設備和管道設計壓力知識詳解

設備和管道設計壓力知識詳解目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1、術語說明 3\o"CurrentDocument"2、設計規(guī)范 5\o"CurrentDocument"3、設備設計壓力的確定原則 5\o"CurrentDocument"4、各類系統(tǒng)中設備最高壓力的確定 7\o"CurrentDocument"5、管道設計壓力的選取 121/14

設備和設計壓力設備和設計壓力依據(jù)。工藝系統(tǒng)專業(yè)在確定設備設計壓力時，應在滿足設備長周期安全生產(chǎn)的基礎上，做到既經(jīng)濟又合理。不能靜止、單獨地考慮每臺設備的最高工作壓力，要將設備置于工藝系統(tǒng)內(nèi)進行分析，考慮各種工況下可能出現(xiàn)的最高壓力以及系統(tǒng)附加條件（如系統(tǒng)壓力變化、安全閥在系統(tǒng)的相對位置，泵出口閥門的相對位置等）對最大壓力的影響。同時，應分析設備內(nèi)的介質(zhì)特性，如易燃、易爆，有毒有害，凝固點，飽和蒸氣壓，貴重物料等。設備設計壓力的確定先根據(jù)一定的的原則，確定每臺2/14設備的初步設計壓太，然后再根據(jù)系統(tǒng)分析方法對初步設計壓力進行調(diào)整，并得出設備的最終設計壓力。1、術語說明(1)壓力分表壓和絕壓，分別在壓力單位后加G或A表示。不加說明時，通常指表壓。(2)最大工作壓力容器在正常工況下，容器頂部可能達到的最大壓力。此值由化工工藝專業(yè)提出。①對內(nèi)壓容器，指容器在正常工況下，其頂部可能出現(xiàn)的最大壓力。②對真空容器，指容器在正常工況下，其頂部可能出3/14現(xiàn)的最大真空度。③對外壓容器，指容器在正常工況下，其頂部可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓差。（3）泵（壓縮機）的關閉壓力泵（壓縮機）的關閉壓力系指泵（壓縮機）在出口流量受限時的最高排出壓力。（4）安全閥開啟壓力安全閥閥瓣開始升起，介質(zhì)連續(xù)排出的瞬時，安全閥進口處的靜壓力。（5）最高壓力用以確定容器設計壓力的基準壓力。它是由容器最大工作壓力加上工藝流程中系統(tǒng)的附加條件后，在容器頂部可能達到的壓力。此值由工藝計算確定。（6）設計壓力系指設定的容器頂部的最高壓力（包括工藝流程的系統(tǒng)附加條件），與相對應的設計溫度一起作為設備設計的條件，其值不低于最高壓力。設計壓力根據(jù)設備的最高壓力和相關設計規(guī)范確定。（7）最高（最低）工作溫度最高（最低）工作溫度系指容器在正常工作過程中，元件金屬可能出現(xiàn)的最高（最低）金屬溫度。（8）設計溫度4/14容器在正常工作情況下設定的元件的金屬溫度。此溫度與設計壓力一起作為容器設計條件，其值應根據(jù)設備的最高(最低)工作溫度和相應的規(guī)范計算確定。2、設計規(guī)范(1)符合下列條件之一的按GB150《鋼制壓力容器》確定：1)0.1MPa(G)W設計壓力W35MPa(G)2)真空度大于2kPa(200mmH2O)(2)符合下列條件之一的按GB/T4735《鋼制焊接常壓容器》確定：1)設計壓力低于0.1MPa(G)2)真空度小于或等于2kPa(200mmH2O)(3)設計壓力大于35MPa(G)的應按相關規(guī)范確定。3、設備設計壓力的確定原則表1設備設計壓力的確定原則5/14

