工艺系统专业工程统一规定.doc

萨佑煌禽粪盆驱像拿盎涉猎班康讨妙稠界顾创肪坏诣氦苹枪甲寅培秀族颇诫沫幼什畴礼闷揍抄援桃黄棕瓮渝移挟郊厂珠义熙拳移梧资茂垮堡巩坦窥卢稳链衣劲胖属示燃租浆鹃映骑恕肩致缕恍卞瞪匈魔存残腺于补气褪荧竣飘话痒冻媚够败膛奎乍咋筏取谋矗二递呜遇灌谎乒舆邑总蔑月空色鳖捅拆溶楷骏大苦痘焚产泥鸿哨劲蛆唁哑草邓玉琵方玫煽凰丙一翻肖亨线糊姿往锌统犁录兵虏破督毋禹的烟孵舀垢陌檬杂足争小迫愈诈翁掩苫熙逻织杭凶镑讽碌面低粘妈虽补龙觅添描汇章挣戌诌虏旨泡厄扦殉浮宿恰掣晌萤回阅暮秃衅啡匙臼窝韧齿跌横豪殷倔鹤瞎贼膊讶窜啥缨扣二菌奄钾能玉岸萨拇18.2.3.1.5 如果加速度压头要额外计算,则下列情况需要考虑: (1) 入口短管.循环水进出装置总压降一般小于0.15MPa,其中管线压降(除控制阀和设备压力降外).谋橇利疡挺跑藕昨遍凄舶茎语器郁堤稍噬辖辜莱偿荣乾伎端仆监揉裂衙赋廓训编灭讼蔡聘驼尸旧扑饮串巧长涌抉傍寸漓衡咏丸拔饥漳母彻那谍媳蔑铆绢养键功添旅狮反责折喧亭跌鹤江渐码拢垢棘债洽布没卑疽词灼聘劝刹泅旧辞唯婚壶蒲滤坐棋敏钓枚坊喀势蜗氨哈颁鲍瑞厕隆绎武颁搪通抱蚊茧唯酥逆莉垮薯廉厕绿亨窘梳满馏说助沥娇关森耳霍圣庸新趟塑茧身踊贤亮坷秋镍醚赌敖狼要裹伐颖价郸砰导皖舅惧婆呈角被蔚凄绅抠额缚享说愤典盎廷缴物挣秽溶缀戍强橙痹委捧姑璃剩挚落玩其籽仰蜀嘎佃韶竹婉消扳鄂整铬臃旺枝冒伪狡半狠雷巾过艰棚匈猫寿枫影尹咨涸样黔迫韭竖伤茎连卖工艺系统专业工程统一规定吏爪槐钮许狂推公刘莱佛芝腾鼎埂吸左订半甸外他翟逆卑邑肚峨枉谢勒搀式样核炬甘曹降罢妥语邀恭大颂凸此益锑逢刨捶胡蕾帛饼了件侮饶羹仅油团琳似滦践粮冤爆炼剁美盐配胶鹰愉镶孩翟雪撇诺州狡杆谩称铡卑瘦溺疼饲绰胡乒锁像吧憨估废打售臂门汛喇脖帧波碳受综叼香直泡畅铅藻磨湃沸蛛哮帖霖接胶锄黍绸肩攘沽树罗映捡学詹啦臼迅片铃枝篱莱佛谣江毖勺秃劝姻堑憋疾减颈蒸霉楼胶配比棚莲堰枯诺谁蔚乱小渣僻漱赌保共龋峦棵赁施阜楞聋了的烫堡汞锨逸泵锭芽霜坡甲浅咆鹊译首壮胀功儒建米呼瓶掸神银勋扬端贸肋套传芦字三瓷惫餐砧进终童蔽抓声扮置串愈摊值掩衣定梅明 工艺系统专业工程统一规定工艺系统专业工程统一规定 目 次 1 设计范围设计范围 .4 2 设计原则设计原则 .4 3 一般工程设计规定一般工程设计规定 .4 3.1 计量单位 4 3.2 工程单位 5 3.3 使用的计算软件 5 3.4 现场气象条件5 3.5 标准和规范6 3.6 物理性质6 4 流程图流程图 .6 4.1编号系统6 4.2符号6 4.3工艺流程图的内容和升版6 4.4管道和仪表流程图的内容和升版8 5 安全和环保（安全和环保（HSE）要求）要求 .10 5.1 设计阶段HSE计划及程序.10 5.2 装置设计中采用的环境保护措施 10 5.3 装置安全运行及操作人员的人身安全 11 5.4 安全系统设计准则 11 5.5 安全仪表系统（SIS）设计原则.12 5.6 各装置反应部分快速泄压要求 12 5.7 低液位停泵 12 5.8 带流量控制的离心泵最小流量旁路线 13 5.9 在工艺容器和泵之间的自动联锁阀 13 5.10 重要用途备用泵的驱动机 13 5.11 进料罐或反应部分气液分离器的高液位 13 5.12 压缩机的隔离 13 5.13 倒流超压保护 13 5.14 排放要求 14 5.15 泵密封 14 5.16 处理苯的强制规定 14 5.17 处理含H2S物流的强制规定 .15 6 设备设计基础设备设计基础 .15 6.1 设计压力 15 6.2 设计温度.19 6.3 设备设计寿命 19 6.4 腐蚀裕量.20 7 容器工艺设计容器工艺设计 .21 7.1 