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1、化工工艺系统设计化工工艺系统设计主讲：徐谋源主讲：徐谋源1 1 概述概述1.1 1.1 化工工艺系统设计人员必须具备的基本条化工工艺系统设计人员必须具备的基本条件件 要建设一个化工厂，必须具有一批化工要建设一个化工厂，必须具有一批化工工艺专业技术人员，同时也必须具有一批化工艺专业技术人员，同时也必须具有一批化工工艺系统专业设计人员，这些专业人员必工工艺系统专业设计人员，这些专业人员必须具备的基本化工专业知识与工艺专业基本须具备的基本化工专业知识与工艺专业基本相同且各有侧重，包括以下几点：相同且各有侧重，包括以下几点： 掌握化工基本理论掌握化工基本理论 掌握化工工艺系统设计方法和技能掌握化工工艺
2、系统设计方法和技能 熟悉较广泛的相关专业知识熟悉较广泛的相关专业知识 熟悉有关的国家标准规范熟悉有关的国家标准规范 实际的工程经验实际的工程经验1.2 1.2 化工工艺专业和工艺系统专业的区别化工工艺专业和工艺系统专业的区别 工艺系统专业主要是将工艺专业提供的工艺系统专业主要是将工艺专业提供的PFDPFD发展成为能指导施工、安装、正常开发展成为能指导施工、安装、正常开车停车、事故停车、满足生产要求的车停车、事故停车、满足生产要求的PIDPID。研究对象及研究对象及研究对象及研究对象及主要解决的主要解决的主要解决的主要解决的问题问题问题问题 工作重点工作重点工作重点工作重点主要发表资料主要发表资
3、料主要发表资料主要发表资料/ / / /成品成品成品成品 责任责任责任责任化工化工化工化工工艺工艺工艺工艺专业专业专业专业1.1.1.1.化学反应化学反应化学反应化学反应2.2.2.2.传热传热传热传热3.3.3.3.传质（流传质（流传质（流传质（流体力学）体力学）体力学）体力学）1.1.1.1.物料平衡计算物料平衡计算物料平衡计算物料平衡计算2.2.2.2.热量平衡计算热量平衡计算热量平衡计算热量平衡计算3.3.3.3.设备计算设备计算设备计算设备计算4.4.4.4.工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程1.PFD1.PFD1.PFD1.PFD2.2.2.2.工艺设备数据工艺设备数据工艺设备数据工
4、艺设备数据表表表表3.3.3.3.工艺说明工艺说明工艺说明工艺说明4.4.4.4.建议布置图建议布置图建议布置图建议布置图对生产技对生产技对生产技对生产技术可靠性术可靠性术可靠性术可靠性负责负责负责负责工艺工艺工艺工艺系统系统系统系统专业专业专业专业1.1.1.1.流体力学流体力学流体力学流体力学2.2.2.2.安全安全安全安全3.3.3.3.可操作性可操作性可操作性可操作性1.1.1.1.管道流体力学计管道流体力学计管道流体力学计管道流体力学计算算算算2.2.2.2.泵的计算泵的计算泵的计算泵的计算3.3.3.3.管道附件计算、管道附件计算、管道附件计算、管道附件计算、选择选择选择选择4.4
5、.4.4.安全可操作性研安全可操作性研安全可操作性研安全可操作性研究究究究1.PID,1.PID,1.PID,1.PID,附管道命附管道命附管道命附管道命名表名表名表名表2.2.2.2.特殊管件数据特殊管件数据特殊管件数据特殊管件数据表表表表3.3.3.3.界区条件表界区条件表界区条件表界区条件表4.4.4.4.公用工程平衡公用工程平衡公用工程平衡公用工程平衡图和标图和标图和标图和标对系统的对系统的对系统的对系统的安全性和安全性和安全性和安全性和可操作性可操作性可操作性可操作性负责负责负责负责2 2 工艺系统设计的内容和深度工艺系统设计的内容和深度 2.1 2.1 管道及仪表流程图（管道及仪表
6、流程图（PID)PID)n nPIDPID在工艺包阶段就开始形成初版，随着设在工艺包阶段就开始形成初版，随着设计阶段的深入，不断补充完善深化，它分阶计阶段的深入，不断补充完善深化，它分阶段和版次分别发表。段和版次分别发表。PIDPID各个版次的发表，各个版次的发表，表明了工程设计进展情况，为工艺、自控、表明了工程设计进展情况，为工艺、自控、设备、电气、电讯、配管、管机、管材、设设备、电气、电讯、配管、管机、管材、设备布置和给排水等专业及时提供相应阶段的备布置和给排水等专业及时提供相应阶段的设计信息。设计信息。PIDPID是基础设计和详细设计中主是基础设计和详细设计中主要成品之一，它反映的是工艺
7、设计流程、设要成品之一，它反映的是工艺设计流程、设备设计、设备和管道布置设计、自控仪表设备设计、设备和管道布置设计、自控仪表设计的综合成果。计的综合成果。PID所包含的内容所包含的内容（1）表表示示出出全全部部设设备备、机机械械、驱驱动动机机及及备备机机（包括制造商提供的），并进行标注。（包括制造商提供的），并进行标注。（2）表表示示出出所所有有工工艺艺、公公用用工工程程、辅辅助助物物料料管管道道（包包括括开开、停停车车管管道道、吹吹扫扫、置置换换、再再生生、溶溶液液制制备备管管道道，以以及及间间断断使使用用的的管管道道），并并标标注注管管道道顺顺序序、物物料料代代号号、管管道道直直径径、管管
8、道道等等级级（在在同同一一管管道道中中有有不不同同等等级级的的应应表表示示出出分分界界符符号号）、管管道道材材料料代代号号和和隔隔热热、隔隔声声代代号号，并并表表明物料流向。明物料流向。（3）所所有有检检测测与与控控制制仪仪表表，以以及及功功能能标标识识，并进行编号。并进行编号。（4）画画出出工工艺艺生生产产所所需需的的全全部部阀阀门门，不不同同阀阀门门类类别别以以不不同同图图形形表表示示，特特殊殊管管件件、限限流流孔孔板板、安安全全阀阀、爆爆破破片片、疏疏水水器器、阻阻火火器器等等都进行标注。都进行标注。（5）设设备备的的关关键键标标高高（最最小小尺尺寸寸）和和关关键键的的设设计计尺尺寸寸，
9、对对设设备备、管管道道、仪仪表表有有特特定定布布置置的的要要求求和和其其他他关关键键的的设设计计要要求求说说明明（如如对对配管对称要求、真空管路等配管对称要求、真空管路等).（6）成成套套（配配套套）设设备备供供货货范范围围和和设设计计单单位分工范围。位分工范围。（7）首首页页图图上上文文字字代代号号、编编写写字字母母、各各类类图图形形符符号号、以以及及仪仪表表图图形形、代代号号、线线型型符符号号的表示含义。的表示含义。2.2 2.2 公用工程管道及仪表流程图公用工程管道及仪表流程图(UID)(UID)n nUIDUID包含了：包含了： (1)(1)在工艺流程中重要考虑的公用工程配在工艺流程中
10、重要考虑的公用工程配套设施，如工艺用水、蒸汽、仪表空气、压套设施，如工艺用水、蒸汽、仪表空气、压缩空气、氮气等以及冷冻、真空系统等。缩空气、氮气等以及冷冻、真空系统等。 (2)(2)与其他专业密切配合的公用工程，如与其他专业密切配合的公用工程，如生产用电、给排水、空调采暖通风等。生产用电、给排水、空调采暖通风等。2.3 2.3 化工管道设计化工管道设计( (在在“3”3”节中详述节中详述).).2.4 2.4 设置和选择必要的安全设施，如安全阀、设置和选择必要的安全设施，如安全阀、爆破片、限流孔板、阻火器等。爆破片、限流孔板、阻火器等。2.5 2.5 机泵的安装设计机泵的安装设计2.6 2.6
11、 确定设备、管道的布置原则及要求确定设备、管道的布置原则及要求2.7 2.7 编制管道数据表编制管道数据表2.8 2.8 进行必要的系统安全分析进行必要的系统安全分析3 3 化工管道设计化工管道设计 3.1 3.1 化工管道设计的原则化工管道设计的原则 化工装置的工艺管道设计应在满足工化工装置的工艺管道设计应在满足工艺要求和安全生产的前提下，求得最经济艺要求和安全生产的前提下，求得最经济的管径。要求工艺系统专业根据流体力学的管径。要求工艺系统专业根据流体力学知识，从生产装置的不同工艺要求进行管知识，从生产装置的不同工艺要求进行管道工艺设计，并符合有关介质安全设计规道工艺设计，并符合有关介质安全
12、设计规定。在管道工艺设计时，一般应考虑以下定。在管道工艺设计时，一般应考虑以下原则。原则。 3.1.1 3.1.1 经济管径经济管径n n管径选择方法对化工装置的经济效果十分重要，管径选择方法对化工装置的经济效果十分重要，一个化工装置的管道投资往往占整个装置投资一个化工装置的管道投资往往占整个装置投资的的10%10% 20%20%，如果任意放大管径，不仅增大了，如果任意放大管径，不仅增大了管壁厚度和管子重量，还增大了相应的阀门和管壁厚度和管子重量，还增大了相应的阀门和关键的尺寸，增加了保温材料的用量以及管子关键的尺寸，增加了保温材料的用量以及管子支吊架的荷重。因此在计算管径时应尽量选用支吊架的
13、荷重。因此在计算管径时应尽量选用较高的流速，以减小管径。但是，随着流速的较高的流速，以减小管径。但是，随着流速的增大，管内摩擦阻力也加大，增加压缩机和泵增大，管内摩擦阻力也加大，增加压缩机和泵的功率消耗和操作费用。因此，需在建设投资的功率消耗和操作费用。因此，需在建设投资和操作费用之间寻找最佳结合点，即成本最低，和操作费用之间寻找最佳结合点，即成本最低，来求得经济管径。来求得经济管径。n n在初选管径时，由于条件所限，还无法从建在初选管径时，由于条件所限，还无法从建设投资和操作费用两者中寻找最佳结合点的设投资和操作费用两者中寻找最佳结合点的角度来求得经济管径，但可以采用查取常用角度来求得经济管
14、径，但可以采用查取常用流速范围，（见流速范围，（见P606P606 609,609,表表8.3.2-18.3.2-1）和管）和管道压力降控制表（见道压力降控制表（见P610P610 611,611,表表8.3.2-28.3.2-2，表表8.3.2-38.3.2-3）的方法，这样计算得到的管径比）的方法，这样计算得到的管径比较接近经济管径。较接近经济管径。3.1.2 3.1.2 压力降要求压力降要求n n一般情况下，管道是按阀门全开情况下计算一般情况下，管道是按阀门全开情况下计算压力降的，否则流量将难以满足工艺需要。压力降的，否则流量将难以满足工艺需要。n n一般对于允许压力降较小的流体，流量小
15、的一般对于允许压力降较小的流体，流量小的流体、粘度较大的流体则应选取较低的流速。流体、粘度较大的流体则应选取较低的流速。反之，则应选取较高的流速。反之，则应选取较高的流速。3.1.3 3.1.3 工艺控制要求工艺控制要求n n在一般情况下，调节阀压降应占整个控制系在一般情况下，调节阀压降应占整个控制系统总压力降的统总压力降的30%30%左右，这样调解阀的开大左右，这样调解阀的开大关小对流量控制就比较明显，易于调节。关小对流量控制就比较明显，易于调节。n n3.1.4 3.1.4 限制管壁磨损限制管壁磨损n n金属的耐腐蚀性能，在大多数情况下，主要金属的耐腐蚀性能，在大多数情况下，主要依靠其接触
