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文档简介
GB/T50655-化工厂蒸汽及凝结水系统设计标准Standardfordesignofsteam&condensatesysteminchemicalplant(征求意见稿)202X年XX-XX发布202X-XX-XX实施中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布中华人民共和国国家市场监督管理总局
化工厂蒸汽及凝结水系统设计标准Standardfordesignofsteam&condensatesysteminchemicalplantGB/T50655-202X主编部门:中华人民共和国工业级信息化产业部批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部实施日期 202 PAGE51PAGE50前言根据住房城乡建设部《关于印发2022年工程建设规范标准编制及相关工作计划的通知》(建标函〔2022〕21号)的要求,标准编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国标标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,对原国家标准《化工厂蒸汽系统设计规范》GB/T50655-2011(将GB/T50812-2013纳入)进行了修订,形成本标准。本标准的主要技术内容是:总则、术语、基本规定、蒸汽及凝结水系统设计、蒸汽及凝结水管网设计、主要设备选择、系统控制、余热利用等。本次修订的主要技术内容是:1.将《化工厂蒸汽凝结水系统设计规范》GB/T50812-2013纳入后,对总则、术语、基本规定、系统类型及规模、系统组成、系统设计及蒸汽平衡图、凝结水回收及处理系统、主要设备选择及计算、系统控制、余热利用、系统优化等内容进行了全面修订;2.将蒸汽系统和蒸汽凝结水系统进行了完整性衔接。本标准由住房城乡建设部负责管理。本标准起草单位:中国成达工程有限公司(地址:四川省成都市天府大道中段279号,邮政编码:610041)。主编单位:中国成达工程有限公司中石油吉林化工工程有限公司参编单位:东华工程科技股份有限公司华陆工程科技有限责任公司中国五环工程有限公司中冶南方都市环保工程技术股份有限公司中国联合工程有限公司中石化宁波工程有限公司中国天辰工程有限公司中石化广州工程有限公司中海油石化工程有限公司中石油华东设计院有限公司中国中元国际工程有限公司中国瑞林工程技术股份有限公司浙江省天正设计工程有限公司中冶华天工程技术有限公司中国轻工业长沙工程有限公司中国石化工程建设有限公司参加单位:杭州中能透平机械装备股份有限公司东辰智能科技有限公司主要起草人:张清周强张毅峰代国兴郑智贤黎明祝兆辉娄喜营罗冲邓良才杨万福朱成楠尉晓海钟琦赵志广朱亚平聂李红严和钦王璨李涛李文刚段永华郭华军樊星牟显民陈朋汪红刘铭王春峰傅强谈河君陈佳江文豪陈灵超张兴春主要审查人:
目次1总则 (5)2术语 (6)3基本规定 (9)4蒸汽及凝结水系统设计 (10)4.1设计依据 (10)4.2设计原则 (10)4.3蒸汽及凝结水系统设计 (11)4.4蒸汽平衡图 (13)5蒸汽及凝结水管网设计 (14)5.1设计依据 (14)5.2设计原则 (14)6主要设备选择 (16)7系统控制 (18)7.1系统控制原则 (18)7.2系统内压力控制 (18)7.3系统内温度控制 (19)7.4系统内流量控制 (19)7.5蒸汽系统水汽品质监测与控制 (20)7.6凝结水品质监测与控制 (20)8余热利用 (22)附录A条件表 (23)附录B典型蒸汽平衡图 (28)本标准用词说明 (29)引用标准名录 (30)
ContentsGeneralprovision………………(5)Terms…………….(6)Generalrequirements……………(9)Steamandcondensatesystemdesign……………(10)Designbasis………………(10)Designprinciples…………(10)Steamandcondensatesystemdesign…………(11)Steambalancediagram………….…………(13)Steamandcondensatepipelinedesign…………(14)Designbasis………………(14)Designprinciples……………….…………(14)Mainequipmentselection………………………(16)Systemcontrol…………….……(18)Systemcontrolclassificationandrequirements………………(18)Systempressurecontrol……….