化工工艺施工图设计提条件部份

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1、 本文由zzyhncs贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳.建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看. 化工工艺施工图设 计提条件部份 东华工程科技股份# 2010 年 9 月 第 1 页 共 43 页 1 概述化工装置设计的特性 1.1 介质特性 腐蚀性 易爆、易燃 毒性与污染环境 高温、低温 真空、高压 1.1.1 介质流体分类 1毒性 介质毒性程度参照职业性接触毒物危害程度分级GB5044 的规定分为四 级,其最高容许浓度分别为： 级极度危害小于等于 0.1mg/m3, 级高度危害0.11.0mg/m3, 级中度危害1.010mg/m3, 级轻度危害大于 10mg/m . 3

2、GB50316 中 A1 类 GB50316 中 A2 类 GB50316 中 A2 类 GB50316 中 A2 类 毒性危害程度分级依据 分 指标 吸入 LC50, mg/m 经皮 LC50, mg/kg 经口 LC50, mg/kg 3 级 中度危害 2000 500 500 偶可发生中毒 轻度危害 20000 2500 5000 迄今未见急性 中毒, 但有急 性影响 无慢性中毒而 有慢性影响 极度危害 200 100 25 生产中易发生 中毒, 后果严 重 患病率高 高度危害 200 100 25 生产中可发生 中毒, 愈后良 好 患病率较高 或 症 状 发 生 率 高 脱离接触后,

3、可基本治愈 可疑人体致癌 物 0.1 急性 毒性 急性中毒发病状况 慢性中毒患病情况 偶有中毒病例 发生或症状发 生 率 较 高 I10% 脱离接触后, 可恢复,不致 严重后果 实验动物致癌 物 1.0 慢性中毒后果 脱离接触后, 继续进展或不 能治愈 人体致癌物 3 脱离接触后, 自行恢复, 无 不良后果 无致癌性 10 致癌性 最高容许浓度 mg/m0.1 第 2 页 共 43 页 2可燃易燃性 可燃气体的火灾危险性分类见下表. 可燃气体的火灾危险性分类 类别 甲 乙 可燃气体与空气混合物的爆炸下限 0.1MPa 的烃类液体与其 他类似的液体 B 乙 A B 丙 A B 可燃液体 甲 A

4、类以外,闪点45至120 3耐腐蚀性等级分类 酸、碱、尿素、NH3、氢、氧、氯离子、硫化氢汽、CO2 汽等在不同温度不同 浓度下的腐蚀性. 耐腐蚀等级分类 分类 充分耐腐蚀材料 耐腐蚀材料 尚耐腐蚀材料 不耐腐蚀材料 年腐蚀率 0.05 mm /年可充分利用 0.050.1mm/年可使用 0.10.5mm/年可加大腐蚀裕度 0.5mm/年不能用 第 3 页 共 43 页 4. GB 50316-2000工业金属管道设计规范中对流体的分类 A1 类流体 category A1 fluid 在本规范内系指剧毒流体, 在输送过程中如有极少量的流体泄漏到环境中, 被人吸入或与人体接触时,能造成严重中毒

5、,脱离接触后,不能治愈.相当于 现行国家标准职业性接触毒物危害程度分级GB 5044 中级极度危害 的毒物. A2 类流体 category A1 fluid 在本规范内系指有毒流体,接触此类流体后,会有不同程度的中毒,脱离 接触后可治愈.相当于职业性接触毒物危害程度分级GB 5044 中级与以 下高度、中度、轻度危害的毒物. B 类流体 category B fluid 在本规范内系指这些流体在环境或操作条件下是一种气体或可闪蒸产生气 体的液体,这些流体能点燃并在空气中连续燃烧. D 类流体 category D fluid 指不可燃、无毒、设计压力小于或等于 1.0MPa 和设计温度介于-

6、20186 之间的流体. C 类流体 category C fluid 系指不包括 D 类流体的不可燃、无毒的流体. 1.2 生产特性 要求连续稳定大型装置一、二年才停车检修 ,开停车耗时、化钱. 1.3 设计特性 要求物料与热量的基本平衡 工艺流程复杂,控制要求很高 各专业、各设计环节都涉与安全因素内容 设备和管道材料种类多、针对性强 1.4 众多的标准和规范 2 化工厂建设与化工设计的程序 规范的项目建设程序需通过项目建议、可行性研究、初步设计直至施工图设 计等几个阶段. 第 4 页 共 43 页 2.1 项目建议书 项目建议书是基本建设程序中最初阶段的工作,是对建设项目的轮廓设想 和立项

7、的先导,是为建设项目得以立项而提出的建议.文件内容包括市场初步 分析、原材料供应、产品规模、初步厂址、预计投资和效益等内容.其重点是 论述项目建设的必要性. 2.2 可行性研究报告 上级部门批准项目建议书、设计单位与建设单位签订委托合同后,便可以 进行该建设项目的可行性研究.在可行性研究报告中,对建设项目的产品品种、 工艺路线、生产方法、建设规模市场分析并结合厂址总图布置、交通、水电汽 供应、环境保护、安全卫生等进行技术、经济的先进性和合理性的全面分析论 证,通过多方案比较,提出评价意见.此后还需编制单项工程估算与全厂总投 资估算.对投资进行分析,拟定资金筹措方式,进行财务与国民经济评价,提

8、出评价结论.最终将完成的可行性研究报告提交上级主管部门,由上级部 门主管人员并邀请相关部门与专家对其进行评估,提出评估意见,最终由上级 主管部门对该项目可行性研究报告作出批复.其重点是评价项目建设的可 行性. 2.3 初步设计 初步设计是根据已批准的可行性研究报告,确定全厂性的设计原则、设计 标准、设计方案和重大技术问题,如总工艺流程、生产方法、工厂组成、总图 布置、水电汽的供应方式和用量、关键设备和仪表选型、全厂贮运方案、消防、 职业安全卫生、环境保护和综合利用以与车间或单项工程的工艺流程和各专业 设计方案等,编制出初步设计文件与概算. 初步设计是确定建设项目的投资额、征用土地、组织主要设备

