2023大型氨制冷系統(tǒng)（離心壓縮機(jī)）設(shè)計(jì)技術(shù)條件

大型氨制冷系統(tǒng)（離心壓縮機(jī)）設(shè)計(jì)技術(shù)條件PAGEPAGE23大型氨制冷系統(tǒng)（離心壓縮機(jī)）設(shè)計(jì)技術(shù)條件1、范圍402、規(guī)范性引用文件（GB/T9237《制冷系統(tǒng)及熱泵安全與環(huán)境運(yùn)行》GB/T17213《工業(yè)過程控制閥》GB/T4213《氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥》IEC60534《Industrial-processcontrolvalves》GB/T150.1~150.4《壓力容器》GB/T151《熱交換器》TSG21《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》NBT47012《制冷裝置用壓力容器》HG/T20580《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)范》GB/T20801《壓力管道規(guī)范工業(yè)管道》GB18218-2018《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識》GB36894-2018《危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)存設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)》GB/T3215-2019《石油、石化和天然氣用工業(yè)離心泵》GB18613HG/T20570.5HGJ532ANSI/FC170-2《ControlValveSeatLeakage》AGMA6011《SpecificationforHighSpeedHelicalGearUnits》GB8542《透平齒輪傳動(dòng)裝置技術(shù)條件》GB/T755《旋轉(zhuǎn)電機(jī)定額和性能》GB/T30254《高壓三相籠型異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級》GB50016-2010《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》SH/T3206-2019石油化工設(shè)計(jì)安全檢查標(biāo)準(zhǔn)GB/T4208-2017《外殼防護(hù)等級（IP代碼）》GB/T6075《機(jī)械振動(dòng)在非旋轉(zhuǎn)部件上測量評價(jià)機(jī)器的振動(dòng)》IEC61131《Programmablecontrollers》GB/T15969《可編程序控制器》ISA75.01.01《FlowEquationsforSizingControlValves》MSSSP-61-2013《PressureTestingforvalves》以上標(biāo)準(zhǔn)以最新標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。3、術(shù)語和定義下列術(shù)語與定義適用于本文件。（）100~200mm是利用氨、丙烯等介質(zhì)容易壓縮液化的性質(zhì)來制冷的設(shè)備，常用在化工、制藥領(lǐng)域中。當(dāng)機(jī)組停機(jī)后，出口介質(zhì)回流到入口，造成入口介質(zhì)升高的壓力。4、氨制冷系統(tǒng)與壓縮機(jī)的匹配設(shè)計(jì)壓縮機(jī)入口壓力應(yīng)在蒸發(fā)器蒸發(fā)壓力的基礎(chǔ)上考慮一定阻損，通常，該阻損值給定為5kPa；壓縮機(jī)入口溫度應(yīng)在蒸發(fā)溫度的基礎(chǔ)上考慮一定的過熱，通常，該過熱溫度一般考慮為2℃。當(dāng)制冷系統(tǒng)出界區(qū)液體的壓力與壓縮機(jī)補(bǔ)氣壓力關(guān)聯(lián)時(shí)，應(yīng)與壓縮機(jī)搭配后最終確定。5、氨制冷壓縮機(jī)技術(shù)要求5.1氨制冷壓縮機(jī)必須滿足介質(zhì)在低溫和高溫的變化，零部件的選材要考慮介質(zhì)特性。