16、腐蚀介质表面的一层保护膜，管依靠其接触腐蚀介质表面的一层保护膜，管内流速过高会损坏保护膜，引起管道冲蚀和内流速过高会损坏保护膜，引起管道冲蚀和磨损的现象，最终将缩短管道的预期使用寿磨损的现象，最终将缩短管道的预期使用寿命。因此，在进行管道工艺计算时，应该注命。因此，在进行管道工艺计算时，应该注意在下列条件下会使腐蚀速率加快，必须采意在下列条件下会使腐蚀速率加快，必须采取限制流速的措施。取限制流速的措施。 （1 1）腐蚀介质会引起管壁脆弱。）腐蚀介质会引起管壁脆弱。 （2 2）软金属管（如铅或铜）软金属管（如铅或铜） （3 3）工艺介质中存在有腐蚀性的固体颗粒）工艺介质中存在有腐蚀性的固体颗粒
17、（4 4）带有大量管件的管道将导致高的湍流）带有大量管件的管道将导致高的湍流 如遇到上述问题时，应采取限制流速如遇到上述问题时，应采取限制流速的方法，建议液体最大的流速为的方法，建议液体最大的流速为2m/s,2m/s,部分部分腐蚀介质的最大流速见下表：腐蚀介质的最大流速见下表：介质名称介质名称最大流速最大流速m mss 氯气氯气25.025.0二氧化硫气二氧化硫气20.020.0氨气氨气p0.7MPap0.7MPa20.220.20.7MPa0.7MPaPP2.1MPa2.1MPa8.08.0浓硫酸浓硫酸1.21.2碱液碱液1.21.2盐水和弱碱液盐水和弱碱液1.81.8酚水酚水0.90.9液
18、氨液氨1.51.5液氯液氯1.51.5n n3.1.5 3.1.5 满足介质安全输送的规定满足介质安全输送的规定n n特殊介质的流速还应符合相应的标准，例特殊介质的流速还应符合相应的标准，例如：如：n n氧气流速应符合（氧气流速应符合（GB50030-1991)GB50030-1991)氧气站氧气站设设计规范计规范n n氢气流速应符合氢气流速应符合（GB5077-1993)GB5077-1993)氢气站设氢气站设计规范计规范n n乙炔流速应符合（乙炔流速应符合（GB50031-1991)GB50031-1991)乙炔站设乙炔站设计规范计规范n n部分流体最大流速可参见下表：部分流体最大流速可参
19、见下表： 介质介质介质介质最大流速最大流速最大流速最大流速m/sm/sm/sm/s乙烯气乙烯气乙烯气乙烯气P22MPaP22MPaP22MPaP22MPa30303030 22MPaP150MPa 22MPaP150MPa 22MPaP150MPa 22MPaP150MPa 5 5 5 5 6 6 6 6乙炔气乙炔气乙炔气乙炔气P110KPaP110KPaP110KPaP110KPa3 3 3 3 4 4 4 4 P250KPa P250KPa P250KPa P250KPa4 4 4 4 8 8 8 8 P2.5MPa P2.5MPa P2.5MPa P2.5MPa5 5 5 5氢、氧气氢、
20、氧气氢、氧气氢、氧气8888乙醚、苯、二硫化碳乙醚、苯、二硫化碳乙醚、苯、二硫化碳乙醚、苯、二硫化碳1111甲醇、乙醇、汽油甲醇、乙醇、汽油甲醇、乙醇、汽油甲醇、乙醇、汽油3333丙酮丙酮丙酮丙酮10101010在没有数据情况下，可根据已有生产装置的情况，在没有数据情况下，可根据已有生产装置的情况，在没有数据情况下，可根据已有生产装置的情况，在没有数据情况下，可根据已有生产装置的情况，经核算，求出有关流速数据。经核算，求出有关流速数据。经核算，求出有关流速数据。经核算，求出有关流速数据。3.1.6 3.1.6 满足噪声控制要求满足噪声控制要求流体在阀门或管道内的流速越高，噪声也越流体在阀门或管
21、道内的流速越高，噪声也越高，降低流速可以减小噪声。一般气体管道高，降低流速可以减小噪声。一般气体管道内流速的限制值见下表：内流速的限制值见下表：管道周围的声压级管道周围的声压级管道周围的声压级管道周围的声压级dBdBdBdB防止噪声的流速限制值防止噪声的流速限制值防止噪声的流速限制值防止噪声的流速限制值m m m mssss 7070333380804545909057573.2 3.2 系统阻力降分析系统阻力降分析 3.2.1 3.2.1 伯努利方程伯努利方程 3.2.2 3.2.2 管内流动的雷诺数管内流动的雷诺数 3.2.3 3.2.3 磨擦产生的压力损失磨擦产生的压力损失 3.2.4
22、3.2.4 摩擦系数和管道粗糙度的影响摩擦系数和管道粗糙度的影响 3.2.5 3.2.5 阀门及管件的当量长度阀门及管件的当量长度3.3 3.3 管道中可压缩流体的阻力计算管道中可压缩流体的阻力计算n n当管道末端的压力小于始端压力的当管道末端的压力小于始端压力的80%80%时，应按时，应按可压缩流体的计算方法选择管径和计算压力降。可压缩流体的计算方法选择管径和计算压力降。 3.3.1 3.3.1 初选管径初选管径 3.3.2 3.3.2 最终确定管径最终确定管径 按式按式8.3.2-18.3.2-1校核校核（P612)P612)3.4 3.4 管道中不可压缩流体的阻力计算管道中不可压缩流体的
23、阻力计算n n液体和进出口端的压差小于进口端压力的液体和进出口端的压差小于进口端压力的20%20%的的气体都可按不可压缩流体来进行计算。气体都可按不可压缩流体来进行计算。 3.4.13.4.1确定流体的流动状态和摩擦系数确定流体的流动状态和摩擦系数的求的求取取n n流动状态可用流体的雷诺数流动状态可用流体的雷诺数ReRe表示表示,Re,Re的计算公的计算公式式: : Re= Re=d di iu u/ /n n当当Re2000Re2000Re2000时，流体的流动处于湍流状态，管道的时，流体的流动处于湍流状态，管道的阻力与阻力与ReRe和管壁粗糙度和管壁粗糙度有关。而湍流的摩擦系数有关。而湍流
24、的摩擦系数可分为三个区域，即水力光滑区、过渡区和阻力可分为三个区域，即水力光滑区、过渡区和阻力平方区。平方区。n n水力光滑区：当管道相对粗糙度水力光滑区：当管道相对粗糙度/d15/Re/d15/Re时，摩时，摩擦系数擦系数可按光滑管计可按光滑管计n n当当3*103*103 3 Re10Re105 5时时 =0.3164/=0.3164/ReRe0.250.25n n阻力平方区：当管道相对粗糙度阻力平方区：当管道相对粗糙度/d/d 560/Re560/Re时，时，摩擦系数摩擦系数与与ReRe无关，而只取决于相对粗糙度，此无关，而只取决于相对粗糙度，此时时 =1/=1/（1.74+2log(d
25、1.74+2log(di i/2/2)2 2n n过渡区：当过渡区：当15/Re15/Re /d /d 560/Re560/Re时，摩擦系数时，摩擦系数与与ReRe数和管道相对粗糙度数和管道相对粗糙度/d /d 有关。有关。 =1/=1/（1.74-2log(21.74-2log(2/d/di i+18.7/Re+18.7/Re)2 23.4.2 3.4.2 管道压力降管道压力降n n流体在管道中流动的压力降流体在管道中流动的压力降P Pp p可分为直管可分为直管压力降压力降P Pf f和局部压力降和局部压力降P Pt t 即即P Pp p= =P Pf f+ +P Pt tn n考虑到估算的
26、直管长度和管件数量的不准确考虑到估算的直管长度和管件数量的不准确性，计算出性，计算出P Pp p应乘以应乘以1.151.15安全系数作为设安全系数作为设计值。计值。 （1 1）直管压力降）直管压力降n n单相流（不可压缩流体）在湍流区的直管压单相流（不可压缩流体）在湍流区的直管压力降的计算力降的计算 P Pf f=6.26*10=6.26*104 4LVLV2 2f f/d/d5 5i in n单相流（可压缩流体）的等温流动单相流（可压缩流体）的等温流动 P Pf f=6.26*10=6.26*103 3g gLWLW2 2G G/d/d5 5i im m (2)(2)局部阻力（局部阻力（P6
27、15P615 P617)P617) 1) 1)当量长度法当量长度法 2)2)局部阻力系数法局部阻力系数法 例题例题: ( P617 : ( P617 例例 8.3.3.2)8.3.3.2)3.5 3.5 管道、阀门的噪声控制管道、阀门的噪声控制 根据国家标准根据国家标准工业企业噪声控制设计工业企业噪声控制设计规范规范（GBJ87-85)GBJ87-85)的规定，工人作业场所的规定，工人作业场所的噪声控制可见表的噪声控制可见表8.3.48.3.4（P620)P620)3.5.1 3.5.1 管道的噪声控制管道的噪声控制3.5.2 3.5.2 阀门的噪声控制阀门的噪声控制3.6 3.6 设备接管要
28、求设备接管要求 设计、核算设备的接管时，要格外注设计、核算设备的接管时，要格外注意流体通过设备管口处的流速、压降是否意流体通过设备管口处的流速、压降是否在合理数值范围内，尤其在低压系统。管在合理数值范围内，尤其在低压系统。管接头、管道处的最大推荐流速值见表接头、管道处的最大推荐流速值见表8.3.58.3.5（P622)P622)3.7 3.7 机泵压差要求机泵压差要求n n在确定机泵的压差要求是：在确定机泵的压差要求是： （1 1）要考虑到管道阻力计算的误差，运）要考虑到管道阻力计算的误差，运行过程管道的结垢使管道阻力增大。一般行过程管道的结垢使管道阻力增大。一般考虑泵扬程的安全系数为考虑泵扬
29、程的安全系数为1.11.1 1.151.15。 （2 2 2 2）泵选型后，应考虑到制造提供泵的性能曲）泵选型后，应考虑到制造提供泵的性能曲）泵选型后，应考虑到制造提供泵的性能曲）泵选型后，应考虑到制造提供泵的性能曲线或性能一般是在常温常压下用清水测得的，若线或性能一般是在常温常压下用清水测得的，若线或性能一般是在常温常压下用清水测得的，若线或性能一般是在常温常压下用清水测得的，若我们输送的液体的物理性质与水有较大差异时，我们输送的液体的物理性质与水有较大差异时，我们输送的液体的物理性质与水有较大差异时，我们输送的液体的物理性质与水有较大差异时，则应将泵的性能指标流量、扬程换算成被输送液则应将
30、泵的性能指标流量、扬程换算成被输送液则应将泵的性能指标流量、扬程换算成被输送液则应将泵的性能指标流量、扬程换算成被输送液体性质的流量、扬程，与所要求的工艺条件比较体性质的流量、扬程，与所要求的工艺条件比较体性质的流量、扬程，与所要求的工艺条件比较体性质的流量、扬程，与所要求的工艺条件比较确定所选泵的性能是否符合工艺要求。确定所选泵的性能是否符合工艺要求。确定所选泵的性能是否符合工艺要求。确定所选泵的性能是否符合工艺要求。3.7.1 3.7.1 3.7.1 3.7.1 扬程的计算扬程的计算扬程的计算扬程的计算n n机泵所需要的扬程，是由管网系统的安装和操作机泵所需要的扬程，是由管网系统的安装和操
