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文档简介
目次TOC\o"1-2"1设计范围 12设计原那么 13一般工程设计规定 13.1计量单位 13.2工程单位 23.3使用的计算软件 23.4现场气象条件 23.5标准和标准 33.6物理性质 34流程图 34.1编号系统 34.2符号 34.3工艺流程图的内容和升版 34.4管道和仪表流程图的内容和升版 55平安和环保〔HSE〕要求 75.1设计阶段HSE方案及程序 75.2装置设计中采用的环境保护措施 85.3装置平安运行及操作人员的人身平安 85.4平安系统设计准那么 85.5平安仪表系统〔SIS〕设计原那么 95.6各装置反响局部快速泄压要求 95.7低液位停泵 95.8带流量控制的离心泵最小流量旁路线 105.9在工艺容器和泵之间的自动联锁阀 105.10重要用途备用泵的驱动机 105.11进料罐或反响局部气液别离器的高液位 105.12压缩机的隔离 105.13倒流超压保护 105.14排放要求 115.15泵密封 115.16处理苯的强制规定 115.17处理含H2S物流的强制规定 126设备设计根底 126.1设计压力 126.2设计温度 166.3设备设计寿命 166.4腐蚀裕量 177容器工艺设计 187.1液体停留时间 187.2其它 188塔板和填料工艺设计 198.1塔板 198.2填料 199换热器工艺设计 199.1一般要求 199.2管壳程流体确实定 199.3防冲板 209.4换热终温 2010空冷器工艺设计 2010.1空冷器设计余量 2010.2设计温度 2010.3管排数确实定 2110.4管程数确实定 2111加热炉工艺设计 2111.1混相 2111.2液相 2111.3气相 2111.4易结焦的物流 2112泵工艺设计 2112.1设计余量 2112.2气蚀余量 2212.3泵的密闭排放 2212.4泵的冷却 2212.5泵的封油和冲洗 2213压缩机工艺设计 2213.1一般规定 2213.2工艺流程设计的一般要求 2214仪表和控制阀 3114.1控制系统 3114.2报警和停车装置 3114.3隔断阀 3114.4联锁切断阀 3114.5密封等级要求 3115平安阀 3115.1一般规定 3115.2特殊规定 3216加热炉燃料气阻火器 3217设备及管道排气与排液 3217.1设备及管道排气管设置 3217.2设备及管道排液管设置 3217.3排气与排液阀门设置图 3418管道系统工艺设计规定 3418.1管道内单相流体流速及压力降控制推荐值 3518.2单相流 4319保温材料 5320工艺和公用工程管道设计要求 5321火炬及排放系统 5621.1概述 5621.2排放设施上游管线的设计 5621.3气体排放系统 5621.4火炬/放空系统负荷分析 5921.5下游管系的尺寸确定 5921.6下游管系的布置 6021.7流量测量要求 6121.8管路设计 6121.9减少火炬负荷的措施 6222采用的主要标准标准 64说明:本文件解释权在设计管理部。1设计范围本规定适用范围为XXXX工程详细工程设计阶段工厂的根底设施、工艺装置界区和公用工程的设计。本规定不适用于专利商的工艺设计。这些工艺设计准那么目的是为XXXXX工程详细工程设计阶段的工艺设计提供工程指南和程序。这些准那么将根据需要升版,将新出现的信息包括进来,调整相关内容以适应所涉及到的改变。在本文件,“应〞,“要〞和“必须〞应理解为强制遵守本指南,“宜〞为强烈推荐遵守本指南。偏离这些指南需要经工程工程组的批准。工程工程的设计、施工和操作必须遵守工程工程组规定的所有工程的工程规定和中国的标准标准〔见22节〕。本指南不认可对适用的标准和标准的偏离,不管其内容如何。2设计原那么借鉴现代化工厂布置模式,结合中国国内的实际情况,在保证平安、有利生产、方便管理的前提下,生产装置尽可能的联合,集中控制、统一管理,公用工程和辅助设施尽可能靠近负荷中心,以尽量节约投资,减少占地和运营费用。在根底设计文件根底上,进一步优化总图布置,以节约占地。充分利用现有的公用工程设施、贮存设施、辅助生产设施、生活福利设施等的富裕能力,以提高本工程的经济效益。严格落实国家环境保护总局对本工程的批示意见,采取措施减少排污,落实治理。贯彻“平安第一,预防为主〞的方针,确保本工程职业平安卫生技术措施和设施与主体工程同时投产使用。认真落实国家平安生产监督管理局的指示,全面贯彻?劳动平安卫生预评价报告?中的要求。严格执行中国的强制性标准。如果专利商的标准和国外标准高于中国标准,那么执行更严格的标准。严格执行工程组制订的有关本工程的各项规定和原那么。3一般工程设计规定3.1计量单位原那么上计量单位应使用国际单位制SI。本工程主要使用的单位见表。表3.1主要使用的单位量单位符号压力〔表压〕MPa压力〔绝压〕MPa质量kg长度m或mm密度kg/m3流量质量流量kg/h体积流量m3/h液体〔标准状态:15℃m3气相〔标准状态:0℃m3热焓kJ/kg热通量MW动力粘度MPa·s或cP3.2工程单位标准状态和焓基准液体标准状态(STP)定义为:oC和103.325kPa(a)气体标准状态(STP)定义为:0oC和101.325kPa(a)焓基准定义为:25oC时的液体计算/规定精度计算和规定的数字一般应保存小数点后三位有效数字,但特别敏感和关键的数据可能会需要更高的精度。3.3使用的计算软件流程模拟采用ASPENPLUS或PROⅡ软件进行计算。换热设备采用美国传热协会HTRI的XchangerSuit软件进行计算,包括无相变换热器、空冷器和重沸器,其它有效版本的换热设备计算程序也应该可行。塔类设备采用美国传质协会FRI的筛孔塔板计算程序与国内自己开发的有效版本的浮阀、填料等各类塔计算程序。脱硫及溶剂再生使用AMSIM软件进行流程模拟计算。其它单体设备有效版本的计算软件。3.4现场气象条件工程现场设计条件包括在设计规定文件中。3.5标准和标准工程工程的设计应根据工程组编制的标准和标准进行,同时应遵守所有中国标准,例如关于建筑物、压力容器、平安、健康、环境等方面的标准,详见标准标准清单XXXXXX及第21节所附“标准和标准〞。3.6物理性质对于常规性的化学品、混合物和产品的物料性质应由专利商和供货商提供,并由承包商和业主共同协商。4流程图工程工程的工艺流程图(PFD)、管道和仪表流程图(P&ID)、公用工程流程图(UFD)、热量和物料平衡(HMB)将由不同方提供:对于工艺装置,这些文件将由技术的提供方和工程设计方提供。公用工程和辅助设施那么由工程设计方提供。设备、仪表、PFD、P&ID、UID等文件和图纸的编号规定,详见本工程的规定文件。设备、管道、仪表/控制符号见PFD首页图和P&ID首页图。PFD将由技术提供方或设计(或承包)方提供。PFD是通过在不同的设计阶段的升版逐渐完善的,通常采用的各阶段版次及定义详见本工程的规定文件Rev.0 FA根底设计供审核/批准版Rev.1,2,… AFD 设计版Rev.next# AFC 施工版PFD在上述版次中包含的内容如表所示,其中“P“表示是初步的数据。需在以后的版次中修改和确认的,“X〞表示在当前版中应包括的最新内容。