作肝鼬口比近旌雌《酬麻脫雕力無趟臟消腿般耕鉗腳林?雕1曲@撇蝴"酬睡斕豬儲桶瓶力都如腳刖施WnM眥硼秘冊恥械帥M鵑mmn謝l仙麻踹肋榭樹?爆?姍機蜘頹硼H幗蕊姓峨廊作肝鼬口比近旌雌《酬麻脫雕力無趟臟消腿般耕鉗腳林?雕1曲@撇蝴"酬睡斕豬儲桶瓶力都如腳刖施WnM眥硼秘冊恥械帥M鵑mmn謝l仙麻踹肋榭樹?爆?姍機蜘頹硼H幗蕊姓峨廊M椰肝躺呻整玨軸魁時,,,,*歌￡獻H聘酬助副O(jiān)JMPKG）耦斷瓢非叱嵋桶工攤力擋植I槌神刷聞奸M就可恥肛肺肝好班肥力出啷悌枝蝴mmH#鞅血箱蝌年做出時怖力吃娉勉耶腿腓始觸幡雁膻力期觸M覦#踹的日mm1酬硼神繳撇31,6/14*nft5A'神都吸相力好小干虹何幽騎品的時蚓瓜^?，，肝球M打露T/丁二淵必?9MpMC)*質(zhì)S盹時機和Uft壓小于LSTMhCGlIfL57MPM〕JH氣體如曬介^^醯好質(zhì)帆時睇仙趺U7MWG)煙心再■fl&MpMG，#'于L靛MPHG的..一導TH嵋彼）蒯林楠期M便斷耳蹄1也大于】.6則?“明小刊網(wǎng)MPWGJWZ16MPUG)4、各類系統(tǒng)中設備最高壓力的確定7/14(1)設備承受多種不同工況的設備化工生產(chǎn)中，當同一設備需承受多種不同工況時，如某些反應器要適應吹掃、試壓、升溫還原、化學反應、催化劑再生等多種化工過程的多種工作條件變化，則該類設備設計壓力的確定原則見表 1，并應向設備專業(yè)說明各階段工作壓力及工作溫度相應變化的時間及介質(zhì)變化情況。(2)特殊介質(zhì)的設備①劇毒介質(zhì)的泄漏直接影響到人身和環(huán)境安全，一般都把這類設備的設計壓力定為高于表1規(guī)定值的原則，以確保安全。②對一些凝固點較高的介質(zhì)，如瀝青、石蠟、苯酐等，由于較容易使系統(tǒng)堵塞或者在排放時堵塞安全裝置和排放系統(tǒng)，弓I起系統(tǒng)壓力的升高，故除了考慮伴熱措施外，可適當提高此類設備的設計壓力。③對某些貴重物料，一旦泄漏將會引起一定經(jīng)濟損失，在作經(jīng)濟權衡后，可提高設計壓力。④對某些介質(zhì)，由于化學反應或物理過程可能起工作壓力的急劇變化，如化學反應或液相蒸發(fā)引起壓力急劇上升，低壓下的冷凝器冷凝過程將引起真空操作等，則應 根據(jù)具體情況來確定設計壓力。(3)離心泵系統(tǒng)8/14①泵輸出側最后切斷閥上游設備的最高壓力a.若吸入側容器的設計壓力按表1選取，則泵輸出側設備最高壓力應等于泵吸入側容器最高壓力加上泵出口關閉壓差再加(或減去)靜壓頭。b.若有特殊要求，則泵輸出側最高壓力應由工藝系統(tǒng)專業(yè)會同有關專業(yè)共同商定。②泵輸出側最后切斷閥下游設備的最高壓力應是化工工藝專業(yè)給定的最大工作壓力加上系統(tǒng)附加條件后為其最高壓力。(4)容積式泵系統(tǒng)泵的輸出壓力主要受泵殼體的強度和驅動機的力矩限制，因此對容積式泵通常不用〃關閉壓力'’詞，而用〃停止壓力”一詞，其值等于使驅動機停止運轉所需壓差。停止壓力”通常比容積式泵正常工作壓力高許多，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設備最高壓力是化工工藝專業(yè)提出的設備最大工作壓力加空系統(tǒng)附加條件。(5)冷凍系統(tǒng)化工工藝專業(yè)通常提供冷凍系統(tǒng)在工作過程中預期達到的最大工作壓力。但在停車后，高壓側壓力將 a,0降低而低壓側壓力將升高至系統(tǒng)中兩側壓力相等，此時的壓力即為〃停車壓力〃。9/14高壓側的最大工作壓力通常是工藝規(guī)定的數(shù)值，此值高于〃停車壓力〃。低壓側的最大工作壓力為〃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)。