9、与材料采购, 进行施工准备、生产准备以与施工图设计的依据；亦是编制施工组织设计、签 订建设总承包合同、银行贷款以与实行投资包干和控制建设工程拨款的依据. 引进的化工建设项目,在外国专利商提供的专利技术或基础设计的基础上 进行工程化,完成基础工程设计,并应完成初步设计,供主管部门审查. 初步设计文件的组成除了说明书、图纸、表格外,还应该有详细的物料衡 第 5 页 共 43 页 算、热量衡算以与重大的、主要的设备计算书. 初步设计完成后,由上级主管部门或其委托单位组织建厂所在地的有关部 门如环保、消防、运输、财政等人员与专家；建设单位相应专业的各类人 员进行审查,提出修改、补充、深化等意见和建议并

10、作出审查意见.设计单位 在进行施工图设计中将考虑、 贯彻上述意见并完成施工图设计 详细工程设计 . 2.4 若干变通的设计程序 除了上述较规范的设计程序外,也有下列变通的情况和做法： 1、 有的重大项目还有预可行性研究阶段. 2、 初步设计前增加总体设计, 重点解决好总建设规模和多种产品的合理配 合、总平面规划、总工艺流程、分装置投资和总投资以与各分包设计单 位的设计界区、交接点等重要条件. 3、 应建设单位要求,在初设前也可先做一个方案设计,供建设单位审查, 为 随后的初步设计顺利、合理地完成打下稳妥的基础. 3 施工图设计程序 施工图设计的主要任务与施工图设计程序 3.1 施工图设计是把初

11、步设计中确定的设计原则和设计方案,根据建筑安装工 程或设备制作的需要,进一步具体化.把工程设计各个组成部分的布置和主要 施工方法,以图样与文字的方式加以确定,并编制设备、材料明细表. 3.2 施工图设计是为了满足建筑工程施工、设备、仪表、电气与管道等安装、 设备的制作与控制工程建设造价的要求. 3.3 施工图设计可作为生产准备的依据. 3.4 施工图设计程序 目前本公司大多数项目仍按传统的设计模式老体制进行施工图设计, 也增设了一些新的专业如：管道材料控制、管道力学、设备布置以与管道布置 等专业,以利于设计质量的提高. 整个施工图设计可分为三个主要阶段： 第 6 页 共 43 页 1 准备一次

12、条件与开工报告 2 开展施工图设计,并适时的提出有关专业条件 3 在完成 PID、 设备布置图、 管道布置图、 管口方位图、 平台梯子图基础上, 继续完成管道轴侧图、设备表、管道材料表、综合材料表、管道支架一 览表等,并适时提出有关二次条件以与最终就工艺专业提出的条件对其 它专业的设计文件会签等. 4 最后编图纸目录、写施工图说明,设计文件经室级院级质保部门审查后 入档案室归档与发送. 5 继续将保温、防腐专业条件提出. 详见施工图设计程序表 第 7 页 共 43 页 施工图设计流程 初步设计 方案论证 业主条件 机泵等供货 商初步资料 基本确定PFD、PID、 、 基本确定 、 主要机泵、

13、主要机泵、设备选型 与设备布置图 首页图 统一规定 开工报告与 协作进度表 设备、土建、自控、机泵、材控、 设备、土建、自控、机泵、材控、 电气、电信、给排水、消防、 电气、电信、给排水、消防、暖 热工、环保安全卫生、 通、热工、环保安全卫生、外管 土建、设备、 土建、设备、材料返回一次条件 依次提出各专 业一次条件 提管机条件、管口方位图、 提管机条件、管口方位图、调节阀 规格单、 规格单、钢平台梯子条件 接收自控的安装条件与控制点位号 接收管机专业关于管架的意见 完善PID,管架设计 完善 抽取、修改、 抽取、修改、完善轴测图 完成管道安装材料表、管道命名表、管架表、 完成管道安装材料表、

14、管道命名表、管架表、地脚螺 栓表、综合材料表、设备表、 栓表、综合材料表、设备表、施工图说明与图纸目录 设计成品入库,条件归档科室 设计成品入库, 提出土建二次条件 与外管核对接点条件 与外专业相互会签 提防腐、保温条件 提防腐、 三维建模, 三维建模,设计管道布置图 第 1 页 共 43 页 4. 施工图设计开工报告前的技术准备工作 4.1 设计基础与设计依据的最终确定 4.1.1 对已批准初步设计中的设计基础、总平面布置、主要工艺流程、主要设备 选型、建筑型式与规模标准予以确认,并不得随意变更. 4.1.2 对初步设计审查中提出的修改意见,认真修改后经室、公司级技术方案论 证后确定. 深化

15、的技术问题需明确专人与时间予 4.1.3 对初步设计审查中提出的尚需落实、 以解决. 4.1.4 对厂区有关地质、边界与水、电、汽、燃料等公用管道的接点条件与建厂 方对化工装置中工艺、设备、自控、电气、给排水、环保等主要专业的具体技 术要求要进一步讨论确定, 并应形成书面的会议纪要作为开展施工图设计的依 据. 最终版的计算书、工艺物料流程图PFD 4.2 最终版的计算书、工艺物料流程图PFD和设备数据表 根据最终确定的设计基础和设计依据的数据,重新整理修改计算书以与工 艺物料流程图PFD ,以便确定装置管径、设备数据特别是引进设备等工 艺参数,并要求设备供应商提供例图设备总图、重量与安装条件图

