【正文】 壓力管道設計講義一。項目統(tǒng)一規(guī)定1 總則本規(guī)定適用于編寫基礎工程設計文件，以協(xié)調(diào)并統(tǒng)一基礎工程設計文件的設計基礎、設計原則和工程設計文件，保證文件編制質(zhì)量并提高工作效率。2 項目概況 項目名稱、建設地點、項目范圍建設單位： 項目名稱： 建設地點： 3 設計基礎 廠址自然地理位置 自然條件 地質(zhì)條件（業(yè)主提供最終資料） 氣象條件 建廠區(qū)域公用工程配套 供熱 供水 污水處理廠 初步的工藝總流程 主要原料、輔助材料數(shù)量、規(guī)格及來源 公用工程規(guī)格、來源及設置原則 生活水 新鮮水 循環(huán)冷水、 循環(huán)回水 高壓消防水 配置泡沫混合液給水系統(tǒng) 供電技術條件 脫鹽水 工藝冷凝水回收界區(qū)參數(shù) 供風、供氮 燃料4環(huán)保 環(huán)境保護篇編制規(guī)定5勞動安全衛(wèi)生設計采用的主要標準規(guī)范6 設計文件編制的格式規(guī)定 文件編寫格式 圖簽檔案號編制統(tǒng)一規(guī)定二。工藝專業(yè)1。 應用的主要標準和規(guī)范2。 計量單位原則上計量單位應使用國際單位制Sl。特別需要指出的是：壓力(表) Pressure(gauge) Pa(g)或kPa(g)或MPa(g)壓力(絕) Pressure(absolute) Pa(g)或kPa(a)或MPa(a)負壓(絕) Vacuum Pa(g)或kPa(a)質(zhì)量 Mass kg體積 Volume 液體 Liquid m3氣體 Gases Nm3和m3流量(一般采用質(zhì)量流量) Flow(mass flow is generally preferred)質(zhì)量流量 Mass flow kg／h或t／h體積流量(氣體) Volume flow (gases) Nm3／h標準狀態(tài) Standard status氣相 Gas phase Nm3 (below 0℃ and kPA)焓 Enthalpy kJ／kg熱 Heat KJ, GJ熱流率 kW，MW電 Electrical電量 Power W、kW或MW頻率 Frequency Hz電流 Current mA、A或kA電壓 Voltage mV、V或kV電導率 Conductivity S/m或mS/cm動力粘度 Viscosity cP運動粘度 Viscosity mm2/s或cSt尺寸 Dimension長度 Length m或mm位置和液面 Position and level %、m或mm時間 Time s、min或h管道 Piping長度 Length mm直徑 Diameter mm面積 Area m2管子規(guī)格 Tubes sizes mm容器接口規(guī)格 Nozzle sizes of Vessel mm速度 Velocity m／s聲壓 Sound pressure dB(A)應力 Stresses N／mm2力 Force N法蘭等級 Flange rating(PN) MPa轉(zhuǎn)速 Rotational speed r／m功 Work Wh或kWh3 軟件使用規(guī)定 流程模擬計算流程模擬采用HYSYS Ⅱ ；、TSWEET或其它有效版本軟件進行流程模擬計算。 換熱器傳熱及水力學計算軟件換熱設備采用AEA Hyprotech公司的STX()和ACX（）、HTFS計算軟件，包括換熱器、空冷器和重沸器，其它有效版本的換熱設備計算程序也可行。 塔類水力學計算軟件塔類設備采用美國傳質(zhì)協(xié)會FRI 、澤華的ADV02計算軟件或國內(nèi)自己開發(fā)的有效版本的浮閥、舌型、篩孔、填料等各類塔計算程序或各供應商自己開發(fā)的有效計算程序。 換熱網(wǎng)絡優(yōu)化計算換熱網(wǎng)絡優(yōu)化計算采用熱交換器網(wǎng)絡模擬計算程序(HEATNT)或其它有效版本進行計算。 繪圖軟件繪圖軟件采用AUTOCAD2002或其它以上有效版本。 其它其它單體設備有效版本的計算軟件。4 設備設計基礎 設備的設計壓力 設備的設計壓力定義 壓力：除注明者外，壓力均系指表壓力。 設計壓力：設計壓力指設定的容器頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起作為設計載荷的條件，其值不低于工作壓力。 