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打算压力和打算温度
一、打算压力
配置和管道的打算压力是配置和管道强度打算的重要根据。工艺系统专科在断定配置打算压力时,应在满意配置长周期平安临盆的原形上,做到既经济又正当。不能停止、独自地思索每台配置的最高处事压力,要将配置置于工艺系统内举办剖析,思索各类工况下或者呈现的最高压力以及系统附加前提(如系统压力改变、平安阀在系统的相对地位,泵出口阀门的相对地位等)对最大压力的影响。同时,应剖析配置内的介质特征,如易燃、易爆,有毒无益,凝聚点,饱和蒸气压,宝贵物料等。
配置打算压力确实定先凭借必定的的法则,断定每台配置的开端打算压太,而后再凭借系统剖析法子对开端打算压力举办调换,并得出配置的最后打算压力。
1、术语解说(1)压力
分表压和绝压,离别在压力单位后加G或A示意。不加解说时,时常指表压。
(2)最大处事压力
容器在普遍工况下,容器顶部或者抵达的最大压力。此值由化工工艺专科提议。
①对内压容器,指容器在普遍工况下,其顶部或者呈现的最大压力。
②对真空容器,指容器在普遍工况下,其顶部或者呈现的最大真空度。
③对外压容器,指容器在普遍工况下,其顶部或者呈现的最大表里压差。
(3)泵(收缩机)的敞开压力
泵(收缩机)的敞开压力系指泵(收缩机)在出口流量受限时的最高排出压力。
(4)平安阀开启压力
平安阀阀瓣起头腾越,介质接连排出的刹时,平安阀出口处的静压力。
(5)最高压力
用以断定容器打算压力的基准压力。它是由容器最大处事压力加之工艺过程中系统的附加前提后,在容器顶部或者抵达的压力。此值由工艺推算断定。
(6)打算压力
系指设定的容器顶部的最高压力(包罗工艺过程的系统附加前提),与相对应的打算温度一同做为配置打算的前提,其值不低于最高压力。打算压力凭借配置的最高压力和关联打算标准断定。
(7)最高(最低)处事温度
最高(最低)处事温度系指容器在普遍处事进程中,元件金属或者呈现的最高(最低)金属温度。
(8)打算温度
容器在普遍处事情状下设定的元件的金属温度。此温度与打算压力一同做为容器打算前提,其值应凭借配置的最高(最低)处事温度和响应的标准推算断定。
2、打算标准(1)适合下列前提之一的按GB《钢制压力容器》断定:
1)0.1MPa(G)≤打算压力≤35MPa(G)
2)真空度大于2kPa(mmH2O)
(2)适合下列前提之一的按GB/T《钢制焊接常压容器》断定:
1)打算压力低于0.1MPa(G)
2)真空度小于或即是2kPa(mmH2O)
(3)打算压力大于35MPa(G)的应按关联标准断定。
3、配置打算压力确实定法则表1配置打算压力确实定法则
4、各式系统中配置最高压力确实定(1)配置
秉承多种不同工况的配置化工临盆中,当统一配置需秉承多种不同工况时,如某些反映器要适应吹扫、试压、升温复原、化学反映、催化剂复活等多种化工进程的多种处事前提改变,则该类配置打算压力确实定法则见表1,并应向配置专科解说各阶段处事压力及处事温度响应改变的功夫及介质改变情状。
(2)非凡介质的配置
①剧毒介质的透露直接影响到人身和处境平安,普遍都把这种配置的打算压力定为高于表1规则值的法则,以保证平安。
②对一些凝聚点较高的介质,如沥青、白腊、苯酐等,由于较简单使系统淤塞也许在排放时淤塞平装配置和排放系统,引发系统压力的抬高,故除了思索伴热法子外,可合适抬高此类配置的打算压力。
③对某些宝贵物料,一旦透露将会引发必定经济损失,在做经济掂量后,可抬高打算压力。
④对某些介质,由于化学反映或物理进程或者起处事压力的赶紧改变,如化学反映或液相挥发引发压力赶紧回升,低压下的冷凝器冷凝进程将引发真空职掌等,则应凭借详细情状来断定打算压力。
(3)离心泵系统
①泵输出侧着末堵截阀上游配置的最高压力
a.若吸入侧容器的打算压力按表1采选,则泵输出侧配置最高压力应即是泵吸入侧容器最高压力加之泵出口敞开压差再加(或减去)静压头。
b.倘有非凡请求,则泵输出侧最高压力应由工艺系统专科会同关联专科联合约定。