表各版PFD的内容描述IFRRFDRFC图纸图号XXX标题XXX连续性XXX设备名称XXX位号XXX驱动器型式-XX备用PXX材质〔1〕XXX尺寸和/或负荷PPX操作温度和操作压力PXX工艺数据物料平衡PXX能量平衡〔2〕PXX物理性质〔2〕PXX仪表主要过程控制回路PPX集散控制功能*PPX远程指示*PPX事故停车系统*PPX平安泄压设备*PPX管道主要管线尺寸*PPX材质〔1〕PPX相关文件排放表PXX公用工程消耗表PXX注:〔1〕可在此材料流程图中表达。〔2〕可出单独的物流数据表,包括物流数据、能量平衡及物性数据。*必要时这些应包括在`扩展的PFD`中。4.4 管道和仪表流程图的内容和升版 P&ID将由技术提供方或设计(或承包)方提供,P&ID是通过在不同的设计阶段的升版逐渐完善的,通常采用的各阶段版次及定义如下:Rev.0 FA 根底设计供审核/批准版Rev.1,2,… AFD 设计版(在根底设计结束时发表)Rev.next# AFC 施工版Rev.next# J 竣工图/最终版P&ID在上述版次中包含的内容如表所示,其中“P“表示是初步的数据。需在以后的版次中修改和确认的,“X〞表示在当前版中应包括的最新内容。表各版P&ID的内容描述FAAFDAFCJ图纸图号XXXX标题XXXX连续性XXXX设备名称XXXX位号XXXX驱动器型式XXXX备用XXXX材质XXXX尺寸和/或负荷XXXX电机额定功率-XXX特殊设备详图--XX制造厂详图--XX管口尺寸、位置PPXX隔热要求PXXX设计温度和设计压力XXXX工艺管线管道尺寸XXXX管道等级XXXX管道编号XXXX管道接点设计内容-XXX管道设计详情--XX仪表功能设计内容XXXX仪表编号XXXX仪表设计详情-PXX联锁关系示意图PXXX仪表报警-PXX阀门型式XXXX旁路XXXX设备排净和放空XXXX仪表根部或切断阀XXXX控制和旁路阀的尺寸-PXX平安系统泄压设备XXXX泄压设备的设定压力XXXX泄压设备的尺寸-XXX泄压管线尺寸-PXX设计详情-PXX隔热/拌热设计详情〔拌热器型式和尺寸〕PXXX管道特殊件特殊件编号PXXX设计详情PXXX公用工程管线连接XXXX控制XXXX制造厂详图--XX特殊说明坡度管线PXXX重要的标高PXXX密封柱的要求PXXX气压柱的要求PXXX设计详细要求--XX相关文件管道接点表〔管道专业提供〕PXXX管线表〔工艺专业条件〕PXXX特殊件一览表〔管道专业提供〕PXXX工艺仪表数据-PXX疏水器一览表〔管道专业提供〕-PXX因果图-PXX连锁说明-PXX操作手册〔各单元〕XX5平安和环保〔HSE〕要求5.1设计阶段HSE方案及程序在不同的设计阶段根据业主的要求制定相应的HSE方案,并予以实施。针对XXX等装置的特点和业主的要求,进行HAZOP分析。装置进行的HAZOP研究将完全符合业主的HSE策略及目标的要求。5.2装置设计中采用的环境保护措施装置围堰内雨水进入含油污水系统,围堰外雨水沿坡向流到装置外渗入地下。装置区尽量减少含油污水井的设置,采用重力流敷设,进污水处理场的含油污水池,支管进主干管前水封。调节阀前设置排水沟,排水沟采取防止雨水、大块污物进入的措施,出口进入含油污水系统。装置产生的含硫污水密闭送入含硫污水汽提装置进行处理。加热炉采用脱硫燃料气,减少废气中污染物排放量,使废气排放符合环保专业有关的设计规定中所列标准的要求。装置在不正常操作时排放的废气均密闭排放到火炬系统。装置中的烃类气体、酸性气、有毒气体、有毒液体、轻重污油、含硫污水、废碱、废脱硫溶剂、废化学药剂等所有能对人和环境造成危害的介质排放均应密闭排放。装置排放的废渣能回收的回收,不能回收那么送到废渣填埋场填埋处理。液化石油气或天然气储罐容积大于或等于50m3时,其液相出口管线上宜设远程操作阀和自动关闭阀,液相进口管道设单向阀。罐底宜设预留给水管道接头。5.3装置平安运行及操作人员的人身平安危险物料应得到控制。在危险物料的输送、运输、使用、储存、加注等各环节,严格按照程序、要求等操作,各装置根据具体情况,设置相应的平安设施。如放射性料位计的平安措施、注硫化剂区域的洗眼器设施、有毒气体采样的防毒面具措施等。根据装置的平面布置,环保专业提出洗眼器的具体位置及要求,给排水专业完成。泄压、防爆等应有平安设施。对在不正常条件可能超压的设备和管道装设平安阀。应有必要的检测、报警设施。根据装置的具体情况设置可燃气体报警仪、有毒气体报警仪〔如硫化氢报警仪〕、氢气报警仪、粉尘报警仪等。生产过程中的报警或停车联锁应有保护措施。根据具体要求设置液位、温度、压力、流量等上下报警,甚至高高、低低报警。应有消防设施。根据GB50160-1992?石油化工企业设计防火标准?〔1999年版〕的要求,在装置不同地方设置不同的消防设施。如在框架、塔区等处设置消防竖管,在相应部位摆放灭火器、设置水炮等。应有平安距离、疏散、急救通道。应有通风、降温、减噪及防高空坠落等防护措施。应有配备个人劳保用品等急救设施。5.4平安系统设计准那么本工程加工的物料是易燃易爆的介质,并且含有硫化氢等有毒气体。在装置发生火灾、设备或管线连接法兰严重泄漏时,对人身、设备将构成严重的威胁。因此平安系统的设计是保证装置安、稳、长、满、优操作的保障。防火在装置布置时中严格执行GB50160-1992?石油化工企业设计防火标准?〔1999年版〕和GBJ16-1987?建筑设计防火标准?〔2001年版〕的防火标准。设备、设施和建筑物等之间的防火间距满足标准要求,建筑物的耐火等级和钢结构的耐火保护严格遵守标准要求。防爆严格执行GB50058-1992?爆炸和火灾危险环境电力装置设计标准?。在装置布置设计中正确合理协调易燃物质释放源与装置内的变配电所、控制室、明火设备之间的关系。尽可能限制和缩小危险区的范围。防毒防毒主要是防止硫化氢中毒。酸性气、液化气、含硫污水和富胺液等物流中均含有硫化氢,这些气体或液体泄漏或放空,硫化氢都会泄防出来。设计时针对这些相关部位泄放源在附近设置固定式检测报警仪,报警信号送至控制室,灯光显示。含硫污水密闭排放,送至污水汽提装置。防噪声设计选用低噪声设备,加热炉采用低噪声火嘴,蒸汽放空口加设消声器,使装置噪声符合环保专业设计规定中所列要求。平安防护尽量消除或减少可燃气体和易燃液体蒸汽的产生和积聚,装置内可燃气体和易燃液体均采用密闭系统排放。对在不正常条件可能超压的设备装设平安阀,对于可能高压串低压的部位,需要采取措施防止高压串低压,低压局部平安阀的泄放量能满足串压时的泄放量。平安阀的设置要满足标准要求。设置紧急停车系统。5.5平安仪表系统〔SIS〕设计原那么各应设置平安仪表系统,确保装置操作的平安。根据装置具体情况确定平安可靠的联锁方案。根据装置的具体情况设置紧急停车系统、紧急放空系统。各工艺装置要在PID图上把相关的联锁关系、SIS的配置简单地表示出来。5.6各装置反响局部快速泄压要求着火情况对于操作压力大于1.7MPa反响局部,正常考虑在15min时间内用手动按钮把压力泻至0.7MPa或容器设计压力的50%。失控情况对于可能会发生失控的反响器,将指定泻压装置并根据SIL值动作。对于失控的危险情况,相应泻压的SIS根据SIL值设定好。5.7低液位停泵对以下情况,在上游容器低低液位〔LL〕时自动联锁停泵:a〕压差ΔP大于7.0MPa的进料泵;b〕无密封泵。对所有其它情况,工程承包商应检查泵的供给商是否有自动停车要求。PID图上会有注释。5.8带流量控制的离心泵最小流量旁路线对以下情况考虑带流量控制的离心泵的最小流量旁路线:a〕多级泵的压差大于3.5MPa;b〕驱动机的动力大于160kW。因工艺原因〔低处理量〕,装置60%负荷时,离心泵的流量小于泵制造厂给出的最小连续稳定流量的情况下,设置最小流量旁路线。