正常工作壓力：正常工作壓力指設備在正常運行工況，它包括：正常操作、開停工工況、再生工況、改變進料工況和預期實際操作可能波動的工況下可能達到的最高工作壓力。 最高工作壓力：a) 承受內(nèi)壓的壓力容器，其最高工作壓力是指在正常使用過程中，頂部可能出現(xiàn)的最高壓力(《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定)。 b) 承受外壓的壓力容器，其最高工作壓力是指壓力容器在正常使用過程中，可能出現(xiàn)的最高壓力差值；對夾套容器指夾套頂部可能出現(xiàn)的最高壓力差值(《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定)。 設備最高工作壓力的確定在確定設備最高工作壓力時，應考慮正常運行工況，它包括：正常操作、開停工工況、再生工況、改變進料工況和預期實際操作可能波動的工況，以及系統(tǒng)附加條件(如系統(tǒng)壓力變化、系統(tǒng)中其它設備的影響、安全閥在系統(tǒng)中的相對位置對設備最高工作壓力的影響等情況)。設備最高工作壓力應是正常工作壓力和考慮系統(tǒng)附加條件后可能達到的最高壓力中的較大值。必須注意的是，由于各種工況所對應的溫度有時差別較大，在確定設備最高工作壓力時，有必要分別列出不同工況下對應的最高工作壓力。相應地，設計壓力提出時必須指出對應的設計溫度。各類系統(tǒng)中設備最高工作壓力的選取如下：a) 離心泵系統(tǒng)1) 泵出口側(cè)最后切斷閥(有安全泄放設施的設備入口閥)上游設備的最高工作壓力，等于泵吸入側(cè)容器的最高工作壓力，加上泵出口關閉壓差、再加(或減去)靜壓頭。2) 泵出口側(cè)最后切斷閥(有安全泄放設施的設備入口閥)下游設備的最高工作壓力，應是設備的正常工作壓力并加上系統(tǒng)附加條件后的最高壓力。b) 容積式泵系統(tǒng)容積泵的輸出壓力主要受泵殼體的強度和驅(qū)動機的力矩限制，因此對容積式泵通常不用“關閉壓力”一詞，而用“停止壓力”(即使得驅(qū)動機停止運轉(zhuǎn)所需壓差)?！巴Ｖ箟毫Α蓖ǔ１人恼９ぷ鲏毫Ω咴S多，因此，容積式泵輸出管道上的設備不應按“停止壓力”設計。容積式泵輸出管道上的設備最高壓力是工藝專業(yè)提出的設備最高工作壓力加上系統(tǒng)附加條件。容積泵出口管道上設備的最高工作壓力，可取設備的正常工作壓力加上系統(tǒng)附加條件。其壓力應足夠高，以避免壓力波動時安全閥起跳。c) 冷凍系統(tǒng)冷凍系統(tǒng)的設備最高工作壓力，其高壓側(cè)和低壓側(cè)應分別確定。冷凍系統(tǒng)在停車后，高壓側(cè)壓力將降低，而低壓側(cè)壓力將升高至系統(tǒng)中兩側(cè)壓力相等，此時的壓力即為“停車壓力”(按高壓側(cè)至低壓側(cè)等焓節(jié)流來計算)。高壓側(cè)的最高工作壓力應高于“停車壓力”：低壓側(cè)的最高工作壓力為“停車壓力”加上一定的裕量，此裕量取決于系統(tǒng)停車期間輸入的熱量和冷凍劑的熱力學性質(zhì)。長期停車時低壓側(cè)的最高工作壓力取最高預期環(huán)境溫度下的平衡壓力。d) 壓縮機系統(tǒng)1) 處于壓縮機系統(tǒng)中安全閥下游設備的最高工作壓力，應取安全閥的定壓。 2) 處于壓縮機系統(tǒng)中安全閥上游設備的最高工作壓力，應取安全閥開啟壓力加上設備至安全閥在最大流量下的壓力降。3) 在選取壓縮機系統(tǒng)中設備的最高工作壓力時，同時還應注意以下兩點：安全閥應盡可能設在系統(tǒng)內(nèi)工作溫度最接近常溫的地方；緊靠安全閥上游設備的最高工作壓力，是確定系統(tǒng)其余設備最高工作壓力的基準。e) 安全泄壓系統(tǒng)如果某一壓力源下游的所有設備上沒有設置安全閥，則一旦控制閥因事故關閉或閥門誤操作關閉后，閥前系統(tǒng)壓力將上升至同壓力源出口壓力。故該系統(tǒng)中的設備最高工作壓力應等于壓力源在該情況下的最高壓力與靜壓力之和。當安全閥不直接安裝在設備本體上，而安裝在與這些設備相連的系統(tǒng)上(如：加氫裝置高壓系統(tǒng)的安全閥，在高壓分離器出口處而不在反應器上)，這些設備(如反應器)的最高工作壓力應考慮系統(tǒng)壓降的影響。