40B207石油化工裝置塔器管道設(shè)計

1、1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了塔器類的平面布置、開口方位、平臺梯子、管道及管道支吊架等的設(shè)計原則及要求等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于石油化工裝置的塔、立式容器、臥式容器等的設(shè)備布置及管道設(shè)計。分餾塔開口及管嘴一章，僅適用于板式塔盤的分餾塔。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于各類反應(yīng)器、儲罐等設(shè)備的布置及管道設(shè)計。2 塔器的布置2.1 塔與其它工藝設(shè)備的間距，應(yīng)符合GB50160-92石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范。2.2 對可燃?xì)怏w、液化烴、甲B類液體的塔及立式容器，應(yīng)布置在明火加熱爐、高溫設(shè)備的全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)向。2.3工藝裝置內(nèi)塔及立式容器、臥式容器的設(shè)備布置，一般按流程式布置。在不影響流程式布置的情況下，可將同類設(shè)備集中布置。2.

2、4 塔與其緊密相關(guān)的設(shè)備，如重沸器、冷凝器、塔底泵、回流罐等應(yīng)靠近布置。2.5 塔類集中布置時，塔徑不論大小，宜布置在同一中心線上，排成一行并平行于管廊。若直徑相近的塔群,宜以切線取齊。對小直徑的塔,可雙排或三角形布置。塔徑小于1000mm者，必要時可在框架內(nèi)布置。 2.6 對塔徑<800mm長徑比又較大的塔或由鋁或非金屬材料制成的塔應(yīng)在框架內(nèi)布置或沿構(gòu)架布置。2.7 相鄰塔的距離除滿足基礎(chǔ)間距要求外，還應(yīng)考慮塔上部操作面的需要，一般凈距不小于2.5m。2.8 塔的布置應(yīng)劃分為操作側(cè)，（即裝置的檢修側(cè)）和管道側(cè)（即裝置的管廊側(cè)）。人也和平臺均應(yīng)設(shè)在操作側(cè)，管道應(yīng)布置在管道側(cè)，不得四周均布

3、，管道側(cè)一般不設(shè)平臺，如圖1所示。2.9 塔周圍應(yīng)有足夠的檢修凈空，并考慮塔整體吊裝的可能性。 圖1 塔的管道側(cè)和操作側(cè)示意2.10 塔底抽出管與泵相連時，塔的安裝高度應(yīng)根據(jù)塔底泵所需要的汽蝕余量確定。即在塔底最低液面時，系統(tǒng)的有效汽蝕余量，應(yīng)大于泵所需要的汽蝕余量。2.11 塔底安裝熱虹吸式重沸器時，塔的安裝高度應(yīng)滿足塔底最低液面與重沸器頂面有足夠的標(biāo)高差，以保證重沸器在操作時的正常循環(huán)。3 分餾塔開口及管嘴3.1 人孔或手孔的開設(shè)人孔或手孔應(yīng)設(shè)在操作側(cè)統(tǒng)一的位置。如果多個塔設(shè)置聯(lián)合平臺梯子，其中某個塔的人孔標(biāo)高可根據(jù)實際需要調(diào)整。人孔不得開在有降液管的方位。如圖2(a)(b)所示，單溢流塔

4、盤可在任何一層塔盤上方的塔壁開人孔，而雙溢流塔盤則每隔一層，在有中間降液管的塔盤上面的塔壁上開人孔。 AB為開人孔的范圍 CD、EF為開人孔的范圍圖2 人孔方位示意3.1.1 手孔的開設(shè)方位按及條執(zhí)行。3.1.2 塔裙座上出入口的方位應(yīng)在檢修空地一側(cè)。塔底抽出管道與其引出口方位應(yīng)一致。3.2 管道管嘴的開設(shè)3.2.1 分餾塔各側(cè)線管嘴、儀表管嘴原則上均應(yīng)開在塔器的操作側(cè)，無法蘭連接的管嘴可開在管道側(cè)。塔頂油氣管道一般開在頭蓋頂中心。3.2.2 單溢流及雙溢流塔頂回流入口管嘴開設(shè)方位如圖3所示，不帶內(nèi)部接管的應(yīng)開在受液盤的孤長范圍內(nèi)(應(yīng)設(shè)防沖擋板)，帶內(nèi)部接管的嘴子方位范圍加寬（內(nèi)容接管應(yīng)伸入受