16、以作为施工 图设计依据. 详见全厂物料平衡图与工艺物料流程图PFD 第 2 页 共 43 页 东华工程科技股份# EAST CHINA ENGINEERING SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD. 第 3 页 共 43 页 东华工程科技股份# EAST CHINA ENGINEERING SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD. 第 4 页 共 43 页 东华工程科技股份# EAST CHINA ENGINEERING SCIENCE AND TECHNOLOGY CO.,LTD. 第 5 页 共 43 页 4.3 专业统一规定 为了确保项目各主

17、项施工图设计文件在图面、图签、图形、文字、线条、分 层、标注等都一致；为了补充施工图统一规定的不足；也为了对公司工作手册有 关技术规定的一些内容需要强调统一做法的诸方面做出规定, 通常各专业还向各 主项发布专业统一规定. 主要内容如下： 应遵守的专业设计标准、规范和规定. 4.3.1 应遵守的专业设计标准、规范和规定. 4.3.1.1 公司工作手册中有关专业的工程与技术规定. 4.3.1.2 各行业协会发布的有关设计规定. 4.3.1.3 防火,防爆、安全、卫生与环保方面的规定与标准. 4.3.1.4 管道、法兰、管件、垫片、紧固件选用标准. 4.3.1.5 管架设计标准. 4.3.1.6 4

18、.3.1.6 装置施工与验收规范. 4.3.2 设计中需要统一做法的内容 4.4 施工图设计的一次条件 4.4.1 设备与机泵条件 施工图开展前最早应提出的是设备条件与机泵选用条件. 这是因为非标设备 设计周期较长,而从订货、制造到成品运到现场周期更长.也因为化工装置设计 中的其他条件如设备布置、土建、自控、电气、给排水等专业设计条件都建立在 设备专业返回的设备总图与设备安装条件的基础之上. 关于机泵的条件也需与早提交给供应商以便供应商返回合适的机泵数据表 并提供土建厂房、设备基础、自控、电气、水汽等专业施工图设计所需的条件. 所以要尽早提出设备和机泵条件. 4.4.1.1 塔类设备条件 1

19、、介质条件： 1 介质名称、组分、流量、重量、粘度、比重等. 2 含特殊腐蚀性介质的组分与含量如 H2S,SO2,HCN,Cl-,F-等 . 3 操作温度、操作压力. 第 6 页 共 43 页 2 、通用设备条件： 1塔径、塔高、塔裙高. 2推荐材料. 3接地板是否保温、保温层厚度和重量. 4对重量大、外形高大的高塔,应该要求设备提供土建埋地脚螺栓用 的底座模板规格. 3 、管口条件： 包括人孔、装卸填料触媒孔 1管口符号、管口名称与规格、介质名称与用途 2法兰标准、密封面型式、是否需要配对供应法兰与紧固件 3管口位置和伸出长度. 4 、塔结构条件 1塔板型式、泡罩型式、浮阀形式、开孔率、塔板

20、数、板间距、检修 手孔位置和规格或由工艺提出相关条工艺条件给供应商设计、 制造. 2除沫器形式、液体或气体分布器型式、位置、防冲板、防溢口、取 样口 3自控检测点位置、规格 5 、特殊条件根据塔型而有不同内容 ： 1填料层层数、每层高度、层间距.填料型式与规格、填料材料、填 料堆比重. 2触媒层层数、每层高度、层间距.触媒型式与规格、触媒型号、颗 粒大小、堆比重.触媒层上下部瓷球规格与层高. 3气体分布板、测温计接口安装位置与安装型式 6 、塔顶吊装杆 反应器设备条件包括脱硫槽、加氢反应槽等 4.4.1.2 反应器设备条件包括脱硫槽、加氢反应槽等 1 介质条件 、 1介质名称、组分、流量 2操

21、作温度、操作压力 2 通用条件 、 1反应器直径、高度直筒段 、裙座高 2推荐材料、接地板、吊装杆 第 7 页 共 43 页 3保温层厚度 4气体进口防冲板 3 管口条件 、 1管口符号、管口名称、规格PN、DN与用途 2管口法兰标准、密封面型式、伸出长度 4 特殊条件 、 1触媒层层数、每层高度、层间距 2触媒型号、颗粒大小、堆比重 3触媒层上、下部瓷球规格、层高 4 测温计安装位置与安装型式 4.4.1.3 热交换器设备条件 1 、热交换器的分类 1按工艺功能分类 冷却器： 冷却工艺物流的设备. 一般冷却剂多采用水. 若冷却温度较低时, 可采用氨或氟利昂为冷却剂. 加热器：加热工艺物流的设

22、备.一般多采用水蒸汽作为加热介质,当温度 要求高时可采用导热油或道生 、熔盐等作为加热介质. 再沸器：用于蒸馏塔底蒸发物料的设备.其中热虹吸式再沸器被蒸发的物 料依靠液位压差自然循环.动力循环式再沸器,被蒸发物流用泵进行循环. 冷凝器： 蒸馏塔顶物流的冷凝或者反应器的冷凝循环回流的设备. 分凝器, 用于多组分的冷凝. 最终冷凝温度高于混合组分的泡点, 仍有一部分组分未冷凝, 以达到再一次分离的目的.另一种含有惰性气体的多组分的冷凝.排出的气体含 有惰性气体和未冷凝组分. 全凝器：多组分冷凝器的最终冷凝温度等于或低于混合组分的泡点,所有 组分全部冷凝.为了贮存目的可将冷凝液再过冷. 蒸发器：专门

23、用于蒸发溶液中的水份或者溶剂的设备. 过热器：对饱和蒸汽再加热升温使之成为过热蒸汽的设备 废热锅炉：从工艺的高温物流或废气中回收其热量而发生蒸汽的设备. 换热器：两种不同温位的工艺物流相互进行显热交换能量的设备. 第 8 页 共 43 页 2按传热方式和结构分类 通过间壁传递热量式 间壁式换热器的特性表 分类 名称 固定管板式 管 壳 式 浮头式 填料函式 U 型管式 特 性 一 览 表 使用广泛,已系列化；壳程不易清洗,管壳两物流温差60时应设 置膨胀节,最大使用温差不应大于 120 壳程易清洗；管壳两物流温差120时,内垫片易渗漏 优缺点同浮头式,造价高,不宜制造大直径 制造、安装方便,造