②泵输出侧着末堵截阀下游配置的最高压力应是化工工艺专科给定的最大处事压力加之系统附加前提后为其最高压力。
(4)容积式泵系统
泵的输出压力重要受泵壳体的强度和启动机的力矩束缚,因而对容积式泵时常不必“敞开压力”词,而用“中止压力”一词,其值即是使启动机中止运行所需压差。
中止压力”时常比容积式泵普遍处事压力高很多,因而,容积式泵输出管道上的配置不该按“中止压力”打算。容积式泵输出管道上配置最高压力是化工工艺专科提议的配置最大处事压力加空系统附加前提。
(5)冷冻系统
化工工艺专科时常供应冷冻系统在处事进程中预期抵达的最大处事压力。但在泊车后,高压侧压力将a,0低落而低压侧压力将抬高至系统中双侧压力相等,此时的压力即为“泊车压力”。
高压侧的最大处事压力时常是工艺规则的数值,此值高于“泊车压力”。
低压侧的最大处事压力为“泊车压力”加之必定的裕量,此裕量取决于系统泊车期间输入的热量和冷冻剂的热力学性质。长功夫泊车时低压侧的最大处事压力取最高预期处境温度下冷冻剂的均衡压力,或参照下述(8)的规则采选。
“泊车压力”按高压侧至低压侧等焓节俭来推算最大处事压力加之系统附加前提,即做为冷冻系统最高压力,高压侧和低压侧离别断定。
(6)收缩机系统
责罚蒸汽和蒸汽混杂物的收缩机系统和别的多种配置串连系统时,应按秉承统一超压源的一组配置(两个堵截阀之间)来采选配置最高压力;并应注意下列各点。
①平安阀应尽或者配置在组内处事温度最濒临常温的部位。
②紧靠平安阀上游的配置的最大处事压力,是断定该系统别的配置最高压力的基准。
③平安阀开启压力即是上游配置打算压力减去该配置至平安阀最大普遍流量下的压力降。
(7)塔系统
塔系统包罗塔配置、再沸器、塔顶冷凝器和回流罐。塔配置的最高压力应凭借化工工艺专科规则的塔顶最大处事压力并加之系统附加前提来断定。
(8)艳服液化气体的容器
①艳服临界温度高于50℃的液化气体的压力容器,当打算有牢固的保冷设备,其最高压力为所艳服液化气体在或者抵达最高处事温度下的饱和蒸气压力;如无保冷设备,其最高压力不得低于该液化气体在50℃时的饱和蒸气压力。
②艳服临界温度低于50℃的液化气体的压力容器,当打算有牢固的保冷设备,并能保证低温储蓄的,其最高压力不得低下实测的最高温度下的饱和蒸气压力;没有实测数据或没有保冷设备的压力容器其最高压力不得低于所装液化气体在规则的最大充装量时,温度为50℃的气体压力。
③常温下艳服混杂液化火油气的压力容器,应以50℃为打算温度。当其50℃的饱和蒸气压力低于异丁烷50℃的饱和蒸气压力时,取50℃异丁烷的饱和蒸气压力为最高压力;当其高于50℃异丁烷的饱和蒸气压力时,取50℃丙烷的饱和蒸气压力为最高压力;如高于50℃丙烷的饱和蒸气压力时,取50℃丙烯的饱和蒸气压力为最高压力。
(9)平安阀
对设有平安阀的系统,应凭借配置与平安阀的相对地位来断定最后的打算压力。
①设有平安泄放安设的配置的打算压力,可按表1的法则断定。
②平安泄放点下游配置的打算压力,即是平安泄放安设的开启压力加之平安网至下游配置或者存在的静压头。如塔顶管线配置平安阀,经冷凝器后到回=F流罐,该回流罐打算压力应即是平安阀的开启压力加之冷凝器至回流罐的静压头。
③平安泄放阀上游配置的打算压力,即是平安泄放安设的开启压力加之配置至平安泄放安设间的压力损失和静压头。如平安阀设在回流罐,则塔顶打算压力即是平安阀开启压力加之塔顶至回流罐平安阀间的压力损失和静压头。
5、管道打算压力的采选(1)实用领域
实用于打算压力p在下列处事领域的管道。
①压力管道0MPa(G)≤p≤35MPa(G)领域的管道。
②真空管道p<0MPa(G)的管道。
③实用于运送包罗流态化固体在内的整个流体管道。
(2)管道打算压力确实定法则
①管道打算压力不得低于最大处事压力。
②装有平安泄放安设的管道,其打算压力不得低于平安泄放安设的开启压力(或爆破压力)。
③整个与配置邻接接的管道,其打算压力应不小于所连结配置的打算压力。
④运送制冷剂,液化气类等沸点低的介质的管道,按阀被敞开或介质不起伏时介质或者抵达的最大饱和蒸气压力做为打算压力。