……………(18)Systemtemperaturecontrol…….…………(19)Systemflowcontrol……………….………(19)Steam&waterqualitymonitoringandcontrol…….…….……(20)Condensatequalitymonitoringandcontrol……….…….……(20)Wasteheatutilization……………………..……(22)AppendixA Steamsystemdesignconditionsheets…………….…………….……….………….…(23)AppendixB Typicalsteambalancediagrams……………………(28)Explanationofwordinginthiscode………………...………………(29)Listofquotedstandards…………….(30)
1总则1.0.1为降低化工厂蒸汽及凝结水系统总能耗,提高蒸汽及凝结水系统设计水平,保证蒸汽及凝结水系统安全可靠、运行灵活、技术先进、经济合理,制定本标准。1.0.2本标准适用于新建、改建及扩建化工厂蒸汽及凝结水系统的设计,化工厂配套供热设施、热电(功)联产装置可参照执行。1.0.3化工厂蒸汽及凝结水系统的设计,除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语2.0.1蒸汽系统steamsystem化工厂生产过程中,担负蒸汽生产、输送,回收及利用凝结水以及工艺余热,提供热能动力,以蒸汽或热能形式联系在一起的各种装置和设备,并借助各种仪表所组成的统一、协调、平衡的系统。2.0.2耗汽户steamuserswithoutusedsteamreturn取自系统的蒸汽,经使用后不能以蒸汽的形态返回系统的用户。2.0.3用汽户steamuserswithusedsteamreturn取自系统的蒸汽,经使用后参数改变,仍能以蒸汽的形态返回系统再次利用的蒸汽用户。2.0.4热用户heatusers耗汽户和用汽户的总称。2.0.5汽源steamsources燃料锅炉、余热锅炉以及其他蒸汽发生设备等,包括外来蒸汽。2.0.6燃料锅炉fuel-firedboilers指燃烧气体、液体、固体燃料产生蒸汽的锅炉。2.0.7余热锅炉heatrecoverysteamgenerators利用工业生产过程中产生的热量,燃气透平(发电或做功)排气热量,废气和废料燃烧等产生蒸汽的设备。2.0.8开工(辅助)锅炉start-up(auxiliary)boilers为工艺装置投产初期运行提供蒸汽的锅炉。2.0.9副产蒸汽by-producedsteam工业生产过程中附带产生的蒸汽或闪蒸扩容器产生的蒸汽。2.0.10工艺余热processresidualheat工艺装置正常生产过程中的富余热量。2.0.11作功热耗率heatconsumptionrateforpowersupply工业汽轮机、往复机等设备输出每千瓦•小时功(kW•h)所消耗的热能(kJ/kW•h)。2.0.12发电热耗率heatconsumptionrateforelectricitygeneration汽轮发电机出口端子输出每千瓦•小时电能(kW•h)所消耗的热能(kJ/kW•h)。2.0.13绿电greenpower在电力生产过程中,二氧化碳排放量为零或趋近于零,绿电的主要来源包括太阳能、风能、生物质能、地热等可再生资源。2.0.14年操作时数annualoperationalhours设备年运行小时总数。2.0.15凝结水condensate蒸汽冷凝形成的水。2.0.16开式系统opensystem凝结水与大气直接接触的系统。2.0.17闭式系统closesystem凝结水与大气不直接接触的系统。2.0.18设计凝结水回收率designcondensaterecoverypercentage设计回收的凝结水量与理论可回收的凝结水量的百分比。2.0.19蒸汽疏水阀工作压力operatingpressureforsteamtrap在工作条件下蒸汽疏水阀进口端的压力。2.0.20蒸汽疏水阀工作背压operatingbackpressureforsteamtrap在工作条件下蒸汽疏水阀出口端的压力。2.0.21蒸汽疏水阀最高(允许)工作背压maximum(allowed)operatingbackpressureofsteamtrap在工作条件下蒸汽疏水阀能正确动作时出口端的最高(允许)压力。2.0.22比压降specificpressuredrop每米凝结水管道的沿程阻力损失。2.0.23凝结水箱condensatetank凝结水回收系统中用于汇集和储存凝结水的水箱。2.0.24凝结水回收水箱condensaterecyclingtank凝结水处理系统中前置的用于汇集和储存缓冲凝结水的水箱。