第六章化工车间装置(布置)设计(二)PPT课件

1 第三节车间设备布置设计及要求 一 内容 二 设备布置的原则 三 要求 1 符合有关的安全要求 规范 满足物料特性要求 2 满足生产工艺和操作要求 3 要符合安装维修要求 4 要符合建筑要求 第六章化工车间装置 布置 设计 2 1 容器 各种贮罐 贮槽 容器按形式可分为立式容器和卧式容器 生产中的中间贮罐一般布置在装置内 对于有毒 易燃 易爆的中间贮罐 应集中布置 原料和成品贮罐一般集中在贮罐区 四 典型设备的布置方案 3 1 立式容器的布置 立式容器特别是大型立式容器布置应考虑运输 吊装等因素 留有余地 容器内带加热或冷却管束时 在抽出管束的一侧应留有管束长度加0 5m的净距离 并与配管专业协商抽出的方位 立式储罐集中布置时 按罐外壁或罐中心线取齐 立式储罐的人孔 若设置在罐侧 离地高度不大于800mm 若设置在罐顶 应设检修平台 多个储罐设联合检修平台 单只储罐设直爬梯上下 上图为穿楼板容器的立面布置 4 卧式容器宜成组布置 成组布置的卧式容器宜按支座基础中心线对齐或按封头切线对齐 卧式容器之间的净空可按0 7m考虑 在工艺设计中确定卧式容器尺寸时 尽可能选用长度相同而直径不同的容器 以利于设备布置 确定卧式容器的安装高度时 除应满足物料重力流或泵吸入高度等要求外 尚应满足下列要求 2 卧式容器的布置 5 a容器下有集液包时 应有集液包的操作和检测仪表所需的足够高度 b容器下方需设通道时 容器底部配管与地面净空不应小于2 2m c不同直径的卧式容器成组布置在地面或同一层楼板或平台上时 直径较小的卧式容器中心线标高需要适当提高 使与直径较大卧式容器筒体顶面标高一致 以便于设置联合平台 6 卧式容器的平台的设置要考虑人孔和液面计等操作因素 对集中布置的卧式容器可设联合平台 如图 a b 7 当液面计上部高度距地面或操作平台超过3m时 液面计要装在直梯附近 顶部平台标高应比顶部管嘴法兰面低150mm 如图7 5 8 容器一般按标准选用 一般长度 直径相同的容器有利于成组布置 并设置共用操作平台和共同支承 图7 6为容器的常用支承安装方式 3 容器的常用支承安装方式 9 2 反应器 1 带搅拌反应器的安装反应器的形式很多 可按类似的设备进行布置 如塔式反应器可按塔类设备来布置 固定床催化反应器与容器设备相似 可按容器类设备布置 大型的搅拌釜式反应器 常单独布置在框架或室外 用支脚直接支撑在地面上 其布置形式见图6 7a b c所示 10 中小型的间歇反应器布置在室内 呈单排或双排布置 如图6 8a b c d所示 11 釜式反应器通常是间歇操作 如图6 9所示 2 釜式反应器布置 12 两台以上相同的反应器应尽可能排成一直线 如图6 10 a b 13 跨楼板布置反应器 粘度大或有固体料的反应器 底部要疏通堵塞 管道清洗等 要设置出料阀操作台 大型反应器底部有卸料时 底部净空应大于3m 以便车辆进入 物料从底部出料自流入离心机要有1 1 5m距离 底部不出料 有人通过时 底部离基准面最小距离为1 8m 搅拌器安装在底部时应留出抽取搅拌轴的空间 净空高度不小于轴的长度 可燃易爆反应器 特别是反应激烈 易出事故的反应器 布置时要考虑足够的安全措施 包括泄压及排放方向 14 3 固定床反应器 反应器上部留足够的净空 供检修或吊装催化剂用 装料口离操作台800mm左右 超过800mm时要设工作平台 催化剂从罐底部 或侧面出料口 卸料 应留足够的净空 当底部离地面大于1 5m时 应设置操作平台 底部离地面最小距离不得小于500mm 多台反应器应布置在一条中心线上 操作阀门和取样口应尽量集中在一侧 并与加料口不在同一侧 以免相互干扰 15 4 流化床反应器布置要求和固定床反应器基本相同 对于体积大 反应压力较高的反应器 应采用坚固的结构支撑 反应器支座 或裙座 应有足够的散热长度 使支座与建筑物或地面的接触面上的温度不致过高 要求钢结构不高于150 钢筋混凝土不高于100 16 3 换热器 换热器是化工设计中使用最多的设备之一 已基本上有定型的系列图可供选用 设备布置设计就是把它们布置于适当的地方 确定其管口方位 使其符合生产工艺的要求 并使换热器与其连接的设备间的配管合理 17 1 独立换热器的布置大型换热器安排在室外 换热器外壳和配管净空高对于不保温外壳最小为0 05m 对保温外壳最小为0 25m 两个换热器外壳之间有配管 但无操作要求时其最小间距为0 75m 2 附设换热器的布置一般是取决于与之有联系的设备 顺应流程 塔的换热器都应布置在塔的附近 回流冷凝器要尽量靠近回流罐和回流泵 塔和立式容器附近的换热器 与塔和立式容器之间应有1m宽的通道 常见的布置方式有 18 3 