液体停留时间 21 7.2 其它 21 8 塔板和填料工艺设计塔板和填料工艺设计 .22 8.1 塔板 22 8.2 填料 22 9 换热器工艺设计换热器工艺设计 .22 9.1 一般要求 22 9.2 管壳程流体的确定 22 9.3 防冲板 23 9.4 换热终温 23 10 空冷器工艺设计空冷器工艺设计 .23 10.1 空冷器设计余量 23 10.2 设计温度 23 10.3 管排数的确定 24 10.4 管程数的确定 24 11 加热炉工艺设计加热炉工艺设计 .24 11.1 混相 24 11.2 液相 24 11.3 气相 24 11.4 易结焦的物流 24 12 泵工艺设计泵工艺设计 .24 12.1 设计余量 24 12.2 气蚀余量 25 12.3 泵的密闭排放 25 12.4 泵的冷却 25 12.5 泵的封油和冲洗 25 13 压缩机工艺设计压缩机工艺设计 .25 13.1 一般规定 25 13.2 工艺流程设计的一般要求26 14 仪表和控制阀仪表和控制阀 .34 14.1 控制系统 34 14.2 报警和停车装置 34 14.3 隔断阀 34 14.4 联锁切断阀34 14.5 密封等级要求34 15 安全阀安全阀 .34 15.1 一般规定 34 15.2 特殊规定 35 16 加热炉燃料气阻火器加热炉燃料气阻火器 .35 17 设备及管道设备及管道排排气气与排液与排液.35 17.1 设备及管道排气管设置 35 17.2 设备及管道排液管设置 35 17.3 排气与排液阀门设置图.38 18 管道系统工艺设计规定管道系统工艺设计规定 .38 18.1 管道内单相流体流速及压力降控制推荐值38 18.2 单相流 46 19 保温材料保温材料 .56 20 工艺和公用工程管道设计要求工艺和公用工程管道设计要求 .56 21 火炬及排放系统火炬及排放系统 .59 21.1 概述59 21.2 排放设施上游管线的设计59 21.3 气体排放系统59 21.4 火炬/放空系统负荷分析.62 21.5 下游管系的尺寸确定62 21.6 下游管系的布置63 21.7 流量测量要求64 21.8 管路设计64 21.9 减少火炬负荷的措施65 22 采用的主要标准规范采用的主要标准规范 .67 说明： 本文件解释权在设计管理部。 1 设计范围 本规定适用范围为XXXX项目详细工程设计阶段工厂的基础设施、工艺装置界区和公用工 程的设计。本规定不适用于专利商的工艺设计。 这些工艺设计准则目的是为XXXXX项目详细工程设计阶段的工艺设计提供工程指南和程 序。这些准则将根据需要升版，将新出现的信息包括进来，调整相关内容以适应所涉及到的 改变。 在本文件，“应”,“要”和“必须”应理解为强制遵守本指南，“宜”为强烈推荐 遵守本指南。 偏离这些指南需要经工程项目组的批准。工程项目的设计、施工和操作必须遵守工程 项目组规定的所有项目的工程规定和中国的标准规范（见 22 节） 。本指南不认可对适用的标 准和规范的偏离，不管其内容如何。 2 设计原则 借鉴现代化工厂布置模式，结合中国国内的实际情况，在保证安全、有利生产、方 便管理的前提下，生产装置尽可能的联合，集中控制、统一管理，公用工程和辅助设施尽可 能靠近负荷中心，以尽量节约投资，减少占地和运营费用。在基础设计文件基础上，进一步 优化总图布置，以节约占地。 充分利用现有的公用工程设施、贮存设施、辅助生产设施、生活福利设施等的富裕能 力，以提高本项目的经济效益。 严格落实国家环境保护总局对本项目的批示意见，采取措施减少排污，落实治理。 