2023大型氨制冷系统（离心压缩机）设计技术条件

大型氨制冷系统（离心压缩机）设计技术条件PAGEPAGE23大型氨制冷系统（离心压缩机）设计技术条件1、范围402、规范性引用文件（GB/T9237《制冷系统及热泵安全与环境运行》GB/T17213《工业过程控制阀》GB/T4213《气动调节阀》IEC60534《Industrial-processcontrolvalves》GB/T150.1~150.4《压力容器》GB/T151《热交换器》TSG21《固定式压力容器安全技术监察规程》NBT47012《制冷装置用压力容器》HG/T20580《钢制化工容器设计基础规范》GB/T20801《压力管道规范工业管道》GB18218-2018《危险化学品重大危险源辨识》GB36894-2018《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》GB/T3215-2019《石油、石化和天然气用工业离心泵》GB18613HG/T20570.5HGJ532ANSI/FC170-2《ControlValveSeatLeakage》AGMA6011《SpecificationforHighSpeedHelicalGearUnits》GB8542《透平齿轮传动装置技术条件》GB/T755《旋转电机定额和性能》GB/T30254《高压三相笼型异步电动机能效限定值及能效等级》GB50016-2010《建筑设计防火规范》SH/T3206-2019石油化工设计安全检查标准GB/T4208-2017《外壳防护等级（IP代码）》GB/T6075《机械振动在非旋转部件上测量评价机器的振动》IEC61131《Programmablecontrollers》GB/T15969《可编程序控制器》ISA75.01.01《FlowEquationsforSizingControlValves》MSSSP-61-2013《PressureTestingforvalves》以上标准以最新标准为准。3、术语和定义下列术语与定义适用于本文件。（）100~200mm是利用氨、丙烯等介质容易压缩液化的性质来制冷的设备，常用在化工、制药领域中。当机组停机后，出口介质回流到入口，造成入口介质升高的压力。4、氨制冷系统与压缩机的匹配设计压缩机入口压力应在蒸发器蒸发压力的基础上考虑一定阻损，通常，该阻损值给定为5kPa；压缩机入口温度应在蒸发温度的基础上考虑一定的过热，通常，该过热温度一般考虑为2℃。当制冷系统出界区液体的压力与压缩机补气压力关联时，应与压缩机搭配后最终确定。5、氨制冷压缩机技术要求5.1氨制冷压缩机必须满足介质在低温和高温的变化，零部件的选材要考虑介质特性。5.2氨制冷压缩机设计时宜将机壳、转子固定点设置于压缩机进气侧。5.3进排气形式宜选用径向下进气、下排气结构。5.4氨制冷压缩机宜采用转速调节，以适应机组工况变化需要。5.5轴端密封应采用干气密封，应能阻止或防止有害工艺气向大气泄露，且安装后应易于拆卸和更换。5.6下机壳对应每级弯道下方宜设排污孔。5.7除上述规定外，氨制冷压缩机还应符合JB/T6443的相关要求。弯曲临界转速计算应考虑到联轴器、轴承等因素的影响，其值应符合表1规定表1 弯临转速轴设备氨制冷压缩机刚性轴柔性轴≤0.85n≥1.2n注：n为工作转速一阶临界转速，为二阶临界转速。1010102)5.9.1承压件在规定的水压试验完成之前，不应涂漆。5.9.2（5.9.3主要零部件应进行表2中的检验。表1 主要部检验零部件项目力学性能化学分析超声波探伤磁粉或着色探伤机壳铸件√熔炼分析-关键部位（着色）钢焊接√---关键部位（着色）叶轮锻件√√√√主轴锻件√√√关键部位（着色）试验（1.2530min，机壳应进行水压试验，试验压力为机壳最高允许工作压力（表压）的1.5倍。最高允许工作压力为设计压力（表压）的1.25倍。氨制压机子速验转按（2）算nsz=1.15*1.05n （2）式中：nsz——氨制冷压缩机转子超速试验转速，单位为转每分钟（r/min）；n——100%转速，单位为转每分钟（r/min）。4JB/T3165a）b）轴功率偏差不得超过保证值的104%。6氨制冷系统技术要求氨制冷系统最大允许压力（PS）的确定方法参照GB/T9237《制冷系统及热泵安全与环境运行》10.2.23255（321.14MPa3859℃（2.45MPa（G））38℃（PS38℃PS注：6.1中所述环境温度应按最热月平均温度考虑。//（15~30℃/5~15℃注：设备的最高工作压力、最高/最低工作温度不同时出现在一种工况时，不应把所有的苛刻工作条件组合在一起用以确定设计条件。6.36.4一段入口分离器液位调节宜采用液泵调节，不应采用热介质回流蒸发液体的方式。