化工工艺系统设计9123.pptx

化工工艺系统设计化工工艺系统设计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4.4.4.4.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，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 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径，但可以采用查取常用流速范围，（见流速范围，（见P606P606609,609,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P610P610611,611,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 （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msms 氯气氯气25.025.0二氧化硫气二氧化硫气20.020.0氨气氨气p0.7MPap0.7MPa20.220.20.7MPaP2.1MPa0.7MPaP2.1MPa8.08.0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、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msmsmsms 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 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。3.4.1 3.4.1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=d Re=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 3Re10Re105 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/Re 560/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(d1.74+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(2/d1.74-2log(2/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PPp p可分为直管可分为直管压力降压力降PPf f和局部压力降和局部压力降PPt t 即即PPp p=PPf f+PPt tn n考虑到估算的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PPp 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 PPf 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 PPf 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（P615P615 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 根据国家标准工业企业噪声控制设计根据国家标准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=(P H=(P H=(P H=(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+hfdfdfdfd 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=QH N=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GB50160-92GB50160-92，19991999 修订版修订版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 GB50057-92 GB50057-92，20002000年年 版版建筑设计防火规范建筑设计防火规范 GB50016-2006 GB50016-2006工业企业设计卫生标准工业企业设计卫生标准 GBZ1-2002 GBZ1-2002 以及其它行业标准和规范。如果用户有要求，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,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