2.0.25开式背压凝结水回收系统open-typebackpressurecondensaterecyclingsystem利用凝结水压力为动力的开式凝结水回收系统。2.0.26开式重力凝结水回收系统open-typegravitycondensaterecyclingsystem利用凝结水位能为动力的开式凝结水回收系统。2.0.27开式加压凝结水回收系统open-typepressurizationcondensaterecyclingsystem利用水泵或其它加压设施强制回收的开式凝结水回收系统。2.0.28闭式背压凝结水回收系统closed-typebackpressurecondensaterecyclingsystem利用蒸汽疏水阀背压为动力的凝结水闭式回收系统。2.0.29闭式满管凝结水回收系统closed-typefulltubecondensaterecyclingsystem利用凝结水重力和背压相混合方式的凝结水回收系统。2.0.30闭式加压凝结水回收系统closed-typepressurizedcondensaterecyclingsystem利用水泵或其它加压设施强制回收的闭式凝结水回收系统。2.0.31除铁过滤凝结水处理系统removedirontypefilteredcondensatetreatmentsystem处理在汽水系统启动、运行、停运过程中系统只含有铁、机械杂质的凝结水处理系统。2.0.32除铁、除盐凝结水处理系统removediron(inadditiontoiron),removedsaltcondensatetreatmentsystem处理在汽水系统启动、运行、停运过程中系统含有铁、机械杂质及微量溶解盐的凝结水处理系统。2.0.33除铁、除油、除盐组合式凝结水处理系统removediron,removedoil,removedsaltcombined-typecondensatetreatmentsystem处理在汽水系统启动、运行、停运过程中系统含有铁、机械杂质可能渗入少量油及微量溶解盐的凝结水处理系统。
3基本规定3.0.1化工厂蒸汽及凝结水系统设计应满足全厂启动、运行和停运等各种生产工况,应保证运行安全、节能、环保、控制灵活、检修维护便利。3.0.2化工厂蒸汽及凝结水系统参数应根据工艺蒸汽负荷、参数、汽动机泵和副产蒸汽等设计条件,以及蒸汽凝结水的回收和再利用系统要求,贯彻执行能量梯级利用的原则,满足化工厂生产各种工况的要求,并兼顾动力设备参数,经技术经济比较后确定。3.0.3蒸汽系统按最高级母管的操作压力等级分类,宜符合下列要求:1蒸汽压力小于2.5MPa,为低压系统;2蒸汽压力大于等于2.5MPa,小于3.8MPa,为次中压系统;3蒸汽压力大于等于3.8MPa,小于5.3MPa,为中压系统;4蒸汽压力大于等于5.3MPa,小于9.8MPa,为次高压系统;5蒸汽压力大于等于9.8MPa,小于13.7MPa,为高压系统;6蒸汽压力大于等于13.7MPa,小于16.7MPa,为超高压系统。3.0.4驱动机泵的汽轮机类型、台数、参数、容量应根据蒸汽平衡计算选择和确定,并应计算其汽耗量。3.0.5蒸汽锅炉及开工(辅助)锅炉的参数及容量应根据蒸汽平衡计算选择和确定。3.0.6应根据化工厂蒸汽系统的安全、经济、合理需求,确定工艺装置中的余热、余压利用方式及途径。3.0.7系统蒸汽凝结水的回收和利用方式应根据化工厂蒸汽系统的需要和余热利用原则确定。3.0.8对可能受污染的蒸汽凝结水,回收时应进行技术经济分析,有回收价值的,其凝结水系统应设置水质监测及水处理设施。回收风险较大且经济效益较差的,可不回收,但应充分利用其余热。3.0.9回收蒸汽凝结水应根据水质与全厂汽水平衡选择处理工艺,优先选择处理后的凝结水水质符合锅炉或生产装置用水指标要求的工艺路线,经技术经济比选后可考虑其他用途或处理至环保达标后排放。3.0.10化工厂蒸汽及凝结水管道应根据介质温度选用经济合理的保温结构和保温材料,尽量降低散热损失。
4蒸汽及凝结水系统设计4.1设计依据4.1.1系统主要组成应包括锅炉、余热锅炉、燃气轮机、蒸汽过热装置、汽轮机、蒸汽热用户等蒸汽系统相关设施,疏水阀、凝结水泵、凝结水箱、凝结水处理等凝结水系统相关设施,蒸汽及凝结水管网相关设施。4.1.2系统设计应落实下列外部条件:1工程已审批完成的有关文件;2燃料、交通运输、水源、电力、地质、气象、化学药品、安全卫生、节能及环保要求等资料;3系统的负荷条件:1)工艺蒸汽负荷及参数,可按本标准表A.0.1填写;2)汽动机泵特性数据,可按本标准表A.0.2填写;3)副产蒸汽数据,可按本标准表A.0.3填写;4)耗汽、用汽设备的年操作时数;5)原有汽源情况;6)工艺余热数据,可按本标准表A.0.4填写;7)凝结水回收数据,可按本标准表A.0.5填写;8)与外部协作的蒸汽负荷和凝结水回收与否等情况的协议;9)锅炉给水及化工装置系统用水水质指标等。