泵出口控制阀为事故关。泵数据表给出工艺流量,不包括最小流量,最小流量应由泵供给商给出。5.9在工艺容器和泵之间的自动联锁阀对以下情况考虑设置自动联锁阀:a〕体积超过8m3轻组分〔LPG〕b〕体积超过8m3并且装有超过自燃温度的产品或者温度大于250c〕体积超过16m3d〕自动联锁阀的关闭应导致相关泵的自动停车。5.10重要用途备用泵的驱动机对于重要用途的泵在选定蒸汽透平做驱动机的情况下,正常操作的泵用蒸汽透平做驱动机,备用泵用电机驱动。5.11进料罐或反响局部气液别离器的高液位为防止超量灌装,要求有独立的高液位报警〔LAH〕,必要时在进料罐进口管线增加隔离阀。5.12压缩机的隔离为减小压缩机区着火的影响后果,在功率大于150kW和输送易燃或有毒气体的任何压缩机出入口加装遥控隔断阀〔电动或风动〕。5.13倒流超压保护在泵的出口应考虑以下设置以防止倒流,当泵出口压力为:a〕P<4.0MPa时,一个单向阀;b〕4.0MPa<P<8.0MPa时,不同类型的两个单向阀〔杆或轴吹止式,无撞击型最适宜〕;c〕P>8.0MPa时,不同类型的两个单向阀〔杆或轴吹止式,无撞击型最适宜〕,增加设置低流量情况下切断联锁功能。假设同一位号的泵有备用时,在泵的入口应考虑以下措施以防止倒流发生而引起的危险,当泵出口压力为:a〕P<4.0MPa时,入口阀门等级同出口阀门等级;b〕P>4.0MPa时,入口阀门等级同出口阀门等级或不提高等级而增加一个平安阀,根据投资情况选择经济合理的方案。倒流量按以下原那么考虑:a〕泵出口一个单向阀,倒流量按正常流量的90%计算;b〕泵出口两个单向阀,倒流量按正常流量的10%计算。5.14排放要求为了减少对环境的污染,该工程应该对环保措施足够重视,原那么上废物料的排放均应密闭排放。至少应按满足以下要求。废气〔氮气、空气除外〕密闭排放至火炬系统。特别要注意泵体的废气放空、现场仪表的废气放空也要密闭排放。对于蒸汽压高、降压后容易汽化的介质放空,应设置泄压线到放空系统〔如汽油泵、轻烃泵等〕。对压缩机入口分液罐、燃料气分液罐等的脱液排放可直接排放到放空系统。比照柴油轻的介质〔包括柴油〕,其污油排放均应密闭排放至地下污油罐,密闭送出装置。特别要注意的是调节阀、泵进出口、泵入口过滤器、泵体、仪表〔如液面计〕、低点等部位的排放应密闭排放。对于重油的污油排放原那么上要求密闭排放。可根据具体情况具体设计,假设不能密闭排放,其排放阀均应设计丝堵,不能泄漏。检修小量排放时,应考虑采用经济合理措施收集废油〔如用桶收集或其它〕,不允许排放到地面。装置含硫污水应尽量减少排放量,其排放阀应加丝堵,不能排入地漏。或者在装置内设置地下含硫污水系统。污水汽提装置应设置地下废水收集罐,所有排放阀都要配带盲板,并密闭排放到地下废水收集罐。硫磺回收装置废胺液排放量应尽量减少,其排放阀应加丝堵,不能排入地漏。或者在装置内设置地下废胺液系统。集中脱硫装置和溶剂再生装置均应设置地下废胺液收集罐,所有排放阀都要配带盲板,并密闭排放到地下废胺液收集罐。5.15泵密封在输送以下介质情况下,应考虑采用双机械密封〔受压或非受压要根据工艺需要考虑〕或无密封泵〔如屏蔽泵〕:a〕LPG;b〕高于自燃点温度的烃类或温度大于250℃c〕有毒或致癌流体;d〕操作压力为5.0MPa的泵。5.16处理苯的强制规定由于苯的致癌性,应采取适用的预防措施。对所含苯不小于0.5%(wt)和含C7~C9芳烃不小于25%(wt)的所有物流,以下措施适用:a〕密闭取样;b〕带地下罐的密闭芳烃收集系统,以收集相关工艺局部的排放,地下罐放在露天的坑里;c〕如果操作条件允许,采用双机械密封或无密封泵;d〕阀、法兰和连接件的详细设计应满足TWA〔Time-WeightedAverage〕暴露限制的要求,即8小时工作日1ppm(OSHA的要求)。为减少芳烃排放到环境中,所有被芳烃饱和的水流都应被送至适当的加工和处理设施处理。5.17处理含H2S物流的强制规定当工艺装置有H2S含量不小于10ppm(wt)的物流时,考虑要防止H2S泄露到大气中,应采取以下预防措施:a〕取样流程带密闭回路;b〕减压膨胀后会释放H2S的压力液体的排凝应送至工指定的专用系统:1〕用于烃类的放置在露天坑里的地下罐;2〕用于酸水的酸水处理系统。在工艺装置内,应提供足够的H2S检测系统。6设备设计根底6.1设计压力设备的设计压力定义a)压力:除注明者外,压力均系指表压力〔SH3074石油化工钢制压力容器规定〕。b)设计压力:指设定的容器顶部的最高压力,与相应的设计温度一起作为设计载荷的条件,其值不低于工作压力〔SH3074石油化工钢制压力容器规定〕。c)正常工作压力:指设备在正常运行工况,它包括:正常操作、开停工工况、再生工况、改变进料工况和预期实际操作可能波动的工况下可能到达的最高工作压力。d)最高工作压力:1〕承受内压的压力容器,其最高工作压力是指在正常使用过程中,顶部可能出现的最高压力〔“压力容器平安技术监察规程〞规定〕。2〕承受外压的压力容器,其最高工作压力是指压力容器在正常使用过程中,可能出现的最高压力差值;对夹套容器指夹套顶部可能出现的最高压力差值〔“压力容器平安技术监察规程〞规定〕。6设备最高工作压力确实定在确定设备最高工作压力时,应考虑正常运行工况,它包括:正常操作、开停工工况、再生工况、改变进料工况和预期实际操作可能波动的工况,以及系统附加条件〔如系统压力变化、系统中其它设备的影响、平安阀在系统中的相对位置对设备最高工作压力的影响等情况〕。设备最高工作压力应是正常工作压力和考虑系统附加条件后可能到达的最高压力中的较大值。必须注意的是,由于各种工况所对应的温度有时差异较大,在确定设备最高工作压力时,有必要分别列出不同工况下对应的最高工作压力。相应地,设计压力提出时必须指出对应的设计温度。各类系统中设备最高工作压力的选取如下:a)离心泵系统1)泵出口侧最后切断阀上游设备的最高工作压力,等于泵吸入侧容器的最高工作压力,加上泵出口关闭压差、再加〔或减去〕静压头。2)泵出口侧最后切断阀下游设备的最高工作压力,应是设备的正常工作压力并加上系统附加条件后的最高压力。b)容积式泵系统容积泵的输出压力主要受泵壳体的强度和驱动机的力距限制,因此对容积式泵通常不用“关闭压力〞一词,而用“停止压力〞〔即使得驱动机停止运转所需压差〕。“停止压力〞通常比它的正常工作压力高许多,因此,容积式泵输出管道上的设备不应按“停止压力〞设计。容积式泵输出管道上的设备最高压力是工艺专业提出的设备最高工作压力加上系统附加条件。容积泵出口管道上设备的最高工作压力,可取设备的正常工作压力加上系统附加条件。其压力应足够高,以防止压力波动时平安阀起跳。c)冷冻系统冷冻系统的设备最高工作压力,其高压侧和低压侧应分别确定。冷冻系统在停车后,高压侧压力将降低,而低压侧压力将升高至系统中两侧压力相等,此时的压力即为“停车压力〞〔按高压侧至低压侧等焓节流来计算〕。高压侧的最高工作压力应高于“停车压力〞;低压侧的最高工作压力为“停车压力〞加上一定的裕量,此裕量取决于系统停车期间输入的热量和冷冻剂的热力学性质。长期停车时低压侧的最高工作压力取最高预期环境温度下的平衡压力。d)压缩机系统1)处于压缩机系统中平安阀下游设备的最高工作压力,应取平安阀的定压。2)处于压缩机系统中平安阀上游设备的最高工作压力,应取平安阀开启压力加上设备至平安阀在最大流量下的压力降。