31、作机泵所需要的扬程，是由管网系统的安装和操作机泵所需要的扬程，是由管网系统的安装和操作条件决定的。根据其实际长度条件决定的。根据其实际长度条件决定的。根据其实际长度条件决定的。根据其实际长度, , , ,走向走向走向走向, , , ,相对位置来相对位置来相对位置来相对位置来计算扬程计算扬程计算扬程计算扬程. . . .计算公式如下：计算公式如下：计算公式如下：计算公式如下： H=(PH=(PH=(PH=(Pd d d d-P-P-P-Ps s s s)/)/)/)/g+Hg+Hg+Hg+HD D D D+H+H+H+HS S S S+h+h+h+hfsfsfsfs+h+h+h+hfdfdfdf
32、d 式中各符号的含意详见式中各符号的含意详见式中各符号的含意详见式中各符号的含意详见P623P623P623P6233.7.2 3.7.2 泵的轴功率的校核泵的轴功率的校核 离心泵的轴功率计算公式为离心泵的轴功率计算公式为 N=QHN=QH/102/102 ( (参见式参见式8.3.6-2 P623)8.3.6-2 P623)4 4 安全设施的设置安全设施的设置4.1 4.1 安全设施设置的原则安全设施设置的原则（总平面布置、消（总平面布置、消防设计、火灾报警防设计、火灾报警均牵涉安全问题），均牵涉安全问题），严格按国家和行业有关的标准和规范，特严格按国家和行业有关的标准和规范，特别是一些强制
33、性规范。别是一些强制性规范。主要规范有：主要规范有：石油化工企业设计防火规范石油化工企业设计防火规范GB50160-2008GB50160-2008爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-GB50058- 92 92 （危险区的划分）危险区的划分）建筑物防雷击设计规范建筑物防雷击设计规范 GB50057-92GB50057-92，20002000年年 版版建筑设计防火规范建筑设计防火规范 GB50016-2006GB50016-2006工业企业设计卫生标准工业企业设计卫生标准 GBZ1-2002GBZ1-2002 以及其它行业标准和规范。如果用户有要
34、求，以及其它行业标准和规范。如果用户有要求，只要不违背上述主要标准，也可以按用户要求。只要不违背上述主要标准，也可以按用户要求。 n n对于化工装置、储运中危险物料的安全控制是防对于化工装置、储运中危险物料的安全控制是防对于化工装置、储运中危险物料的安全控制是防对于化工装置、储运中危险物料的安全控制是防火、防爆最有效的措施，因此必须严格遵照上述火、防爆最有效的措施，因此必须严格遵照上述火、防爆最有效的措施，因此必须严格遵照上述火、防爆最有效的措施，因此必须严格遵照上述规范规定执行。在规范规定执行。在规范规定执行。在规范规定执行。在PIDPIDPIDPID阶段中，化工工程师必须和阶段中，化工工程
35、师必须和阶段中，化工工程师必须和阶段中，化工工程师必须和仪表工程师共同合作，设计必要的安全保护措施。仪表工程师共同合作，设计必要的安全保护措施。仪表工程师共同合作，设计必要的安全保护措施。仪表工程师共同合作，设计必要的安全保护措施。安全泄压系统就是其中之一。安全泄压系统就是其中之一。安全泄压系统就是其中之一。安全泄压系统就是其中之一。4.24.24.24.2化工装置安全泄压系统化工装置安全泄压系统化工装置安全泄压系统化工装置安全泄压系统 系统安全设计至关重要系统安全设计至关重要系统安全设计至关重要系统安全设计至关重要, , , ,泄压系统主要由各个独泄压系统主要由各个独泄压系统主要由各个独泄压
36、系统主要由各个独立的泄压装置组成立的泄压装置组成立的泄压装置组成立的泄压装置组成, , , ,它包括火炬管道系统它包括火炬管道系统它包括火炬管道系统它包括火炬管道系统, , , ,火炬分火炬分火炬分火炬分离器离器离器离器, , , ,以及包括点火以及包括点火以及包括点火以及包括点火, , , ,喷咀密封装置和用于无烟燃喷咀密封装置和用于无烟燃喷咀密封装置和用于无烟燃喷咀密封装置和用于无烟燃烧的蒸汽喷射装置烧的蒸汽喷射装置烧的蒸汽喷射装置烧的蒸汽喷射装置. . . .泄压阀或其它泄压装置泄压阀或其它泄压装置泄压阀或其它泄压装置泄压阀或其它泄压装置( ( ( (安全安全安全安全阀阀阀阀, , ,
37、, 爆破片等爆破片等爆破片等爆破片等) ) ) )用于管道或设备的过压保护用于管道或设备的过压保护用于管道或设备的过压保护用于管道或设备的过压保护. . . .为保为保为保为保护人身安全和设备的完好，必须正确选择、设计护人身安全和设备的完好，必须正确选择、设计护人身安全和设备的完好，必须正确选择、设计护人身安全和设备的完好，必须正确选择、设计泄压装置，同时要符合规范与法规的要求。泄压装置，同时要符合规范与法规的要求。泄压装置，同时要符合规范与法规的要求。泄压装置，同时要符合规范与法规的要求。n n一般造成安全隐患的因素有：一般造成安全隐患的因素有：n n设备和机泵等出口堵塞设备和机泵等出口堵塞
38、n n火灾火灾n n管道破裂管道破裂n n控制阀故障控制阀故障n n热膨胀热膨胀n n公用工程故障公用工程故障n n例题例题 (见见 P625 例例8.4.1)4.3 4.3 4.3 4.3 阀门设置的原则阀门设置的原则阀门设置的原则阀门设置的原则n n阀门设置是在设计阀门设置是在设计阀门设置是在设计阀门设置是在设计PIDPIDPIDPID时的一项重要工作，在设置时的一项重要工作，在设置时的一项重要工作，在设置时的一项重要工作，在设置阀门时必须考虑以下诸因素：阀门时必须考虑以下诸因素：阀门时必须考虑以下诸因素：阀门时必须考虑以下诸因素：n n输送流体的性质输送流体的性质输送流体的性质输送流体的
39、性质( ( ( (是否含固体颗粒是否含固体颗粒是否含固体颗粒是否含固体颗粒, , , ,腐蚀性如何腐蚀性如何腐蚀性如何腐蚀性如何? ? ? ?粘粘粘粘稠性如何稠性如何稠性如何稠性如何, , , ,液体是否会气汽化液体是否会气汽化液体是否会气汽化液体是否会气汽化, , , ,气体是否会液化等气体是否会液化等气体是否会液化等气体是否会液化等) ) ) )n n阀门的功能阀门的功能阀门的功能阀门的功能( ( ( (用于切断还是调节用于切断还是调节用于切断还是调节用于切断还是调节, , , ,是否需快速启闭是否需快速启闭是否需快速启闭是否需快速启闭) ) ) )n n阀门的尺寸阀门的尺寸阀门的尺寸阀门
40、的尺寸( ( ( (一般与管道尺寸一致一般与管道尺寸一致一般与管道尺寸一致一般与管道尺寸一致) ) ) )n n阀门的阻力损失阀门的阻力损失阀门的阻力损失阀门的阻力损失( ( ( (主要指可接受的阻力损失主要指可接受的阻力损失主要指可接受的阻力损失主要指可接受的阻力损失) ) ) )n n阀门的工作温度和压力阀门的工作温度和压力阀门的工作温度和压力阀门的工作温度和压力n n阀门的材质阀门的材质阀门的材质阀门的材质( ( ( (当阀门的温度压力等级和流体特性确当阀门的温度压力等级和流体特性确当阀门的温度压力等级和流体特性确当阀门的温度压力等级和流体特性确定后定后定后定后, , , ,就应选择合适
41、经济的材质就应选择合适经济的材质就应选择合适经济的材质就应选择合适经济的材质) ) ) )4.4 4.4 安全阀的设置安全阀的设置n n在石油化工生产过程中，为了防止由于某些在石油化工生产过程中，为了防止由于某些生产事故造成生产装置系统压力超过设备和生产事故造成生产装置系统压力超过设备和管道的设计压力，而发生爆炸事故，应在设管道的设计压力，而发生爆炸事故，应在设备或管路上设置安全阀。安全阀适用于清洁、备或管路上设置安全阀。安全阀适用于清洁、无颗粒、低粘度流体。凡必须安装安全泄压无颗粒、低粘度流体。凡必须安装安全泄压装置而又不适合安装安全阀的场所，应安装装置而又不适合安装安全阀的场所，应安装爆破
42、片或安全阀与爆破片串联使用。爆破片或安全阀与爆破片串联使用。n n4.4.14.4.1凡属下列情况之一的容器必须安装安凡属下列情况之一的容器必须安装安全阀：全阀： （1 1）独立的压力系统（有切断阀与其他）独立的压力系统（有切断阀与其他系统分开）。该系统指全气相、全液相或与系统分开）。该系统指全气相、全液相或与气相连通；气相连通； （2 2）反应器异常而引起的超压）反应器异常而引起的超压（3 3）容器的物料来源处没有安全阀的场合）容器的物料来源处没有安全阀的场合（4 4）设计压力小于压力来源处的压力的容器管道）设计压力小于压力来源处的压力的容器管道（5 5）容积式泵和压缩机的出口管道）容积式泵
43、和压缩机的出口管道（6 6）由于不凝气的累积产生超压的容器）由于不凝气的累积产生超压的容器（7 7）加热炉出口管道上如设有切断阀或控制阀时，应）加热炉出口管道上如设有切断阀或控制阀时，应在该阀的上游设置安全阀在该阀的上游设置安全阀（8 8）由于工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事故）由于工艺事故、自控事故、电力事故、火灾事故和公用工程事故引起的超压部位和公用工程事故引起的超压部位（9 9）液体因两端阀门关闭而产生热膨胀的部位）液体因两端阀门关闭而产生热膨胀的部位（1010）凝气透平机的蒸汽出口管道）凝气透平机的蒸汽出口管道（1111）某些情况下，由于泵出口止回阀的泄漏，则在）某些情况下，由于泵
44、出口止回阀的泄漏，则在泵的入口管道上设置安全阀泵的入口管道上设置安全阀n n4.4.24.4.24.4.24.4.2安全阀形式的选择安全阀形式的选择安全阀形式的选择安全阀形式的选择n n（1 1 1 1） 排放气体或蒸汽时，选用全启式安全阀排放气体或蒸汽时，选用全启式安全阀排放气体或蒸汽时，选用全启式安全阀排放气体或蒸汽时，选用全启式安全阀n n（2 2 2 2） 排放液体时，选用全启式或微启式安全阀排放液体时，选用全启式或微启式安全阀排放液体时，选用全启式或微启式安全阀排放液体时，选用全启式或微启式安全阀n n（3 3 3 3） 排排排排放放放放水水水水蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽或或或或空空空空气气气
45、气时时时时，可可可可选选选选用用用用带带带带扳扳扳扳手手手手的的的的安安安安全阀全阀全阀全阀n n（4 4 4 4） 对对对对设设设设定定定定压压压压力力力力大大大大于于于于3MPa3MPa3MPa3MPa，温温温温度度度度超超超超过过过过235235235235的的的的气气气气体体体体用用用用安安安安全全全全阀阀阀阀，则则则则选选选选用用用用带带带带散散散散热热热热片片片片的的的的安安安安全全全全阀阀阀阀，以以以以防防防防止止止止泄放介质直接冲蚀弹簧。泄放介质直接冲蚀弹簧。泄放介质直接冲蚀弹簧。泄放介质直接冲蚀弹簧。n n（5 5 5 5） 排排排排放放放放介介介介质质质质允允允允许许许许泄