⑤管道或管道构成件与超压泄放安设间的通路或者被淤塞或隔绝时,打算压力按不低于或者造成的最大处事压力来断定。
⑥工程打算规则需求推算管壁厚度的管道,其管壁厚度数据表中所列的推算压力即为该管道的打算压力,与推算压力相对应的处事温度即为该管道的打算温度。
(2)管道打算压力的采选
①设有平安阀的压力管道:p大于即是平安阀开启压力。
②与未设平安阀的配置邻接的压力管道:p大于即是配置打算压力。
③离心泵出口管道:p大于即是泵的敞开压力。
④往来泵出口管道:p大于即是泵出口平安阙开启压力
⑤收缩机排出管道:P大于等干平安阀开启压力+收缩机出画至平安沿程最大普遍流量下的压力降。
⑥真空管道:p即是全真空。
⑦凡不属上述领域管道p大于即是处事压力改动中的最大值。
打算温度
1、配置打算温度确实定配置的打算温度系指普遍做进程中,配置所用材料在最高打算压力下所对应的温度。当需求工艺系统专科提议配置的打算温度(做为打算前提)时,可参照本条目断定。
工艺系统专科以化工工艺专科提议的普遍三做进程中介质的最高(或最低)处事温度或介质最高处事温度下的壁温(此璧温由传热推算或实测得出)做为打算温度。
工艺系统专科在不能举办传热推算或实测时,以化工工艺专科提议的普遍处事进程中介质的普遍处事温度加(或减)必定裕量做为打算温度。
①配置器壁与介耿直接来往且有外保温(或保冷)时,打算温度按下表中Ⅰ或Ⅱ断定。
表2打算温度采选
②配置内介质用蒸汽直接加热或被内置加热元件(如加热盘管、电热元件等)直接加热时,打算温度取普遍处事进程中介质的最高温度。
③配置器壁双侧与不同温度介耿直接来往,并有或者呈现只与简单介质来往时,应按较高介质温度断定打算温度;但当任一介质温度低于-20℃时,则应按较低介质温度断定最低打算温度。
④配置壳体的材料温度仅由大气处境气温前提:确守时,其最低打算温度可按该区域景象材料,取历:年来“月均匀最低气温”的最低值。
a.“月均匀最低气温”系指当月各天的最低气温相加后除以当月的天数。“月均匀最低气温”的最低值,是国度景象局实测的逐月均匀最低气温资估中的最小值。
b.对低于、即是-20℃的区域,最低打算温度取-20。
c.关于低于、即是-10℃并高于-20℃的区域最低打算温度取-10℃。
⑤下列情状应经过传热推算,求得配置材料温度做为打算温度:
a.内壁有牢固的隔热层;
b.器壁双侧与不同温度介耿直接来往,而不会呈现与简单介质来往。
⑥配置的不同部位在处事进程中或者呈现不同温度时,应按不同温度采选元件响应的打算温度。
⑦配置的最高(或最低)处事温度濒临所选材料答应利用温度边界时,应贯串详细情状警惕采选打算温度,免得增多投资或低落平安性。
2、管道打算温度确实定管道打算温度T系指管道在普遍处事进程中,响应打算压力下或者抵达的管道材料温度。工艺系统专科人员凭借化工工艺专科供应的普遍处事进程中各类工况的处事温度,按“最刻薄前提下的压力温度组合”来采选管道打算温度。由工艺系统专科提议的管道打算温度(本节系指管道中介质的最高处事温度)可参拜下列法则断定。
①以传热推算或实测得出的普遍处事进程中介质的最高着温度下的管道壁温,做为打算温度。
②在不便于传热推算或实测管壁温度的情状下,以正E常做进程中个质的最高(或最低)处事温度做为管道打算温度。
a.金属管道
ⅰ.介质温度小于38℃的不保温管道,T=介质最高温度。
ⅱ.介质温度不小于38℃的管道,T=95%介质最高温度。
ⅲ.外部保温管道,T=介质最高温度
ⅳ.内保温管道(用绝热材料衬里),T=传热推算管壁温度或实验实测的管壁温度。
V:介质温度不大于0℃,T=介质最低温度。
b.非金属管道及非金属衬里的金属管道
ⅰ.无处境温度影响的管道,T=介质最高温度。
ⅱ.装配在处境温度高于介质最高温度的处境中的管道(除已选用防备法子者之外),T=处境温度。
③以化工工艺专科提议的普遍处事进程中,介质的普遍温度加(或减)必定裕量做为打算温度,可按下式断定打算温度:
a.介质普遍处事温度为0~℃时,T≥介质普遍处事温度+30℃。
b.介质普遍处事温度大于℃时,T≥介质普遍处事温度+15℃。