6.56.66.7制冷系统中，当压缩机采用定频电动机驱动时，应注意以下两个问题：1）压缩机入口应设置入口调节阀或入口导叶。2）与用户探讨是否采取带压起动，如采取，则双方商定滞止压力。根据各工况点轴功率及起动功率共同确定电动机额定功率及电机起动方法。（氨制冷系统，温度＜-19℃时，材质宜选择低温碳钢或不锈钢；温度≥-19℃时，材质可选择碳钢。当液氨在某些工况下闪蒸，闪蒸后温度低于-20℃，材质应选择低温碳钢或不锈钢。GB/T17213GB/T4213IEC60534《Industrial-processcontrolvalves6.9.2ANI/F7-MSSSP-1-216.9.3（缓54m36.9.4（（（工（1.3～1.5（调节阀应优先选用等百分比的流量特性。v C’,CvISA75.01.01CvC’v 1.8倍。20-60，Globe10-80100dBA调节阀宜优先选用单座或套筒阀。HART4-20mADC调节阀泄露等级不应低于B级，GB/T13927或Ⅳ级，ANSI/FCI70-2。用于联锁和顺控的调节阀和开关阀应配置全开、全关指示限位开关。304ss20-60（）0STL1防喘振阀宜选用Globe阀，大流量时可选用蝶阀，蝶阀应以法兰式为宜。防喘振阀失电时阀门快开时间不宜超过于2s；定位器控制阀门从全关到全开时间不超过5秒。防喘振阀故障阀位应为F.O.。阀座泄露等级不应低于ANSI/FC170-2中的ANSIClassV的要求。防喘振阀额定Cv与计算Cv的比值应在1.5~2.2之间。1.25电磁阀应为常带电型。-400防喘振阀最大流量时噪音不大于105dBA；当用户有要求时，应考虑必要的降噪措施。1远程切断阀通径与进、出口管线保持一致。切断阀宜采用球阀、蝶阀、闸阀等全通流量阀门。24VDC（设计氨制冷系统时，首先要按照SH/T3206-2019《石油化工设计安全检查标准》、GB18218-2018《危险化学品重大危险源辨识》、GB36894-2018《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》核查整个系统中是否存在重大危险源。根据国家安全监管总局关于印发遏制危险化学品和烟花爆竹重特大事故工作意见的通知安监总管201662201711紧TEMAASME、API）20（）20年，当用户或设计院有特殊要求时，按特殊要求执行。30%低液位LL到停机液位HL的液体停留时间不小于8分钟。0.5LLHL51580LLHL820%。（（）1.5mHG/T20583过冷器宜采用U的设计制造应符合I20）容器、换热器工作介质温度低于-20℃，应在容器、换热器支腿、裙座或鞍座下设置隔冷块。TSG21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB/T150.1《压力容器》、NBT47012《制冷GB/200API2《Szin,Seetion,ndnstllaiofPressure-relievingDevicesAPI521Pressure-relievingandDepressuringSystems6.11.2（HIPS）1.112DN151020kPa1.051630kPa216.11.6安全阀阀体材质与被保护的管道或设备的材质一致，阀内件采用不锈钢。API5216.11.86.11.9如一个连接口上装设多个安全阀，则此连接口的面积应等于数个阀进口面积的总和，最好不小于总和的1.25倍。6.11.10液泵GB/T3215-2019《石油、石化和天然气用工业离心泵》等同于ISO13709:2009（API610也等同于ISO13709）API685《SeallessCentrifugalPumpforPetroleum,Petrochemical,andGasIndustryProcessService6.12.26.12.3304，304L，316，316L（-212℃）（240℃）C6.12.4屏蔽泵用电机可不遵循GB18613《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》。6.12.5泵前容器应始终保持有液体，泵及备用泵入口管路阀门始终保持常开，回流管路阀门应常开，以保证泵内液氨因吸收环境热量而汽化产生的气体随时排出，便于随时开车。6.12.7为减少管路损失，入口管路宜大于泵入口法兰公称直径的1.5倍。NPSHr（泵的必须汽蚀余量）由泵厂提供；实际应用中要求NPSHa-NPSHr＞S（安全裕量）；S0.6-1.0mS0.1-1.0mS250.3m1.2mHGJ532临时过滤器可使用VTYTAPI614齿轮箱技术要求根据技术协议上签订的标准如API613、AGMA6011、GB8542等执行。电动机按GB/T755执行，能效等级不低于GB/T30254中二级能效。