24、价较低,管程耐高压；但结构不紧凑、管子不 宜更换和不宜机械清洗 板翘式 螺旋板式 板 式 波纹板式 空冷器 管 式 套管式 喷淋管式 伞板式 紧凑、效率高,可多股物流同时热交换,使用温度150 制造简单、紧凑,可用于带颗粒物料,温位利用好；不易检修 使用简单、紧凑、成本低、易清洗,使用压力12kgf/cm ,使用温度 150 紧凑、效率高、易清洗,使用温度150,使用压力15kgf/cm 2 2 投资和操作费用一般较水冷式低,维修容易,但受周围空气温度影 响大 制造方便、不易堵塞,耗金属多,使用面积不宜20m 2 制造方便,可用海水冷却,造价较套管式低,对周围环境有水雾腐 蚀 箱管式 液 膜

25、式 其他 型式 升降膜式 括板薄膜式 离心薄膜式 板壳式 制造简单占地面积大,一般作为出料冷却 接触时间短、效率高,无内压降.浓缩比5 接触时间短,适用于高粘度、易结垢物料.浓缩比 1120 受热时间短、清洗方便,效率高.浓缩比15 结构紧凑、传热好、成本低、压降小,较难制造 热管 高导热性和导温性,热流密度大,制造要求高直接接触传递热量式 第 9 页 共 43 页 木质格栅 纸质油浸蜂窝式 格栅 铝质波纹板式 陶质波纹板式 填料塔式 拉西环等各种填料 湍球塔 塔式 孔板式 直接接触式 文丘里式 喷射式 管孔喷淋式 管道内的注入式 2 、管壳式换热器条件 1介质条件 冷侧管程或壳程 ：介质名称

26、、组分,流量,进出口温度、压力. 热侧管程或壳程 ：介质名称、组分,流量,进出口温度、压力. 2通用条件 型式、直径、直管段管长、总长、列管规格外厚度 换热面积、热负荷 G J/h、壳程隔板间距、高度 保温层厚度、鞍座位置卧式 、支耳位置立式 型式分类详见附表换热器型式代号表 3管口条件 管口符号、 管口位置、 管程与壳程介质进出管口规格 N 压力等级 N D 、 P 法兰型式、规格PN,DN 、密封面型式、伸出长度、法兰标准号 导淋与放空口、防冲板 4附表： 管壳式换热器形式代号表 管壳式换热器与冷却器条件表 管壳式冷凝器条件表 第 10 页 共 43 页 栅板式 斜板式 淋降板式 管壳式再

27、沸器蒸发器条件表 3 、螺旋板式换热器条件 1介质条件 冷侧：介质名称、组分、流量、进出口温度、压力 热侧：介质名称、组分、流量、进出口温度、压力 2通用条件需附图 型式与规格：H 螺旋通道的厚度、高度、圈数、通道长度、材料 换热面积、热负荷GJ/h 保温层厚度 3管口条件需附图 管口符号、管口位置与伸长长度、管口规格管径 DN/PN 法兰压力等级、型式与规格PN、DN ,密封面型式、法兰标准号 导淋与放空口、位置与规格 4 、再沸器 1介质条件 冷侧：介质名称、组分、流量、进出口温度压力 热侧：加热蒸汽的压力、流量 2通用条将需附图 型式与规格：立式还是卧式,立式与列管还热器同,卧式则要提加

28、热釜 直径、切线长与总长,换热管规格与换热面积,热负荷 G J/h. 保温层厚度 3管口条件需附图 冷侧进出料管口,热侧蒸汽进口与冷凝液出口,再沸器、加热釜头放气管 与导淋,压力温度表接管,液位计安全阀接口,亦有热工艺介质来加热或 产生蒸汽的类似再沸器的设备称低压蒸汽发生器 4.4.1.4 容器类设备条件 1 、容器类设备种类有： 1贮存液体物料所用的贮槽罐 ： 有立式、卧式,有的设盘管加热器或加热夹套,有的带搅拌器. 第 11 页 共 43 页 2有一定功能的容器： 如过滤器、除沫器、分离器、沉降槽、混合器、缓冲罐. 3以混凝土为主结构设有钢盖板的大型容器类设备. 2 、容器类设备的设备条件

29、有： 1通用条件： 介质名称,组分,浓度,密度,压力,温度,有效容积,规格尺寸, 含颗粒度情况. 管口条件：管口符号、名称、位置、规格,连接法兰规格DN,PN型 式、标准号、自控监测点接管位置、规格,人孔,备用口等. 设备材料,衬里层材料、厚度,防腐保温要求,设备支架. 2特别要求： 如过滤部分的开孔率、 孔大小、 套不锈钢钢丝网的目数、 除沫器的型式、 规格,搅拌器包括电机条件 ,加热盘管或加热夹套条件. 对于以混凝土为主结构的容器类设备应向土建提条件位置、尺寸、内 衬与防腐要求而钢制顶盖向设备专业,钢制顶盖与土建槽顶的安装设计由设 备专业向土建专业提条件. 3设备条件应附简图 4.4.1.

