【正文】 SH 30092001 石油化工企業(yè)燃料系統(tǒng)和可燃性氣體排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 [1999]質(zhì)技監(jiān)局鍋發(fā)154號(hào) 壓力容器安全技術(shù)監(jiān)督規(guī)程GB／T 122412005 安全閥一般要求2 壓力泄放 概述本部分涵蓋壓力泄放裝置的選擇、設(shè)計(jì)和設(shè)置。凡注日期的引用文件，其隨后所有的修改單或修改版均不適用本規(guī)定。 范圍本規(guī)定適用于石油化工工藝裝置工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的安全泄壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。四。 安全閥設(shè)置容積式泵出口管道上應(yīng)設(shè)置安全閥。有備用泵的離心泵輸送介質(zhì)溫度高于200℃且泵出口公稱直徑大于或等于80mm時(shí)，應(yīng)設(shè)置單獨(dú)暖泵線。平衡管道應(yīng)設(shè)置切斷閥。,應(yīng)設(shè)置串聯(lián)的雙止回閥。 泵的止回閥設(shè)置離心泵和回轉(zhuǎn)泵出口管線上應(yīng)在泵和切斷閥之間加上止回閥。對(duì)輸送重油的泵參照上述方法設(shè)計(jì)，盡量密閉排放，若不能密閉排放，則所有排放閥后加絲堵，包括入口過濾器排放、泵體排放等。若輸送的介質(zhì)排入到環(huán)境條件(常壓，40℃)下，無明顯氣化發(fā)生，則僅設(shè)置液相密封排放系統(tǒng)。 泵的密閉排放如果泵輸送介質(zhì)比柴油輕(包括柴油)時(shí)，在其出入口處宜設(shè)置密閉排放系統(tǒng)。中間物料泵、重油泵、介質(zhì)較臟的泵可以選用外供封液或外沖洗方案，但封液或沖洗油應(yīng)對(duì)介質(zhì)無污染、清潔、不含顆粒、無毒、無腐蝕性、不影響輸送介質(zhì)質(zhì)量。特殊泵由泵廠提供資料，水耗量含油污水資料由工藝專業(yè)提供給給排水專業(yè)。對(duì)于排入循環(huán)水系統(tǒng)的回水管也應(yīng)設(shè)閥門。若泵輸送的介質(zhì)操作不符合上述條件，不必接冷卻水管線。 泵的冷卻要求和水耗量估算對(duì)于輸送介質(zhì)溫度較高或液態(tài)烴的泵、加氫裝置高壓泵或其它特殊的泵，應(yīng)根據(jù)泵制造廠要求設(shè)置相應(yīng)的冷卻設(shè)施。電動(dòng)機(jī)的電壓應(yīng)按功率大小選用。計(jì)算后按電機(jī)系列選用合適的電機(jī)。泵樣本中電動(dòng)機(jī)功率一般是以水為介質(zhì)選配的。K——電動(dòng)機(jī)額定功率安全系數(shù)，與軸功率大小有關(guān)。 泵的效率泵的類型泵的效率η動(dòng)力式泵離心泵大型85％中型75％小型70％旋渦泵30％～40％容積式泵往復(fù)泵電動(dòng)往復(fù)泵蒸汽往復(fù)泵65％～85％80％～90％活塞泵大型小型85％～90％75％～85％齒輪泵60％～75％三螺桿泵55％～80％ 泵的驅(qū)動(dòng)選用 泵的電機(jī)選用電機(jī)均應(yīng)選用節(jié)能型的電機(jī)，臨氫裝置按增安型電動(dòng)機(jī)(YA型)考慮。泵輸送粘稠液體時(shí)，效率會(huì)有所下降。若不能滿足要求，就需要修改加大管徑以滿足要求。目前石油化工工藝裝置布置泵普遍設(shè)置在主管架(廊)下面，位于管架(廊)兩側(cè)的塔或容器至泵入口管道，配置應(yīng)遵循步步低的原則。在計(jì)算泵輸送系統(tǒng)的管路阻力時(shí)，物料的粘度取最低溫度時(shí)的粘度。總之，必須保證(NPSH)a大于(NPSH)r。 (NPSH)a=(ρsρi)/ ρg+Hshf式中: (NPSH)a——裝置泵輸入系統(tǒng)提供的有效汽蝕余量，m；Ps——泵吸入側(cè)的容器中被輸送液體的液面上的壓力，Pa（絕壓）；Pi——泵入口處液體的蒸汽壓力（計(jì)算溫度為輸入系統(tǒng)操作條件下的溫度），如果液體是烴類混合物，Pi必須用泡點(diǎn)法測(cè)量，但在設(shè)計(jì)過程中，往往用輸送溫度下介質(zhì)的飽和蒸氣壓數(shù)據(jù)；Hs——吸入側(cè)容器中被輸送液體的液面至泵中心線間的液體位差，灌注時(shí)取正值，吸上時(shí)取負(fù)值，m液柱；hf——容器與泵入口間吸入管路的各種磨擦阻力頭的總和，m；ρ——輸送溫度下液體密度kg/m3；g——。 