱縫位于管道水壓試驗時易于檢查的方位。 (4)凡穿過樓板、墻壁、基礎(chǔ)、鐵道及公路的管道，應(yīng)加保護套管且套管內(nèi)的管段一般不得有焊口，若不得不有焊口時應(yīng)先進行試壓，合格后再安裝。鋼管與套管間應(yīng)填滿保溫材料。 (5)管道對口時應(yīng)在離接口200 mm處測量平直度，如圖7-1所示。當(dāng)管子公稱直徑小于100 mm時，允許偏差為1 mm；當(dāng)管子公稱直徑大于等于100 mm時，允許偏差為2 mm。但全長允許偏差不得超過10 mm。管道連接時不得強力對口，一般不允許將管子的重量支承在機泵設(shè)備上。 (6)法蘭連接應(yīng)

11、與管道同心，并應(yīng)保證螺栓自由穿入，法蘭螺栓應(yīng)錯開排管的排列方向，法蘭盤間應(yīng)保持平行，其偏差不得大于法蘭外徑的1.5%。且不大于2 mm，不得用強緊螺栓的辦法消除歪斜。 (7)輸送含有固體介質(zhì)的管道，主管和支管除設(shè)計上有規(guī)定者外，一般要求不大于30o角相接；接口焊縫根部應(yīng)光滑，在管內(nèi)壁無組焊瘤。 2管道的連接 管道的連接有焊接、法蘭連接、螺紋連接和承插連接四種，其中以焊接連接和法蘭連接應(yīng)用最多。 焊接連接焊口強度高、嚴(yán)密性好、不需要配件、成本低、使用方便，適用于輸送各種介質(zhì)的鋼管道，其缺點是不能拆卸。焊接連接時要求兩平行焊縫間距離不小于管子外徑且不得小于200 mm;為避免十字焊縫，若是鋼板卷制

12、焊接而成的管子，在對口時應(yīng)使相鄰兩管的縱焊縫錯開200 mm以上。管道的對接焊縫應(yīng)離開支架100 mm以上。 法蘭連接是通過連接管子和管件端部的法蘭盤，把管子和管件連接在一起。其拆裝靈活方便，管道可定期清洗、檢修或更換；但需要各種規(guī)格的法蘭，耗用鋼材多，而且由于溫差、壓力波動及腐蝕等原因，有時在連接處會發(fā)生泄漏，造成介質(zhì)損失，甚至引起事故。 螺紋連接主要用于生產(chǎn)或生活水、供暖設(shè)施的管道上，在機泵的冷卻水管道或壓力表與控制閥的引壓線連接上也廣為應(yīng)用。這種連接需要活接頭、三通、管箍、絲堵等多種配件；螺紋連接拆裝方便，但施工麻煩，接頭處也容易發(fā)生泄漏。 承插連接主要適用于鑄鐵管、陶瓷管、混凝土管及塑

13、料管的連接。 3管道的保溫、防腐 管道無論在地下還是在地面，其表面都會受到周圍土壤或大氣不同程度的腐蝕，使管道使用壽命減少，因此對管道應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆栏胧Ｆ胀ǖ牡孛婕芸展艿溃绻恍枰貏t采用涂料使金屬與周圍大氣、水分、灰塵等腐蝕性介質(zhì)相隔絕，通常是管外壁先除銹，再涂刷一層紅丹底漆，然后再刷一遍醇酸磁漆；如果需要保溫，則在保溫層外再加一層玻璃布或鍍鋅鐵皮，鐵皮表面刷兩遍醇酸磁漆。埋于地下的管道受到土壤的腐蝕，主要是電化學(xué)腐蝕，應(yīng)根據(jù)土壤的性質(zhì)采用不同的措施，最常用的是涂瀝青防腐層。 對于一些輸送高溫介質(zhì)的管道，如蒸汽管道、熱油管道等，為了減少熱量損失，節(jié)約能源，保證工藝過程的控制和操作人員