3)在选取压缩机系统中设备的最高工作压力时,同时还应注意以下两点:·平安阀应尽可能设在系统内工作温度最接近常温的地方;·紧靠平安阀上游的设备的最高工作压力,是确定系统其余设备最高工作压力的基准。e)平安泄压系统1)如果某一压力源下游的所有设备上没有设置平安阀,那么一旦控制阀因事故关闭或阀门误操作关闭后,阀前系统压力将上升至同压力源出口压力。故该系统中的设备最高工作压力应等于压力源在该情况下的最高压力与静压力之和。2)当平安阀不直接安装在设备本体上,而安装在与这些设备相连的系统上〔如:加氢装置高压系统的平安阀,在高压别离器出口处而不在反响器上〕,这些设备〔如反响器〕的最高工作压力应考虑系统压降的影响。3)与全厂公用工程系统连通的容器,如压缩空气罐、氮气罐等,如果本身不设平安阀,其最高工作压力可根据全厂公用工程系统平安阀定压反算确定。f)塔系统1)塔系统包括塔、再沸器、塔顶冷凝器和回流罐。2)塔的最高工作压力,应按塔顶正常工作压力并加上系统附加条件来确定。g)储存液化烃容器1〕储存临介温度高于50℃的液化烃的压力容器,当设计有可靠的保冷设施,其最高工作压力为所储存的液化烃在可能到达的最高工作温度下的饱和蒸气压,如无保冷设施,其最高工作压力不得低于该液化烃在502〕储存临介温度低于50℃并能确保低温储存的,其最高工作压力不得低于实测的最高温度下的饱和蒸气压;没有实测的数据或没有保冷设施的压力容器,其最高工作压力不得低于该液化烃在规定的最大充装量时,温度为50℃3〕常温下储存混合液化烃的压力容器,应以50℃为设计温度。当其50℃的饱和蒸气压低于异丁烷的50℃的饱和蒸气压时,取50℃的异丁烷的饱和蒸气压为最高工作压力;当其高于50℃异丁烷的饱和蒸气压时,取50特殊情况在以下情况,工艺应适当提高设备的最高工作压力:1)极度危害和高度危害的介质的排放,受到环境限制或直接影响到人身和环境平安的情况;某些场合,如沥青、石蜡、油浆等易凝物料或某些浆液,在排放时会在平安装置和排放系统中凝固;以及水或其它物料,在排放时可能冻洁,使排放系统堵塞的情况;氢气或含氢气体混合物〔氢分压在0.5MPa以上〕;由于化学反响或其它原因,可能引起工作压力急剧上升的情况。单体设备的设计压力.1设计压力取以下大者:a〕0.35MPa(G);b〕如果容器与火炬相连,按火炬设计压力:1〕当最高操作压力P≤1.8MPa(G)时,设计压力PD=P+0.18[MPa(G)];2〕当最高操作压力1.8MPa(G)<P<4.0MPa(G)时,设计压力PD=P×1.1[MPa(G)];3〕当最高操作压力4.0MPa(G)<P<8.0MPa(G)时,设计压力PD=P+0.4[MPa(G)];4〕当最高操作压力P>8.0MPa(G)时,设计压力PD=P×1.05[MPa(G)]。最高操作压力P应根据装置具体情况综合考虑确定。.2正常操作为减压或开停工需抽空的设备按全真空设计,并且能承受在真空系统失灵的情况下设备所能到达的最高压力。.3对于装有在常温下其蒸汽压低于大气压的介质可隔断的设备按全真空设计。.4对于与泵入口连接的设备,假设不属于上述情况,设备要核算压力为-50KPa的工况。.5对于短时间内用蒸汽吹扫操作考虑了有敞口放空〔放空可以总是敞口的〕的设备不按全真空设计,但要在设备数据表中注明下句话:“承受蒸汽吹扫条件〞并给出蒸汽压力和温度。管壳式换热器对一侧比另外一侧对应设计压力更高〔大于130%〕的管壳式换热器,其低压侧的设计压力应该是高压侧设计压力的10/13〔API最新版〕,这样就可以不需要考虑在管子破裂的情况下在低压侧设置泄放设施。复杂系统的设计压力.1当几个设备用同一个平安阀保护时,每个设备的设计压力最低应为事故状态下平安阀泄放条件传递給其的压力。.2泵出口的换热器、容器和其它设备,在阀门关闭〔无论调节阀还是闸阀〕时,要必须承受泵的关闭扬程的设备按以下压力设计:.3设计压力P为入口容器的设计压力、泵吸入口的容器HLL液位高度和120%泵的进出口压差之和。.4分馏塔的设计压力参考罐底部的压力。6.2设计温度设计温度定义容器的设计温度,应为容器在运行时压力和温度相偶合的最严重条件下的温度。对于0℃以下的容器,应考虑流体及环境温度的影响,设计温度应取低于或等于容器的材料可到达设备的最高〔或最低〕工作温度确定.1当最高操作温度T≤350℃时,设计温度TD=T+20〔℃〕,最低为80℃;当最高操作温度T>350℃时,设计温度TD=T+15〔.2对最小操作温度小于0℃的情况,设计温度为最低操作温度减5℃.3应考虑某些介质由于减压到大气压自动制冷作用结果的影响〔例如LPG系统〕。.4对反响进料或产物换热器在最大操作温度的根底上至少加25℃。并且要考虑在低负荷时温度分布的变化。.5在冷却液断流的情况下,冷却器上游的最大操作温度应作为下游的设计温度。用蒸汽吹扫的设备对开停工过程要用蒸汽吹扫的设备应在规格书中说明。循环操作条件对于承受压力和温度摆动的设备,在规格书中应给出摆动的大小和频率。最高〔或最低〕工作温度接近所选材料允许使用温度极限时,应结合具体情况慎重选取设备的最高〔或最低〕工作温度,以免增加投资或降低平安性。6.3设备设计寿命表6.3的设计寿命可以作为标准根底应用于装置的设计。
表6.3设备设计寿命设备名称设计寿命大型反响器或容器,包括不可拆卸的内件和催化剂支撑横梁30年可拆卸的反响器内件20年塔、容器20年换热器壳和类似用途的部件20年高合金换热器管束10年加热炉管10年管线10年碳钢、低合金换热器管束10年6.4腐蚀裕量除特殊规定外,容器按SH3074-95石油化工钢制压力容器的规定选取,当由腐蚀速率计算出的腐蚀裕量超过6mm时,应选用更加耐蚀的材料〔或复合材料〕。但覆层金属不应计入强度。储罐按GB50341-2003“立式圆筒形钢制焊接油罐设计标准〞的规定选取。a)压力设备应基于服役年限来计算腐蚀裕量1)在无腐蚀环境作为常规烃类时,碳钢最小腐蚀裕量〔CA〕为;在正常操作有湿H2S,碳钢最小腐蚀裕量〔CA〕应有6mm。2)对于其它材质,低合金钢〔≥2.1/4%Cr〕最小腐蚀裕量〔CA〕应为;对于≥9%Cr的低合金钢最小腐蚀裕量〔CA〕应为;对于不锈钢最小腐蚀裕量〔CA〕应为0mm。3)对于关键设备〔如反响器、高压容器和炉子〕≥9%Cr的低合金钢的厚度为时,最小腐蚀裕量〔CA〕可以根据业主/用户的要求增加到3mm。4)如果设备有金属覆盖层,仅单纯的覆盖层考虑腐蚀裕量。b)内件1)对于可拆卸的碳钢内件和≤9%Cr的低合金钢内件,它在与操作介质接触的每一侧最小腐蚀裕量〔CA〕应为总的容器壳体的最小腐蚀裕量〔CA〕的1/2倍。2)固定的碳钢内件和≤9%Cr的低合金钢内件,它在与操作介质接触的每一侧最小腐蚀裕量〔CA〕应为总的容器壳体的最小腐蚀裕量〔CA〕的1倍3)一般对于可拆卸的不锈钢〔≥13%Cr〕内件及有色高合金内件不给腐蚀裕量。但象某些不可拆卸的内件、反响器的催化剂支撑件等应给出腐蚀裕量。而这样的内件应基于在“设备设计寿命〞一节指定的反响器的寿命来确定每一个暴露面的最小腐蚀裕量〔CA〕。7容器工艺设计7.1在上下液位之间的液体停留时间见表7.1。表7.1上下液位之间的液体停留时间用途停留时间回流5min塔进料有流量控制15min液位或流量串级控制8min靠加热炉的重沸〔对到加热炉的进料〕8min靠热虹吸的重沸10s~30s产品到储罐2min产品到其它单元有流量控制15min液位或流量串级控制8min进料缓冲罐直径小于1.2m30min直径在1.2m和1.8m之间20min直径大于1.8m15min在泵用于保证几个用途的情况下,如回流和液体产品到储罐,相应的容器停留时间是上列中的最大者。