長期停車時低壓側的最大工作壓力取最高預期環(huán)境溫度下冷凍劑的平衡壓力，或參照下述（ 8）的規(guī)定選取?！ㄍ＼噳毫Αò锤邏簜戎恋蛪簜鹊褥使?jié)流來計算最大工作壓力加上系統(tǒng)附加條件，即作為冷凍系統(tǒng)最高壓力，高壓側和低壓側分別確定。（6）壓縮機系統(tǒng)處理蒸汽和蒸汽混合物的壓縮機系統(tǒng)和其他多種設備串聯(lián)系統(tǒng)時，應按承受同一超壓源的一組設備（兩個切斷閥之間）來選取設備最高壓力；并應注意以下各點。①安全閥應盡可能設置在組內(nèi)工作溫度最接近常溫的部位。②緊靠安全閥上游的設備的最大工作壓力，是確定該系統(tǒng)其余設備最高壓力的基準。③安全閥開啟壓力等于上游設備設計壓力減去該設備至安全閥最大正常流量下的壓力降。（7）塔系統(tǒng)塔系統(tǒng)包括塔設備、再沸器、塔頂冷凝器和回流罐。10/14塔設備的最高壓力應根據(jù)化工工藝專業(yè)規(guī)定的塔頂最大工作壓力并加上系統(tǒng)附加條件來確定。(8)盛裝液化氣體的容器①盛裝臨界溫度高于50℃的液化氣體的壓力容器，當設計有可靠的保冷設施，其最高壓力為所盛裝液化氣體在可能達到最高工作溫度下的飽和蒸氣壓力；如無保冷設施，其最高壓力不得低于該液化氣體在 50℃時的飽和蒸氣壓力。②盛裝臨界溫度低于50℃的液化氣體的壓力容器，當設計有可靠的保冷設施，并能確保低溫儲存的，其最高壓力不得低下實測的最高溫度下的飽和蒸氣壓力；沒有實測數(shù)據(jù)或沒有保冷設施的壓力容器其最高壓力不得低于所裝液化氣體在規(guī)定的最大充裝量時，溫度為 50℃的氣體壓力。③常溫下盛裝混合液化石油氣的壓力容器，應以 50℃為設計溫度。當其50℃的飽和蒸氣壓力低于異丁烷50℃的飽和蒸氣壓力時，取50℃異丁烷的飽和蒸氣壓力為最高壓力；當其高于50℃異丁烷的飽和蒸氣壓力時，取 50℃丙烷的飽和蒸氣壓力為最高壓力；如高于 50℃丙烷的飽和蒸氣壓力時，取50℃丙烯的飽和蒸氣壓力為最高壓力。(9)安全閥對設有安全閥的系統(tǒng)，應根據(jù)設備與安全閥的相對位11/14置來確定最終的設計壓力。①設有安全泄放裝置的設備的設計壓力，可按表 1的原則確定。②安全泄放點下游設備的設計壓力，等于安全泄放裝置的開啟壓力加上安全網(wǎng)至下游設備可能存在的靜壓頭。如塔頂管線設置安全閥，經(jīng)冷凝器后到回二 F流罐，該回流罐設計壓力應等于安全閥的開啟壓力加上冷凝器至回流罐的靜壓頭。③安全泄放閥上游設備的設計壓力，等于安全泄放裝置的開啟壓力加上設備至安全泄放裝置間的壓力損失和靜壓頭。如安全閥設在回流罐，則塔頂設計壓力等于安全閥開啟壓力加上塔頂至回流罐安全閥間的壓力損失和靜壓頭。5、管道設計壓力的選取12/14(1)適用范圍適用于設計壓力p在以下工作范圍的管道。①壓力管道0MPa(G)<p<35MPa(G)范圍的管道。②真空管道p<0MPa(G)的管道。③適用于輸送包括流態(tài)化固體在內(nèi)的所有流體管道。(2)管道設計壓力的確定原則①管道設計壓力不得低于最大工作壓力。②裝有安全泄放裝置的管道，其設計壓力不得低于安全泄放裝置的開啟壓力(或爆破壓力)。③所有與設備相連接的管道，其設計壓力應不小于所連接設備的設計壓力。④輸送制冷劑，液化氣類等沸點低的介質(zhì)的管道，按閥被關閉或介質(zhì)不流動時介質(zhì)可能達到的最大飽和蒸氣壓力作為設計壓力。⑤管道或管道組成件與超壓泄放裝置間的通路可能被堵塞或隔斷時，設計壓力按不低于可能產(chǎn)生的最大工作壓力來確定。⑥工程設計規(guī)定需要計算管壁厚度的管道，其管壁厚度數(shù)據(jù)表中所列的計算壓力即為該管道的設計壓力，與計算壓力相