14、的安全，需要采取保溫措施。保溫層的厚度和結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)管道所處的環(huán)境、用途、經(jīng)濟指標(biāo)等綜合考慮，應(yīng)使全年熱損失的價值和保溫層投資的折舊費之和為最小，一般是由理論分析并結(jié)合實際經(jīng)驗確定。 在管道的配置中，為了連接管段或改變管道的方向和管徑，經(jīng)常需要使用專門的零件，如彎頭、三通、異徑管（大小頭）及各種接頭等，這些零件統(tǒng)稱為管件。按用途和所用材質(zhì)管件可分為鋼制管件、鑄鐵管件和非金屬管件，煉油化工系統(tǒng)大多采用鋼制管件。鋼制管件適用于多種介質(zhì)和用途的管道，目前成型產(chǎn)品主要有壓制彎頭、異徑管和三通。 壓制彎頭有無縫彎頭和焊接彎頭兩種，無縫壓制彎頭是用10、20鋼或不銹鋼無縫鋼管在特制的模具上壓制而成，它分為9

15、0。和45。兩種，其中最常用的是90。彎頭。三、管道配件第二節(jié) 閥門一、管道的分類與型號（一）閥門的類型1按用途分類 (1)通用閥門 工業(yè)企業(yè)中各類管道上普遍采用的閥門。 啟閉用：用來啟閉管路用的閥門，此類閥門稱為閉路閥門，如截止閥、閘閥、球閥、旋塞、蝶閥等。 止回用：用于防止介質(zhì)倒流的閥門，如止回閥。 調(diào)節(jié)用：用于調(diào)節(jié)管內(nèi)的介質(zhì)壓力和流量，如減壓閥、節(jié)流閥等。 分配用：用于改變管路的介質(zhì)流動方向和分配介質(zhì)用，如三通旋塞閥等。 疏水隔氣用：用于排除凝結(jié)水，防止蒸汽跑漏，如疏水閥。 安全用：用于超壓安全保護，排放多余介質(zhì)，防止壓力超過規(guī)定數(shù)值，如安全閥、溢流閥等。 (2)專用閥門 用做專門用途的

16、閥門，如計量閥、放空閥、排污閥等。 2.按結(jié)構(gòu)特征分類 閥門按結(jié)構(gòu)特征，即根據(jù)啟閉件相對于閥座的移動方向可分為：截門形、閘門形、旋塞和球形、旋啟形、蝶形和滑閥形，如圖7-7所示。3按壓力分類 (1)真空閥 工作壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力的閥門。 (2)低壓閥 公稱壓力PN1.6 MPa的閥門。 (3)中壓閥 公稱壓力PN在2.56.4 MPa的閥門。 (4)高壓閥 公稱壓力PN在10. 080.0 MPa的閥門。 (5)超高壓閥 公稱壓力PN100 MPa的閥門。另外，還可按工作溫度、連接方式及閥體的材料等進行分類。二、常用閥門的結(jié)構(gòu)及特點（一）常用閥門的結(jié)構(gòu)及特點 1閘閥 閘閥又稱閘板閥，是由閥桿

17、帶動閥板做升降運動的閥門。 閘閥流體流動阻力小；啟閉所需力矩小；介質(zhì)流向不受限制；啟閉無水擊現(xiàn)象；形體結(jié)構(gòu)比較簡單，制造工藝性較好；外形尺寸和安裝高度較大，所需的安裝空間亦較大；在啟閉過程中，密封面有相對摩擦，磨損較大，甚至在高溫時容易引起擦傷現(xiàn)象；閘閥一般都有兩個密封面，給加工、研磨和維修增加了一些困難。 閘閥應(yīng)用范圍廣泛，常用于公稱直徑DN50 mm的給水管路上。 2截止閥 啟閉件為閥瓣，由閥桿帶動，沿閥座（密封面）軸線做升降運動的閥門稱為截止閥。截止閥是最常用的閥門之一，可廣泛應(yīng)用于各種參數(shù)的蒸汽、水、空氣、氨、氧氣、油品以及腐蝕性介質(zhì)的管路上。由于截止閥大量應(yīng)用于蒸汽管路，所以截止閥有