46、泄泄泄漏漏漏漏至至至至大大大大气气气气的的的的，选选选选用用用用开开开开式式式式阀阀阀阀帽帽帽帽安安安安全全全全阀阀阀阀；不不不不允允允允许许许许泄泄泄泄漏漏漏漏至至至至大大大大气气气气的的的的，选选选选用用用用闭闭闭闭式式式式阀阀阀阀帽帽帽帽安全阀。安全阀。安全阀。安全阀。n n（6 6 6 6） 排排排排放放放放有有有有剧剧剧剧毒毒毒毒、有有有有强强强强腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀、有有有有极极极极度度度度危危危危险险险险的的的的介介介介质，选用波纹管安全阀。质，选用波纹管安全阀。质，选用波纹管安全阀。质，选用波纹管安全阀。n n（7 7 7 7） 高高高高背背背背压压压压的的的的场场场场合合合合，选
47、选选选用用用用背背背背压压压压平平平平衡衡衡衡式式式式安安安安全全全全阀阀阀阀或或或或导阀控制式安全阀。导阀控制式安全阀。导阀控制式安全阀。导阀控制式安全阀。n n（8 8 8 8） 在在在在某某某某些些些些重重重重要要要要的的的的场场场场合合合合，有有有有时时时时要要要要安安安安装装装装互互互互为为为为备备备备用用用用的的的的两两两两个个个个安安安安全全全全阀阀阀阀。两两两两个个个个安安安安全全全全阀阀阀阀的的的的进进进进口口口口和和和和出出出出口口口口切切切切断断断断阀阀阀阀宜宜宜宜采采采采用用用用机机机机械械械械联联联联锁锁锁锁装装装装置置置置，以以以以确确确确保保保保在在在在任任任任何
48、何何何时时时时候候候候（包包包包括括括括维维维维修修修修，检检检检修修修修期期期期间间间间）都都都都能能能能满满满满足足足足容容容容器器器器所所所所要要要要求求求求的的的的泄泄泄泄放放放放面面面面积。积。积。积。n n4.4.34.4.34.4.34.4.3安全阀选用方法安全阀选用方法安全阀选用方法安全阀选用方法n n（1 1 1 1） 区别各种事故类别，计算泄放量区别各种事故类别，计算泄放量区别各种事故类别，计算泄放量区别各种事故类别，计算泄放量n n（2 2 2 2） 计算最小泄放面积计算最小泄放面积计算最小泄放面积计算最小泄放面积n n（3 3 3 3） 按按按按制制制制造造造造厂厂厂厂
49、的的的的产产产产品品品品资资资资料料料料选选选选择择择择合合合合适适适适的的的的安安安安全全全全阀阀阀阀。选选选选择择择择原原原原则则则则时时时时所所所所选选选选择择择择的的的的实实实实际际际际泄泄泄泄放放放放面面面面积积积积应应应应不不不不小小小小于于于于计计计计算算算算的最小泄放面积。的最小泄放面积。的最小泄放面积。的最小泄放面积。安全阀数据表可依据行业标准制作填写或参照安全阀数据表可依据行业标准制作填写或参照“化工装置工艺系统工程设计规定化工装置工艺系统工程设计规定( (二）二）”表表11.0.111.0.1（P40)P40)4.5 4.5 4.5 4.5 爆破片的设置爆破片的设置爆破片
50、的设置爆破片的设置4.5.14.5.14.5.14.5.1下列下列下列下列7 7 7 7种情况优先选用爆破片：（种情况优先选用爆破片：（种情况优先选用爆破片：（种情况优先选用爆破片：（P630P630P630P630）压力有可能迅速上升的。压力有可能迅速上升的。压力有可能迅速上升的。压力有可能迅速上升的。泄放介质含有颗粒、易沉淀、易结晶、易聚合和介质粘泄放介质含有颗粒、易沉淀、易结晶、易聚合和介质粘泄放介质含有颗粒、易沉淀、易结晶、易聚合和介质粘泄放介质含有颗粒、易沉淀、易结晶、易聚合和介质粘度较大。度较大。度较大。度较大。释放介质有强腐蚀性，使用安全阀时其价格很高。释放介质有强腐蚀性，使用安
51、全阀时其价格很高。释放介质有强腐蚀性，使用安全阀时其价格很高。释放介质有强腐蚀性，使用安全阀时其价格很高。工艺介质十分贵重或有剧毒，在工作过程中不允许有任工艺介质十分贵重或有剧毒，在工作过程中不允许有任工艺介质十分贵重或有剧毒，在工作过程中不允许有任工艺介质十分贵重或有剧毒，在工作过程中不允许有任何泄漏，应与安全阀串连使用。何泄漏，应与安全阀串连使用。何泄漏，应与安全阀串连使用。何泄漏，应与安全阀串连使用。工作压力很高或很低时，选用安全阀则其制造比较困难。工作压力很高或很低时，选用安全阀则其制造比较困难。工作压力很高或很低时，选用安全阀则其制造比较困难。工作压力很高或很低时，选用安全阀则其制造
52、比较困难。当使用温度较低而影响安全阀的工作特性。当使用温度较低而影响安全阀的工作特性。当使用温度较低而影响安全阀的工作特性。当使用温度较低而影响安全阀的工作特性。需要较大的泄放面积。需要较大的泄放面积。需要较大的泄放面积。需要较大的泄放面积。 n n4.5.24.5.2爆破片的分类爆破片的分类n n（1 1） 正正拱拱型型金金属属爆爆破破片片装装置置（拉拉伸伸型型金金属爆破片装置）属爆破片装置）n n压压力力敏敏感感元元件件呈呈正正拱拱型型。在在安安装装时时，拱拱的的凹凹面面处处于于压压力力系系统统的的高高压压侧侧，动动作作时时该该元元件发生拉伸破裂。件发生拉伸破裂。n n（2 2） 反反拱拱
53、型型金金属属爆爆破破片片装装置置（压压缩缩型型金金属爆破片装置）属爆破片装置）n n压压力力敏敏感感元元件件呈呈反反拱拱型型。在在安安装装时时，拱拱的的凹凹面面处处于于压压力力系系统统的的高高压压侧侧，动动作作时时该该元元件发生压缩失稳，致使破裂或脱落。件发生压缩失稳，致使破裂或脱落。4.5.34.5.34.5.34.5.3爆破片的选用爆破片的选用爆破片的选用爆破片的选用爆破片型式确定应考虑的因素。爆破片型式确定应考虑的因素。爆破片型式确定应考虑的因素。爆破片型式确定应考虑的因素。（1 1 1 1） 压力压力压力压力n na. a. a. a. 压力较高时，宜选择正拱型压力较高时，宜选择正拱型
54、压力较高时，宜选择正拱型压力较高时，宜选择正拱型n nb. b. b. b. 压力较低时，宜选用开缝型或反拱型压力较低时，宜选用开缝型或反拱型压力较低时，宜选用开缝型或反拱型压力较低时，宜选用开缝型或反拱型n nc. c. c. c. 系系系系统统统统有有有有可可可可能能能能出出出出现现现现真真真真空空空空或或或或爆爆爆爆破破破破片片片片可可可可能能能能承承承承受受受受背背背背压压压压时时时时，要配置背压托架要配置背压托架要配置背压托架要配置背压托架n nd. d. d. d. 有循环压力或脉冲压力侧选用反拱型有循环压力或脉冲压力侧选用反拱型有循环压力或脉冲压力侧选用反拱型有循环压力或脉冲压力
55、侧选用反拱型n n（2 2 2 2） 温度温度温度温度n n高温对金属材料和密封膜的影响高温对金属材料和密封膜的影响高温对金属材料和密封膜的影响高温对金属材料和密封膜的影响n n（3 3 3 3） 使用场合使用场合使用场合使用场合n na. a. a. a. 在安全阀前使用，爆破片爆破后不能有碎片在安全阀前使用，爆破片爆破后不能有碎片在安全阀前使用，爆破片爆破后不能有碎片在安全阀前使用，爆破片爆破后不能有碎片n nb. b. b. b. 用于液体介质，不能选用反拱型爆破片用于液体介质，不能选用反拱型爆破片用于液体介质，不能选用反拱型爆破片用于液体介质，不能选用反拱型爆破片4.5.44.5.44
56、.5.44.5.4与爆破片相关的压力关系图与爆破片相关的压力关系图与爆破片相关的压力关系图与爆破片相关的压力关系图 最大标定爆破压力（不大最大标定爆破压力（不大最大标定爆破压力（不大最大标定爆破压力（不大 于容器设计压力）于容器设计压力）于容器设计压力）于容器设计压力）制造范围正偏差制造范围正偏差制造范围正偏差制造范围正偏差 设计爆破压力（标定爆破压力）设计爆破压力（标定爆破压力）设计爆破压力（标定爆破压力）设计爆破压力（标定爆破压力）制造范围负偏差制造范围负偏差制造范围负偏差制造范围负偏差 最小标定爆破压力最小标定爆破压力最小标定爆破压力最小标定爆破压力由爆破片的型式确定由爆破片的型式确定由
57、爆破片的型式确定由爆破片的型式确定 容器顶部可能达到的最大压力容器顶部可能达到的最大压力容器顶部可能达到的最大压力容器顶部可能达到的最大压力4.5.54.5.5爆破片选用的方法爆破片选用的方法n n爆破片数据表可依据行业标准制作填写，爆破片数据表可依据行业标准制作填写，或参照或参照“化工装置工艺系统工程设计规定化工装置工艺系统工程设计规定（二）（二）”表（表（P81)P81)例题：见复习指南例例题：见复习指南例8.4.48.4.4（P630-P631P630-P631） 4.6 4.6 限流孔板的设置限流孔板的设置n n4.6.14.6.1限流孔板应用的场合限流孔板应用的场合 n n限流孔板设
58、置在管道中适用于限制流体的流量或限流孔板设置在管道中适用于限制流体的流量或降低流体的压力。限流孔板常应用于下列几种场降低流体的压力。限流孔板常应用于下列几种场合：合： （1 1）工艺物料需要降压且精度要求不高）工艺物料需要降压且精度要求不高 （2 2）在管道中阀门上、下游需要有较大压降时，）在管道中阀门上、下游需要有较大压降时，为减少流体对阀门的冲蚀，当经过孔板节流不会为减少流体对阀门的冲蚀，当经过孔板节流不会产生汽化时，可在阀门上游串联孔板产生汽化时，可在阀门上游串联孔板 （3 3）流体需要小流量且连续流通的地方，如泵）流体需要小流量且连续流通的地方，如泵的冲洗管道、热备用泵的旁路管道（低流
59、量保护的冲洗管道、热备用泵的旁路管道（低流量保护管道）、分析取样管等场所。管道）、分析取样管等场所。 （4 4）需要降压以减少噪声或磨损的地方，如放）需要降压以减少噪声或磨损的地方，如放空系统。空系统。n n4.6.24.6.2限流孔板分类及选型要点限流孔板分类及选型要点n n4.6.2.14.6.2.1分类分类n n限限流流孔孔板板按按孔孔板板上上开开孔孔数数分分为为单单孔孔板板和和多多孔板；按板数可分为单板和多板。孔板；按板数可分为单板和多板。n n4.6.2.24.6.2.2选型要点选型要点n n（1 1） 气体、蒸汽气体、蒸汽n n为为了了避避免免使使用用限限流流孔孔板板的的管管路路出
60、出现现噎噎赛赛流流，限限流流孔孔板板压压力力（P P2 2）不不能能小小于于板板前前压压力力（P P1 1）的的55%55%，即即P P2 20.55P0.55P1 1, ,因因此此当当P P2 20.55P0.55P1 1时时，不不能能用用单单板板，要要选选择择多多板板，其其板板数数要要保证每块板的板后压力大于板前压力的保证每块板的板后压力大于板前压力的55%55%。n n（2 2 2 2） 液体液体液体液体n na. a. a. a. 当当当当液液液液体体体体压压压压降降降降小小小小于于于于或或或或等等等等于于于于2.5Mpa2.5Mpa2.5Mpa2.5Mpa时时时时，选选选选择择择择单
61、单单单板板板板孔孔孔孔板。板。板。板。n nb. b. b. b. 当当当当液液液液体体体体压压压压降降降降大大大大于于于于2.5Mpa2.5Mpa2.5Mpa2.5Mpa时时时时，选选选选择择择择多多多多板板板板孔孔孔孔板板板板，且且且且使每块孔板的压降小于使每块孔板的压降小于使每块孔板的压降小于使每块孔板的压降小于2.5MPa2.5MPa2.5MPa2.5MPa。n n4.6.2.34.6.2.34.6.2.34.6.2.3孔数的确定孔数的确定孔数的确定孔数的确定n n（1 1 1 1） 管管管管道道道道公公公公称称称称直直直直径径径径小小小小于于于于或或或或等等等等于于于于150mm15
