石油化工装置防冻设施的设计.doc

石油化工装置防冻设施的设计我国东北和西北大部分地区冬季气候寒冷，极端最低气温在一40上下；最低气温月平均值也在低于一20以下。因此在寒冷地区建设大型石油化工装置时为保证能在冬季安全稳定生产并能在紧急情况下开停车，在设计上要周密考虑露天设备管线的防冻设施。以新疆地区为例，自然条件如下：项目单位数值发生日期年平均气压kPa91.04年平均气温19.1最热月平均气温32.5最冷月平均气温-7.6极端最高气温40.0极端最低气温-28.2平均相对湿度%44%年平均降水量mm55.9历年最大降雨量mm117.6年平均蒸发量mm2560.1平均风速m/s2.7最大风速m/s34冬季平均风速m/s2.0历年平均降雪量mm3.8历年最大降雪量mm9.9年主导风向及频率NE.ENE16%面对如此自然条件，布置在室外的设备管线在设计上应主要考虑下述防冻措施。1 基本原则(1)防冻措施考虑的温度为最冷月日最低气温月平均值即-7.6，一般不按极端最低气温。(2)石化装置除紧急情况外在严寒期尽量不进行开停车。万一停车必须能进行如下处理。有凝固或水析出可导致冻结危险的管线要设置放净阀，该阀应尽可能在2小时内一次排放完毕。冷却水、新鲜水、蒸汽及凝液等管线必须能迅速将水放净。平时没有流体的管线或间断操作的管线应设放净阀，能迅速放净。(3)伴热和采暖或采暖热水冬季要有可靠的汽源。在停车时伴热采暖不能停，以防冻坏设备。(4)管线使用材质主要原则。接触流体部分以通常连续流动的工艺流体的设计条件(温度、压力)选定。弹簧支架、吊架必须使用可耐受极端最低温度-28.2的低温材料。室外不使用铸铁阀门。(5)平时流体不流动的设备管线、容易发生冷冻和冻结的死角盲肠管线应伴热。如碱罐、水罐，油品类的副线，开停车管线等。2 工艺流体的防冻设施21 液体配管系统流体在-7.6以上会凝固的管线和高粘度管线的防冻：(1)平时流动的管线原则上流动停止后12小时内凝固的管线要进行伴热。流体温度高，流动停止后12小时内不凝固的管线只进行保温。 (2)平时不流动的管线需全部蒸汽伴热。例如：开停车用的副线，液体排放线，备用泵管线，抽出少量水的液面控制阀管线，液体减压阀之前管线；控制阀的副线；化学药剂注入线，补充水线等。22 气体配管系统(1)平时流动的含有饱和水管线的防冻。为防止冷凝液影响孔板和控制阀，要在上侧保温。由于冻结使操作上可能产生事故的管线要伴热。配管排液、放空原则上仅作保温，经常放水的地方要伴热。(2)平时不流动的含有饱和水管线的防冻。配管必须保证能自由排放、排液彻底。如下部分必须伴热：仪表、控制阀副线、减压阀前。如果操作温度高，孔径大也可以保温。不含水的气体管线：有凝液的凝固和腐蚀危险的管线要伴热，如酸性气火炬管线。3 公用工程管线防冻措施(1)循环水、新鲜水、生活水管线：停车时原则上要能保证把水尽快抽出排净，这是主要的防冻措施。仅靠保温不行，一旦冻结还必须扒掉处理。 3"管线全系统保温；4"管线可以不保温，但不连续流动部分要保温。在用水（循环水）设备和集水管端部位设置副线，经常保持流通.常用副线规格主管 副线(下限)3" 34"4-8" 1"10-20" 1 1/2"20" 2"新鲜水、生活水室外平时不用的管线，冬季总管和支管要能全部倒空。为了防止阀门不严，可以在总阀后加盲板。地下埋设集合管直接分出的循环冷却水分支管到地表保温，并加设副线；使其冬季保持流通。(2)蒸汽和冷凝液管线：各管线最低处要设置排液口。停车时迅速将蒸汽凝液抽出排净。凝液原则上要回收，边远地带，很少量的凝液回收有困难，可设2"3"的立管就地排放，排放温度应低于6065，以防形成水雾。蒸汽及凝液全系统保温。伴热线凝液尽量集中收集，每根伴热线单独使用一个疏水器，每根伴管离主管最近的根部应安切断阀，支线应从主管上部引出。仅冬季用的伴管，尽量集中设置，在各集合管上设总阀，可以控制系统的开闭。(3)空气管线不保温空气管线，如果空气是经干燥过的露点-40以下，可以不保温，如果没经过干燥则需保温。(4)氮气管线不保温(5)公用物料站(软管站)。水、空气管线在离集合管线最短处设置区间隔断阀。蒸汽：在离集合管最短处设置区间隔断阀，在阀后设置凝气阀，全线保温。4 配管注意事项(1)备用泵要设暖车线，备用时也要有少许回流，两边设置加热线。但深冷泵保持冷状态，避免开车时物料气化。(2)副线是否保温或伴热视具体情况而定。(3)由于流体停止流动而发生冷凝和冻结的死角盲肠管线(包括开停车管线)应伴热。5 支架为了避免地基冻胀造成支架升降不匀而导致接口错位，管线变形受力甚至开裂，在支架设置位置和基础的设计上要特别注意防止冻胀不匀。通常做法如下：(1)泵、设备进出口单个配管支架原则上不从地面架设，尽量从钢结构、框架建筑物上架设。(2)个别贴地面走的管线及室外调节阀的支撑可用管墩即浅基础，深700-1000mm，下边填300mm以上的沙子。(3)大型基础底座应降至冻土层以下。(4)配管、仪表箱、电气等轻负荷的支架尽量从邻近的钢结构、大基础及建构筑物上生根或采取吊、挂的办法，不要设单独的浅基础 要最大限度减少室外管线地面支撑的数目。如泵出口管支撑尽量利用泵基础或用弹簧架支撑，而不要单独设小基础支撑，否则会因基础升降高度不一致而使管口受力。(5)室外梯子一般不设基础，离地面200-300mm高。第一层梯子的固定支架就近在设备基础或钢筋构架或钢支柱上生根。·