18、“氣閥”、“氣門”之稱 截止閥安裝有方向性，一般閥門上都標(biāo)有箭頭，箭頭方向代表介質(zhì)流動的方向。若無標(biāo)注，則應(yīng)按“低進高出”的原則進行安裝。截止閥宜水平安裝，閥桿朝上，不得朝下安裝。截止閥具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝尺寸小、密封性能好、密封面檢修方便等優(yōu)點；缺點是介質(zhì)流動阻力大。它常用于DN200 mm的管路上。 3蝶閥 啟閉件為蝶板，繞固定軸轉(zhuǎn)動的閥門為蝶閥，如圖7 -10所示。特點是結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，節(jié)省材料，安裝空間小，而且驅(qū)動力矩小，操作簡便、迅速等。 傳統(tǒng)意義上的蝶閥是一種簡單的且關(guān)閉不嚴(yán)的擋板閥，通常用于水管路系統(tǒng)中作為流量調(diào)節(jié)和阻尼用。近十幾年來，蝶閥制造技術(shù)發(fā)展迅速，使用品種也在不

19、斷擴大，并向高溫、高壓、大口徑、高密封、長壽命、優(yōu)良的調(diào)節(jié)性以及一閥多功能的方向發(fā)展，其密封性及安全可靠性均達(dá)到了較高的水平，并已部分取代了截止閥、閘閥和球閥 蝶閥廣泛應(yīng)用于給水、油品、燃?xì)獾裙苈贰?4.旋塞閥 啟閉件呈塞狀，繞其軸線轉(zhuǎn)動的閥門稱為旋塞閥。旋塞閥如圖7 -11所示，旋塞閥中的塞子中部有一孔道，旋轉(zhuǎn)90即可全關(guān)或全開。 具有結(jié)構(gòu)簡單、啟閉迅速、操作方便、流體流動阻力小等優(yōu)點；缺點是密封面維修困難，輸送介質(zhì)參數(shù)較高時其密封性及旋轉(zhuǎn)的靈活性較差。 5球閥 啟閉件為球體，繞垂直于通路的軸線轉(zhuǎn)動的閥門稱為球閥，如圖7 -12所示。 浮動式球閥球體中部有一圓形孔道，操縱手柄旋轉(zhuǎn)90即可全開

20、或全關(guān)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、流體阻力小、密封性能好、操作方便、啟閉迅速、便于維護等優(yōu)點；缺點是高溫時啟閉困難，水擊嚴(yán)重，易磨損。球閥是由旋塞演變而來，傳統(tǒng)意義的球閥主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)的流動方向。 6.止回閥 止回閥是閉路閥門，又是功能閥門，如圖7-13所示。凡是防止介質(zhì)逆流的地方，均應(yīng)安裝止回閥。 重力升降式止回閥只能安裝在水平管路上； 底閥只能安裝在水泵吸水管可安裝的垂直管路上； 旋啟式止回閥的安裝位置不受限制，可安裝在水平管路上，也可安裝在垂直管路上。 止回閥的類別可根據(jù)管路中輸送介質(zhì)的種類來確定，當(dāng)介質(zhì)倒流速度較大時，應(yīng)選用帶緩閉裝置的止回閥。（二）閥門的選用原則 閥門種類

21、繁多，選用時應(yīng)考慮介質(zhì)的性質(zhì)、工作壓力和工作溫度及變化范圍、管道的直徑及工藝上特殊要求（節(jié)流、減壓、放空、止回等）、閥門的安裝位置等因素，本著“滿足工藝要求、安全可靠、經(jīng)濟合理、操作與維護方便”的基本原則選擇相應(yīng)的閥門。 (1)對雙向流的管道應(yīng)選用無方向性的閥門，如閘閥、球閥、蝶閥；對只允許單向流的管道應(yīng)選止回閥，對需要調(diào)節(jié)流量的地方多選截止閥。 (2)要求啟閉迅速的管道應(yīng)選球閥或蝶閥；要求密封性好的管道應(yīng)選閘閥或球閥。 (3)對受壓容器及管道，視其具體情況設(shè)置安全閥，對各種氣瓶應(yīng)在出口處設(shè)置減壓閥。 (4)蒸汽加熱設(shè)備及蒸汽管道上應(yīng)設(shè)置疏水閥。 (5)在油品及石油氣體管道上就連接形式而言，應(yīng)多選法蘭連接的閥門