4全厂总平面图、地形图、区域图、竖向图、管廊图等设计条件;5系统主要热力设备的特性数据、图表。4.1.3当项目供电为绿电或以绿电为主时,或当项目建设单位有减碳排放要求时,机泵驱动方式宜先选用电驱。4.2设计原则4.2.1当不能实行热电(功)联产时,应采用纯供热系统或外部热源供热系统。4.2.2在热电(功)联产供热系统中,供热蒸汽应主要由汽轮发电机组及(或)驱动工艺机泵的汽轮机的抽、排汽及(或)余热锅炉供给。4.2.3含燃气轮机的供热系统应设置余热锅炉回收燃气轮机排气的热量。4.2.4系统中宜配置参数相同的蒸汽锅炉,余热锅炉参数宜与系统参数相匹配。4.2.5蒸汽锅炉额定参数的设置宜结合蒸汽系统最高等级参数,以及余热锅炉、开工(辅助)锅炉、化工副产蒸汽装置等蒸汽发生设备参数确定。4.2.6为连续生产的工艺装置供汽,汽源不应为单台锅炉,并根据用汽需求宜设置检修或备用锅炉。4.2.7蒸汽凝结水应充分回收,并应按压力等级进行梯级闪蒸回收热量。凝结水回收系统应根据厂区地形、蒸汽用户分布状况、用汽设备的特点、供汽压力和温度、二次蒸汽和凝结水利用的方式、凝结水的回水量、凝结水的水质等因素进行技术经济综合比较、评价后确定。4.2.8对于热力除氧器,其进水温度宜低于除氧器操作压力下的饱和温度10℃~25℃。4.2.9在保证给水含氧量合格的条件下,宜采用一级除氧器。除氧器排出的乏汽热量及凝结水宜回收利用。4.2.10系统余热利用应高质高用、低质低用。4.2.11蒸汽用户多且范围大、地形复杂、用汽参数不同时,宜以大用户为中心,分区设置凝结水回收系统。4.2.12若因条件限制必需采用开式凝结水回收系统时,应减少对设备和管路的腐蚀,并对凝结水箱采取下列措施:1设置回收热量的蒸汽凝结水冷却器或二次蒸汽的凝结器,将高温凝结水的水温降到100℃以下后,再进入凝结水箱,如具备条件应进一步回收热量;2将凝结水送入凝结水箱液位以下,以降低凝结水的溶解氧;3在凝结水箱中设置浮漂挡板或浮球等,以减少空气中氧气向凝结水中扩散。4.3蒸汽及凝结水系统设计4.3.1纯供热系统设计应符合下列规定:1系统蒸汽参数应根据工艺蒸汽负荷、参数,并结合汽源设备的蒸汽参数以及工艺余热条件确定;2凝结水回收系统应符合下列规定:1)凝结水管道的管径计算,应满足凝结水汽水混合两相流状态的相关要求;2)蒸汽疏水阀后凝结水的压力,应大于凝结水至凝结水箱进水口间的总阻力、高度差(提升为正、下降为负)、终点系统压力及保证凝结水正常流速时的动压头之和;3)压力等级相差较大的饱和凝结水应尽量避免合流,若必须合流时应采取相应的防止气化、振动措施,使其均能回到凝结水箱。3凝结水处理系统应符合下列规定:1)当回收的凝结水中含有机械杂质时,凝结水处理系统应设置除铁过滤器并且其进水含铁量应控制在300μg/L以下。若系统经常启停,系统启动时含铁量大于300μg/L,应通过技术经济比较后,设置除铁过滤器启动滤芯或采取措施进行排放。当汽水系统运行正常,凝结水处理系统进水含铁量小于用水设备对铁含量的要求时,除铁过滤系统可设置旁路;2)当回收的凝结水可能溶入铁、微量溶解盐类时,凝结水处理系统应设置除铁、除盐系统;3)当回收的凝结水含有铁、微量溶解盐类及存在油渗漏或泄漏的情况时,凝结水处理系统应采用组合式凝结水处理系统,即除了应具备除铁、除盐功能外,还应设置必要的除油设施。进入除油设施的凝结水含油量不应大于10mg/L。当凝结水含油量经常性大于10mg/L时,应经过技术经济比较后确定是否设置油水分离设施或采取措施进行排放。4)当工业透平产生的凝结水水质指标符合现行国家标准《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》GB/T12145和《工业锅炉水质》GB/T1576的相应等级要求时,可直接回收利用该部分凝结水;5)凝结水处理系统宜设置独立的凝结水回收水箱。经凝结水精制系统处理后的凝结水宜设置独立的精制凝结水箱;6)当生产装置可能存在有机物泄漏的情况时,凝结水处理系统宜设置去除有机物的保安过滤器;7)凝结水系统所采用的离子交换树脂应为凝结水精处理专用型树脂,凝结水处理系统运行温度应控制在凝结水精处理专用型树脂规定使用温度范围内。当进入离子交换器的凝结水水温超过树脂允许的操作温度时,凝结水热量应充分利用,并将凝结水水温降至允许范围;8)当凝结水被严重污染,精制系统无法处理时,应排放至污水处理系统处理。4.3.2热电(功)联产系统设计应符合下列规定:1系统设计应根据系统内各用户蒸汽负荷及参数的要求和最大容量机泵的单机功率,结合汽源设备的蒸汽参数以及工艺余热条件,合理地确定系统的蒸汽参数;2在确定新蒸汽参数时,宜采用较高参数的新蒸汽;3系统的各压力等级,应按工艺要求并根据汽轮机抽、排汽压力调整范围和至蒸汽用户的管路损失确定,并尽量减少系统的等级数;4除最高等级母管外,系统其余各级蒸汽母管平衡所需的汽量应充分利用工艺装置余热所产生的副产蒸汽,不足部分应由汽轮机的抽、排汽供给或补充;5系统正常能力与最大能力的设计应符合下列规定:1)确定系统的正常能力时,汽轮机的进汽量可按被驱动机泵设计轴功率的100%~110%计算,工艺蒸汽负荷应按工艺提出的正常用量计算;2)确定系统的最大能力时,汽轮机的进汽量可按被驱动的汽轮机额定进汽量的105%计算,工艺蒸汽负荷应按工艺提出的最大用量计算。