有效汽蝕余量的計(jì)算。提高離心泵有效氣蝕余量的措施通常采用的方法是增加液位差，例如：抬高吸入側(cè)容器的液面或降低泵的安裝高度等。泵輸入系統(tǒng)所提供的NPSHa，應(yīng)大于選用泵必需的NPSHr，才能保證泵安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。(此值與泵的類型和泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)，該數(shù)據(jù)由泵的制造廠提供，或由制造廠表示在性能曲線中)。要使泵正常操作，泵的入口處流體的壓力不僅不能低于泵的吸入溫度下液體的汽化壓力而且要高出汽化壓力一個(gè)指定的最小值，這樣才能保證泵安全運(yùn)行。公式變?yōu)椋?H系統(tǒng)=H靜+KQ （） H靜=(PdPs)/ρg+Hd+Hs管路系統(tǒng)特性曲線與泵的Q一H曲線配合，用以確定一臺(tái)泵輸送系統(tǒng)的工作點(diǎn)，一般盡可能使工作點(diǎn)選在高效率區(qū)內(nèi)，可以節(jié)省能量。 管路系統(tǒng)特性示意圖從圖中可以看出，h曲線的原點(diǎn)在縱坐標(biāo)軸上，隨排出側(cè)和吸入側(cè)液面的壓力差和幾何高度差(hp+hg)而變化。 管路系統(tǒng)特性曲線，泵輸送系統(tǒng)所需的揚(yáng)程，其中液位差〔Hg=Hd+Hs〕及液面上的壓力差〔Hp= (PdPs)/ρg〕,在工藝條件確定后，不因流量Q而變；阻力頭〔h= hd+hs〕及速度頭差〔(Vd2Vs2)/2g〕則隨流量Q而變，流量增大，所需揚(yáng)程亦增加；反之，所需揚(yáng)程亦減小。對(duì)某些特殊泵則應(yīng)根據(jù)操作前后期壓力變化確定揚(yáng)程，以滿足整個(gè)操作周期對(duì)揚(yáng)程的要求。 H=(PdPs)/ρg+Hd+Hs+hd+hs+(Vd2Vs2)/2g （）式中：H——泵輸送系統(tǒng)所需的揚(yáng)程，m液柱；Pd、Ps——吸入側(cè)、排出側(cè)容器液面上的壓力，Pa；Hd——排出側(cè)(最高)液面至泵中心幾何高度，m液柱；Hs——吸入側(cè)(最低)液面到泵中心幾何高度，當(dāng)液面低于泵中心(吸上)時(shí)，Hs取正值；當(dāng)液面高于泵中心(灌注)時(shí)，Hs取負(fù)值，m液柱；hd、hs——排出側(cè)、吸入側(cè)管系阻力頭，m液柱；Vd、Vs——排出側(cè)、吸入側(cè)管內(nèi)液體的流速，m/s；g——重力加速度，g=，m/s2；ρ——輸送溫度下的液體密度，kg/m3。 揚(yáng)程 液體輸送系統(tǒng)所需泵的揚(yáng)程輸送系統(tǒng)中泵的揚(yáng)程是用來克服：a) 兩端容器液面間的位差；b) 兩端容器液面上壓力作用的壓頭差；c) 泵進(jìn)、出口管線、管件、閥件、儀表組件和設(shè)備的阻力損失；d) 兩端液體出口和進(jìn)口的速度頭差。否則因其比重與水相差大，而且泵在低流量時(shí)揚(yáng)程也增加。 最小流量控制線的設(shè)置對(duì)下列情況考慮帶流量控制的離心泵的最小流量旁路線：多級(jí)泵的壓差≥驅(qū)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力160kW因工藝原因(低處理量)，裝置60％負(fù)荷時(shí)，離心泵的流量小于泵制造廠給出的最小連續(xù)穩(wěn)定流量的情況下，應(yīng)設(shè)置最小流量旁路線，用限流孔板控制，其流量為泵的最小連續(xù)穩(wěn)定流量減去60％負(fù)荷的泵流量。如果得不到最小連續(xù)流量值，對(duì)一般離心泵可近似按泵額定流量的30～40％估計(jì)。泵的最小連續(xù)熱流量可估算。b) 最小連續(xù)熱流量泵處在小流量條件下工作時(shí)，部分液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使進(jìn)口處液體的溫度升高。 泵的最小連續(xù)流量泵的最小連續(xù)流量分二種：一種是最小連續(xù)穩(wěn)定流量，另一種是最小連續(xù)熱流量，兩者中取其大者為泵的最小連續(xù)流量。