5.2氨制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)宜將機(jī)殼、轉(zhuǎn)子固定點(diǎn)設(shè)置于壓縮機(jī)進(jìn)氣側(cè)。5.3進(jìn)排氣形式宜選用徑向下進(jìn)氣、下排氣結(jié)構(gòu)。5.4氨制冷壓縮機(jī)宜采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，以適應(yīng)機(jī)組工況變化需要。5.5軸端密封應(yīng)采用干氣密封，應(yīng)能阻止或防止有害工藝氣向大氣泄露，且安裝后應(yīng)易于拆卸和更換。5.6下機(jī)殼對應(yīng)每級彎道下方宜設(shè)排污孔。5.7除上述規(guī)定外，氨制冷壓縮機(jī)還應(yīng)符合JB/T6443的相關(guān)要求。彎曲臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算應(yīng)考慮到聯(lián)軸器、軸承等因素的影響，其值應(yīng)符合表1規(guī)定表1 彎臨轉(zhuǎn)速軸設(shè)備氨制冷壓縮機(jī)剛性軸柔性軸≤0.85n≥1.2n注：n為工作轉(zhuǎn)速一階臨界轉(zhuǎn)速，為二階臨界轉(zhuǎn)速。1010102)5.9.1承壓件在規(guī)定的水壓試驗(yàn)完成之前，不應(yīng)涂漆。5.9.2（5.9.3主要零部件應(yīng)進(jìn)行表2中的檢驗(yàn)。表1 主要部檢驗(yàn)零部件項(xiàng)目力學(xué)性能化學(xué)分析超聲波探傷磁粉或著色探傷機(jī)殼鑄件√熔煉分析-關(guān)鍵部位（著色）鋼焊接√---關(guān)鍵部位（著色）葉輪鍛件√√√√主軸鍛件√√√關(guān)鍵部位（著色）試驗(yàn)（1.2530min，機(jī)殼應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為機(jī)殼最高允許工作壓力（表壓）的1.5倍。最高允許工作壓力為設(shè)計(jì)壓力（表壓）的1.25倍。氨制壓機(jī)子速驗(yàn)轉(zhuǎn)按（2）算nsz=1.15*1.05n （2）式中：nsz——氨制冷壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子超速試驗(yàn)轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分鐘（r/min）；n——100%轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分鐘（r/min）。4JB/T3165a）b）軸功率偏差不得超過保證值的104%。6氨制冷系統(tǒng)技術(shù)要求氨制冷系統(tǒng)最大允許壓力（PS）的確定方法參照GB/T9237《制冷系統(tǒng)及熱泵安全與環(huán)境運(yùn)行》10.2.23255（321.14MPa3859℃（2.45MPa（G））38℃（PS38℃PS注：6.1中所述環(huán)境溫度應(yīng)按最熱月平均溫度考慮。//（15~30℃/5~15℃注：設(shè)備的最高工作壓力、最高/最低工作溫度不同時(shí)出現(xiàn)在一種工況時(shí)，不應(yīng)把所有的苛刻工作條件組合在一起用以確定設(shè)計(jì)條件。6.36.4一段入口分離器液位調(diào)節(jié)宜采用液泵調(diào)節(jié)，不應(yīng)采用熱介質(zhì)回流蒸發(fā)液體的方式。6.56.66.7制冷系統(tǒng)中，當(dāng)壓縮機(jī)采用定頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，應(yīng)注意以下兩個(gè)問題：1）壓縮機(jī)入口應(yīng)設(shè)置入口調(diào)節(jié)閥或入口導(dǎo)葉。2）與用戶探討是否采取帶壓起動(dòng)，如采取，則雙方商定滯止壓力。根據(jù)各工況點(diǎn)軸功率及起動(dòng)功率共同確定電動(dòng)機(jī)額定功率及電機(jī)起動(dòng)方法。（氨制冷系統(tǒng)，溫度＜-19℃時(shí)，材質(zhì)宜選擇低溫碳鋼或不銹鋼；溫度≥-19℃時(shí)，材質(zhì)可選擇碳鋼。