6汽轮机驱动的选用应符合下列规定:1)机泵的驱动应以蒸汽平衡为依据确定是否采用汽轮机驱动;2)低压蒸汽用户全年有稳定且连续4000h以上热负荷时,可采用背压式汽轮机供汽;3)在有备用机泵的情况下,宜以汽动为主,电动备用;4)在蒸汽平衡中可根据特殊需要适当采用纯凝汽式汽轮机驱动机泵。7为保证系统运行的灵活性和合理性,机型的选择应根据蒸汽平衡确定。系统中宜设置有抽汽凝汽式、注汽凝汽式、抽/注凝汽式、背压式、抽汽背压式汽轮机;8系统中凝汽器能力的确定应符合下列规定:1)系统正常运行的总凝汽量应由汽轮机抽/注特性及其额定功率确定;2)用于驱动机泵的抽汽凝汽式汽轮机的凝汽器单独设置时,其能力设计宜为其正常凝汽量的1.3倍~1.8倍,且不大于驱动机泵额定功率下纯凝汽工况运行时的凝气量;凝汽器集中设置时,其能力设计宜为正常凝汽量的1.2倍~1.5倍;单台汽轮机的最小凝汽量,不应小于额定功率时最小进汽量的12%;3)用于驱动发电机组的抽汽凝汽式汽轮机的凝汽能力应为其额定功率下纯凝汽工况运行时的凝汽量。9凝汽压力应根据工厂环境温度、冷却水的温度和可供量及电价等确定,对驱动机泵汽轮机宜为0.007MPa.A~0.017MPa.A,排汽湿度不宜大于12%;10系统给水加热级数应根据余热载体介质类别、温度及汽轮机抽、排汽温度等具体情况确定,宜设二级~三级;11锅炉与驱动机泵的汽轮机布置邻近,以及锅炉与汽轮发电机为联合厂房时,过热器出口至汽轮机进口,主蒸汽总温降不宜超过5℃~15℃,压降不宜超过始点压力的6%~12%,宜选择下限值。4.3.3带燃气轮机的系统设计应符合下列规定:1系统中不宜采用简单循环的燃气轮机系统;2燃气轮机所配余热锅炉的蒸汽参数应与装置蒸汽系统相匹配,蒸汽产量应参与装置蒸汽系统平衡;3系统设计应利用燃气轮机配套的余热锅炉产生饱和蒸汽、过热蒸汽、加热给水或工艺介质,以降低燃气轮机的最终排气温度。4.4蒸汽平衡图4.4.1化工厂蒸汽系统设计应根据各装置或各专业提出的用汽热负荷、用汽参数、用汽方式、使用性质等条件进行初平衡计算,选择汽轮机或蒸汽压缩机(MVR)的机型,拟定蒸汽系统后,按系统中各装置的正常工况、部分负荷工况、冬/夏季工况、开车工况、停车工况和其他特殊工况,分别做出平衡计算并绘制各种工况的蒸汽平衡图,并应调整、优化所拟定的系统直到满足各种工况的要求为止。4.4.2当取得各装置(或专业)提出的最终用汽热负荷、用汽参数、用汽方式、使用性质等条件及汽轮机厂最终厂家资料后,则应按照本标准第4.3.1条所述的各工况进行最终蒸汽平衡计算,并应绘制最终蒸汽平衡图。4.4.3蒸汽平衡图所包含的深度、内容,宜符合本标准附录B的规定。5蒸汽及凝结水管网设计5.1设计依据5.1.1管网主要组成包括蒸汽的输送、分配及平衡设施、调节与保护设施,以及凝结水输配系统等。5.1.2管网设计应落实下列外部条件:1水源、地质、气象、化学药品、安全卫生、节能及环保要求等资料;2系统的负荷条件应包括下列内容:1)工艺蒸汽负荷及参数,可按本标准表A.0.1填写;2)汽动机泵特性数据,可按本标准表A.0.2填写;3)副产蒸汽数据,可按本标准表A.0.3填写;4)耗汽、用汽设备的年操作时数;5)原有汽源情况;6)工艺余热数据,可按本标准表A.0.4填写;7)凝结水回收数据,可按本标准表A.0.5填写;8)与外部协作的蒸汽负荷和凝结水回收与否等情况的协议;9)锅炉给水及化工装置系统用水水质指标等。3各工艺装置界区条件表;4应具备全厂总平面图、地形图、区域图、竖向图、管廊图等设计条件;5管网内主要热力设备的特性数据、图表。5.2设计原则5.2.1各等级蒸汽母管间应设置减压减温装置,并符合下列要求:1减温器出口蒸汽温度应有适当的过热度,调节用测温点布置位置宜满足厂家要求;2减温器出口宜设置一定长度的汽水混合直管段,直管段长度宜满足厂家要求;3减温水的给水压力应满足厂家雾化压力要求;4减温水水质应满足减温后蒸汽品质的要求;5连续运行的减压减温装置或减压阀,应设备用;6间断运行的减压减温装置或减压阀泄漏等级宜不低于Ⅳ级;7减压减温装置宜设置暖管旁路并处于热备用状态。5.2.2供汽、给水及凝结水管道宜采用单母管系统。凝结水回收系统宜选闭式系统。5.2.3系统内各等级的蒸汽母管上宜设置放空调节阀。当放空调节阀出口排放管道装设消声器时,消声器应有足够的通流面积,防止其产生的背压影响放空调节阀的正常运行和排放。5.2.4在全厂蒸汽管网的起点、终点及各分支点,宜设置必要的压力、流量和温度的监测仪表和压控阀,运用数字化、智能化技术,保证蒸汽管网的经济、节能和平稳运行。5.2.5各级蒸汽主管网及分支管网的管径应根据各装置启动、运行工况蒸汽负荷及蒸汽用户对蒸汽参数的要求进行复核,确定合理的管径和保温设计。5.2.6加压凝结水管道应根据最大凝结水流量和经济比压降计算干管管径。5.2.7背压凝结水管道应根据允许终点压力并按照两相流介质计算方法确定管径。5.2.8不会受到污染的凝结水和可能受污染的凝结水应分别设置不同的凝结水管网分别回收。5.2.9开式回收的凝结水管道及设备材质应根据工程情况设置防腐蚀措施。5.2.10间断运行的凝结水管网,在极寒情况下,应设置防止凝结水冻结从而堵塞管道的措施。