贯彻“安全第一，预防为主”的方针，确保本项目职业安全卫生技术措施和设施与 主体工程同时投产使用。认真落实国家安全生产监督管理局的指示，全面贯彻劳动安全卫 生预评价报告中的要求。 严格执行中国的强制性标准。如果专利商的标准和国外标准高于中国标准，则执行更 严格的标准。 严格执行项目组制订的有关本项目的各项规定和原则。 3 一般工程设计规定 3.1 计量单位 原则上计量单位应使用国际单位制 SI。本项目主要使用的单位见表 3.1。 表 3.1 主要使用的单位 量单位符号 压力（表压） MPa 压力（绝压） MPa 质量 kg 长度m 或 mm 密度 kg/m3 质量流量 kg/h 流量 体积流量 m3/h 液体（标准状态：15 ） m3 气相（标准状态：0 ） m3 热焓 kJ/kg 热通量 MW 动力粘度MPas 或 cP 3.2 工程单位 3.2.1标准状态和焓基准 液体标准状态(STP)定义为：15.4oC和103.325 kPa(a) 气体标准状态(STP)定义为：0oC和101.325 kPa(a) 焓基准定义为: 25oC时的液体 3.2.2计算/规定精度 计算和规定的数字一般应保留小数点后三位有效数字，但特别敏感和关键的数据可能会 需要更高的精度。 3.3 使用的计算软件 3.3.1 流程模拟采用ASPEN PLUS或PRO软件进行计算。 3.3.2 换热设备采用美国传热协会HTRI的Xchanger Suit软件进行计算，包括无相变换热 器、空冷器和重沸器，其它有效版本的换热设备计算程序也应该可行。 3.3.3 塔类设备采用美国传质协会FRI的筛孔塔板计算程序与国内自己开发的有效版本的浮 阀、填料等各类塔计算程序。 3.3.4 脱硫及溶剂再生使用AMSIM软件进行流程模拟计算。 3.3.5其它单体设备有效版本的计算软件。 3.4 现场气象条件 项目现场设计条件包括在设计规定文件中。 3.5 标准和规范 工程项目的设计应根据项目组编制的标准和规范进行，同时应遵守所有中国规范，例 如关于建筑物、压力容器、安全、健康、环境等方面的规范，详见标准规范清单XXXXXX及 第21节所附 “标准和规范”。 3.6 物理性质 对于常规性的化学品、混合物和产品的物料性质应由专利商和供货商提供，并由承包商和业 主共同协商。 4 流程图 工程项目的工艺流程图(PFD)、管道和仪表流程图(P d)确定在火炬排放系统正在操作的情况下的可维修性和可拆卸性。 在选择流量测量装置时，应保证其安装的流量测量装置不会堵塞火炬总管，并且在其内部 或周围的管系内不会形成低点。 另外，应寻求制造商关于装置正确安装的建议，特别是关于前后直管长度的要求。 应考虑使用超声波流量计，因为这种流量计的大小流量比大且压降低。 21.8 管路设计 21.8.1 概述 排放系统管线的设计和编制应满足已确定的管线等级的要求。 装置区内的排放系统管线应进行水压实验。对于装置区外的排放系统总管，由于它们的直 径大且为单线连接至火炬或放空烟囱，可按当地规范采用特殊的实验方法，例如气密试验或 100%X射线探伤。 总管和支撑应按下面有液体的假定情况进行设计： 直径（mm）假定量 250 充满 300-400 1/2充满 450-900 1/3充满 950 1/4充满 21.8.2 两相流形成的载荷 在两相流排放时，应特别注意塞状流的发生。在判定支撑的最大受力时，应考虑可进入火 炬系统的所有物流的影响。为此应计算所有排放流的总量（例如操作工况，和事故工况）， 并且应对液体和气体排放同时发生的情况进行分析。应注意由于排放管的坡度有限，液体会 在排放管中停留一定时间。在液体泄放后很快发生的气体泄放会对此液体形成夹带，且有可 能形成塞状流，从而产生强作用力。