30、5 4.4.1.5 机泵条件 1 、泵的类型、各类泵的特性与主要泵的适用范围： 1泵的类型、各类泵的特性与主要泵的适用范围. 泵的类型 根据泵的工作原理和结构,泵的类型有如下几种： 第 12 页 共 43 页 单吸泵、双吸泵 单级泵、多级泵 离心泵 蜗壳式泵、分段式泵 立式泵、卧式泵 屏蔽泵、磁力驱动泵 高速泵 叶片式泵 旋涡泵 离心旋涡泵 混流泵 泵 轴流泵 电动泵 往复泵 容积式泵 蒸汽泵 柱塞活塞泵、隔膜泵 计量泵 单级泵、多级泵 转子泵齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵、滑片泵 其它类型泵喷射泵、空气升液泵、电磁泵 主要泵的适用范围 第 13 页 共 43 页 第 14 页 共 43 页各类泵的特

31、性 叶 指标 离心泵 操 作 与 维 修 流量 调节方法 自吸作用 启动 维修 粘度较低的各种介质 适用范围 出口节流 或改变转速 一般没有 出口阀关闭 简便 特别适用于大流量, 低 扬程, 粘度较低的介质 特别适用于小流量较高压力的低粘 度清洁介质 轴流泵 出口节流或改变叶片 安装角度 没有 部分型号有 出口阀全开 麻烦 适用于高压力,小流量的清 洁介质含悬浮液或要求完 全无泄漏可用隔膜泵 首先选 选用举例 用离心泵根据流量大 大流量低扬程时选用 小流量, 高扬程汽蚀要求不高时, 介 质含气量5%,流量较小,且粘度小 于 37.4mm /s 时. 2 片 泵 旋涡泵 不能用出口阀调节, 只能

32、用旁路调节 往复泵 容积式泵 转子泵 同旋涡泵 同旋涡泵,另还可调节转速 和行程 有 有 出口阀全开 简便 适用于中低压力, 中小流量 尤其适用于粘性高的介质 小流量高扬程汽蚀要求高 时,允许流量有脉动者. 介 质 粘 度 大 大 于 6501000mm /s,时 2 小选用单吸泵双吸泵或小流量 离心泵根据扬程高低, 选用单级 多级泵或高速离心泵 第 15 页 共 43 页 2 、泵的选用条件 1工艺条件 输送介质的物理化学性能. 介质名称,组分,毒性,腐蚀性. 介质颗粒含量与颗粒大小,是否结晶. 介质的密度,粘度. 输送介质的操作条件与参数 a要求泵连续或间歇操作. b要求泵的流量：正常流量

33、:物料衡算得出的流量 m3/h 额定流量最大流量 ：为正常流量 x m /h c要求泵的扬程：计算扬程：工艺装置所需的扬程值m 液柱 额定扬程：装置所需最大扬程 x m 液柱 d泵的进口压力Ps和出口压力Pd 进出口压力的大小影响到壳体的耐压与轴封的要求. e泵的进口介质温度 一般应给出正常,最低和最高温度,此值会影响到泵的净正吸入压头 NPSHa与泵材料的选用. f 装置的有效汽蚀余量净正吸入压头NPSHa 现场条件 a室内或室外,采暖不采暖. b爆炸危险区域的划分等级. 3 第16 页 共 43 页 c操作环境中沙尘与水分对泵电机,密封等级的要求 d环境温度,相对温度,大气压力,大气腐蚀状

34、况等 3 、泵的选用步骤 1确定泵的类型 泵的类型应根据装置的工艺参数,输送介质的物理和化学性质,操作周期和 泵的结构等同类合理选择. 离心泵具有有结构简单,输液无脉动,流量调节简单等优点,因此应尽可能 用离心泵. 各类泵适用参数范围列表如下： 序 号 泵的类型 Qm /h 3 适用参数 H 粘 度 备注 含气 v% ns MPa.s. 650 37.4 1 2 3 离心泵 旋涡泵 轴流泵 1.6-30000 0.4-10 10-2600 8-150 205 5% 300 混流泵同 粘度特别大用高粘 度往复泵与转子泵 4 5 6 往复泵 转子泵 容积泵 0-600 1-600 5% 说明 1.

35、Ns：比转数,Ns3.65.n.Q1/2 .H3/4 式中：n:转数 r/min Q:流量 m3/h H 扬程 m 有计量要求时,选用计量泵 2选定离心泵后,可进一步考虑如下项目： 根据介质特性决定选哪种特性泵,如清水泵,耐腐蚀泵,化工流程泵,油 泵,如介质为剧毒,贵重或有放射性等不允许泄漏物质时,应考虑选用无泄漏泵 如屏蔽泵,磁力泵如介质为液化烃等易挥发液体应选择低汽蚀余量泵. 第 17 页 共 43 页根据现场安装条件选择卧式泵,立式泵包括液下泵,管道泵,深井泵 . 根据流量大小选用单吸泵,双吸泵或小流量离心泵. 根据扬程高低,选用单级泵,多级泵或高速离心泵等. 3通过泵系列型谱图查出最终

36、选用泵的型号 泵的极限工作范围 泵的极限工作范围,如图所示,曲线 1 表示标准叶轮直径 D2 下的 H-Q 曲线 2 表示最小叶轮直径 Dzmin 下的 H-Q 曲线,曲线 3 表示最小连续流量Qmin 的相似抛 物线,曲线 6 表示由最大极限流量Qmax 的相似抛物线；将四条曲线所包围的区 域 EFGH 称为泵的极限工作范围,泵可以在极限工作范围内连续运行. a 最小连续流量Qmin 最小连续稳定流量Q1min取最小连续稳定流量Q1min与最小连续热控流量 Q2min中的大值. 当轴功率100KW 时, 最小连续流量可按泵最佳效率点流量 Qn 的 20%-30% 估算. 当轴功率100KW