6主要设备选择6.0.1锅炉的台数和容量选择,在一台容量最大的锅炉检修时,其余锅炉总容量应符合下列规定:1化工厂连续生产所需的生产用汽量;2冬季采暖通风和生活用热量的60%~75%,严寒地区取上限;3当汽轮机驱动的机泵停运时,其电动机驱动的备用机泵可正常运行,则该汽轮机用汽负荷不应计入;4消防、吹扫等临时耗汽负荷不应计入。6.0.2汽轮机参数、型式、轴功率及抽、排汽量应满足系统对动力和蒸汽负荷平衡的需要,并应符合下列规定:1在正常工况下,应使汽轮机在其工况图的最高效率点附近运行;2汽轮机不宜作为常年备用的驱动机;3宜选用工业汽轮机驱动机泵。6.0.3蒸汽压缩机参数、型式、轴功率及蒸汽量等应满足系统对蒸汽负荷平衡的需要,并应符合下列规定:1根据实际所需的压比、温升、流量等因素,选择合适型式和规格的压缩机,确保压缩机能高效满足蒸汽系统需求;2压比、流量均应设计适当的余量。6.0.4各等级蒸汽母管之间的减压减温装置能力,应根据各生产工况下蒸汽平衡确定。6.0.5除氧器的总容量应按最大给水消耗量选择,设计能力宜按最大消耗量的110%确定。6.0.6除氧水箱的总容量根据热负荷变动的大小,宜符合下列要求:1给水箱的总容量,对130t/h及以下的锅炉宜为20min全部锅炉额定蒸发量时的给水消耗量;2对130t/h以上、410t/h级以下锅炉宜为10min~15min全部锅炉额定蒸发量时的给水消耗量。6.07给水泵的总容量及台数应保证在任何一台连续运行的给水泵停用时,其余给水泵能供给所连接的系统的全部锅炉在额定蒸发量时所需要的给水量,加上系统内其它用户所需给水量后总量的110%。给水泵扬程应符合《小型火力发电厂设计规范》GB50049中的相关要求。6.0.8燃气轮机配套的余热锅炉应与化工生产装置及蒸汽系统结合进行平衡和选用,宜选用现有的定型燃气轮机。6.0.9蒸汽疏水阀选择原则应根据凝结水系统参数、蒸汽疏水阀的使用条件、安装位置、蒸汽疏水阀的技术性能等综合考虑,并符合《蒸汽疏水阀技术条件》GB/T22654的相关技术要求。6.0.10凝结水泵的选择应符合下列规定:1凝结水泵应设置两台或两台以上,其中一台备用。当任何一台凝结水泵停运时,其余凝结水泵的流量不应小于每小时最大凝结水回收量的120%;2凝结水泵扬程的设计宜留有5%~10%的富余量。6.0.11闪蒸罐的选择应符合下列规定:1闪蒸罐内的蒸汽流速不宜超过2m/s,凝结水的流速不宜超过0.25m/s;2闪蒸罐集水空间宜为总容积的20%~30%。6.0.12除铁过滤设施可采用管式过滤器、覆盖式过滤器或电磁过滤器等具有除铁功能的设备。6.0.13除油设施应经过技术经济比较选择合适的除油设备,除油设备应有足够的过滤面积以适应系统水质的波动。宜设置活性炭过滤器或者活性炭垫层。6.0.14根据进水水质条件和出水水质要求,凝结水处理系统离子交换器宜选用前置阳离子交换器加混合离子交换器。6.0.15除铁过滤器、除油设备及离子交换器应设置备用设施,其酸碱再生系统宜与化学水系统相关设备共用,酸碱计量箱应单独设置。6.0.16离子交换器后应设置树脂捕捉器。6.0.17凝结水处理系统的凝结水回收水箱其有效容积宜根据凝结水流量稳定性、水量大小确定,应涵盖瞬间大流量,一般为40min~60min的凝结水回收量。
7系统控制7.1系统控制原则7.1.1蒸汽系统的控制要求应根据蒸汽系统的类型、安全生产、节能、成本核算、各种运行工况等因素确定。7.2系统内压力控制7.2.1蒸汽系统应根据系统内主要设备或主要装置的压力调节要求设计相应压力控制系统。7.2.2为确保蒸汽母管压力的稳定,各等级蒸汽母管的压力调节、控制设计,应根据进入各等级蒸汽母管的汽源、是否设置有汽轮机或蒸汽压缩机、开停车、事故时用汽热负荷发生大幅度波动的应急处理,以及其它具体组合内容等因素,通过优化后确定,并应符合下列规定:1母管上宜设置下列设施:1)进入各等级蒸汽母管的可调主汽源的压力跟踪调节;2)放空调节阀;3)各等级蒸汽母管之间的减压减温装置;4)母管上宜设置安全阀。7.2.3在设有多种等级蒸汽母管的系统中,最高等级蒸汽母管的压力,宜根据母管压力自动调节和控制下列部位:1具有外加燃料的汽源设备的燃料加入量;2放空调节阀的排放量;3备用减压减温装置中的蒸汽调节阀向下一级母管的泄放量;4当系统中设有抽凝式汽轮机、抽背式汽轮机、背压式汽轮机时,应设置高压汽轮机与备用减压减温装置中的蒸汽快速泄放阀的联锁系统。