最大流量不應(yīng)超過“額定流量值”，應(yīng)與工藝設(shè)計(jì)的余量進(jìn)行比較。泵的額定流量為泵容許的最大、連續(xù)輸出量，即泵廠的保證值，但不是性能曲線上的最大流量，在性能曲線上的最大流量下不能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，而且泵的揚(yáng)程隨流量增加而下降是不穩(wěn)定的工作區(qū)，泵的效率也低。工藝參數(shù)如下。需要列出的物性數(shù)據(jù)有：液體名稱、密度、粘度、腐蝕性介質(zhì)名稱及其含量、氣體或固體(粒度)含量、蒸汽壓、初步要求的有效汽蝕余量等。對(duì)安裝在有腐蝕性氣體存在場(chǎng)合的泵，要求采用防大氣腐蝕的措施。 泵的使用條件和輸送液體的物性數(shù)據(jù) 泵的使用條件(填數(shù)據(jù)表用) 溫度列出輸送介質(zhì)的最高和最低溫度以便選擇泵的材質(zhì)。專利商有專門要求的按照專利商的要求考慮設(shè)計(jì)余量。 一般情況下泵的備用原則如下： 泵備用原則序號(hào)項(xiàng)目備用率%典型實(shí)例1較大地降低全廠或重要裝置處理量的泵100常減壓、催化裂化的原料泵及塔頂回流泵2較大地降低一般裝置的處理量的泵50一般裝置的原料泵3較大地降低產(chǎn)品質(zhì)量的泵50常減壓裝置的側(cè)線泵4較大地降低次要產(chǎn)品的質(zhì)量泵0催化裂化裝置的澄清油泵5操作條件苛刻的泵100高溫油泵、油漿泵、液化氣泵、白土溶液泵6質(zhì)量要求嚴(yán)格的產(chǎn)品泵100航空煤油泵、芳烴產(chǎn)品泵7中段循環(huán)回流泵50常減壓塔中段回流泵8機(jī)泵的封油泵和潤(rùn)滑油泵100催化裂化裝置氣壓機(jī)封油泵9燃料油系統(tǒng)泵100燃料油泵10裝置自設(shè)冷卻水泵100塔頂冷凝器冷水泵11間斷操作泵0污油罐抽出泵12聯(lián)合裝置各部分間有關(guān)聯(lián)的泵100減壓餾份油供催化裂化做原料的泵13質(zhì)量可靠，價(jià)格昂貴的泵0焦化裝置加熱爐進(jìn)料泵 泵流量的設(shè)計(jì)裕量：與裝置設(shè)計(jì)裕量一致，對(duì)操作中變化范圍大的泵單獨(dú)規(guī)定。 當(dāng)兩種介質(zhì)的性質(zhì)相近、操作條件差別不大、且允許少量液體互混時(shí)，可共用一臺(tái)備用泵。對(duì)于間斷操作或工藝允許短時(shí)間中斷運(yùn)行的連續(xù)操作機(jī)泵應(yīng)根據(jù)工藝特點(diǎn)選擇是否設(shè)置備用泵和相應(yīng)的備用方式。3 泵的工藝設(shè)計(jì) 泵的設(shè)置、備用、泵的余量 設(shè)置和備用 應(yīng)根據(jù)工藝要求設(shè)置與其相適應(yīng)的機(jī)泵。對(duì)流量較小、楊程相對(duì)較高、粘度小于35 mm2/s、溫度小于110℃的液體介質(zhì)，宜選用旋渦泵。一般情況下，對(duì)流量較大，楊程相對(duì)較低，粘度小于650mm2/s、溶解或夾帶的氣體小于5%（V）的液體介質(zhì)，宜選用離心泵。 分為清水泵、污水泵、泥漿泵、砂泵、灰渣泵、耐酸泵、堿泵、冷油泵、熱油泵、低溫泵深井泵、潛水泵、液下泵等表2．1．21 泵的特點(diǎn)和選用要求泵名稱特點(diǎn)選用要求進(jìn)料泵(包括原料泵和中問給料泵)1)流量穩(wěn)定2)一般揚(yáng)程較高3)有些原料粘度較大或含固體顆粒4)泵入口溫度一般為常溫，但某些中間給料泵的入口溫度也可大于100℃．也有一些特殊情況5)工作時(shí)不能停車1)～般選用離心泵2)揚(yáng)程很高時(shí)，可考慮用容積式泵或高速泵3)泵的備用率為50～100%回流泵(包括塔頂、中段及塔底回流泵)1)流量變動(dòng)范圍大，揚(yáng)程較低2)泵入口溫度不高，一般為30～60℃3)工作可靠性要求高1)一般選用單級(jí)離心泵2)泵的備用率為50～100%塔底泵1)流量變動(dòng)范圍大2)流量較大3)泵入口溫度較高，一般大于l00℃4)液體一般處于飽和狀態(tài)，NPSHa小5)工作可靠性要求高6)工作條件苛刻，一般有污垢沉淀1)一般選單級(jí)離心泵，流量大時(shí)，可選用雙吸泵2)選用低汽蝕余量泵，并采用必要的灌注頭3)泵的備用率為50～100%循環(huán)泵1)流量穩(wěn)定，揚(yáng)程較低2)介質(zhì)種類繁多1)選用單級(jí)離心泵2)按介質(zhì)選用泵的型號(hào)和材料3)泵的備用率為50～100%產(chǎn)品泵1)流量較小2)揚(yáng)程較低3)泵入口溫度低(塔頂產(chǎn)品一般為常溫，中間抽出和塔底產(chǎn)品溫度稍高)4)某些產(chǎn)品泵間斷操作1)宜選用單級(jí)離心泵2)對(duì)純度高或貴重產(chǎn)品，要求密封可靠，泵的備用率為l00%；對(duì)一般產(chǎn)品，備用率為50～100%。