7.2其它:1〕根据内径和2﹕1椭圆或半球型封头定容器大小。2〕对于装备和运送应指出的限度,如直径、长度、重量。3〕应用阀兰连接。4〕一般采用600mm人孔。最小内径应为450mm,最大尺寸应是保证能进或出的内件。在板式塔上,在塔顶塔板上部、进料塔板上和塔底塔板下部开人孔。在水平位置和带有可拆卸内件的塔板处设人孔,人孔之间的塔板数不应超过20层。5〕手孔为200mm。6〕应考虑容器公用工程接口、放空或排凝的接口等。8塔板和填料工艺设计塔选择参数的裕度至少应为正常流率的15%。8.1塔板一般建议采用浮阀塔板,可根据具体情况选择其它类型塔板〔如填料塔、舌型塔板〕。浮阀塔的最大液泛因数:a〕真空塔为77;b〕其它塔为82;c〕直径小于900mm时为70。塔板操作范围至少为正常负荷的50%到115%。塔板从塔底开始编号。推荐的浮阀塔板开孔率一般为塔板总截面积的10%~15%,通常为12%左右。推荐的塔顶空间高度,从第一层塔板到塔顶切线距离一般为1.2m~1.5m。8.2填料用填料专利商或有丰富使用经验的填料制造厂提供的计算方法来估算塔径。9换热器工艺设计9.1一般要求根据TEMAClassR选定换热器。为易于清理,当污垢系数为0.0004h•℃•m2/kcal或更大时,管束按正方形排列方式布管。塔顶冷凝器设计余量按估算操作负荷的115%或相应的重沸器负荷的增加值两者中的大者来考虑。考虑热回收系统[即进料〔产物〕、进料〔塔底物〕]低负荷的危险,以下余量被推荐:a〕产物冷却器或进料预热器:冷却或预热负荷负荷的15%或进料〔产物〕换热器负荷的5%,取大者;b〕重沸器:进料〔塔底物〕换热器负荷的5%或重沸器负荷的15%,取大者;c〕塔底物冷却器:冷却器负荷的10%或进料〔塔底物〕换热器负荷的5%,取大者。9.2管壳程流体确实定一般情况以下介质走管程:a〕腐蚀性介质;b〕有毒介质;c〕易结垢介质;d〕温度或压力高的介质〔必须增加厚度或由碳钢改合金钢时,否那么此条不必作为主要矛盾考虑〕;e〕当上述情况排除后,介质走管程还是走壳程一般要考虑提高传热系数和充分利用压降。9.3防冲板防冲板与壳体间的通道面积至少要等于进口嘴子面积的1.25倍,愈大愈好。如办不到,那么在防冲板上打孔,孔的面积与防冲板四侧通道面积之和应为进口嘴子面积的1.25倍,必须注意孔不要正对着管子。应在设备表中注明壳程出口,不注明防冲板。9.4换热终温为了合理的规定换热终温,可参考下述数据:a〕热端温差不小于20℃b〕冷端温差分三种情况考虑:1〕一般情况不小于20℃2〕热流需进一步冷却,冷流需进一步加热,那么不小于15℃3〕流体用水等冷源冷却,那么不小于5℃10空冷器工艺设计根据内蒙古的气象条件,尽可能多地使用干式空冷器。10.1空冷器设计余量塔顶空气冷凝器设计余量要按估算操作负荷的115%或相应的重沸器负荷的增加值两者中的大者来考虑。考虑热回收系统[〔即进料〔产物〕、进料〔塔底物〕]低负荷的危险,以下余量被典型地推荐:a〕反响器产物空气冷却器:空气冷却器负荷的10%或进料〔产物〕换热器负荷的5%,取大者;b〕塔底物空气冷却器:空气冷却器负荷的10%或进料〔塔底物〕换热器负荷的5%,取大者。10.2设计温度干空冷设计温度,如果空冷器被首选,但工艺考虑要求后冷,空冷和水冷之间的温度分界点一般为54℃,不大于60℃。假设物流空冷后不需要后水冷〔即要求的物流送出温度大于50℃〕,可以将物流用空冷冷却到所需温度,如柴油产品出装置温度为50℃空冷器入口温度应尽量降低,可通过换热的方式回收热量,降低能耗。一般空冷器入口温度不宜大于200℃。空气设计温度为32℃。10.3管排数确实定空冷器的经济管排一般为六管排。根据装置的具体情况,尽量采用六管排的空冷器,在采用六管排空冷器不合理的情况下,可以采用四管排的空冷器,但不宜采用八管排的空冷器。10.4管程数确实定根据压降和面积综合考虑确定。对冷凝过程:a〕如果对数平均温差校正系数大于0.8,可采用一管程,否那么考虑用两管程;b〕对含不凝气的局部冷凝,用两管程或多管程。10.5加热盘管及百叶窗的设置对易凝的介质可在空冷器的管排下面设置一排蒸汽加热盘管,但加热盘管不宜太多,要考虑水击的问题。各装置根据具体情况,可根据多年的使用经验,确定是否设置百叶窗。11加热炉工艺设计11.1混相所有流路对称布置,并且在每一路的出口设盘上温度指示。对加氢反响进料加热炉,假设为多路进料,建议加热炉设计多个炉膛,分别控制每路的出口温度。11.2液相在每一路的入口设最小流量联锁切断阀,并且在每一路的出口设盘上温度指示。11.3气相所有流路对称布置并且在每一路的出口设盘上温度指示。11.4易结焦的物流易结焦的物流应考虑在加热炉管设外表热电偶。12泵工艺设计12.1设计余量正常规定设计余量为10%。回流和重沸泵规定设计余量为20%。指定用电机驱动,重要用途的泵,或者用透平或者电机要连接到紧急电源。连续运转的泵100%备用。只要适用计量泵可设共用备用泵。除非指定永久过滤器,否那么在P&ID中泵的入口应表示临时过滤器。12.2气蚀余量根据设计计算有效〔允许〕的汽蚀余量NPSHa,要保证设计提供的NPSHa比泵厂提供的NPSHr至少大0.8m。12.3泵的密闭排放如果泵输送介质比柴油轻〔包括柴油〕时,在其出入口处宜设置密闭排放系统。在泵检修、清理入口过滤器和停工时应将泵系统中的介质排入此密闭系统中。假设泵输送的介质排入到环境条件〔常压,40℃〕下,无明显汽化发生,那么仅设置液相密闭排放系统。假设泵输送的介质排入到环境条件〔常压,40℃〕下,有明显汽化发生,那么除设置液相密闭排放系统外,还需设置将气体排至密闭气体放空系统的管道。对输送重油的泵参照上述方法设计,尽量密闭排放,假设不能密闭排放,那么所有排放阀后加丝堵,包括入口过滤器排放、泵体排放等。12.4泵的冷却对于输送介质温度较高或液态烃的泵,加氢装置高压泵或其它特殊的泵,应根据泵制造厂要求设置相应的冷却设施。输送介质的温度超过100℃时,泵的轴或轴承体需要用水冷却;输送介质的温度超过150℃或介质的饱和蒸汽压大于0.07MPa〔绝对压力〕时,泵的填料函和夹套需要用水冷却;介质温度超过200经轴承及填料压盖后的冷却水排至含油污水管网,经轴承及支座后的冷却水排入循环水管网,每台泵的供水管应设阀门。对于排入循环水系统的回水管也应设阀门。12.5泵的封油和冲洗优先选用自封或自冲洗的方案,尤其是产品泵。中间物料泵、重油泵、介质较脏的泵可以选用外供封油或外冲洗方案,但封油或冲洗油应对介质无污染、清洁、不含颗粒的、无毒、无腐蚀性的、不影响输送介质质量。13压缩机工艺设计13.1一般规定往复式压缩机用电机驱动,离心压缩机用透平驱动。由于离心压缩机的高可靠性,不要备用,往复式压缩机要备用。压缩机富裕量:a〕补充气及产氢〔Make-up〕增压机:最小15%的富裕量;b〕循环压缩机:根据工艺条件确定;气体急冷:最小20%的富裕量。13.2工艺流程设计的一般要求工艺进气管线a)压缩机进气管要短,弯头要少,弯曲半径宜大,一般大于或等于3倍管道直径。b〕压缩机入口前应设置气液别离器为防止管道内冷凝液带入压缩机,压缩机入口前应设置气液别离器,除去冷凝液。1)当冷凝液为可燃或有害物质时,冷凝液应排入相应的密闭系统。2)气液别离器应尽量靠近压缩机入口布置。管道坡向气液别离器,以免冷凝液进入压缩机气缸。3)当吸入介质为饱和气体状态,或在环境温度下可能产生凝液时,吸入管道应保温或伴热。