62、0mm150mm150mm的的的的管管管管路路路路，通通通通常采用单孔孔板；大于常采用单孔孔板；大于常采用单孔孔板；大于常采用单孔孔板；大于150mm150mm150mm150mm时，采用多孔孔板。时，采用多孔孔板。时，采用多孔孔板。时，采用多孔孔板。n n（2 2 2 2） 多多多多孔孔孔孔孔孔孔孔板板板板的的的的孔孔孔孔径径径径（d0d0d0d0），一一一一般般般般可可可可选选选选用用用用12.5mm,20mm,25mm,40mm12.5mm,20mm,25mm,40mm12.5mm,20mm,25mm,40mm12.5mm,20mm,25mm,40mmn n在在在在计计计计算算算算多多多
63、多孔孔孔孔孔孔孔孔板板板板时时时时，首首首首先先先先按按按按单单单单孔孔孔孔孔孔孔孔板板板板求求求求出出出出孔孔孔孔径径径径（d d d d），孔孔孔孔后后后后按按按按下下下下式式式式求求求求取取取取选选选选用用用用多多多多孔孔孔孔孔孔孔孔板板板板的的的的孔孔孔孔数数数数（N N N N）n nN=dN=dN=dN=d2 2 2 2/d0/d0/d0/d02 2 2 2nn n n例例如如：若若已已算算得得单单孔孔孔孔板板的的孔孔径径d=120mmd=120mm，孔孔径径偏偏大大，改改选选用用40mm40mm孔孔径径的的多多孔孔孔孔板板，则空数则空数N=(120/40)N=(120/40)2
64、2=9=9n n例题例题( (见见P631 P631 例例8.4.5)8.4.5)4.7 4.7 阻火器的设置阻火器的设置4.7.14.7.1阻火器的功能阻火器的功能 n n阻火器是一种能够通过气体的，具有许多阻火器是一种能够通过气体的，具有许多细小通道或缝隙的材料组成，当发生火灾细小通道或缝隙的材料组成，当发生火灾时，火焰进入安装在化工装置上的阻火器时，火焰进入安装在化工装置上的阻火器后，被阻火元件分成许多细小的火焰流，后，被阻火元件分成许多细小的火焰流，由于气体被冷却的传热效应和器壁效应所由于气体被冷却的传热效应和器壁效应所致，使火焰淬灭。致，使火焰淬灭。n n阻火器按使用场所分有放空阻火
65、器和管道阻火器按使用场所分有放空阻火器和管道阻火器，其应用场合见阻火器，其应用场合见P632P632 633633n n4.7.24.7.2阻火器的分类阻火器的分类阻火器的分类阻火器的分类n n4.7.2.14.7.2.1按性能分类按性能分类按性能分类按性能分类n n（1 1） 阻阻阻阻爆爆爆爆燃燃燃燃型型型型阻阻阻阻火火火火器器器器：用用用用于于于于阻阻阻阻止止止止亚亚亚亚声声声声速速速速传传传传播播播播的的的的火焰蔓延火焰蔓延火焰蔓延火焰蔓延n n（2 2） 阻阻阻阻爆爆爆爆轰轰轰轰型型型型阻阻阻阻火火火火器器器器：用用用用于于于于阻阻阻阻止止止止声声声声速速速速和和和和超超超超声声声声速
66、速速速传播的火焰蔓延传播的火焰蔓延传播的火焰蔓延传播的火焰蔓延n n4.7.2.24.7.2.2按使用场所分类按使用场所分类按使用场所分类按使用场所分类n n（1 1） 放放放放空空空空阻阻阻阻火火火火器器器器：安安安安装装装装在在在在储储储储罐罐罐罐（或或或或槽槽槽槽车车车车）的的的的放放放放空空空空管管管管道道道道上上上上，用用用用以以以以防防防防止止止止外外外外部部部部火火火火焰焰焰焰传传传传入入入入储储储储罐罐罐罐（或或或或槽槽槽槽车车车车）内，可分为管端型和普通型。内，可分为管端型和普通型。内，可分为管端型和普通型。内，可分为管端型和普通型。n n管管管管端端端端型型型型：一一一一端
67、端端端与与与与大大大大气气气气相相相相通通通通，为为为为防防防防止止止止灰灰灰灰尘尘尘尘和和和和雨雨雨雨水水水水进进进进入入入入阻阻阻阻火火火火器器器器内内内内部部部部，顶顶顶顶部部部部安安安安装装装装由由由由温温温温度度度度控控控控制制制制开开开开启启启启的的的的防防防防风风风风雨帽。管端放空器为阻爆燃型。雨帽。管端放空器为阻爆燃型。雨帽。管端放空器为阻爆燃型。雨帽。管端放空器为阻爆燃型。n n普普普普通通通通型型型型：两两两两端端端端与与与与管管管管道道道道相相相相连连连连，通通通通过过过过下下下下游游游游管管管管道道道道与与与与大大大大气气气气相通，分为阻爆燃型和阻爆轰型。相通，分为阻爆
68、燃型和阻爆轰型。相通，分为阻爆燃型和阻爆轰型。相通，分为阻爆燃型和阻爆轰型。n n（2 2 2 2） 管管管管道道道道阻阻阻阻火火火火器器器器：安安安安装装装装在在在在密密密密闭闭闭闭管管管管路路路路系系系系统统统统中中中中。分分分分为阻爆燃型和阻爆轰型。为阻爆燃型和阻爆轰型。为阻爆燃型和阻爆轰型。为阻爆燃型和阻爆轰型。n n4.7.2.34.7.2.34.7.2.34.7.2.3按结构分类按结构分类按结构分类按结构分类n n（1 1 1 1） 充填型阻火器：又称填料型阻火器充填型阻火器：又称填料型阻火器充填型阻火器：又称填料型阻火器充填型阻火器：又称填料型阻火器n n（2 2 2 2） 板型
69、阻火器：有平行板型和多孔板型两种板型阻火器：有平行板型和多孔板型两种板型阻火器：有平行板型和多孔板型两种板型阻火器：有平行板型和多孔板型两种n n（3 3 3 3） 金金金金属属属属网网网网型型型型阻阻阻阻火火火火器器器器：其其其其熄熄熄熄灭灭灭灭火火火火焰焰焰焰的的的的能能能能力力力力有有有有限限限限，目前已很少使用目前已很少使用目前已很少使用目前已很少使用n n（4 4 4 4） 液液液液封封封封型型型型阻阻阻阻火火火火器器器器：可可可可用用用用于于于于含含含含少少少少量量量量固固固固体体体体粉粉粉粉粒粒粒粒的的的的物料体系物料体系物料体系物料体系n n（5 5 5 5） 波纹型阻火器波纹
70、型阻火器波纹型阻火器波纹型阻火器n n以以以以上上上上5 5 5 5种种种种类类类类型型型型的的的的阻阻阻阻火火火火器器器器在在在在工工工工业业业业实实实实践践践践过过过过程程程程中中中中，波波波波纹纹纹纹型型型型阻火器由于其稳定的性能而得到广泛的应用。阻火器由于其稳定的性能而得到广泛的应用。阻火器由于其稳定的性能而得到广泛的应用。阻火器由于其稳定的性能而得到广泛的应用。n n4.7.34.7.34.7.34.7.3阻火器的设置场所阻火器的设置场所阻火器的设置场所阻火器的设置场所n n4.7.3.14.7.3.14.7.3.14.7.3.1放空阻火器的设置放空阻火器的设置放空阻火器的设置放空阻
71、火器的设置 详见详见详见详见P632P632P632P632n n4.7.3.24.7.3.24.7.3.24.7.3.2管道阻火器的设置管道阻火器的设置管道阻火器的设置管道阻火器的设置 详见详见详见详见P632-633P632-633P632-633P632-633n n4.7.44.7.44.7.44.7.4阻火器的选用步骤阻火器的选用步骤阻火器的选用步骤阻火器的选用步骤n n4.7.4.14.7.4.14.7.4.14.7.4.1根根根根据据据据使使使使用用用用场场场场所所所所决决决决定定定定采采采采用用用用放放放放空空空空阻阻阻阻火火火火器器器器还还还还是是是是管管管管道阻火器道阻火器
72、道阻火器道阻火器n n4.7.4.24.7.4.24.7.4.24.7.4.2确确确确定定定定采采采采用用用用阻阻阻阻爆爆爆爆燃燃燃燃型型型型还还还还是是是是阻阻阻阻爆爆爆爆轰轰轰轰型型型型阻阻阻阻火火火火器器器器。通常由试验或经验来确定。通常由试验或经验来确定。通常由试验或经验来确定。通常由试验或经验来确定。n n4.7.4.34.7.4.34.7.4.34.7.4.3根根根根据据据据介介介介质质质质在在在在实实实实际际际际工工工工况况况况条条条条件件件件下下下下的的的的MESGMESGMESGMESG（最最最最大大大大试验安全间隙）值来选用合适规格的阻火器试验安全间隙）值来选用合适规格的阻
73、火器试验安全间隙）值来选用合适规格的阻火器试验安全间隙）值来选用合适规格的阻火器n n4.7.4.44.7.4.4根据介质的火焰速度确定阻火器。根据介质的火焰速度确定阻火器。其原则是介质的火焰速度应小于阻火器鉴其原则是介质的火焰速度应小于阻火器鉴定书上注明的最大火焰速度。定书上注明的最大火焰速度。 n n例题例题:(:(见见P633 P633 例例8.4.6)8.4.6)5 5 机泵的安装设计机泵的安装设计5.1 5.1 泵的净正吸入压头泵的净正吸入压头（NPSH)NPSH)（泵的气蚀余泵的气蚀余量），引入泵的气蚀余量的概念，是防止量），引入泵的气蚀余量的概念，是防止泵产生气蚀，使泵能安全正常
74、运行。泵产生气蚀，使泵能安全正常运行。5.1.1 5.1.1 NPSHrNPSHr、NPSHaNPSHa定义及其关系定义及其关系n nNPSHrNPSHr: :是泵需要的气蚀余量，是与泵的类是泵需要的气蚀余量，是与泵的类型和结构设计有关，并随泵的转速和流量型和结构设计有关，并随泵的转速和流量而变。而变。 NPSHrNPSHr越小，泵抗气蚀能力越强，越小，泵抗气蚀能力越强，NPSHrNPSHr一般由制造厂测定提供。一般由制造厂测定提供。NPSHrNPSHr的测的测定条件是按输送定条件是按输送2020时的清水。时的清水。n nNPSHaNPSHa: :是泵吸入系统给予泵的吸入压头，是泵吸入系统给予
75、泵的吸入压头，称为泵系统有效的气蚀余量，它只与装置称为泵系统有效的气蚀余量，它只与装置系统有关，而与泵本身特性无关。系统有关，而与泵本身特性无关。n n在系统设计中，在系统设计中，NPSHaNPSHa必须大于必须大于NPSHrNPSHr，一一般情况下至少要大于般情况下至少要大于0.3m0.3m。5.1.2 5.1.2 NPSHrNPSHr的计算的计算 当泵制造厂没有提供该泵的当泵制造厂没有提供该泵的NPSHrNPSHr时，时，可自行计算。见可自行计算。见P634P634 6356355.1.3 5.1.3 NPSHrNPSHr的校正的校正 当泵输送的流体不同于当泵输送的流体不同于20 20 的
76、清水时，的清水时，NPSHrNPSHr应进行校正。见应进行校正。见P635P6355.1.4 5.1.4 NPSHaNPSHa的计算及有关参数的选择的计算及有关参数的选择 （1 1）离心泵）离心泵NPSHaNPSHa的计算的计算 工程设计中的简略公式：工程设计中的简略公式： NPSHaNPSHa=100*(=100*(ll- -v)/v)/HH1 1- -P Pf,inletf,inlet ( (详见详见P636)P636) （2 2）往复泵往复泵NPSHaNPSHa的计算的计算 P637P637 （3 3）NPSHaNPSHa计算注意事项计算注意事项 P638P638 639639 5.1.