37、时,其中：最小连续稳定流量Q1min是指泵在不超过标准 规定的噪声和振动限度下能够正常工作的最小流量, 一般应由泵厂通过试验测 定并提供给用户. 最小连续热控流量Q2min是指泵能够连续而不致被泵输送液体的温升所损 第 18 页 共 43 页 失的最小流量. 最小连续热控流量Q2min按下式确定： Q2min=1000Pamin/, 3/s m 式中： Pamin：Q2min下泵的轴功率,KW； Hmin：Q2min下泵的扬程,m； C：比热容,KJ/,清水的 C4.18KJ /； g：9.81m2/s. 显然Q2min需通过试算才能确定,为方便估算,Q2min可近似按下式确定： Q2min=

38、1000Pa/ 式中：Pa：泵额定点的轴功率,KW； Hs：泵关死点的扬程,m. b最大极限流量Qmax: 随着泵的流量增加,泵的 NPSHr 增加,出现汽蚀现象的可能性也随即增加, 同时因轴功率上升很快,泵还有过载的可能,因此一般不允许泵在最佳效率点流 量的 125%-135%以上操作,要求泵的最大极限流量为 Qmax 泵的最佳工作范围 泵的最佳工作范围如图中 ABCD 所围成的扇形阴影区域即为离心泵的最佳工 况范围,泵在 ABCD 区域内的任意一点工作均认为是最合适的.图中 A、B 两点为 标准叶轮直径 D2max 下,HQ 曲线 1 上比最佳工况点 N 效率 max 低我国通 常取3%-

39、8%的等效率工况点,过 A、B 两点可以作出两条等效率切割抛物 线 4、5,并交最小叶轮直径 D2min 下 HQ 曲线于 D、C 两点. 系列型谱 将每种系列泵的最佳工作范围绘于一张坐标图上称为型谱.为了使图形协 调,高扬程和大流量时的工作范围不致过大,通常采用对数坐标表示,一般每种 系列泵有一个型谱. 每列型谱既便于用户选泵又便于计划部门向泵制造厂提出开发新产品的方 向.下图为 IH 型化工泵的型谱图. 第 19 页 共 43 页 根据要求的 Q、H 从上表选出 IH 型泵中所合适的具体泵系列号. 再查样本中该系列泵的各种参数与安装条件. 4装置有效净正吸入压头NPSHa的计算与对选用泵需

40、要净正吸入压头 NPSHr是否満足要求泵运行时不发生汽蚀的校核.NPSHa 为距泵汽蚀前 尚有的正压头. 有效净正吸入压头NPSHa的计算举例 第 20 页 共 43 页 吸入侧进口侧 1 2 容器中操作压力绝压P1 贮槽最低液位到泵中心 H1 小计 3 4 吸入管总压力降绝压P1 最小有效吸入压头绝压 P1H1-P1 5 6 工作温度下汽化压力绝压VP1 装置汽蚀余量NPSHa 7 泵进口最大压力 14.61 8 m 液柱 Kgf/cm 2 排出侧出口侧 19.32 0.5 19.82 0.56 19.26 m 液柱 m 液柱 m 液柱 m 液柱 m 液柱 3 1 2 排出侧容器压力绝压P2

41、 容器最高液位到泵中心 H2 小计 出口管路压力降绝压P2 其中调节阀压降 4.65 m 液柱 孔板 阀门与管件 4 5 6 泵出口最大压力绝压 泵计算所需扬程 P2H2 P2-19.26 设计选用扬程 49.64 11.90 6.44 0.26 5.2 61.54 42.28 60.63 m 液柱 m 液柱 m 液柱 m 液柱 m 液柱 m 液柱 m 液柱 m 液柱 38.64 11 m 液柱 m 液柱 考虑泵壳体强度 注 P11.5/0.792=19.32m 液柱 P23/0.792=38.64 m 液柱 进泵的有效净正吸入压力NPSHa至少应大于泵所需的净正吸入压头 第 21 页 共 4

42、3 页 NPSHr0.3-0.5 米. 5泵的许用温升t的校核 为了防止由于泵输送液体的温度引起液体蒸汽压上升而可能造成的汽蚀, 需 要对泵的许用温升t进行校核. 当 NPSHa 远大于 NPSHr 时,泵的许用温升t由泵的材料,介质特性与密 封情况等综合确定. 当 NPSHa 和 NPSHr 较接近或当输送易汽化介质如液态烃时,泵的许用温 升t由汽蚀条件确定,小流量汽蚀条件下的饱和蒸汽压 Pv 按下式确定： PV=PV+NPSHag Pa 式中 PV-吸入温度 Ts 下的饱和蒸汽压,Pa NPSHa-装置汽蚀余量,m; -液体密度,Kg/m3; g-9.81m2/s. 按 PV值,查有关图表

43、,得出 PV压力下该液体对应的饱和温度下 Tv 泵的许用温升t按下式确定: t=T V -Ts 式中,Ts-泵的吸入温度,. 在一般估算中,泵的许用温升t可按以下经验确定,清水泵如 IS 泵, S,Sh 泵t15-20;锅炉给水泵；t8-10 塑料泵t10. 4 、压缩机、鼓风机选用条件 1介质条件： 介质名称,组份,分子量,温度,腐蚀性因素. 2工作条件： 压缩机、鼓风机型式,进出口压力,温度,流量 3驱动条件： 电机或透平 进透平蒸汽条件：压力,过热度,抽汽压力,凝汽式时冷却水压力与温度 4.4.2 土建条件 土建条件是在完成设备布置与设备专业返回了设备总图、 机泵设备供应商提 第 22

44、页 共 43 页 液态烃t1; 供了初步规格单后进行的. 厂房与设备基础、外形尺寸、位置、 4.4.2.1 厂房与设备基础、外形尺寸、位置、标高条件 厂房的型式主要有混合结构、框架结构、排架结构与钢结构等型式.土建位 置条件以设备布置图为蓝本,标注出下列内容： 1 、轴线与轴线间距 2 、层数与楼层标高 3 、设备基础直径或外形尺寸与标高以室内地平为0.00 或 EL100.00 的相 对标高 ,动设备按制造厂提供的基础条件. 4 、大于 DN250 管道穿楼的预留孔、设备吊装孔.穿楼板的设备安装孔. 5 、建筑门窗 梯子、平台位置与尺寸等 6 、地面坡度、地坑、地沟管沟的位置、尺寸.泵区、罐