7.2.4在设有多种等级蒸汽母管的蒸汽系统中,其他等级蒸汽母管的压力,宜根据本级母管压力自动调节和控制下列部位:1上一级汽轮机的调整抽汽量或具有外加燃料的汽源设备的燃料加入量;2放空调节阀的排放量;3上一级母管至本级母管备用减压减温装置中的蒸汽调节阀的泄放量;4本级母管至下一级母管备用减压减温装置中的蒸汽调节阀的泄放量。7.2.5各等级蒸汽母管上各自动控制点的设定值取值应有所差异。对于同一等级蒸汽母管其设定值选取应符合下列规定:1可调主汽源,应以母管正常工作压力值进行调节;2放空调节阀的设定值,应大于上一级汽轮机的抽汽调节阀的设定值和本级母管正常工作压力值;3备用减压减温装置中的蒸汽调节阀的设定值,应小于放空调节阀的设定值;4各自动调节点的设定值最终取值,应根据具体工程对蒸汽系统的要求确定,但最高设定值应小于安全阀最低整定压力值。7.2.6当在同一等级蒸汽系统中,有两台或两台以上抽凝式汽轮机的抽汽向本等级蒸汽母管供汽时,其抽汽调节应为一台自动,其余中控室手操。7.2.7当动力或信号故障时,放空调节阀的开闭,应根据各种蒸汽平衡工况的需求确定。7.2.8除通过自动调节外加燃料的汽源设备的燃料加入量、抽汽量、放空量、备用减压减温装置的泄放量等手段,控制各等级蒸汽母管压力外,各等级蒸汽母管上所设置的安全阀不宜少于两台。各等级蒸汽母管上安全阀的整定压力值应有所差异,其排放总能力应根据本等级蒸汽汽源的安全阀设置、各蒸汽用户用汽量、系统布置等情况综合考虑。7.3系统内温度控制7.3.1汽源设备的过热器出口蒸汽温度的波动范围,应符合系统设计的要求。蒸汽温度的调节方法,可通过蒸汽侧、烟气(燃料)侧以适当的方式得到良好的调节特性。7.3.2当系统中需设置减温器时,应设置喷水式(或面式)减温器的自动调节仪表,以调节系统中的减温器出口蒸汽温度,并应控制其波动范围不超过设计值。7.3.3给水加热器的给水出口管线上,应设置温度检测仪表。7.4系统内流量控制7.4.1正常运行的锅炉给水泵、表面式凝汽器的凝结水泵等运行泵,与备用泵之间应设置联锁系统。7.4.2给水泵最小流量再循环控制应符合下列规定:1控制回路应通过调整再循环调节阀控制给水泵出口流量高于或等于所要求的最小流量设定值;2当给水泵入口流量低于或高于规定值时,给水泵最小流量再循环控制指令应超驰开调节阀。7.4.3凝结水最小再循环控制应符合下列规定:1控制回路的被调量宜为流经凝泵和轴封加热器的凝结水流量;控制回路通过调节凝结水再循环流量调节阀来控制凝结水泵出口流量;2凝结水最小流量的设定值宜为凝泵最小流量和轴封加热器最小流量经高选运算后得到,且宜根据投运凝结水泵的台数自动设定;3凝结水流量低达限值时,凝结水最小再循环调节阀应超驰全开。7.4.4当利用化工工艺余热加热锅炉给水,且为两条或两条以上并联线路时,其中一条线路应设置流量自动调节,其余应为中控室手操。7.4.5在蒸汽系统中,汽包液位控制应设置三冲量调节系统。7.4.6对系统中的除氧器,应设置根据除氧水箱液位,调节除氧器进水量的调节系统,并应有高、低液位报警;应设置根据除氧器内的压力,调节进汽量的调节系统,并应有高、低压力报警。7.4.7汽轮机的入口蒸汽管线、抽汽管线、输往大的蒸汽用户管线,宜设置流量监测仪表。7.5蒸汽系统水汽品质监测与控制7.5.1系统内水、汽品质的控制,应符合现行国家标准《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》GB/T12145和《工业锅炉水质》GB/T1576的有关规定及工艺装置的特殊要求。7.5.2系统内的化学加药处理应符合机组汽水品质要求和国家现行标准《小型火力发电厂设计规范》GB50049和《火力发电厂水汽化学监督导则》DL/T561的有关规定。7.5.3系统内的水汽监督项目、仪表及取样点设置应根据机组容量、类型、参数以及化学监督要求确定,并设置相应的水汽集中取样装置及监测仪表,取样分析的信号应能作为相关系统控制的输入信号。7.5.4当利用化工工艺余热加热锅炉给水,化工工艺介质压力高于给水压力时,应在给水加热器的给水出口管线上装设水质检测仪表,并应有报警及自动或手动排放的切换设施。7.6凝结水品质监测与控制7.6.1各工艺装置蒸汽凝结水总管出口应设置在线水质检测、计量仪表及自动排放设施(应满足自动排放要求),当蒸汽凝结水水质不合格时,应报警、自动排放并计量。汽轮机表面式凝汽器的凝结水泵出口管线上,应装设水质检测仪表;对于直接返回除氧器的系统,应设置回凝结水处理装置的旁路。7.6.2凝结水水质监测应符合下列规定:1凝结水回收系统,应根据安全生产、成本核算、运行工况、事故分析、水质、蒸汽品质等方面要求,合理设置各种在线检测、控制、连锁、报警等仪表自控设置。各工艺装置凝结水总管出口应设置在线监测仪表及自动排放设施(满足自动排放要求),当凝结水水质不能满足回收利用条件时,应报警、自动排放并计量。