當(dāng)液氨在某些工況下閃蒸，閃蒸后溫度低于-20℃，材質(zhì)應(yīng)選擇低溫碳鋼或不銹鋼。GB/T17213GB/T4213IEC60534《Industrial-processcontrolvalves6.9.2ANI/F7-MSSSP-1-216.9.3（緩54m36.9.4（（（工（1.3～1.5（調(diào)節(jié)閥應(yīng)優(yōu)先選用等百分比的流量特性。v C’,CvISA75.01.01CvC’v 1.8倍。20-60，Globe10-80100dBA調(diào)節(jié)閥宜優(yōu)先選用單座或套筒閥。HART4-20mADC調(diào)節(jié)閥泄露等級不應(yīng)低于B級，GB/T13927或Ⅳ級，ANSI/FCI70-2。用于聯(lián)鎖和順控的調(diào)節(jié)閥和開關(guān)閥應(yīng)配置全開、全關(guān)指示限位開關(guān)。304ss20-60（）0STL1防喘振閥宜選用Globe閥，大流量時(shí)可選用蝶閥，蝶閥應(yīng)以法蘭式為宜。防喘振閥失電時(shí)閥門快開時(shí)間不宜超過于2s；定位器控制閥門從全關(guān)到全開時(shí)間不超過5秒。防喘振閥故障閥位應(yīng)為F.O.。閥座泄露等級不應(yīng)低于ANSI/FC170-2中的ANSIClassV的要求。防喘振閥額定Cv與計(jì)算Cv的比值應(yīng)在1.5~2.2之間。1.25電磁閥應(yīng)為常帶電型。-400防喘振閥最大流量時(shí)噪音不大于105dBA；當(dāng)用戶有要求時(shí)，應(yīng)考慮必要的降噪措施。1遠(yuǎn)程切斷閥通徑與進(jìn)、出口管線保持一致。切斷閥宜采用球閥、蝶閥、閘閥等全通流量閥門。24VDC（設(shè)計(jì)氨制冷系統(tǒng)時(shí)，首先要按照SH/T3206-2019《石油化工設(shè)計(jì)安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》、GB18218-2018《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識》、GB36894-2018《危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)存設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)》核查整個(gè)系統(tǒng)中是否存在重大危險(xiǎn)源。根據(jù)國家安全監(jiān)管總局關(guān)于印發(fā)遏制危險(xiǎn)化學(xué)品和煙花爆竹重特大事故工作意見的通知安監(jiān)總管201662201711緊TEMAASME、API）20（）20年，當(dāng)用戶或設(shè)計(jì)院有特殊要求時(shí)，按特殊要求執(zhí)行。30%低液位LL到停機(jī)液位HL的液體停留時(shí)間不小于8分鐘。0.5LLHL51580LLHL820%。（（）1.5mHG/T20583過冷器宜采用U的設(shè)計(jì)制造應(yīng)符合I20）容器、換熱器工作介質(zhì)溫度低于-20℃，應(yīng)在容器、換熱器支腿、裙座或鞍座下設(shè)置隔冷塊。TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、GB/T150.1《壓力容器》、NBT47012《制冷GB/200API2《Szin,Seetion,ndnstllaiofPressure-relievingDevicesAPI521Pressure-relievingandDepressuringSystems6.11.2（HIPS）1.112DN151020kPa1.051630kPa216.11.6安全閥閥體材質(zhì)與被保護(hù)的管道或設(shè)備的材質(zhì)一致，閥內(nèi)件采用不銹鋼。API5216.11.86.11.9如一個(gè)連接口上裝設(shè)多個(gè)安全閥，則此連接口的面積應(yīng)等于數(shù)個(gè)閥進(jìn)口面積的總和，最好不小于總和的1.25倍。