汽轮机技术要求按API612执行。联轴器技术要求按API671执行。（油站润滑（调节）油站技术要求按API614执行。JB/T7658.5-20067管道设计及设备布置7.1氨常用工况流速见表1。表1氨介质常用工况流速介质工作条件流速范围m/s氨（气体）SH/T3035工作压力P=真空15-20工作压力P＜0.3MPa（G）8-15工作压力P＜0.6MPa（G）10-20工作压力P＜2.0MPa（G）3-8氨（液体）SH/T3035工作压力P=真空0.05-0.3工作压力P≤0.6MPa（G）0.3-0.8工作压力P≤2.0MPa（G）0.8-1.57.2设备布置要求..47.2.5根据GB50016-2010《建筑设计防火规范》，氨属于乙类液体。甲乙类液体储槽与建筑物之间的防火间距见表2，布置储槽时应注意。表2建筑设计防火规范<摘抄>类别一个罐区会堆场的总储量（m3）建筑物的耐火等级室外变电站、配电室（m）一、二级（m四级（m）高层民用建筑（m（m甲乙类液体1≤V＜50401215203050≤V＜2005015202535200≤V＜100060202530401000≤V＜500070253040507.2.6仪表及控制系统8.1.1GB/T3836IICT4NAMURPt100）8.1.2现场安装的仪表壳体以及仪表接线箱应至少满足GB/T4208标准规定的IP65的防护等级。8.1.3现场安装的仪表壳体以及与氨介质接触的部件材质禁止使用铜或铜合金。8.1.4禁止使用含水银等有毒物质的仪表以及国家宣布淘汰的产品。8.1.5HART4~20mA24VDC8.1.6所有远传数字信号仪表优先选用两线24VDC回路信号仪表，避免使用三线制开关仪表，例如PNP感应开关。8.1.7现场仪表的过程接口、电气接口应尽可能采用统一的规格，例如1/2NPT阴螺纹。8.1.8仪表刻度或单位一律采用国际单位制。8.1.9SIL328.1.10仪表气源压力不应低于0.4MPa，应符合GB/T4830要求。＜600600）。Pt100316SS＜600600）温度仪表的套管，应满足ASMEPTC19.3的要求，一般插深在50~125mm之间为宜。1-1/2”（DN40）2”（DN50）Pt100一般地，每个径向轴承应设置两个温度测点，这里温度过高采用二取二表决，联锁机组停机。24VDC4~20mAGB/T1226（1.6设备材质，外壳材质至少为304不锈钢。容器使用的就地指示压力仪表精度，当p≤1.6MPa时应不低于2.5级，当p＞1.6MPa时应不低于1.6级。就地指示压力仪表盘刻度极限值应充分考虑氨制冷单元滞止压力的工况，表盘直径应不小于100mm。就地指示压力仪表的过程接口一般采用M20×1.5。就地指示差压仪表同样采用上述要求，随表需配置三阀组或五阀组。远传压力仪表选用HART4~20mA1.0参与除法运算的压力变送器优先选用绝压变送器，以减少计算过程的误差。变送器的膜片量程应充分考虑氨制冷单元滞止压力的工况。1/2NPT1/2NPT0氨制冷单元的压力仪表应尽量避免采用压力开关、差压开关，如必须使用时，则选用双刀双掷型，触点容量不低于220VAC/3A、24VDC/2A。1（2自然环境下工艺介质出现凝结的，应根据相关规范加装冷凝弯，例如蒸汽。其他非重要的流量测量一般可采用标准孔板或喷嘴。TSG07-2019（）TSGD7006-2020（）液位计可分为观察视镜、平行反射式玻璃液位计、平行透视式玻璃液位计、浮标式液位计等。根据压力容器的介质、设计压力、设计温度、结构及性能的不同选择使用不同形式的液位计，常用的有磁翻板液位计（属于浮标式）。远传液位仪表优先选用HART4~20mA液位仪表的连接管路应配置隔离阀、放空阀以及排液阀。轴运动仪表专用于旋转机械，用于测量轴振动、轴位移、键相、转速等。轴振动、轴位移、键相、转速检测仪表采用非接触式产品，符合API670的规范要求。一般地，轴振动、轴位移、轴键相现场检测仪表采用电涡流探头，并配置延伸电缆、前置器。一般地，径向轴承部位应设置两个互成90°的轴振动测点，这里轴振动过高采用二取一表决，联锁机组停机。一般地，推力轴承部位应设置两个或三个轴位移测点，这里轴位移过大采用二取二或三取二表决，联锁机组停机。一般地，应在汽轮机（以及除电机外的其他驱动设备，例如燃气轮机）的测速盘设置至少五个转速测点，其中三个转速过高采用三取二表决，联锁机组停机，另两个用于调速，对于有就地升/降速操作要求的，还可再增设一个转速测点用于就地转速指示。GB/T6070一般地，工频运行的高压电机无需转速监测，变频运行的高压电机则使用变频器反馈的转速指示。氨制冷单元涉及的专用仪表有轴运动监测仪表、超速保护器、调速器、伺服控制器等。API670//8.2氨制冷单元控制系统8.2.1DCS8