工艺凝结水在线监测仪表宜选用TOC在线分析仪,透平凝液在线监测仪表宜选用电导在线分析仪;2凝结水品质的检查和监测应设取样口进行定期取样和实验室分析。7.6.3凝结水控制系统及仪表设置应符合下列规定:1凝结水回收及处理系统的监测仪表、自控设置应根据凝结水回收及处理系统工艺以及相关的热机、化工装置的自动化水平经技术经济比较后确定;2凝结水回收及处理控制系统应包括下列内容:1)水箱水位与凝结水水泵开、停的控制;2)闭式凝结水箱、凝结水闪蒸罐压力的控制;3)凝结水处理系统入口温度的控制。3凝结水回收及处理监测系统应包括下列内容:1)凝结水回收及处理水量的监测;2)凝结水回收及处理系统进出口水温、水质指标(包括电导率、SiO2等的含量)的监测。4当不涉及系统异常工况的报警、紧急联锁、自动调节任务的参数时,在凝结水水泵出口、离子交换器进、出口等处可只设置就地监测仪表;5当系统异常工况需要报警,并对工艺设备产生危险、对下游流程产生危害和运行参数无法实现自动调节控制时,宜设置在线监测仪表,同时应对凝结水进出水的水质指标等进行定期取样和实验室分析;6凝结水回收及处理系统仪表应按指示、记录、累积、信号、(声、光)报警、调节、连锁等功能进行分类;7指示仪表的设置应符合下列规定:1)需要反映主要设备及工艺系统在各种工况下安全、经济运行的主要参数和需要经常监视的参数,应设指示仪表;2)只需越限报警监视的参数,可不再设指示仪表。8应设置记录仪表,记录进行经济分析、核算及控制处理水质指标的重要参数;9应设置凝结水流量积算设施,记录需要进行经济核算的流量参数。
8余热利用8.0.1余热利用方案应结合工程实际情况,经过技术经济比较后确定,并应符合下列规定:1利用任何可利用的余热,首先应将它纳入蒸汽系统中进行平衡计算,不宜设置与系统无关的、孤立的余热利用系统;2余热利用应根据余热品位高低,按质用能和分级回收利用的原则,做到热尽其用;3应优先使用凝结水余热及可回收的装置废热加热除氧器补水和(或)锅炉给水;4应避免热能的远距离输送,对于数量小、距离远的余热,可采用就地利用方式;5当余热负荷及参数改变时,应有对应措施。8.0.2载热介质温度在500℃以上的高温位余热,可用作产生高压蒸汽。8.0.3载热介质温度在250℃~500℃的中温位余热,可用作产生蒸汽、加热给水、预热空气等。8.0.4载热介质温度低于250℃的低温位余热,可用作加热给水、吸收式制冷,也可用作低沸点工质发电等。8.0.5利用蒸汽间接加热的生产设备,其设计凝结水回收率应大于90%。凝结水回收系统宜采用闭式回收,并应充分利用凝结水余热。8.0.6蒸汽凝结水应按压力等级进行梯级闪蒸,多次利用,凝结水及其余热应按热能品位得到梯级利用。回收的常压高温凝结水应尽量避免使用循环冷却水冷却降温,宜设置换热设施回收余热,使其温度降至符合水处理设施进水温度的要求。应设置事故状态排出污染凝结水并使用适当的降温措施。8.0.7凝结水系统余热回收包括下列内容:1凝结水所含显热的回收;2凝结水闪蒸汽所含潜热的有效利用;3凝结水闪蒸汽加压的有效利用。附录A条件表A.0.1工艺蒸汽负荷及参数可按表A.0.1填写。表A.0.1工艺蒸汽负荷及参数工程名称设计阶段车间或装置名称序号设备位号设备名称蒸汽用途加热方式受热介质蒸汽条件使用性质年操作时数备注组分压力(MPa.G)温度(℃)流量(t/h)入口压力(MPa.G)入口温度(℃)正常最小最大正常最高进口出口冬夏冬夏冬夏正常最低正常最低1234567891011121314151617181920212223备注:(1)第4栏指加热用、蒸汽喷射器或其它用蒸汽;第5栏是直接或间接。(2)第6栏填化学分子式;第7栏指正常生产工况时的;第8栏指可能出现的最高压力。(3)第11、12栏为按装置铭牌产量时的用量;第13、14栏为装置维持生产的最小用量;第15、16栏为实现装置能力的用量。(4)第17、19栏为正常工况时所要求的;第18、20栏为维持生产的最小值。(5)第21栏指连续、间断开车或停车时间。(6)第23栏可填写其它方面的特殊要求或提醒热工专业的注意事项。提出人校核审核日期
A.0.2汽动机泵特性数据可按表A.0.2填写。表A.0.2汽动机泵特性数据工程名称设计阶段车间或装置名称序号机泵位号机泵名称台数单机轴功率(kW)转速(r/min)调节方式旋转方向使用性质备注运行备用额定设计最小额定设计最高最低12345678910111213141516备注:(1)第6栏指厂家提供的机泵铭牌值;第7栏指工艺设计选用值;第8栏指维持生产的最小值。(2)第9栏同第6栏,第10栏同第7栏;第11栏指厂家提供的允许值;第12栏同第8栏。(3)第13栏指机泵的调节方式。(4)第14栏指从汽轮机端看去,叶轮从左向右旋转为顺
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