45、区的围堰要求.基础 表面、墙面、地面建筑要求以与基础的防腐要求. 7 、落地的钢平台与梯子的位置、尺寸、标高条件. 8 、为满足设备吊装或安装要求而设置的吊车轨道,活动梁与后砌墙,预埋吊 钩等内容. 9 、北向为 0的方向标志. 设备基础、 4.4.2.2 设备基础、楼板与钢平台的荷重条件 1 、设备空重净重 2 、设备充水重或充满物料重 这是因为考虑到水压试验时对基础的荷重,但不应包括填料、催化剂、触媒 筐等. 3 、高塔设备与烟囱、排气筒等 提供塔径塔高,以便土建计算风压对基础的要求. 4 、动设备荷重按制造厂或样本提供的荷重,并增加动载荷因素1.25 5 、楼板与钢平台落地的荷重 1一般

46、操作区域：200250Kg/m2 2一般检修区域：250300Kg/m2 3大机泵检修区域：按照放最大零部件重量500Kg/m2 4堆放触媒、化学品、金属或陶瓷填料：根据物料的堆比重 第 23 页 共 43 页 6 、保温材料重 7 、其他外加荷重：如管道、管架等估重 1管道载荷 一次条件限于 1 吨与以上的荷重 二次条件为 200Kg 以上,一吨以下的荷重 200Kg 以下荷重均包括在楼面设计的平均荷载内. 2管件阀门等集中载荷 3风载荷,地震载荷等由土建专业考虑 设备吊装要求的土建条件 4.4.2.3 设备吊装要求的土建条件 1 、设备穿楼板孔 除了设备外径外,还要考虑管口、吊耳也能穿过楼

47、板预留孔,且设备穿楼孔 四周沿边应有 H5080m/m 的堰起挡水作用 2 、靠边梁布置的高塔,可请土建设计活动边梁钢梁 ,等高塔安装就位后, 再安装活动边梁将框架封闭. 3 、大机泵厂房需设起重行车,起吊重量大于机泵或最大单体重量,起吊高度要 保证吊起一台机泵能跨过另一台机泵. 大机泵厂房在靠近道路的边跨应设吊装孔,吊装孔上铺设活动钢格栅与护栏杆. 4 、为装置设备维修或更换的方便,应在设备上方与适当位置埋设吊钩荷重满 足要求 . 5 、小型机泵厂房可在机泵排列中心线上方设置单轨吊车或猫头吊电动或手 动 . 6 需后封墙的应予说明. 4.4.2.4 设备地脚螺栓条件 1 、专业分工 1 、非

48、定型设备地脚螺栓的型式、材料、尺寸和伸出的长度、总长应由设备专 业根据设备安装要求确定,提给工艺设计人员,供土建结构专业进行设备基础设 计时标明. 2 、定型设备和转动设备的地脚螺栓一般应由设备制造厂配套供应,设备地脚 螺栓表中注明配套即可. 2 、设计要求 第 24 页 共 43 页 1大型塔类设备应采用带模板的直埋地脚螺栓,以保证在打设备土建基础的 同时准确地埋设设备地脚螺栓.地脚螺栓的埋入长度宜30D. 2其他静止设备与小型机泵地脚螺栓埋入长度为2030D,一般在土建基 础上预留孔 ?80 ?100 或 80100 见方 预留孔深度大于地脚螺栓埋入深度, , 待设备与地脚螺栓就位后,在预

49、留孔内二次灌浆将地脚螺栓固定. 注意预留孔 边距基础边尺寸应大于 75m/m. 3提地脚螺栓土建条件时要认真与设备图与设备布置图核对设备安装的位置 与标高、螺栓伸出基础面的高度与螺纹长度,确保一次成功,不能有任何差错, 以免造成土建返工. 4标准与材料 地脚螺栓按 GB799-1988 标准 直径大于 M48 的地脚螺栓是土建专业资料 TC60B2-82 地脚螺栓一般用 Q-235A 即可. 5地脚螺栓的特殊做法 对于有振动的设备和塔类,地脚螺栓应采用双螺母. 设备基础安装弯钩式地脚螺栓时,地脚螺栓直径和基础预留孔尺寸如下图. 预留方孔 螺栓d 水泥砂浆填平层 水泥砂浆填平层：一般为2030m

50、m 基础 预留孔型式 按具体情况确定100 螺栓d 直接预埋螺栓型式将设备底板、裙座或耳架上的螺栓孔适当予以放大,待地脚螺栓穿入后,加一 块垫板,将垫板焊在设备底板上,再上螺母,如下图所示. 第 25 页 共 43 页 垫板 设备底板 水泥砂浆填平层 地 脚 螺 栓直 径 ； d 1 设 备 地 脚 螺 栓 孔 1. 5d； 垫 板 地 脚 螺 栓 孔 d+3； b 设备 底 板 厚 ； b 1 垫 板 厚 2b/3； B-垫 板 边 长 3d 1. 地 脚螺 栓 基础 地 脚 螺栓长 度 L 160 220 300 400 500 630 800 1000 1250 1500 预留方孔 螺纹

51、长 L0 弯钩外径 D 展开长度 8080 30 35 L+53 40 44 L+72 100100 50 52 L+72 180 240 320 180 240 320 420 260 320 420 520 M10 M12 M16 预 螺 栓 M20 留 孔 直 径 d M24 M30 M36 M42 M48 深 度 LH 320 420 520 660 440 540 680 840 540 680 840 1100 700 860 1100 860 1100 1400 1600 120120 70 70 L+110 140140 80 78 L+110 90 105 L+165 180