5、液盤中）。圖 3 塔頂回流入口方位示意注：(b)中“0360°都可開嘴子”所示虛線僅指空間允許時可用。 液體原料入口和中段回流入口、一般插入降液管外側(cè)，盡可能靠近上層塔盤的位置，如圖4(a)(b)(c)(d)所示。圖4 液體原料入口及中段回流開口方位示意3.2.4 油氣進(jìn)口一般與降液管平等并靠近上層塔盤，與中段及液相進(jìn)料的圖4(b)(d)相一致。3.2.5 單溢流塔盤的抽出管嘴可開在受液盤的孤長范圍內(nèi)，一般情況管嘴應(yīng)開在垂直降液板的中心線上。如圖5(a)所示。雙溢泫塔盤要開在中間降液管下面受液槽的端面上，在一站或開管嘴，其方位是在與降液管平行的中心線上，如圖5(b)所示。另外還可在中

6、間降液管下面受液槽底部開抽出管，抽出管的管嘴方位可在操作側(cè)任一角度開設(shè)，如圖5(c)所示。圖5 抽出管嘴方位示意3.2.6 重沸器返回管嘴和蒸汽入口管嘴的方位宜設(shè)在與受液盤平行的塔中心線上，如圖6(a)(b)所示。圖6 重沸器返回管嘴和蒸汽入口管嘴方位3.3 儀表管嘴的開設(shè)*液位儀表管嘴開設(shè)范圍。*在此范圍內(nèi)開設(shè)儀表管嘴時， 必需在重混器返回管嘴處設(shè) 防沖擋板。3.3.1 液位調(diào)節(jié)器管嘴應(yīng)設(shè)在正常液位范圍內(nèi)的操作側(cè)，并在不妨礙降液管的位置上，如圖7(a)(b)所示。（b） 雙溢流圖7 液位儀表管嘴方位示意3.3.2 溫度及壓力儀表管嘴一般開在操作側(cè)，或在管道側(cè)靠近平臺不大于300mm的位置上。

7、液相溫度計應(yīng)開在液相區(qū)，要求與塔盤內(nèi)液體接觸，但不得碰內(nèi)部構(gòu)件。壓力計管嘴應(yīng)設(shè)在塔盤下的汽相區(qū)，如圖8(a)所示。為了拆卸和安裝方便，管嘴前方應(yīng)有大于或等于600mm的凈空，如圖8(b)所示。 (a) 溫度、壓力管嘴 （b） 凈空要求圖8 溫度及壓力管嘴位置及安裝要求3.3.3 進(jìn)料段儀表管嘴開設(shè)方位應(yīng)按圖9執(zhí)行(如果開在進(jìn)料口的對面應(yīng)加防沖檔板)。 圖9 進(jìn)料段儀表管嘴方位4 塔器上平臺梯子的設(shè)置4.1 平臺的位置及形式4.1.1 凡在塔頂有人孔、起重吊桿、放空閥、安全閥或在操作側(cè)有人孔、手孔、閥門、法蘭、采樣、儀表管嘴等需要操作和檢修的位置均應(yīng)設(shè)置平臺，塔上預(yù)留開口的地方宜預(yù)留平臺、梯子。

8、4.1.2 塔及立式容器上平臺的形式一般為環(huán)形、扇形，也可用方形、多邊形。按切線取齊的塔裙宜設(shè)切線聯(lián)合平臺；在同一中心線上的塔裙宜設(shè)扇形聯(lián)合平臺。平臺的設(shè)置應(yīng)以滿足操作和檢修安全、方便通行、節(jié)省投資為原則。4.2 平臺的高度及寬度4.2.1 塔上各層平臺的標(biāo)高應(yīng)依據(jù)人孔、手孔、管道進(jìn)出口管嘴的高度、閥門及儀表管嘴的安裝高度和操作需要確定。平臺距人孔中心線的高度可為7001200mm，一般取800mm。4.2.2 塔及立式容器的兩層平臺之間的最小凈空不得小于2.2m，兩層平臺距離超過8 m時中間應(yīng)增設(shè)間歇平臺。最低層平臺離地面高度至少應(yīng)高出地面3m。4.2.3 環(huán)形或扇形平臺寬度一般為1.2m，