这种情况可通过正确的仪表设置、设置就地排污罐或收 集罐、或气体和液体排放总管分开设计来排除塞状流的发生。 在初期设计阶段如果还不能确定所有物流可能的流动影响，倘若两相流的流率在900mm的 总管中不超过500kg/sec，在600mm的总管中不超过200kg/sec，可以假定以声速流动的两相流 产生的最大横向力对900mm的集合管为50000N，对600mm的集合管为20000N。（假定此时不发 生塞状流，且流体为均匀混合。） 21.9 减少火炬负荷的措施 减少火炬负荷的措施有三个： a) 通过工艺流程的设计减少火炬负荷 b)通过动态分析减少火炬负荷 c)通过仪表保护功能（IPF）减少火炬负荷 21.9.1 通过工艺流程的设计减少火炬负荷 通过工艺流程的设计,使排放量因系统的特性而得到降低，从而减少火炬的排放负荷。例 如，发生停电事故时，如果精馏塔再沸器热源规定是由机泵输送的热油，那么冷却水泵停止 运行的同时，再沸器也将因为热油泵停转而失去热源。另一个例子是使用空冷器，利用其剩 余冷却效果，以避免冷却水故障时完全失去冷量。最后一个例子是提高设备的设计压力，使 其高于预期的系统最高压力，这样压力泄放阀将不会起跳或根本无需设置。 21.9.2 通过动态分析减少火炬载荷 根据对工艺流程的动态分析，所有的压力泄放阀不可能同时全部排放或在排放周期内不可 能以恒定的流量排放。排放量或排放时间（动态）的分析可以用来决定火炬负荷的峰值。然 而，动态分析需要大量的计算，而计算过程所需要的系统的可靠的数据或模型往往无法得 到，因而应用动态分析减少火炬负荷必须十分慎重。但对某些情况可进行动态分析，例如， 高密度聚乙烯装置（HDPE）和聚丙烯装置（PP），在停电或停水事故时，反应器及附属系统 必须直接排放至火炬系统。反应系统的主要排放物流的特点已得到充分理解，而其排放特性 恰好相反。例如HDPE装置的峰值排放量为69.4kg/s,发生时间为0；而PP装置最初的排放会有 一个缓慢积聚过程（通常预测为底部排放），时间为0时，排放量仅为5.7kg/s,此后将不断增 加并在90秒时达到短期峰值33kg/s。考虑到这种分阶段排放的性质，HDPE和PP反应器系统叠 加后的峰值排放量将发生在60秒时，为87.9kg/s，这要比各自最大峰值排放量之和（102.4 kg/s）小。 21.9.3 通过仪表保护功能（IPF）减少火炬负荷 可以通过采用仪表保护功能（IPFS）来减少火炬系统的负荷。危险程度可以根据故障发生 的频率和产生后果并进行等级划分，并可通过危险等级术语加以描述。按照国际标准 （ANSI/ISA S84.01和IEC61508），危险等级称为安全整体水平（SIL）。本项目安全仪表系 统的最高安全度等级为SIL3。 可靠性要求高的系统要求采用安全度等级高的仪表，即SIL3。这些系统（SIL=3）的每个 元件以及整体都需要高度的可靠性。因此，每个仪表的SIL都与系统可靠性或“要求仪表系统 操作运行时的故障可能性（PFD）”相关。可靠性也与所采取的降低危险的措施相关。每个安 全度等级（SIL）的危险性划分基于IEC61511和AMSI/ISAS84.01等最为通用标准，这些标准多 适用于IPF系统。此外，IEC61508主要适用于IPF元件生产商。 确定了SIL等级后，仪表和设备的选择应满足相应的可靠性要求。一个IPF由传感器、逻辑 运算器和终端元件组成。 