6.11.10液泵GB/T3215-2019《石油、石化和天然氣用工業(yè)離心泵》等同于ISO13709:2009（API610也等同于ISO13709）API685《SeallessCentrifugalPumpforPetroleum,Petrochemical,andGasIndustryProcessService6.12.26.12.3304，304L，316，316L（-212℃）（240℃）C6.12.4屏蔽泵用電機(jī)可不遵循GB18613《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級》。6.12.5泵前容器應(yīng)始終保持有液體，泵及備用泵入口管路閥門始終保持常開，回流管路閥門應(yīng)常開，以保證泵內(nèi)液氨因吸收環(huán)境熱量而汽化產(chǎn)生的氣體隨時(shí)排出，便于隨時(shí)開車。6.12.7為減少管路損失，入口管路宜大于泵入口法蘭公稱直徑的1.5倍。NPSHr（泵的必須汽蝕余量）由泵廠提供；實(shí)際應(yīng)用中要求NPSHa-NPSHr＞S（安全裕量）；S0.6-1.0mS0.1-1.0mS250.3m1.2mHGJ532臨時(shí)過濾器可使用VTYTAPI614齒輪箱技術(shù)要求根據(jù)技術(shù)協(xié)議上簽訂的標(biāo)準(zhǔn)如API613、AGMA6011、GB8542等執(zhí)行。電動(dòng)機(jī)按GB/T755執(zhí)行，能效等級不低于GB/T30254中二級能效。汽輪機(jī)技術(shù)要求按API612執(zhí)行。聯(lián)軸器技術(shù)要求按API671執(zhí)行。（油站潤滑（調(diào)節(jié)）油站技術(shù)要求按API614執(zhí)行。JB/T7658.5-20067管道設(shè)計(jì)及設(shè)備布置7.1氨常用工況流速見表1。表1氨介質(zhì)常用工況流速介質(zhì)工作條件流速范圍m/s氨（氣體）SH/T3035工作壓力P=真空15-20工作壓力P＜0.3MPa（G）8-15工作壓力P＜0.6MPa（G）10-20工作壓力P＜2.0MPa（G）3-8氨（液體）SH/T3035工作壓力P=真空0.05-0.3工作壓力P≤0.6MPa（G）0.3-0.8工作壓力P≤2.0MPa（G）0.8-1.57.2設(shè)備布置要求..47.2.5根據(jù)GB50016-2010《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，氨屬于乙類液體。甲乙類液體儲(chǔ)槽與建筑物之間的防火間距見表2，布置儲(chǔ)槽時(shí)應(yīng)注意。表2建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范<摘抄>類別一個(gè)罐區(qū)會(huì)堆場的總儲(chǔ)量（m3）建筑物的耐火等級室外變電站、配電室（m）一、二級（m四級（m）高層民用建筑（m（m甲乙類液體1≤V＜50401215203050≤V＜2005015202535200≤V＜100060202530401000≤V＜500070253040507.2.6儀表及控制系統(tǒng)8.1.1GB/T3836IICT4NAMURPt100）8.1.2現(xiàn)場安裝的儀表殼體以及儀表接線箱應(yīng)至少滿足GB/T4208標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IP65的防護(hù)等級。8.1.3現(xiàn)場安裝的儀表殼體以及與氨介質(zhì)接觸的部件材質(zhì)禁止使用銅或銅合金。8.1.4禁止使用含水銀等有毒物質(zhì)的儀表以及國家宣布淘汰的產(chǎn)品。8.1.5HART4~20mA24VDC8.1.6所有遠(yuǎn)傳數(shù)字信號儀表優(yōu)先選用兩線24VDC回路信號儀表，避免使用三線制開關(guān)儀表，例如PNP感應(yīng)開關(guān)。8.1.7現(xiàn)場儀表的過程接口、電氣接口應(yīng)盡可能采用統(tǒng)一的規(guī)格，例如1/2NPT陰螺紋。8.1.8儀表刻度或單位一律采用國際單位制。8.1.9SIL328.1.10儀表氣源壓力不應(yīng)低于0.4MPa，應(yīng)符合GB/T4830要求。