9、1.4m，1.6m，有人孔、有較大內(nèi)部構(gòu)件需取出的平臺，或者有儀表箱，調(diào)節(jié)閥組的平臺可加寬，平臺上的通道凈空應(yīng)不小于600mm. 圖10 平臺寬度示意4.3 平臺欄桿及頂部平臺的開孔4.3.1 塔上所有平臺的外邊緣都應(yīng)設(shè)置欄桿，一般平臺欄桿高1.1m。4.3.2 高溫立式容器頂不是獨立平臺時，平臺與立式容器頂之間應(yīng)預(yù)留熱脹的間隙。當(dāng)A225，B=50當(dāng)A225，B=1004.3.3 當(dāng)頂部平臺與管嘴的間隙B=50mm時，平臺標(biāo)高應(yīng)比設(shè)備管嘴法蘭面至少低225mm；當(dāng)間隙B=100mm時A可小于225mm；當(dāng)平臺在法蘭面上面時B100 。圖11 平臺的開孔示意4.4 梯子的設(shè)置4.4.1 塔器上

10、的梯子一般應(yīng)設(shè)在操作側(cè)便于通行和操作的位置上。各層平臺之間的梯子一般以直梯為主，對操作頻繁或安裝有液面計的塔或立式容器的下部位置可設(shè)斜梯，并盡量采用45°鋼斜梯。4.4.2 一般直梯可連續(xù)上兩層平臺，當(dāng)直梯連續(xù)攀登高度超過8m時（安全梯子除外），應(yīng)改變直梯方位。高出地面或平臺面2m以上的直梯應(yīng)加護(hù)籠。4.4.3 直梯應(yīng)面向塔器壁，而且不宜斷開平臺，如圖12中不宜按(a)(b)(c)布置，應(yīng)按(d)布置。梯子距人孔、熱管道凈距至少為700mm。圖12 直梯布置形式示意4.4.4 按石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范第條的要求，可燃?xì)怏w、液化烴、可燃液體的塔區(qū)平臺或其它設(shè)備的框架平臺，應(yīng)設(shè)置不少于

11、兩個通往地面的梯子，作為安全疏散通道，但長度不大于8m的甲類氣體或甲、乙類液體設(shè)備的平臺或長度不大于15m的乙B、丙類液體設(shè)備的平臺，可只設(shè)一個梯子，增設(shè)的安全梯一般為直梯。4.4.5 與塔相鄰的框架、平臺宜用走橋連通以方便操作及檢修，也可作為一個安全疏散通道，相鄰安全疏散通道之間的距離，應(yīng)不大于50m。5 塔器的管道設(shè)計塔器的管道設(shè)計、除了應(yīng)滿足工藝要求外，尚應(yīng)考慮管道的熱應(yīng)力（包括開停開狀況）及塔器下沉等異常情況，要方便檢修和操作，并盡量節(jié)約管道使其布置合理、經(jīng)濟、整齊、美觀。5.1 塔器管道總體布置5.1.1 管道應(yīng)布置在管道側(cè)，塔上部較大直徑管道應(yīng)布置在管道側(cè)的中間、中下部連接的管道宜

12、順序的布置在其兩側(cè)，敷塔管道入塔管嘴應(yīng)設(shè)在平臺一端；一般管道不宜穿越平臺，并避免交叉。5.1.2 管道側(cè)的“管束”盡量布置在距設(shè)備中心同一曲率半徑上，如圖13(a)所示。亦可將管道布置在平行于設(shè)備切線的位置上，如圖13(b)所示。一般管外壁距塔外壁凈距至少為100mm（當(dāng)管道設(shè)有隔熱層時以隔熱層外壁計算）。 ( c ) ( d )圖13 管道布置示意5.1.3 塔抽出管、進(jìn)料管上必需設(shè)閥門時，閥門應(yīng)直接與設(shè)備管嘴相連，設(shè)備管嘴法蘭的溫度和壓力等級應(yīng)與閥門法蘭一致。不應(yīng)將閥門設(shè)在向下彎的垂直管段上，如圖14所示。敷塔管道上閥門安裝高度，應(yīng)以閥門手輪距平臺1.01.5m為宜。圖14 塔側(cè)線閥門安裝