c)压缩机进气管应设置临时过滤器1)每台压缩机进气管道上的临时过滤器,通常采用锥型过滤器,过滤面积取大于或等于管道截面积的两倍,滤网一般为10~30目。2〕管道过滤器应靠近压缩机入口管嘴处,尽量设置在水平管道上便于安装、操作的位置,不宜设在介质自下而上流动的垂直管道上。3)压缩机进口管道上应设置可拆短管或人孔〔管径较大时〕,用于开机前装临时过滤器和清扫管道。进气管道应防止突然缩小管径。进气管直径与压缩机的吸入管口不相符时,应采用异径管连接。异径管常用底平异径管,严禁采用异径法兰连接。设置进气缓冲罐为减少气体压力的脉动,活塞式压缩机进气管道应设进气缓冲罐或孔板,缓冲罐容积按停留时间来计算,停留时间通常为5分钟左右。假设是小型压缩机不设置缓冲罐时,进气管道要有足够大的管径。设置脉冲衰减器当需要设置脉冲衰减器时,脉冲衰减器设在缓冲罐与压缩机之间,脉冲衰减器与压缩机之间接管应尽可能短,连接管直径与压缩机管口直径相同。一般情况下,往复式压缩机制造厂已经设置脉冲衰减器〔也称缓冲罐〕,由制造厂供货,在工艺设计不必再设。不过在设计中在压缩机数据表要注明制造厂供货,以免漏项。进气管切断阀的设置进气管道切断阀设应设置切断阀,一般为闸阀。氢气压缩机进气管应设置双切断阀,靠近压缩机入口切断阀为球阀,远离压缩机入口切断阀为闸阀,两阀之间设置DN20的排气阀,接至排气管。排气管应与火炬系统相连接。见图-1氢气压缩机入口阀门的位置。图-1氢气压缩机入口阀门的设置自大气抽吸空气的往复式空气压缩机的吸入管道上不设切断阀。根据需要,压缩机吸入管道上设置手动或自控的事故排放管道。排气放空管上的排气阀应设置快速开、关的切断阀,常用球阀,如图-1所示。图-2两台压缩机入口总管的接管示意图多台并联的离心式压缩机,各进气管从总管顶部接出,见图-2所示。假设压缩机是输送可燃、易燃或有毒气体,在进气管上设有开停车使用的惰性气置换管。1)为减少死角,惰性气置换管的入口接在压缩机进气切断阀后。图-3惰性气体接管阀组示意图2)惰性气管上应设置三阀组,应尽量靠近管道的连接点处。惰性管道固定接管阀组,如图-3所示。3)惰性置换气应排入火炬系统。设平安阀当进入分液设施的气体管道系统没有平安阀并且压缩机停机可能造成超压引起事故时,应在吸入管道上设平安阀。工艺排气管线a)假设压缩机的排出气体温度较高,排出气管道在热态时所产生的力和力矩,必须小于压缩机出口管嘴所允许的外力和力矩。当超过允许的外力和力矩时,应改变管道的布置或在工艺排出气管道上设置补偿器。b)设置出口缓冲罐活塞式压缩机出口管应设置缓冲罐,以减少气体脉冲引起管道振动。出口缓冲罐应靠近出口管嘴处安装。一般情况下,由制造厂供货,在工艺设计不必再设,不过在压缩机数据表要注明,以备检查防止漏项。c)设置止回阀压缩机出口管道上应设置止回阀,并尽可能靠近压缩机出口。离心式压缩机工艺排出气管道应设置止回阀;活塞式压缩机工艺排出气管道上建议设止回阀;但是由于活塞式压缩机气体的脉动,工艺排出气管上不宜选用旋启式止回阀。止回阀设在切断阀上游;离心式氢气压缩机应靠近氢气罐布置,排出气管道如压力等级大于或等于4.0MPa,可设置串连的双止回阀。d)平安阀组的设置往复式压缩机的各段出口应设置平安阀。启动压缩机或在压缩机正常运行中时误操作,关闭出口阀门都会引起压缩机和管道超压。为保护压缩机,出口切断阀上游应设置平安阀,平安阀要靠近出口阀门设置。当介质允许直接排空时,仅在平安阀之前设隔断阀。当介质排入密闭系统时,平安阀的前后及副线上均应设置隔断阀。平安阀下游是否设止回阀应根据该密闭系统配管情况决定。当压缩介质为可燃气体时,平安阀设置在出口止回阀上游,平安阀出口管道排放至平安系统。平安阀的排放管的设计要注意不得有袋形,防止积液而影响平安阀的动作。平安阀入口管不设切断阀。假设需要设正常运行时应是常开,为此采用常开铅封(CSO〕。e)抗喘振回流管为防止离心式压缩机的喘振,在排气出口阀上游设置返回进气管的抗喘振回流管。空气压缩机抗喘振管不必返压缩机入口,应放空。放空管要高过房顶,顶端设置消声器。工艺气体抗喘振回流管的返回气体,需经冷却后接至压缩机工艺进气管道上,在回流管道上设置控制阀组,如图-1离心式压缩机抗喘振回流管的设置所示。抗喘振控制阀维持最小不喘振流量,压缩机每段最小不喘振流量可以从压缩机工作曲线上读取,控制阀直径可根据适宜压差和最小不喘振流量选定。f)大循环回流管的控制阀组大循环回流管上的控制阀宜靠近冷却器布置以缩短管道,减少控制阀组管道压力降。催化裂化装置离心式主风机出口管道上应设置遥控切断阀。在工艺排出气的末端的切断阀前,要设计开车用的出口放空管线,以保证压缩机空负荷启动。对离心式压缩机而言,这管线可与防喘流管线合并,但是往复式压缩机的放空管线是单独设置。图-1离心式压缩机抗喘振回流管的设置多台压缩机并联工作时,每台压缩机的排出支管与总管合流时,应从总管顶部引入或顺流方向成450斜接,如图-2压缩机排出支管与总管连接示意图。图-2压缩机排出支管与总管连接示意图段间工艺管线往复式压缩机段间的工艺管道设计,由制造厂承当并成套供货。详细设计单位在确认制造厂资料时,应注意下述管道和仪表要求:a)段间应设置中间冷却器、气液别离器、缓冲罐及排放管,以减少气体的振动和脉冲。各段间的气液别离器均应设置平安阀。假设是可燃气体放空,应集中排放到适宜系统。但是离心式压缩机不宜采用此条款。b)压缩机各段应设置回流管路,以便调整各段间的压力,控制最小回流量〔即最小不喘振流量〕。离心式压缩机抗喘振的回流控制,如图-1离心式压缩机抗喘振回流管的设置所示。c)振动管道上弯矩大的部位,不宜设置分支管。d)容易产生振动的管道应采取大弯曲半径的弯头。润滑油系统压缩机内的润滑油系统由制造厂成套供货,详细设计单位在确认制造厂资料时,应注意下述管道和仪表要求:为保证润滑油质量,供油、回油管道、阀门内件、管件均应采用不锈钢。各供油支管上应设压力表。为保证供油压力的稳定,供油总管上应设置压力控制阀。在回油支管易于观察的部位应设置视镜,以观察回油的情况。回油管上不应设切断阀。供、回油总管和支管的连接应采用可拆卸式连接。回油管道应保证油在管内1/2截面内流动,并畅通无阻地流入油箱,回油总管应有4%~5%的坡度,坡向流动方向。密封油系统压缩机内的密封油系统由制造厂成套供货,详细设计单位在确认制造厂资料时,应注意下述管道和仪表要求:密封油系统及其管道设计与润滑油系统根本一致,密封油系统有时也可能与润滑油系统合在一个油站中。但是在污染较严重事故的密封油系统应与润滑油系统分设油站。密封油的回油应回密封油污油罐,被污染的密封油需经处理合格后,才可重新使用。密封油压力回油管道应有4%~5%的坡度,坡向气液别离器。密封油脱气槽应高于密封油油箱,以便经脱气后的油自流到密封油油箱。为防止压缩气体窜入密封油内,前后轴封上的密封气体应自总管上分别引出,并设调节阀,阀后设压力表,调节惰性气体压力略高于被压缩气体压力。冷却水系统压缩机冷却水系统由制造厂成套供货,详细设计单位在确认制造厂资料时,应注意以下管道和仪表要求:往复压缩机的气缸夹套和填料函的冷却水应采用软化水为冷却水〔API-618〕。冷却水系统可分为压力回水系统或无压力回水系统两种情况。由于为节约用水尽量不采用无压力回水系统,为此无压力回水系统暂略。压力回水时,通常在入口设置切断阀,阀门一般采用蝶阀。压缩机冷却系统如图-1压缩机冷却水压力回水系统所示。图中双点划线内的设备、仪表由制造厂供货,管道、阀门及管件的供货按订货合同供货,一般应成套供给。