52、180 110 132 L+217 120 144 L+217 1100 1400 1600 220220 140 166 L+255在地脚螺栓上焊一个套管,将套管与地脚螺栓一起埋入基础中,套管顶部与 基础顶面齐平.当设备地脚螺栓孔间与埋入基础中的地脚螺栓间距有偏差时,可 将套管中的地脚螺栓位置予以调整,如下图所示,地脚螺栓向左偏移. 第 26 页 共 43 页 设备底板 水泥砂浆 填平层 地脚螺栓 地脚螺栓直径； d1 套 管 内 径 2.5d； L 地 脚 螺 栓 长 度 ； l 无 套 管 处 地 脚 螺 栓 L-l2 /3； l1 套 管 长 2 L-l2 /3； l2 地 脚 螺 栓

53、 露 出 基 础 面 长 度 . 基础 焊牢对于受拉力不大的静设备,可将地脚螺栓焊在预埋在基础面的钢板上.地脚 螺栓采用单头螺栓GB9021988 标准 ,端部开坡口.预埋钢板结构型式和尺 寸见下图.45 水泥砂浆填平层 预埋钢板100 钢筋n DN 基础 基础面预埋钢板型式在钢结构上的设备一般均采用普通的螺栓代替地脚螺栓, 其长度按连接结构 而定. 有些布置在楼板上的设备,其地脚螺栓型式应与土建专业协商,采用合适的 设计以确保安全. 4.4.2.5 管廊与其他土建条件 1 、装置内的管廊需提下列内容 1管廊跨度与跨距 2管廊层数与标高 3对管廊基础的荷重 管廊横梁上DN300 以上管道的集中

54、载荷 第 27 页 共 43 页一般250mm 的开孔属一次条件内容 管径 DN250mm 的开孔属二次条件内容 开孔的孔径： 无保温的管道,不通过法兰,按管外径加 40mm 无保温的管道通过法兰,按法兰外径加 30mm 保温管道不通过法兰,按保温层外径加 40mm 保温管道通过法兰,按上述中大者 多根管并排且相距很近,可合并成长方形大孔 4.4.3 自控条件的重要内容 4.4.3.1 自控条件的依据 自控条件的依据是已完成了自控部分的管道仪表流程图PID 在 PID 图上已用各种字母 功能标志 符号与连线表示了工艺对自控的要求. 、 4.4.3.2 监测部分条件内容 1 、监测对象：介质的组

55、分、物性参数、操作状态气、汽、液 、操作条件 温度、压力与监测参数温度、压力、液位、流量等 2 、监测地点：分现场、机旁、控制室、计算机中心 第 28 页 共 43 页 3 、监测目的：指示、记录、累计、控制、报警、联锁等 4.4.3.3 控制部分条件内容 1 、控制参数：温度、压力、液位、流量、位移等 2 、控制方式：调节、报警、联锁等 3 、调节方案主要有: 1定值调节 即根据工艺生产的要求,对工艺参数通过控制系统调节到给定值,稳定在给 定值.该给定值可以人工给定也可以是通过计算机计算值给定. 2串级调节 串级控制系统的目的在于控制主控制变量稳定.为此,系统有两个测量变送 单元.一个测量主

56、被控变量,另一个测量副被控变量.主被控变量调节器的输出 作为副调节器的给定值,对副调节器它将接受给定值与测量值两方面的变化,增 强了偏离信号,加强了纠偏作用,加速了调节过程,使被控变量更稳定.在调节 过程中,副参数的调节回路具有先调、快调、粗调的特点,主参数调节回路则刚 好相反,具有后调、慢调、细调的特点.主副参数调节回路相互配合,与单参数 回路简单的控制系统相比,大大改善了调节过程的品质. 3比例调节 在有的工艺过程中需要对参与反应的两种介质流量进行比值调节, 使两种介 质流量恒定在一定的比例.例如烃类转化中的烃类与蒸汽量比值调节,大型锅炉 系统中燃料量与燃烧空气量比值调节. 在对两种介质流

57、量进行比值调节过程中还有的要求按先后程序来改变介质 流量,如烃类转化中要求增量时先增蒸汽量,减量时先减烃类量,这样可避免因 水碳比太小,导致在烃类转化触媒上产生游离碳使触媒失效. 4分程调节 在简单控制系统中,一个调节器的输出只带动一个调节器,而在分程控制系 统中,一个调节器的输出去带动两个或两个以上的调节阀工作,每个调节阀仅在 调节器输出的某段信号范围内动作. 分程调节常用于下列场合： 工艺上要求对一个被控变量采用两种或两种以上的介质来进行控制时 要求满足工艺生产不同负荷和开停车过程 低负荷 中对负荷的控制要求. 第 29 页 共 43 页要求扩大调节比,调节范围的 根据调节信号输出电流的不

58、同区段,分别控制两个调节阀也可以是大小 不同的两个调节阀 所以应向自控专业提出装置运行时各参数的正常值,最大值和最小值. 4 、报警 当装置系统中的被监测的参数温度、压力、液位等超出或低于工艺要求 的高限或低限时, 发出声光信号提醒操作人员进行调节使装置运行参数保持在设 定的正常范围.所以应向自控专业提出高限与低限的报警值. 5 、联锁 当装置运行中参数超出了高限与低限的报警值而达到了高高限、 低低限联锁 值时,为了装置的安全,控制系统的联锁功能会动作以确保装置系统设备或生产 的安全. 1联锁动作是通过下列方式完成的： 将遥控阀、调节阀全开或全闭 打开泄压阀 启动或停止相应的机泵, 或切断进出口阀打开旁通阀使机泵在全回流状 态运行. 2向自控自控专业提联锁部分的条件. 图中的内容包括： 联锁动作的原因侧项目与联锁值 联锁动作的动作侧项目与是与门