13、示意5.1.4 管道與塔器的相對位移較大時，為減少塔器管嘴的受力，管道不宜布置在正對嘴子的方位，如圖15(a)，而應(yīng)用圖15(b)。管徑較大的高溫管道應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力計算，并優(yōu)先考慮布置合適的位置。圖15 兩個以上進(jìn)料或抽出口的配管示意5.2 塔器頂部管道的布置5.2.1 塔頂油氣管道一般布置在靠近冷凝器一側(cè)，塔頂油汽管道進(jìn)入冷凝器前的管段，應(yīng)盡可能短，并不得出現(xiàn)U形。如該管道接至空氣冷卻器時，為避免偏流應(yīng)對稱式布置進(jìn)空冷管道。5.2.2 塔頂油汽管道至頂回流罐的熱旁路管，應(yīng)盡量減少壓降且不得出現(xiàn)U形，其調(diào)節(jié)閥組應(yīng)安裝在回流罐上方的平臺上。5.2.3 塔及立式容器的放空及安全閥的設(shè)置應(yīng)符合40B21

14、6-1997石油化工裝置設(shè)備和管道排液、放氣管道設(shè)計技術(shù)規(guī)定及40B218-1997石油化工裝置設(shè)備和管道安全放空設(shè)計技術(shù)規(guī)定的要求。5.3 塔器進(jìn)料管道的布置5.3.1 在同一角度上，不同標(biāo)高有兩個以上進(jìn)料口（或抽出口）時應(yīng)按圖15(b)布置，不得按15(a)布置。5.3.2 轉(zhuǎn)油線入塔管嘴法蘭處容易滲漏，其溫度一壓力等級應(yīng)與設(shè)備專業(yè)協(xié)商提高一級，必要時，此處可加支架。5.4 塔器底部管道的布置5.4.1 一般情況下塔底至泵的管道標(biāo)高不低于3000mm，則管道也可不上管橋而直接引至泵嘴，并應(yīng)避免出現(xiàn)U形。5.4.2 溫度較高的塔底抽出管與泵相連時，管道應(yīng)短而少彎，但對其自然管段不能滿足自補償

15、時，應(yīng)采用改變管嘴方位，移動塔底泵的位置等方法，使管系有足夠的柔性，以減少泵嘴子的應(yīng)力，如圖16所示。圖16 塔底抽出管布置示意5.4.3 塔底重沸器與塔連接的汽、液相管道應(yīng)對稱布置并盡量減少壓降，一般的重沸器氣相返塔管道應(yīng)進(jìn)行熱應(yīng)力計算。5.5 塔器上其它管道的布置5.5.1 塔區(qū)消防蒸汽管道，應(yīng)從蒸汽總管上方引出，總閥應(yīng)設(shè)在塔區(qū)下層平臺易于操作處。為操作安全各層平臺消防蒸汽半固定式接頭應(yīng)與平臺成切線方向安裝，其位置應(yīng)設(shè)在靠近梯子并方便連接處（見圖17）。聯(lián)合平臺則應(yīng)在樓梯間或在中間部較高的一個塔處設(shè)一條消防蒸汽管供各塔使用。圖17 半固定消防蒸汽接頭示意5.5.2 塔器管道需要伴熱時，應(yīng)在

16、高點給汽、低點疏水，凝結(jié)水是否回收視全裝置統(tǒng)一要求而定。5.5.3 需要有軟管站的塔，僅在有人孔的平臺上設(shè)置軟管站，最低層平臺上的人孔，應(yīng)共用地面軟管站。6 塔器的檢修設(shè)施和照明6.1 塔頂一般設(shè)起重吊架，起重負(fù)荷為0.5t或1t，為方便操作，吊架的回轉(zhuǎn)方位應(yīng)在檢修通道或檢修空地一側(cè)。6.2 塔區(qū)各層平臺一般應(yīng)有照明燈具、位置應(yīng)設(shè)在梯子、人孔、調(diào)節(jié)閥組等處，有液面計的應(yīng)設(shè)在液面計的上方。在人孔及需要經(jīng)常檢修處應(yīng)設(shè)檢修插座，一般塔高小于或等于20m設(shè)一個插座，塔高大于20m，設(shè)兩個插座。7 塔器管道支吊架的設(shè)置為減少敷塔管道對設(shè)備管嘴的應(yīng)力，避免管道振動，沿塔敷設(shè)的管道均應(yīng)設(shè)置承重支架和導(dǎo)向支架