对于大、中型工艺压缩机,在压力回水时,当采用循环冷却水时,在其进水总管上应设置管道过滤器。压力回水时,冷却水各出口支管上均应设置视镜,视镜应设置在方便观察的部位。压力回水时,压缩机各段冷却器的进水管上最低点应设置排净阀,通常设在切断阀后,排水管最高点应设置排气阀。压力回水时,上水总管与回水总管应设置旁路阀,并分别设置排净阀。压力回水时,压缩机的冷却器出口管道上的出口阀门上游应设置平安阀。见图-2压缩机的冷却器进出口阀门的位置。冷却水进水总管上设置流量指示、压力低限报警及联锁装置,当水压低于低限值时,发出信号并联锁停车。当两台压缩机或多台压缩机并联时,冷却水管道应单台设置切断阀、检流器、检测仪表和管道过滤器,但流量计可设在总管上。图-1压缩机冷却水压力回水系统其它规定.1往复式压缩机a)为克服往复式压缩机间断吸入或排出造成强烈震动,应要求随机配套供缓冲罐。b)如果压缩机没有设置吸入减荷阀,可在吸入管与排出管之间设开工用的副线。图-2压缩机冷却器进出口阀门的位置注:图中压缩机冷却器进出口阀门是采用蝶阀,也可采用闸阀。.2离心式压缩机a)离心式压缩机可能发生飞动问题〔即“喘振现象〞〕。为防止飞动,一般应在出口隔断阀前设置反飞动线。允许直接放空的介质,反飞动线就是一条放空管。不允许直接排放的介质,反飞动线可以是带调节阀的排入密闭系统的支线,可以经压缩机旁路冷却器后接至压缩机入口管;也可以大循环,接至压缩机入口前的冷却器入口管上。对于离心式循环氢压缩机,在出入口管线上未设自动切断阀时,可不设反飞动线。b)根据需要,可在进出口管道之间设停机泄压用副线。14仪表和控制阀14.1控制系统采用DCS控制系统。14.2报警和停车装置当工艺、平安或设备保护有要求时指定用报警和停车装置。停车装置与仪表独立连接。所有平安装置连接到指定的系统〔ESD型〕。14.3隔断阀当操作压力高于4.0MPa时,仪表根部隔断阀及放空阀等均用双阀隔断。14.4联锁切断阀密封等级至少为ANSI五级。14.5密封等级要求氢气排放调节阀、紧急放空联锁阀等密封等级至少为ANSI五级。15平安阀15.1一般规定平安阀的设置要能够满足平安部门对平安阀进行每年检测的要求。平安阀常规安装在设备上。当容器可以通过易接近的阀和适宜的管线向火炬泻压时,平安阀不设付线。当容器没有放空线时,平安阀设置附线,按容器放空阀的原那么设计平安阀附线大小。平安阀的出口隔断均应有CSO/CSC标志。主平安阀入口隔断阀注明CSO,备用平安阀入口隔断阀注明CSC。安装在临氢系统的平安阀的密封等级至少为ANSI五级。入口隔断阀和平安阀间应设置放空阀,阀后加丝堵。假设操作压力大于4.0MPa,放空阀为双阀。烃类蒸汽装置的平安阀正常泻放至火炬系统。指出用户的政策和环保法规是否允许无毒蒸汽向大气中排放和排放条件。平安阀排向大气时,可不设尾管和切断阀。15.2特殊规定对XXX装置除以下情况外,平安阀不设备用,但应有旁路:a〕处理固体系统的泄压阀要求有备用阀,不需要旁路;b〕压力在10MPa(G)以上的系统内的泄压阀应有备用阀和旁路;c〕蒸汽发生系统内的泄压阀应有两个独立连接的泄压阀,没有备用件和切断阀。16加热炉燃料气阻火器主燃料气及长明灯线上的阻火器分开设置,并考虑在线备用。17设备及管道排气与排液17.1设备及管道排气管设置a)塔、容器及有特殊需要的管道应设置排气管,供处理事故、停工吹扫和开工排气之用。排气管大小按表17.1选用。表17.1排气管径选用表塔及立式容器卧式容器管道直径Dm排气管径DNmm容积Vm3排气管径DNmm直径dmm排气管径DNmm40(20~25)①20≤20151.2≤D401.5<V≤172525≤d≤150203.0<D5017<V≤7040200≤d≤3502580>7050≥40040注:当介质较干净、气量较小,且就地排气时,可选用DN20和DN25排气管。b)设备及管道排放大气的气体应确保环保和平安要求,否那么应集中回收或排放火炬。17.2设备及管道排液管设置a)自采样、溢流、事故及管道低点排出的物料〔如油品、溶剂、化学药剂等〕,应进入密闭的收集系统或其他收集设施。不得就地排放和排入排水系统。b)装置内应根据生产实际需要设地下重污油罐或轻污油罐,用以收集各取样点、低点排液等少量液体介质。采用自流、间断用惰性气体压送或泵送的方式送至相应系统。装置因事故或正常停工后,应尽量通过正常操作系统用泵将装置内物料送往工厂相应罐区,残液再经吹扫由污油管道送往本装置或工厂的污油罐。c)装置内各设备都应有低点排液管。容器类的排液管一般设在容器底部;塔类、冷换类及加热炉等设备,与其相连的管道有出口切断阀时应在其前设排液管,假设无切断阀,那么在与其相连的管道最低点设排液管。排液管大小见表17.2。空冷器、泵等设备本身可自带放凝丝堵,但对温度较高的介质那么不允许用丝堵排液。表17.2排液管径选用表塔及立式容器卧式容器管道直径Dm排液管径DNmm容积Vm3排液管径DNmm直径dmm排液管径DNmm4025≤20151.2≤D501.5<V4025≤d≤150203.0<D806.0<V≤1750200≤d≤35025100>1780≥40040d)易凝易冻介质的设备及管道应设排液管,用于停工时排净全部的积存残液。一般容器按以下方式提供排液:容器排液示意图注:①如果容器内的物料是不易堵物料,排液管不必在切断阀前设直接排放管的法兰及盲板。②如果容器内的物料是压力低及易堵物料〔除液态烃〕,排液管可在切断阀前设直接排放管〔DN80〕的法兰及盲板。e)仪表调节阀与上游切断阀之间应设排液短管。f)排放温度较高的污水〔如电脱盐排水、制氢装置酸性水排水、废热锅炉排污等〕必须经过换热或冷却后,才能排入污水管,最高排放温度不得超过60℃g)大直径的管道〔如原油管道等〕不易吹扫干净,应加低点排液管,该排液管需设双阀或单阀后加8字型盲板。h)使用溶剂的装置,应设废溶剂回收设施。i)设置隔油池是否设置隔油池,主要取决于装置内排水的含油量和界区外对装置内排水含油量的要求。1)不设置隔油池:·如果界区外对装置内排水含油量无要求,可不设置隔油池。·装置内排水的含油量低于界区外对装置内排水含油量的要求,可不设置隔油池;2)设置隔油池:装置内排水的含油量高于界区外对装置内排水含油量的要求,应设置。3)隔油池种类·平流式隔油池:宜用于去除浮油;·斜板隔油池:宜用于去除浮油和粗分散油。另外来水中含有分散油及乳化油宜用气浮法去除。4)从经济合理的角度出发,装置内一般不设隔油池,装置内污水统一送污水处理厂进行隔油处理。j)引进装置中,如外商要求低点排液采用密闭排液系统,按提供的工程标准图要求执行。17.3排气与排液阀门设置图a)通常的排气和排液管道上采用闸阀。b)假设在40℃的条件下,系统内介质的饱和蒸汽压大于0.5MPa,该c)合金钢设备的排气与排液阀自设备至第一个切断阀采用合金钢,其后可为碳钢阀。18管道系统工艺设计规定18.1管道内单相流体流速及压力降控制推荐值管内流速及压力降控制推荐值在进行初估管道管径时,管内流速可参考-1的推荐值;管道压力降控制可参考18.1.3-1、18.1.3-2推荐值。管道内各种介质常用流速推荐值管道内各种介质常用流速推荐值见表-1。表中管道的材质除注明外,一律为碳钢。该表中流速为推荐值。管道压力降控制管道压力降控制推荐值见表-1和表18.1.3-2。
表-1常用流速的推荐值介质工作条件或管径范围流速m/s过热蒸汽DN<100DN=100~200DN>20020~4030~5040~60二次蒸汽二次蒸汽要利用时二次蒸汽不利用时15~3060高压乏汽80~100乏汽排气管:从受压容器排出从无压容器排出8015~30