77、5 5.1.5 NPSHaNPSHa的安全裕量的安全裕量n n 往复泵不计安全裕量，对一般离心泵往复泵不计安全裕量，对一般离心泵的安全裕量取的安全裕量取0.30.3 1.0m1.0m。n n例题例题例题例题( ( 见见P636 P636 例例8.5.1.4)8.5.1.4)5.2 5.2 设备的安装高度设备的安装高度 5.2.1 5.2.1 基本要求基本要求 （1 1）管道配置合理，方便生产操作。）管道配置合理，方便生产操作。 （2 2）系统水力学要求）系统水力学要求 5.2.25.2.2泵的安装高度泵的安装高度n n泵的安装高度要保证泵在指定条件下工作而泵的安装高度要保证泵在指定条件下工作而
78、不产生气蚀，若已知泵的不产生气蚀，若已知泵的NPSHrNPSHr，可根据式可根据式8.5.2-18.5.2-1或或8.5.2-28.5.2-2（P640P640）计算泵的几何安计算泵的几何安装高度，确定实际安装高度，再核算有效的装高度，确定实际安装高度，再核算有效的NPSHaNPSHa。n n若已知泵的安装高度，可运用公式若已知泵的安装高度，可运用公式8.5.1-8.5.1-5 5（P636)P636)或或8.5.1-78.5.1-7（P637)P637)，校核计算校核计算NPSHaNPSHa，其值是否超过其值是否超过NPSHrNPSHr一定的余量。一定的余量。5.2.3 5.2.3 借重力流
79、动的管道系统借重力流动的管道系统 P641P6415.2.4 5.2.4 没有泵的压力管道系统没有泵的压力管道系统 P641P6415.2.5 5.2.5 热虹吸管道系统热虹吸管道系统 P641P6415.2.6 5.2.6 负压管道系统负压管道系统 P642P6426 6 设备、管道的布置和设计设备、管道的布置和设计 6.1 6.1 设备的布置原则设备的布置原则 （1 1）尽可能采用露天化、集中化）尽可能采用露天化、集中化 （2 2）要满足工艺要求，方便操作、安装及）要满足工艺要求，方便操作、安装及维修的要求。要考虑设备检修时设备更换维修的要求。要考虑设备检修时设备更换内件，填料和触媒的装卸
80、场地。内件，填料和触媒的装卸场地。 （3 3）设备间距要考虑防火、安全等要求）设备间距要考虑防火、安全等要求 （4 4）要考虑利用液体自流的位差布置上下）要考虑利用液体自流的位差布置上下设备，以节省能耗设备，以节省能耗 （5 5）根据机泵和塔器的要求，相对集中布）根据机泵和塔器的要求，相对集中布置，以利于操作检修及管理置，以利于操作检修及管理 （6 6 6 6）笨重或运转时可能产生很大震动的设备，如）笨重或运转时可能产生很大震动的设备，如）笨重或运转时可能产生很大震动的设备，如）笨重或运转时可能产生很大震动的设备，如压缩机、巨大的通风机、破碎机、离心机等尽量压缩机、巨大的通风机、破碎机、离心机
81、等尽量压缩机、巨大的通风机、破碎机、离心机等尽量压缩机、巨大的通风机、破碎机、离心机等尽量布置在底层。布置在底层。布置在底层。布置在底层。 （7 7 7 7）要考虑本文中）要考虑本文中）要考虑本文中）要考虑本文中5.2.2-5.2.65.2.2-5.2.65.2.2-5.2.65.2.2-5.2.6节对设备布置的节对设备布置的节对设备布置的节对设备布置的要求要求要求要求( ( ( (即泵的安装高度即泵的安装高度即泵的安装高度即泵的安装高度, , , ,借重力流动的系统借重力流动的系统借重力流动的系统借重力流动的系统, , , ,没有泵没有泵没有泵没有泵 的压力管道系统的压力管道系统的压力管道系
82、统的压力管道系统, , , ,热虹吸系统和负压管道系统热虹吸系统和负压管道系统热虹吸系统和负压管道系统热虹吸系统和负压管道系统) ) ) ) （8 8 8 8）设备布置中要注意到大口径热力管道布置时）设备布置中要注意到大口径热力管道布置时）设备布置中要注意到大口径热力管道布置时）设备布置中要注意到大口径热力管道布置时消除热应力的因素消除热应力的因素消除热应力的因素消除热应力的因素 6.2 6.2 6.2 6.2 管道的布置和设计管道的布置和设计管道的布置和设计管道的布置和设计 6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 管道的布置要求管道的布置要求管道的布置要求管道的布置要求 共共共共22
83、222222条见条见条见条见P644P644P644P644 646646646646 6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 管道的隔热（管道的隔热（管道的隔热（管道的隔热（P647P647P647P647） 一般将保温、保冷、防烫统称为隔热。一般将保温、保冷、防烫统称为隔热。一般将保温、保冷、防烫统称为隔热。一般将保温、保冷、防烫统称为隔热。6.2.2.1 6.2.2.1 管道及其组成件的保温设计原则管道及其组成件的保温设计原则（P647)P647)6.2.2.2 6.2.2.2 管道及其组成件的保冷设计原则管道及其组成件的保冷设计原则 (P647)(P647)6.2.3 6.2.