17、，必要時還應(yīng)設(shè)置彈簧支架。7.1 固定承重支架應(yīng)安裝在靠近設(shè)備管嘴處以減少管嘴受力。如果管道重量過重，一個固定承重支架承重有困難時，可增設(shè)一個彈簧承重支架。7.2 塔上管道距離較長，在承重支架下面應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向支架。導(dǎo)向支架間距按表1選用。表1 塔上管道導(dǎo)向支架間距公稱直徑DN,mm152025405080100150200250300350400600800支架間距m3.544.55.56789101112131416187.3 導(dǎo)向支架間距安排如圖18所示，圖中導(dǎo)向支架間距為h，第一個導(dǎo)向支架距固定承重支架間距應(yīng)是h/2±1m，最低一個導(dǎo)向支架到彎頭的間距為“D”，“D”應(yīng)大于或等于

18、h/2，如果支架是水平和垂直方向都可以移動時，“D”最小可到h/3，但不得大于h。中間導(dǎo)向支架間距值可適當(dāng)調(diào)整以保持D值。圖18中尺寸“E”超過該管道的極限跨距時，在“E”的中間應(yīng)加彈簧支架。7.4 在圖18中，大直徑管道的“F”較長，如果熱伸長不能被“A”尺寸吸收時，此處的固定支架應(yīng)選擇嘴子伸出方向可移動的支架。7.5 當(dāng)管道離開塔器管嘴立即轉(zhuǎn)彎時，應(yīng)在立管距管嘴最近處設(shè)固定承重支架；當(dāng)管道在中間轉(zhuǎn)彎時，彎管下第一個支架是用固定承重支架還是導(dǎo)向支架，應(yīng)充分研究熱應(yīng)力之后再確定（見圖19）。當(dāng)“H”和“J”很短時，彎管下的第一個支架應(yīng)為固定承重支架，彎管上部可不設(shè)任何支架。 圖18 塔器管道的

19、支架示意 圖19 “H”和“J”關(guān)系注：“最小距離”指支架距離彎頭焊縫的最小允許間距7.6 不與塔管嘴相連的敷塔管道，如消防蒸汽管或是引至塔上放空的管道，其固定承重支架應(yīng)在立管的下部設(shè)置，其余設(shè)置導(dǎo)向支架。7.7 安全閥的支架應(yīng)能承受泄放時的反作用力，安全閥出口管道應(yīng)設(shè)固定支架。 圖20 安全閥的管道支架示意 圖21 塔器管嘴上閥門支架示意7.8 塔器管嘴直接安裝閥門者，當(dāng)DN150mm時，應(yīng)設(shè)承重支架，如圖21所示。8 臥式容器的布置和管道設(shè)計8.1 臥式容器的布置8.1.1 頂回流罐一般布置在冷凝器下層構(gòu)架上，如有熱旁路控制其調(diào)節(jié)閥組應(yīng)安裝在回流罐上的平臺上，與泵連接的容器，應(yīng)由泵的允許汽蝕余量確定容器的安裝高度，其余應(yīng)盡量布置在地面，為方便操作檢查和安裝維修，同類設(shè)置應(yīng)集中布置。8.1.2 對有特殊要求的容器，如需保持一定傾斜度時，其基礎(chǔ)應(yīng)滿足傾斜要求。8.1.3 靠重力自流至另一容器，必須注意其高差應(yīng)能滿足要求。8.1.4 帶分液包的臥式容器安裝高度，應(yīng)能滿足底部排液管的安裝要求，并應(yīng)方便儀表等操作和檢修。8.2 臥式容器的開口8.2.1 臥式容器的管嘴，如進(jìn)料口、氣體出口、放空口、人孔、壓力計管嘴等，一般均開在臥式容器頂部中心線上。為方便檢修、人孔可開在設(shè)備側(cè)面或頂端，如圖22所示，如槽內(nèi)介質(zhì)對人體有害，有時可設(shè)兩個