续表-1介质工作条件或管径范围流速m/s压缩气体P≤0.3MPa(表)P=0.3~0.6MPa(表)P=0.6~1MPa〔表〕P=1~2MPa〔表〕P=2~3MPa(表)P=3~30MPa〔表〕8~1210~2010~158~123~80.5~3氧气P=0~0.05MPa〔表〕P=0.05~0.6MPa(表)P=0.6~1MPa(表)P=2~3MPa〔表〕5~106~84~63~4煤气管道长50~100mmPPP0.75~38~123~12半水煤气P=0.1~0.15MPa〔表〕10~15天然气30烟道气烟道内管道内3~63~4石灰窑窑气10~12氮气P=5~10MPa2~5氢氮混合气P=20~30MPa5~10氨气P=真空P<0.3MPa〔表〕P<0.6MPa(表)P<2MPa(表)15~258~1510~203~8
续表-1介质工作条件或管径范围流速m/s乙烯气P=22~150MPa(表)5~6乙炔气P<0.01MPa(表)P<0.15MPa(表)P<2.5MPa(表)3~44~8〔最大〕最大4氮气体液体10~25氯仿气体液体102氯化氢气体〔钢衬胶管〕液体〔橡胶管〕20溴气体〔玻璃管〕液体〔玻璃管〕10氯化甲烷气体液体202氯乙烯二氯乙烯三氯乙烯2乙二醇2苯乙烯2二溴乙烯玻璃管1水及粘度相似的液体P=0.1~0.3MPa(表)P≤1MPa(表)P≤8MPa(表)P≤20~30MPa〔表〕0.5~20.5~32~3自来水主管P=0.3MPa(表)支管P=0.3MPa(表)
续表-1介质工作条件或管径范围流速m/s锅炉给水P>0.8MPa(表)蒸汽冷凝水冷凝水自流过热水2海水,微碱水P<0.6MPa(表)粘度较大的液体·sDN25DN50DN100·sDN25DN50DN100DN200粘度1Pa·sDN25DN50DN100DN200液氨P=真空P≤0.6MPa(表)P≤2MPa(表)氢氧化钠浓度0~30%30~50%50~73%2四氯化碳2
续表-1介质工作条件或管径范围流速m/s硫酸浓度88~93%〔铅管〕93~100%〔铸铁管,钢管〕盐酸〔衬胶管〕氯化钠带有固体无固体排出废水泥状混合物浓度15%浓度25%浓度65%2.5~33~42.5~3气体鼓风机吸入管鼓风机排出管10~1515~20压缩机吸入管压缩机排出管:P<1MPa〔表〕P=1~10MPa(表)P>10MPa(表)10~208~1010~208~12往复式真空泵吸入管往复式真空泵排出管13~1625~30油封式真空泵吸入管10~13水及粘度相似的液体往复泵吸入管往复泵排出管1~2离心泵吸入管〔常温〕离心泵吸入管〔70~110℃〕离心泵排出管高压离心泵排出管1.5~21.5~3齿轮泵吸入管齿轮泵排出管≤11~2表-1一般工程设计的管道压力降控制值管道类别最大摩擦压力降kPa/100m总压力降kPa液体泵进口管泵出口管:DN40、50DN80DN100及以上10~22937050蒸汽和气体公用物料总管公用物料支管压缩机进口管:P<350kPa(表)P>350kPa(表)压缩机出口管蒸汽按进口压力的5%按进口压力的2%3.5~714~20按进口压力的3%表-2每100m管长的压力降控制值〔△Pf100〕介质管道种类压力降kPa输送气体的管道负压管道P≤49kPa49kPa<P≤101kPa通风机管道P=101kPa压缩机的吸入管道101kPa<P≤111kPa111kPa<PP压缩机的排出管和其它压力管道PP工艺用的加热蒸汽管道P≤<P≤0.6MPa<P输送液体的管道自流的液体管道泵的吸入管道饱和液体不饱和液体泵的排出管道流量小于150m3流量大于150m3循环冷却水管道表中P为管道进口端的流体之压力〔绝对压力〕。18.2单相流单相液体管道尺寸确定准那么.1单一液相管道尺寸主要是根据流速来确定,当管线用压差从一个压力容器向另一个输送单相液体时,为减少控制阀前后的闪蒸,最大流速不应超过/s。为了减少固体颗粒的沉积,那么实际流速不能低于/s。.2流体的体积流量应按正常生产条件下的最大流量确定;泄放管道的流量应按工艺系统设计的最大泄放量确定。.3控制阀压降.1.3.1泵的吸入和排出在两个不同的控制系统控制阀压降为以下两者之和:两个系统之间总的管线〔除控制阀外〕摩擦阻力的20%加上以下三者之一:*如果出口容器的压力P<1.5MPa,加P的10%*如果1.5MPa<P*如果P>3.0MPa,加P的5%.3.2泵的吸入和排出在同一个压力控制系统〔例如重沸泵〕控制阀压降为泵差压的10%。.4管道的计算长度为直管长度与阀门、管件、流量计等的当量长度之和,应按下式计算:l=L+∑LeL-直管长度,mLe-每个阀门管件的当量长度,m按估计的直管长度、阀门、管件的数量取当量长度的1.3~2倍为初估计算长度。按已选择的管道内径和表.4-1中的Le/di值计算阀门、管件等的当量长度。
表.4-1当量长度与管内径的比值管件名称45°弯头1590°弯头30~40180°弯头50~75等径三通〔作弯头用〕从三通的侧管流出60从三通的侧管流入90截止阀〔全开〕300角阀〔全开〕145闸阀〔全开〕7带有滤水器的底阀〔全开〕420旋启式止回阀135升降式止回阀600蝶阀〔全开〕DN≤20045DN250~DN35035DN400~DN60025旋塞阀〔全开〕18盘式流量计〔水表〕400文氏流量计12转子流量计200~300由容器进入管道的入管口20单相气体管道尺寸确定准那么.1一般工艺管道当考虑压力降时〔管线连接的两局部根本在同一压力下操作〕,单相气体管线应该在可允许的压力降的根底上来确定管线尺寸。如果总压降小于入口压力的10%,表18.2.2-1可用来确定压力降,如果压力降超过10%,那么该应用Weymouth方程。表-1单相气体工艺管线的允许压力降操作压力kPa(G)可接受压力降kPa/100m100~690696~34473454~13790表-1中所列出的是在考虑了投资和操作本钱时,根据经验得到的管道可接受的压力降。当气体管线的流速超过/s时,要根据噪音来控制流速,允许的最大流速是在管线噪音声压级必须控制在背景噪音声压级下8~10dB(A),如表18.2.2-2所示:表-2噪音控制下的流速常规的背景声压dB(A)噪音声压下的最大流速m/s*603080419052*这个流速限制适用于可压缩流体。.2往复式和离心式压缩机确定管道尺寸时应尽量减小脉动震动和噪声。允许流速的选择需要对每一种特定情况进行工程研究来确定。单相流管道尺寸确实定.1液体.1.1油管道常用流速
表.1-1粘度<5mm2/s的油介质管线常用流速和流率管子直径DN泵入口管泵出口和一般压力管流量m3/h流速m/s△Pm液柱/100m管长流量m3/h流速m/s△Pm液柱/100m管长20<1-25<11~31.5~2401~30.2~23~62~7503~60.6~26~142~9806~1414~241.2~310014~2424~600.8~515024~6060~1400.7~320060~140140~250250140~250250~400300250~400400~6000.8~1.6.350400~600600~850400600~850850~1100450850~1l0
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