與全廠公用工程系統(tǒng)連通的容器，如壓縮空氣罐、氮氣罐等，如果本身不設安全閥，其最高工作壓力可根據(jù)全廠公用工程系統(tǒng)安全閥定壓反算確定。f) 塔系統(tǒng)1) 塔系統(tǒng)包括塔、再沸器、塔頂冷凝器和回流罐。2) 塔的最高工作壓力，應按塔頂正常工作壓力并加上系統(tǒng)附加條件來確定。g) 儲存液化烴容器1) 儲存臨界溫度高于50℃的液化烴的壓力容器，當設計有可靠的保冷設施，其最高工作壓力為所儲存的液化烴在可能達到的最高工作溫度下的飽和蒸氣壓，如無保冷設施，其最高工作壓力不得低于該液化烴在50℃時的組分的飽和蒸氣壓。 2) 儲存臨界溫度低于50℃的液化烴的壓力容器，當設計有可靠的保冷設施，并能確保低溫儲存的，其最高工作壓力不得低于實測的最高溫度下的飽和蒸氣壓：沒有實測的數(shù)據(jù)或沒有保冷設施的壓力容器，其最高工作壓力不得低于該液化烴在規(guī)定的最大充裝量時，溫度為50℃的液化烴的飽和蒸氣壓。3) 常溫下儲存混合液化烴的壓力容器，應以50℃為設計溫度。當其50℃的飽和蒸氣壓低于異丁烷的50℃的飽和蒸氣壓時，取50℃的異丁烷的飽和蒸氣壓為最高工作壓力；當其高于50℃異丁烷的飽和蒸氣壓時，取50℃丙烷的飽和蒸氣壓為最高工作壓力；當高于50℃丙烷的飽和蒸氣壓時，取50℃丙烯的飽和蒸氣壓為最高工作壓力。h) 特殊情況在下列情況，應適當提高設備的最高工作壓力：1) 極度危害和高度危害的介質(zhì)的排放，受到環(huán)境限制或直接影響到人身和環(huán)境安全的情況；2) 某些場合，如瀝青、油漿等易凝物料或某些漿液，在排放時會在安全裝置和排放系統(tǒng)中凝固；以及水或其它物料，在排放時可能凍潔，使排放系統(tǒng)堵塞的情況；3) 氫氣或含氫氣體混合物()；4) 由于化學反應或其它原因，可能引起工作壓力急劇上升的情況。 設備設計溫度 設計溫度定義容器的設計溫度，應為容器在運行時壓力和溫度相偶合的最嚴重條件下的溫度。對于0℃以下的容器，應考慮流體及環(huán)境溫度的影響，設計溫度應取低于或等于容器的材料可達到的最低溫度。 設備的最高(或最低)工作溫度確定 在不能進行傳熱計算或?qū)崪y時，以正常工況過程中(應考慮正常運行工況，它包括：正常操作、開停工工況、再生工況、改變進料工況和預期實際操作可能波動的工況及系統(tǒng)附加條件)介質(zhì)的正常工作溫度加(或減)一定裕量作為設備的最高(或最低)工作溫度。 設備內(nèi)介質(zhì)用蒸汽直接加熱或被內(nèi)置加熱元件(如加熱盤管、電熱元件等)問接加熱時，最高工作溫度取正常工作過程中介質(zhì)的最高溫度。 設備的不同部位在工作過程中可能出現(xiàn)不同溫度時，應按不同部位的不同溫度選取其相應的最高(或最低)工作溫度，并給出建議的分段位置。例如：一般蒸餾塔或精餾塔應分別給出塔頂、進料和塔底的最高工作溫度。 對于多腔容器，各腔的最高(或最低)工作溫度應分別考慮各腔內(nèi)的操作情況。 確定設備設計條件的注意事項 設備的最高工作壓力、最高(或最低)工作溫度不同時出現(xiàn)在一種工況的情況下，不應把所有的苛刻工作條件組合在一起用以確定設計條件。例如：某一工藝其操作工況為高壓低溫。而再生工況為低壓高溫，應分別列出兩種工況的最高工作溫度和壓力。這樣設備設計人員將結(jié)合上述操作要求分別確定兩種設計條件來計算壁厚，最終選定的材料及壁厚應都能滿足兩種工況的要求。 對于操作溫度或操作壓力有周期性變化的設備，應注意給出每一變化周期的時間、溫度或壓力變化的數(shù)值。 儀表控制系統(tǒng)的超溫或超壓報警設定值以及停工聯(lián)鎖設定值應與最高工作壓力和最高(或最低)工作溫度相匹配。 對于進料后立即被急冷油或洗滌油冷卻等原因而引起降溫的設備，宜根據(jù)不同工藝，不同的設備結(jié)構(gòu)和實際的工作經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定該部位實際的最高工作溫度。如：催化分餾塔進料段。 凡介質(zhì)驟然氣化會造成急劇降溫者，最低工作溫度宜考慮因安全閥啟跳等原因產(chǎn)生最低工作溫度的情況。 對于特殊的情況宜給予特殊的考慮。例如：一個在降壓控制閥后壓力降低很多的設備(如：加氫的低壓分離罐，有出口返回線的補充氫壓縮機入口分液罐等)，一旦控制閥失靈，容器在短時間內(nèi)將經(jīng)受比正常操作時高得多的壓力。為了保證安全和(或)減少安全閥啟跳次數(shù)，可適當?shù)靥岣咦罡吖ぷ鲏毫Α?