84、3 管道的涂漆和色标要求（管道的涂漆和色标要求（P647P647 648)648)6.2.4 6.2.4 疏水器疏水器6.2.4.1 6.2.4.1 疏水器设置原则疏水器设置原则 共共7 7条条 （见（见P648P648）6.2.4.2 6.2.4.2 选型要点选型要点 共共9 9条条 （见（见P648P648649649）6.2.4.3 6.2.4.3 选型注意事项选型注意事项 共共1010条条 （见（见P649P649650650）6.2.4.4 6.2.4.4 排水量的确定（三步）：排水量的确定（三步）： 计算凝结水量计算凝结水量 确定安全系数（通常取确定安全系数（通常取2 23 3）
85、排水量排水量= =凝结水量凝结水量* *安全系数安全系数6.2.4.5 6.2.4.5 使用压力的确定使用压力的确定疏水器大小选择疏水器大小选择 确定最大使用压力确定最大使用压力 PmaxPmax 确定入口压力确定入口压力 P P1 1 确定出口压力确定出口压力 P P2 2 计算疏水器工作压差计算疏水器工作压差 P=PP=P1 1-P-P2 2 计算背压度计算背压度 背压度背压度=P=P2 2/P/P1 1100%100% 背压对排水量的影响：疏水器排水量是按背压对排水量的影响：疏水器排水量是按出口为大气的工况而测得的，有背压时需校正出口为大气的工况而测得的，有背压时需校正（按制造厂商文件）
86、。（按制造厂商文件）。 公称直径选取，以排水量和压差为依据，公称直径选取，以排水量和压差为依据，对照疏水器排水量曲线选择之。对照疏水器排水量曲线选择之。 核对排水量核对排水量GmaxGmax(1-f)Gr (1-f)Gr （见（见P653P653） GmaxGmax：疏水器最大排水量疏水器最大排水量 f f：背压使疏水器排水量下降率背压使疏水器排水量下降率% % GrGrGrGr: : : :需要排水量需要排水量需要排水量需要排水量6.2.4.6 6.2.4.6 疏水系统设计要求疏水系统设计要求根据上述方法选择了疏水器后，还必须考虑系根据上述方法选择了疏水器后，还必须考虑系统设计要求。统设计要
87、求。系统设计要求有：系统设计要求有： 疏水器不允许串联使用。疏水器不允许串联使用。 多台用汽设备不能共用一个疏水器。多台用汽设备不能共用一个疏水器。 对疏水器入口管的要求：对疏水器入口管的要求： a. a. 入口管在用汽设备最低点。入口管在用汽设备最低点。 b. b. 蒸汽管道疏水，应在管道底部设一集液蒸汽管道疏水，应在管道底部设一集液包包 ( (比主管径小比主管径小2 2级，最大级，最大DN250)DN250)。 c . c . 凝结水凝结水疏水器入口尽量短。疏水器入口尽量短。d.d.对于静力型疏水器要留有对于静力型疏水器要留有1m1m长管段，不设长管段，不设绝热层。绝热层。e.e.疏水器带
88、过滤器。疏水器带过滤器。f.f.凝结水回收系统，疏水器前设置切断阀和凝结水回收系统，疏水器前设置切断阀和排污阀，排污阀在最低点，不设旁路。排污阀，排污阀在最低点，不设旁路。g.g.用汽设备用汽设备疏水阀，坡度疏水阀，坡度4%4%，少用弯头。，少用弯头。h.h.若疏水器安装位置比凝结水出口位置高若疏水器安装位置比凝结水出口位置高, ,则则需设置返水接头，见图需设置返水接头，见图8.6.11-28.6.11-2（P654P654）。）。 疏水器出口管的要求：疏水器出口管的要求：a.a.出口管少弯曲，少向上立管，管径按气液出口管少弯曲，少向上立管，管径按气液混合流计算，放大混合流计算，放大1 12
89、2级取值。级取值。b.b.出口管允许抬升高度，取决于疏水器最低出口管允许抬升高度，取决于疏水器最低入口压力、背压、出口管道的压降、回收入口压力、背压、出口管道的压降、回收设备、界区要求压力。设备、界区要求压力。c.c.出口管向上抬升时，应该设止回阀，若选出口管向上抬升时，应该设止回阀，若选用有止回功能的疏水器就可以不设止回阀。用有止回功能的疏水器就可以不设止回阀。d.d.疏水器后安装凝结水回收系统，则疏水器疏水器后安装凝结水回收系统，则疏水器后要设切断阀，检查阀或视镜。后要设切断阀，检查阀或视镜。 e.e.若出口管伸入水槽液面下，则需设置破真空小若出口管伸入水槽液面下，则需设置破真空小孔。孔。
90、 见图见图8.6.118.6.114 4 （P655P655）。）。f.f.为防止水锤现象，集合管应坡向回收设备。为防止水锤现象，集合管应坡向回收设备。 见图见图8.6.118.6.115 5（P656P656）。）。g.g.为保证凝结水畅通，支管与集合管宜顺流由管为保证凝结水畅通，支管与集合管宜顺流由管上方接上方接4545o o斜交。斜交。 见图见图8.6.118.6.116 6（P656P656）。）。h.h.若疏水器设有旁通阀，高低压凝结水集合管不若疏水器设有旁通阀，高低压凝结水集合管不能合并。若疏水器没有旁通阀，高低压凝结水能合并。若疏水器没有旁通阀，高低压凝结水集合管可以合并。集合管
91、可以合并。 见图见图8.6.118.6.117 7 （P656P656） 以上几点看来是对配管专业的要求，但对以上几点看来是对配管专业的要求，但对系统设计也是十分重要的。系统设计也是十分重要的。 6.3 6.3 管道数据表管道数据表 此表格格式各公司大致一样，稍有差别。此表格格式各公司大致一样，稍有差别。但起的作用完全一样。它是但起的作用完全一样。它是PIDPID上所表示的上所表示的全部管线信息，便于管线的查找和识别，全部管线信息，便于管线的查找和识别，便于管道设计、安装以及试车。它是工艺便于管道设计、安装以及试车。它是工艺系统设计中重要的文件。要编制好管道数系统设计中重要的文件。要编制好管道
92、数据表必须掌握了解相关的管道方面的知识。据表必须掌握了解相关的管道方面的知识。6.3.1 6.3.1 管道分类管道分类 根据根据ASMEASME、ANSIANSI标准，化工厂和炼油厂标准，化工厂和炼油厂输送流体的分类分为输送流体的分类分为4 4类：类： (1) D(1) D类流体类流体 (2) M(2) M类流体类流体 (3) (3) 高压流体高压流体 (4) (4) 一般流体一般流体 分类规定见分类规定见P657P657。 我国压力管道分类、分级规定见表我国压力管道分类、分级规定见表8.6.12-1 (P658)8.6.12-1 (P658)。 6.3.2 6.3.2 管道压力等级管道压力等
93、级 按管道压力和管径分级按管道压力和管径分级6.3.2.1 6.3.2.1 公称压力公称压力6.3.2.2 6.3.2.2 公称直径公称直径6.3.2.3 6.3.2.3 管道设计压力和温度管道设计压力和温度 管道设计压力是在相应设计温度下，用以管道设计压力是在相应设计温度下，用以确定管道壁厚及其它管件尺寸的压力值，它不确定管道壁厚及其它管件尺寸的压力值，它不应小于操作运行中遇到的压力（内压或外压）应小于操作运行中遇到的压力（内压或外压）与温度相组合中最苛刻条件下的压力值。与温度相组合中最苛刻条件下的压力值。 管道设计温度应根据化工工艺专业提供的管道设计温度应根据化工工艺专业提供的正常操作过程
94、中各种工况的工作温度，按正常操作过程中各种工况的工作温度，按“最最苛刻条件下的压力温度组合苛刻条件下的压力温度组合”来选取管道设计来选取管道设计温度温度。 （1 1 1 1）管道设计压力的确定原则）管道设计压力的确定原则）管道设计压力的确定原则）管道设计压力的确定原则 本本本本专专专专业业业业根根根根据据据据化化化化工工工工工工工工艺艺艺艺专专专专业业业业提提提提供供供供的的的的正正正正常常常常工工工工作作作作过过过过程程程程中中中中各各各各种种种种工工工工况况况况的的的的工工工工作作作作压压压压力力力力数数数数据据据据，结结结结合合合合本本本本专专专专业业业业该该该该管管管管道道道道系系系系
95、统统统统的的的的附附附附加加加加条条条条件件件件（如如如如管管管管道道道道系系系系统统统统压压压压力力力力变变变变化化化化、介介介介质质质质状状状状况况况况等等等等）来来来来确确确确定定定定管管管管道道道道的的的的最最最最大大大大工工工工作作作作压压压压力力力力（即即即即本本本本专专专专业业业业所所所所确确确确定定定定的的的的设设设设计计计计压压压压力力力力），作作作作为为为为管管管管材材材材专专专专业业业业确确确确定定定定管管管管道道道道压压压压力力力力等等等等级级级级的的的的基基基基准准准准压压压压力和进行管壁厚度计算的依据。力和进行管壁厚度计算的依据。力和进行管壁厚度计算的依据。力和进行
96、管壁厚度计算的依据。 1 1 1 1）管道设计压力不得低于最大工作压力）管道设计压力不得低于最大工作压力）管道设计压力不得低于最大工作压力）管道设计压力不得低于最大工作压力 2 2 2 2）装有安全泄放装置的管道，其设计压力不得低）装有安全泄放装置的管道，其设计压力不得低）装有安全泄放装置的管道，其设计压力不得低）装有安全泄放装置的管道，其设计压力不得低于安全泄放装置的开启压力于安全泄放装置的开启压力于安全泄放装置的开启压力于安全泄放装置的开启压力 3 3 3 3）所有与设备相连接的管道，其设计压力应不小）所有与设备相连接的管道，其设计压力应不小）所有与设备相连接的管道，其设计压力应不小）所有
97、与设备相连接的管道，其设计压力应不小于所连接设备的设计压力。于所连接设备的设计压力。于所连接设备的设计压力。于所连接设备的设计压力。 4 4）输送制冷剂、液化气类等低沸点介质的管）输送制冷剂、液化气类等低沸点介质的管道，按阀被关闭或介质不流动时介质可能道，按阀被关闭或介质不流动时介质可能达到的最大饱和蒸汽压力作为设计压力。达到的最大饱和蒸汽压力作为设计压力。5 5）管道或管道组成件与超压泄放装置间通路）管道或管道组成件与超压泄放装置间通路可能被堵塞或隔断时，设计压力按不低于可能被堵塞或隔断时，设计压力按不低于可能产生的最大工作压力来确定。可能产生的最大工作压力来确定。 6 6）工程设计规定需要
98、计算管壁厚度的管）工程设计规定需要计算管壁厚度的管道，其道，其“管壁厚度数据表管壁厚度数据表”中所列的计算压中所列的计算压力即为该管道的设计压力，与计算相对应的力即为该管道的设计压力，与计算相对应的工作温度即为该管道的设计温度。工作温度即为该管道的设计温度。 （2 2）管道设计压力选取）管道设计压力选取 1 1）设有安全阀的压力管道）设有安全阀的压力管道 管道设计压力管道设计压力安全阀开启压力安全阀开启压力 2 2）与未设安全阀的设备相连的压力管道）与未设安全阀的设备相连的压力管道 管道设计压力管道设计压力设备设计压力设备设计压力 3 3）离心泵出口管道）离心泵出口管道 管道设计压力管道设计压
99、力泵的关闭压力泵的关闭压力 4 4 4 4）往复泵出口管道）往复泵出口管道）往复泵出口管道）往复泵出口管道 管道设计压力管道设计压力管道设计压力管道设计压力泵出口安全阀开启压力泵出口安全阀开启压力泵出口安全阀开启压力泵出口安全阀开启压力 5 5 5 5）压缩机排出管道）压缩机排出管道）压缩机排出管道）压缩机排出管道 管道设计压力管道设计压力管道设计压力管道设计压力安全阀开启压力安全阀开启压力安全阀开启压力安全阀开启压力+ + + +压缩压缩压缩压缩 机出口至安全阀沿程最大正常流量下的机出口至安全阀沿程最大正常流量下的机出口至安全阀沿程最大正常流量下的机出口至安全阀沿程最大正常流量下的 压力降压
100、力降压力降压力降 6 6 6 6）真空管道）真空管道）真空管道）真空管道 管道设计压力管道设计压力管道设计压力管道设计压力= = = =全真空全真空全真空全真空 7 7 7 7）凡不属上述范围管道）凡不属上述范围管道）凡不属上述范围管道）凡不属上述范围管道 管道设计压力管道设计压力管道设计压力管道设计压力工作压力变动中的最大工作压力变动中的最大工作压力变动中的最大工作压力变动中的最大 值值值值（3 3）管道设计温度确定的参考原则）管道设计温度确定的参考原则本本专专业业不不确确定定管管道道设设计计温温度度，但但需需根根据据化化工工工工艺艺专专业业发发表表的的数数据据，向向管管道道专专业业和和管管
101、材材专专业业提提出出在在相相应应压压力力下下的的正正常常工工作作温温度度和和（或或）最最高高（或或最最低低）工工作作温温度度。如如需需本本专业提出时，可按下述确定。专业提出时，可按下述确定。 1 1）以传热计算或实测得出的正常工作过程）以传热计算或实测得出的正常工作过程介质的最高工作温度下的管壁温度，作为介质的最高工作温度下的管壁温度，作为设计温度。设计温度。 2 2）不便于传热计算或实测管壁温度的情况下，以正）不便于传热计算或实测管壁温度的情况下，以正常工作过程中介质的最高（或最低）工作温度作为管常工作过程中介质的最高（或最低）工作温度作为管道设计温度。道设计温度。n n金属管道金属管道a.