不宜用于輸送不潔凈液體流量較小、揚(yáng)程高、粘度高的液體。啟動(dòng)時(shí)須打開出口閥，用旁路閥改變轉(zhuǎn)速或活塞(柱塞)行程來調(diào)節(jié)流量結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，易于安裝和檢修，占地面積小，基礎(chǔ)小，可與電機(jī)直接聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，易安裝檢修，占地面積小，基礎(chǔ)小，可與電機(jī)直接聯(lián)接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，易出故障，維修麻煩，占地面積大，基礎(chǔ)大結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，易安裝檢修，占 地面積小，基礎(chǔ)小，可與電機(jī)直接聯(lián)接適用范圍大流量、中低揚(yáng)程、低粘度的液體，并適用于輸送懸浮液和不潔凈液體小流量、揚(yáng)程較高、低粘度液體。通常只用出口閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，不宜在小流量下操作啟動(dòng)前必須灌滿液體。不用出口閥而采用旁路閥來調(diào)節(jié)流量操作與調(diào)節(jié)時(shí)必須打開出口閥，不用出口閥而采用旁路來調(diào)節(jié)流量打開出口閥，用旁路閥改變轉(zhuǎn)速或活塞(柱塞)行程來調(diào)節(jié)流量啟動(dòng)時(shí)必須打開出口閥。隨著粘度增高，其流量、揚(yáng)程及效率均降低可用于液體粘度至55m2/s適用于較寬的液體粘度范圍適于高粘度液體。軸功率隨壓力和流量而變化壓力與流量幾乎無關(guān)，只是由于壓力增加而使泄漏量增大，軸功率隨壓力和流量而變化吸入高度較小，易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，造成振動(dòng)，必須吸入高度隨流量值變化吸入高度較小，開式葉輪閉式流道，泵有自吸性能吸入高度大，不易產(chǎn)生抽空現(xiàn)象，有自吸能力吸入高度小，易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象在小流量時(shí)。表2．1．1．32 石油化工中常用泵的特點(diǎn)類別動(dòng)力式泵容積泵離心泵旋渦泵往復(fù)泵轉(zhuǎn)子泵主要構(gòu)件葉輪與泵體葉輪與泵體活塞(柱寒)與泵缸轉(zhuǎn)子與定子作用原理葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力使液體動(dòng)能增加，泵體中蝸殼(導(dǎo)輪)使部分速度能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫θ~輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力使液體形成徑向旋渦，而葉片間形成縱向旋渦，使液體在泵內(nèi)多次反復(fù)增能活塞(柱塞)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)工作容積周期變化，泵閥控制液體單向吸入、排出，形成工作循環(huán)，液體能量增加旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與定子間工作容積變化輸送液體，使液體能量增加流量和揚(yáng)程范圍較大，均勻穩(wěn)定，揚(yáng)程隨流量而變化(流量：～30000m3/h，揚(yáng)程：10～2600m)。 噴射泵它是由工作介質(zhì)為動(dòng)力，在泵內(nèi)將位能傳遞給被抽送的介質(zhì)，從而達(dá)到增壓和輸送的目的。前者排液過程是間歇的，常用的有各種活塞泵、柱塞泵及隔膜泵等。 容積式泵（正排量泵）容積式泵是由泵內(nèi)的