＜600600）。Pt100316SS＜600600）溫度儀表的套管，應(yīng)滿足ASMEPTC19.3的要求，一般插深在50~125mm之間為宜。1-1/2”（DN40）2”（DN50）Pt100一般地，每個(gè)徑向軸承應(yīng)設(shè)置兩個(gè)溫度測點(diǎn)，這里溫度過高采用二取二表決，聯(lián)鎖機(jī)組停機(jī)。24VDC4~20mAGB/T1226（1.6設(shè)備材質(zhì)，外殼材質(zhì)至少為304不銹鋼。容器使用的就地指示壓力儀表精度，當(dāng)p≤1.6MPa時(shí)應(yīng)不低于2.5級，當(dāng)p＞1.6MPa時(shí)應(yīng)不低于1.6級。就地指示壓力儀表盤刻度極限值應(yīng)充分考慮氨制冷單元滯止壓力的工況，表盤直徑應(yīng)不小于100mm。就地指示壓力儀表的過程接口一般采用M20×1.5。就地指示差壓儀表同樣采用上述要求，隨表需配置三閥組或五閥組。遠(yuǎn)傳壓力儀表選用HART4~20mA1.0參與除法運(yùn)算的壓力變送器優(yōu)先選用絕壓變送器，以減少計(jì)算過程的誤差。變送器的膜片量程應(yīng)充分考慮氨制冷單元滯止壓力的工況。1/2NPT1/2NPT0氨制冷單元的壓力儀表應(yīng)盡量避免采用壓力開關(guān)、差壓開關(guān)，如必須使用時(shí)，則選用雙刀雙擲型，觸點(diǎn)容量不低于220VAC/3A、24VDC/2A。1（2自然環(huán)境下工藝介質(zhì)出現(xiàn)凝結(jié)的，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范加裝冷凝彎，例如蒸汽。其他非重要的流量測量一般可采用標(biāo)準(zhǔn)孔板或噴嘴。TSG07-2019（）TSGD7006-2020（）液位計(jì)可分為觀察視鏡、平行反射式玻璃液位計(jì)、平行透視式玻璃液位計(jì)、浮標(biāo)式液位計(jì)等。根據(jù)壓力容器的介質(zhì)、設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、結(jié)構(gòu)及性能的不同選擇使用不同形式的液位計(jì)，常用的有磁翻板液位計(jì)（屬于浮標(biāo)式）。遠(yuǎn)傳液位儀表優(yōu)先選用HART4~20mA液位儀表的連接管路應(yīng)配置隔離閥、放空閥以及排液閥。軸運(yùn)動(dòng)儀表專用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械，用于測量軸振動(dòng)、軸位移、鍵相、轉(zhuǎn)速等。軸振動(dòng)、軸位移、鍵相、轉(zhuǎn)速檢測儀表采用非接觸式產(chǎn)品，符合API670的規(guī)范要求。一般地，軸振動(dòng)、軸位移、軸鍵相現(xiàn)場檢測儀表采用電渦流探頭，并配置延伸電纜、前置器。一般地，徑向軸承部位應(yīng)設(shè)置兩個(gè)互成90°的軸振動(dòng)測點(diǎn)，這里軸振動(dòng)過高采用二取一表決，聯(lián)鎖機(jī)組停機(jī)。一般地，推力軸承部位應(yīng)設(shè)置兩個(gè)或三個(gè)軸位移測點(diǎn)，這里軸位移過大采用二取二或三取二表決，聯(lián)鎖機(jī)組停機(jī)。一般地，應(yīng)在汽輪機(jī)（以及除電機(jī)外的其他驅(qū)動(dòng)設(shè)備，例如燃?xì)廨啓C(jī)）的測速盤設(shè)置至少五個(gè)轉(zhuǎn)速測點(diǎn)，其中三個(gè)轉(zhuǎn)速過高采用三取二表決，聯(lián)鎖機(jī)組停機(jī)，另兩個(gè)用于調(diào)速，對于有就地升/降速操作要求的，還可再增設(shè)一個(gè)轉(zhuǎn)速測點(diǎn)用于就地轉(zhuǎn)速指示。GB/T6070一般地，工頻運(yùn)行的高壓電機(jī)無需轉(zhuǎn)速監(jiān)測，變頻運(yùn)行的高壓電機(jī)則使用變頻器反饋的轉(zhuǎn)速指示。氨制冷單元涉及的專用儀表有軸運(yùn)動(dòng)監(jiān)測儀表、超速保護(hù)器、調(diào)速器、伺服控制器等。API670//8.2氨制冷單元控制系統(tǒng)8.2.1DCS8