102、a.不保温管道不保温管道 介质温度介质温度3838管道：管道设计温度管道：管道设计温度= =介质最高温度介质最高温度 介质温度介质温度3838管道：管道设计温度管道：管道设计温度=95%=95%介质最高温介质最高温度度b.b.外部保温管道外部保温管道 管道设计温度管道设计温度= =介质最高温度介质最高温度c.c.内部保温管道（用绝热材料衬里）内部保温管道（用绝热材料衬里） 管道设计温度管道设计温度= =传热计算管壁温度或实验室测的壁温传热计算管壁温度或实验室测的壁温d.d.介质温度介质温度0 0时时 管道设计温度管道设计温度= =介质最低温度介质最低温度非金属管道及非金属衬里的金属管道非金属管
103、道及非金属衬里的金属管道a.a.无环境温度影响的管道无环境温度影响的管道 管道设计温度管道设计温度= =介质最高温度介质最高温度b.b.安装在环境温度高于介质最高温度的环境安装在环境温度高于介质最高温度的环境中的管道（除已采取保护措施者以外）中的管道（除已采取保护措施者以外） 管道设计温度管道设计温度= =环境温度环境温度3 3）以化工工艺专业提出的正常工作过程中介）以化工工艺专业提出的正常工作过程中介质的正常工作温度加（或减）一定裕量作质的正常工作温度加（或减）一定裕量作为设计温度，按下式确定：为设计温度，按下式确定：n n介质正常工作温度介质正常工作温度0 0 300 300 ，设计温度，
104、设计温度介质正常工作温度介质正常工作温度+30+30n n介质正常工作温度大于介质正常工作温度大于300 300 ，设计温度，设计温度介质正常工作温度介质正常工作温度+15+15n n4 4）当流体介质温度接近所选材料允许使用）当流体介质温度接近所选材料允许使用温度界限时，应结合具体情况慎重选取设温度界限时，应结合具体情况慎重选取设计温度，以免增加投资或降低安全性。计温度，以免增加投资或降低安全性。6.3.3 6.3.3 钢管壁厚钢管壁厚n n为了使选材合理，减少管壁厚度的分级数量，便为了使选材合理，减少管壁厚度的分级数量，便于采购、管理和施工，管壁厚度可采用管表号于采购、管理和施工，管壁厚度
105、可采用管表号（Schedule number,Schedule number,简称简称SchSch) )分级。在化工行业分级。在化工行业标准标准化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列(HG20533-93)(HG20533-93)和石化标准和石化标准石油化工企业钢管石油化工企业钢管尺寸系列尺寸系列(SH3405-96)(SH3405-96)也有采用也有采用SchSch号表示的钢号表示的钢管壁厚系列，可供设计人员选用。管壁厚系列，可供设计人员选用。n n管表号仅起到管壁厚度分级排列的作用，没有其管表号仅起到管壁厚度分级排列的作用，没有其它含义，它是管道设计压力它
106、含义，它是管道设计压力P P与设计温度下材料与设计温度下材料许用应力许用应力t t的比值乘以的比值乘以10001000后园整的数值。后园整的数值。n n SchSch=P/=P/t t* * 1000 1000n n计算出来的计算出来的SchSch经园整即可查到上述两系列中的经园整即可查到上述两系列中的钢管壁厚。钢管壁厚。6.3.4 6.3.4 管道材料等级的表示符号管道材料等级的表示符号n n管道材料等级是由管材专业根据具体项目工管道材料等级是由管材专业根据具体项目工程特点和要求编制，并提交给工艺系统专业程特点和要求编制，并提交给工艺系统专业进行标注，它的表示符号没有统一规定。进行标注，它的
107、表示符号没有统一规定。6.3.5 6.3.5 管道数据表的内容管道数据表的内容 管道说明：管道编号、规格、流体介质、管道说明：管道编号、规格、流体介质、管道材料等级、来自管道材料等级、来自/ /至。至。 操作温度、压力操作温度、压力 设计温度、压力设计温度、压力 试验介质和压力试验介质和压力 绝热（伴热）类型、厚度绝热（伴热）类型、厚度 涂漆涂漆 PIDPID图号图号7 7 系统安全分析系统安全分析 系统安全设计是工艺系统专业重要的任务系统安全设计是工艺系统专业重要的任务之一，工艺系统专业的责任就是要对系统之一，工艺系统专业的责任就是要对系统的安全性和可操作性负责，可操作性经常的安全性和可操作
108、性负责，可操作性经常与安全性联系在一起，工艺系统设计人员与安全性联系在一起，工艺系统设计人员必须时时刻刻将系统的安全放在重要位置。必须时时刻刻将系统的安全放在重要位置。 系统安全分析方法，主要有以下四个方面：系统安全分析方法，主要有以下四个方面：（1 1）危险的识别）危险的识别（2 2）危险的定量）危险的定量（3 3）定量化的危险与基准值比较）定量化的危险与基准值比较（4 4）提出控制危险的措施）提出控制危险的措施7.1 7.1 系统安全分析和评价系统安全分析和评价（通用安全分析方法）（通用安全分析方法） 系统安全分析和评价步骤一般分为五个步骤：系统安全分析和评价步骤一般分为五个步骤： (1)
109、(1)辨识辨识/ /发现新的危险性。发现新的危险性。 (2)(2)进一步找出危险性导致事故的概率及事故进一步找出危险性导致事故的概率及事故后果的严重程度。后果的严重程度。 前两步为定性分析，若需要定量分析可继续。前两步为定性分析，若需要定量分析可继续。 (3)(3)确定可接受的概率指标。一般取已有的数确定可接受的概率指标。一般取已有的数据为依据。据为依据。 (4)(4)将计算的危险率与可接受的指标比较，确将计算的危险率与可接受的指标比较，确定系统的危险性水平。定系统的危险性水平。 (5)(5)对危险性高的系统找出主要危险性并进一对危险性高的系统找出主要危险性并进一步分析，寻求降低危险性的途径，
110、将其控制在步分析，寻求降低危险性的途径，将其控制在可接受的指标之内。可接受的指标之内。7.2 7.2 系统安全分析法系统安全分析法 7.2.1 7.2.1 经验系统化法经验系统化法 通过以往发生的各种事故，总结出系统化经通过以往发生的各种事故，总结出系统化经验，用此经验对评价的对象进行检查，即进验，用此经验对评价的对象进行检查，即进行危险性的识别，并解决之。行危险性的识别，并解决之。 (1)(1) 列表法列表法 这是这是3030年代国外就采用的系统安全分析的年代国外就采用的系统安全分析的初步手段。其具体做法是把工程、工艺、设初步手段。其具体做法是把工程、工艺、设备、操作中可能存在的不安全因素以
111、提问的备、操作中可能存在的不安全因素以提问的方式列出，使用时将实际情况与检查条款逐方式列出，使用时将实际情况与检查条款逐项对照，初步明确问题。它具有备忘录的性项对照，初步明确问题。它具有备忘录的性质，是事先拟定的安全检查内容的清单。可质，是事先拟定的安全检查内容的清单。可参见例参见例8.7.2.18.7.2.1（P662)P662) (2) (2) 预计危险分析法预计危险分析法 Preliminary Preliminary Hazards AnalysisHazards Analysis (3) (3) 蒙德蒙德( (MondMond) )法（又称法（又称DOW/ICIDOW/ICI，Mon
112、dMond法），法），此法不仅考虑了火灾、爆炸危险外，还增加此法不仅考虑了火灾、爆炸危险外，还增加了毒性指数。了毒性指数。 7.3 7.3 系统解剖分析法系统解剖分析法 对于新开发的工艺没有足够的经验可吸取，对于新开发的工艺没有足够的经验可吸取，则采用系统解剖分析法。则采用系统解剖分析法。7.3.1 7.3.1 故障类型和影响分析故障类型和影响分析(Failure Modes (Failure Modes and Effects Analysis)and Effects Analysis)7.3.2 7.3.2 危险性可操作性研究危险性可操作性研究(HAZOP)(HAZOP)。(Hazards
113、 (Hazards Operability Study)Operability Study)法法 主要是在设计定型审查阶段，用它发现潜在主要是在设计定型审查阶段，用它发现潜在的危险性和操作难点，其理论依据就是工艺的危险性和操作难点，其理论依据就是工艺流程的状态参数如温度、压力、流量等，一流程的状态参数如温度、压力、流量等，一旦与设计规定的条件发生偏差，就会发生问旦与设计规定的条件发生偏差，就会发生问题或出现危险题或出现危险。危险性可操作研究的基本过程是以关键词为危险性可操作研究的基本过程是以关键词为引导，找出过程中工艺状态的变化（即偏引导，找出过程中工艺状态的变化（即偏差），然后再继续分析造成
114、偏差的原因，差），然后再继续分析造成偏差的原因，后果及可以采取的对策。后果及可以采取的对策。危险性可操作研究既适用于设计阶段，又适危险性可操作研究既适用于设计阶段，又适用于现有的生产装置。用于现有的生产装置。在连续生产过程中，管道内物料工艺参数的在连续生产过程中，管道内物料工艺参数的变化反映了各单元设备的状况，因此在连变化反映了各单元设备的状况，因此在连续过程中分析的对象确定为管道。续过程中分析的对象确定为管道。在间歇生产过程中，分析对象将不再是管道，在间歇生产过程中，分析对象将不再是管道，而应该是主体设备。而应该是主体设备。其主要分析步骤为：（其主要分析步骤为：（P-665P-665）(1)
115、(1)充分了解分析对象，准备有关资料。充分了解分析对象，准备有关资料。(2)(2)将分析对象划分为若干单元，在连续过程将分析对象划分为若干单元，在连续过程中单元以管道为主，在间歇过程中单元以中单元以管道为主，在间歇过程中单元以设备为主。设备为主。(3)(3)按关键词逐一分析每一个单元内工艺条件按关键词逐一分析每一个单元内工艺条件等可能产生的偏差。等可能产生的偏差。7.3.3 7.3.3 如果如果.怎么办怎么办 (What.If)(What.If)是杜邦公是杜邦公司类同于司类同于HAZOPHAZOP法的系统解剖分析法。法的系统解剖分析法。7.4 7.4 逻辑推导法逻辑推导法7.4.1 7.4.1
116、 事故树分析法。事故树分析法。7.4.2 7.4.2 故障树分析法。故障树分析法。它是采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析它是采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。主要分析方法之一。故障树分析步骤：故障树分析步骤：（1 1）确定所分析的系统）确定所分析的系统（2 2）熟悉系统
117、的整个情况）熟悉系统的整个情况（3 3）调查系统发生的事故）调查系统发生的事故（4 4）确定故障树的顶上事件，所要分析的事件）确定故障树的顶上事件，所要分析的事件（5 5）调查与顶上事件有关的所有原因事件）调查与顶上事件有关的所有原因事件见例见例8.7.2.38.7.2.3（P666P666 667)667)7.4.3 7.4.3 原因原因- -结果分析法。结果分析法。(Cause-Consequence (Cause-Consequence Analysis)Analysis)7.5 7.5 人的失误分析法（人的失误分析法（P-667P-667）根据统计，由于人的失误造成的事故占事故总根据统计，由于人的失误造成的事故占事故总数的数的75%75%90%90%。如何避免人的失误成为十分重。如何避免人的失误成为十分重要的工作，有下列三方面来规范。要的工作，有下列三方面来规范。 （1) 1) 设计布置确保安全、设置自动防止故设计布置确保安全、设置自动防止故障的报警、安全阀等安全设备。障的报警、安全阀等安全设备。 （2) 2) 从人机工程原理来设计控制室和操作从人机工程原理来设计控制室和操作程序、尽量减少失误。程序、尽量减少失误。 （3) 3) 采用科学管理，提高人的素质，使人采用科学管理，提高人的素质，使人自动地防止失误。自动地防止失误。 谢谢大家！