④当流体介质温度濒临所选材料答应利用温度边界时,应贯串详细情状警惕采选打算温度,免得增多投资或低落平安性,如:按上述③中推算成绩会引发改换高一档的材料时,从经济上思索,答应按工程打算请求,将15℃附加量减小,但工艺必定有法子,使运行中不至于超温。
⑤当处事压力和对应处事温度有各类不同况或周期性的改动时,工艺系统打算人员应将化工工艺专科提议的各类工况数据列出,并向管道材料专科加以解说。
配置的管道仪容及过程图打算
化工临盆进程变化多端,展现为管道及仪容过程图的打算各不雷同。但万变不离其宗,整个管道及仪容过程图均是由各类原形单位构成。不同临盆进程中原形单位的管道及仪容过程图弗成能完整一致,但也不会有太大的差别,均有必定的典范打算。本章重要议论其个性题目,讲解一些较量罕见、典范的打算计划供打算参考。
一、泵的管道仪容及过程图打算
1、泵的构造
根据泵向被送液体转达能量的方法,可分为叶片式泵和容积式泵,其重要构造型式下列:
本节以离心泵和往来泵为例,解说其管道及仪容过程图的典范打算。
图1泵的管道及仪容过程图
2、离心泵的典范打算
图2所示为离心泵的管道及仪容过程图打算重点解说下列:
①泵的出入口应配置堵截阀,普遍采取闸阀。阀门直径普遍与管道直径雷同。
②泵体和泵的出入口管道上需配置装有阀门的排气和排净管,DN50以上的止回阀亦可思索在阀关上钻孔装配放净阀,排放物接至适合的排放系统。
③泵的出入口管道尺寸普遍应比泵管口大甲第或更大。
④泵吸出口应配置过滤器
⑤泵出口应装配止回阀。
⑥泵出口必定起码设有压力表。
⑦介质在泵人丁处或者产生汽化时,应在泵人丁和出口堵截阀之间配置均衡管并装配堵截阀。均衡管通向吸入侧容器或就近排入响应的排气管道,而且不能造成袋形。如图2所示。
图2离心泵的均衡管道
⑧泵倘有或者在低于泵的最小流量下长功夫运行时,应设最小流量管。在最小流量管上应配置限流孔板和截至阀,如图4所示。
图3离心泵的最小流量管
⑨用于运送℃以上介质的泵,并设有备用泵的,宜配置带限流孔板的暖泵管道。如处境温度低于物料的倾点或凝点时,还应布防凝管道。如图4所示。
图4离心泵的暖泵管道和防凝管道
⑩高扬程泵的出口堵截阀先后应配置旁通管道。如图5所示。
图5离心泵的高扬程旁通管道
3、往来泵的典范打算
图6所示为往来泵的管道仪容过程图,其打算重点下列:
①与离心泵比拟,往来泵出口可不设止回阀。
②往来泵的出口管与出口堵截阀之间应配置平安阀。平安阀的排出管可接人吸入过滤器的下游或接入吸人容器。
图6往来泵的管道仪容过程图
容器的管道及仪容过程图打算
1、容器的PID图打算重点
①容器顶部与底部普遍设有放空阀和放净阀,容器底部邻近应设有带门的公用功程接口。阀门应直接与容器管口邻接。
②容器的物料人丁管口处不必定设堵截阀。普遍情状下只在容器的液相出口处配置堵截阀,若此管口水准间隔15m内又有堵截阀,则容器出口处可不设堵截阀。与容器邻接的公用功程管道濒临容器管口处应设堵截阀。容器与连结管道之间的堵截阀应尽管直接装配在容器管口。
③容器上的现场液位计、液位变送器、液位报警器或压力表的接收等,可凭借详细情状配置在容器iiif.的气相与液相邻接通的立管上。
④容器需配置平安阀时,可将平安阀配置在容器顶部气相部份或气相管道上。
⑤容器对装配标高有详细请求时,应标出最低标高。
2、典范打算示例
图7为卧式容器的管道及仪容过程图。
图7卧式容器的管道及仪容过程图
图8立式容器的管道及仪容过程图
图8为设有氮封的立式容器的管道及仪容过程图,罐体及物料管道设有蒸汽伴热。由于是间歌职掌,故平安阀可不设旁路及上游堵截阀。
图9带氮封的常压卧式容器
图9为设有氮封的常压卧式容器的管道仪容过程图。罐上部设有呼吸阀与阻武器。物料由管道引至罐体液面下列。罐底液相出口设有防涡流板,接至泵吸出口。该容器有装配标高请求。
图10带搅拌安设的常压立式容器
图10为带搅拌安设的常压立式容器的管道仪容过程图。因罐内装有搅拌安设,故可免布防涡流板。
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