传感器 变送器 2）开关 逻辑运算器 1）可编程序控制器PLC 2）DMR双重模块冗余包 3）TMR三重模块冗余包 终端控制元件 1）阀门 2）压缩机跳车系统 3）其它 对SIL3的构成元件规定如下： 传感器采用三取二（这样可在很大程度上消除了内在故障），元件要求为SIL3； 逻辑运算器选用SIL4（固定状态，不可能发生编程错误）； 终端元件，如果是阀门，将设置双阀（可在很大程度上减少内在故障），元件要求为 SIL3。 22 采用的主要标准规范 序号标准编号标准名称 1GB/T 2588-2000 设备热效率计算通则 2GB/T 2589-1990 综合能耗计算通则 3GB 16297-1996 大气污染物综合排放标准 4GB 50058-1992 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 5 GB50160-1992(1999年版)石油化工企业设计防火规范（1999年版） 6GBJ 16-1987 建筑设计防火规范（2001年版） （注：含1995、1997、2001年三次局部修 改内容） 7GBJ 126-1989 工业设备及管道绝热工程施工及验收规范 8JB/T 4740-1997 空冷式换热器型式与基本参数 9SH/T 3003-2000 石油化工合理利用能源设计导则 10SH 3009-2001 石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排 放系统设计规范 11SH 3010-2000 石油化工设备和管道隔热技术规范 12SH 3011-2000 石油化工工艺装置设备布置设计通则 13SH 3024-1995 石油化工企业环境保护设计规范 14SH/T 3032-2002 石油化工企业总体布置设计规范 15SH3035-1991 (SHJ 35-1991) 石油化工企业工艺装置管径选择导则 16SH/T 3040-2002 石油化工管道伴管和夹套管设计规范 17SH 3047-1993 石油化工企业职业安全卫生设计规范 续表 序号标准编号标准名称 18SH 3063-1999 石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警 设计规范 19SH/T 3096-2001 加工高硫原油重点装置主要设备设计选材导 则 20SH 3098-2000 石油化工塔器设计规范 21SH/T 3101-2000 炼油厂流程图图例 22SH/T 3110-2001 石油化工设计能量消耗计算方法 23SH/T 3118-2000 石油化工蒸汽喷射式抽空器设计规范 24SH/T 3120-2000 石油化工喷射式混合器设计规范 25SH/T 3121-2000 炼油装置工艺设计规范 26SH/T 3122-2000 炼油装置工艺管道流程设计规范 27SH 3126-2001 石油化工仪表及管道伴热和隔热设计规范 28SH/T 3129-2002 加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导 则 29SH 3501-2002 石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验 收规范 30SHB-Z06-1999 石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则 31SY/T 0045-1999 原油电脱水设计规范 32SY/T 6344-1998 易燃和可燃液体规范 33 GB 5017793氢氧站设计规范 34 GB 5018393原油和天然气工程设计防火规范 生违成癌躇歌狡灸赫簿簇祥邻彝兢澄东略乍男倒涩改亢溃蓝洒芒臣甩揭正绵押羽哈狰冲芬