成组布置的换热器 卧式换热器 两个换热器并列布置时外壳之间有配管 但无操作要求时其最小间距为0 75m 两台换热器之间无配管时最小距离为0 6m 换热器与其他设备的间距至少要留出1m的水平距离 位置受限制时 最少也不得小于0 6m 图6 12 若两个换热器重叠布置可以合用上下水管 但要有抽出管束的位置和空间 上层换热器不能太高 一般管壳顶高不大于3 6米为宜 将进出口管改成弯管可降低安装高度 见图6 11 19 20 21 4 塔 1 塔的布置形式塔的布置形式很多 大型塔类设备常采用室外露天布置 以裙座支撑于地面基础上 小型塔设备可布置于室内 也可以在框架中或沿建筑物外沿进行布置 在满足工艺要求的前提下 塔类设备既可以单独布置 也可以集中布置 单独布置一般单塔和特别高大的塔采用单独布置 利用塔身设操作平台 供进出人孔 操作 维修之用 平台的高度根据人孔的高度和配管的情况来定 22 成列布置将几个塔的中心连成一条线 并将高度相近的塔相邻布置 通过适当调节安装高度和操作点的位置 如适当改变塔裙高度 内部管道布置或在工艺条件允许的情况下适当改变塔板间距 就可做联合平台 采用联合平台时必须允许各塔有不同的热膨胀 联合平台由分别安装在各塔塔身上的平台组成 通过平台间的铰链或预留缝隙来满足不同的伸长量 以免拉坏平台 相邻塔间的中心距一般为塔直径的3 4倍 23 成组布置数量不多 然而大小 结构相似的塔可以成组布置 并可做联合平台 如果塔的高度不同时 一般只将第一层操作平台取齐 其它各层可不予考虑 如图6 13所示 几个塔组成一个空间体系 可提高塔群的刚度和抗风 抗震强度 塔的壁厚也可降低 24 沿建筑物或框架布置将塔安装在高位换热器和容器的建筑物边框架旁 利用容器或换热器的平台作为塔的入孔 仪表和阀门的操作与维修通道 有时将细而高的负压塔的侧面固定在建筑物或框架的适当高度 可增加塔的刚度 减少塔的壁厚 室内或框架内布置小塔或操作频繁的塔安装在室内或框架中 平台和管道都支承在建筑物上 冷凝器可放在屋顶上 利用位差重力回流 25 2 塔设备的布置安装 为便于安装施工 配管和维修 塔的操作面常对着道路 配管对着管廊 确定塔的管口方位时 首先确定人孔的方位及位置 再据塔盘位置 奇 偶数板的降液管位置 再从上到下确定各管口的位置和方位 回流口应设在距离降液板最远的位置 维修侧布置在有人孔靠近通道和吊装的空地 爬梯位于两者之间 常与仪表协调布置 如图6 14 26 塔顶设起吊装置 塔的安装高度须考虑塔釜泵的净正吸入压头 热虹吸式再沸器的吸入压头 自然流出的压头及管道 阀门 控制仪表等的压头损失 塔的冷凝器 冷却器 中间槽 回流罐等可在框架上和塔一起联合布置 如图6 15 也可隔一管廊和塔分开布置 如图6 16 27 5 罐区布置 1 甲 乙 丙类液体 或气体 储罐宜露天布置 其罐区 装卸站 应布置在装置 车间 区边缘一侧 并需在明火或散火花地点的侧风或上风向 其装卸站应靠近道路 既利于安全 又为今后发展留有场地 2 甲 乙 丙类液体储罐应按物料类别和储量成排 成组排列布置 一组储罐不应超过两行 28 3 甲 乙 丙类液体储罐四周应设防火堤 并据物料性质类别设分隔堤 防火堤 分隔堤内有效面积据储罐大小及台数而定 一般单个储罐的堤内容积略大于储罐容积 多台储罐在采取措施后 容积可酌减 但不得小于最大罐的容积及储罐总容积的一半 并取得消防部门同意 堤高一般为1 1 6m 其实际高度应比计算高度高0 2m 29 4 储罐区四周应设消防通道和消防设施 5 储罐区应设置静电接地和防雷设施 6 防火堤或分隔堤内侧应设排水沟 并坡向集水点 从集水点引出的排水管应装阀门控制 污水分别排至相应处理系统 7 输送进出物料的泵不应布置在防火堤或分隔堤内 8 生产操作需要的缓冲罐 中间储罐不宜大量储存甲 乙 丙类液体 30 6 泵 泵的布置应尽量靠近供料设备 保证良好的吸入条件 多台泵应集中布置 排列成一条线 也可背靠背地排成两排 电机端对齐 正对道路 泵的排列次序由与之相关的设备位置和管道布置所决定 泵与泵之间的距离视泵的大小而定 一般不小于0 7米 双排泵之间的距离一般不小于2米 泵与墙之间的距离一般不小于1 2米 以便于通行 当布置受限时 也可两台泵共用一个基础 31 图7 17为泵在管廊下或泵房中的典型布置 32 泵往往布置在室内底层或集中布置在泵房 小功率 7kW以下 的泵可布置在楼板上或框架上 泵的基础一般比地面高100 200mm 不经常操作的泵可室外布置 但需设防雨罩保护电机 北方寒冷地区还要注意防冻 泵需要经常检修 周围应留有足够的空间 对重量较大的泵和电机 应设起吊设备 建筑物与泵之间应有足够的高度供起吊用 室内布置泵经常将泵沿墙布置 可节省面积 如果将工艺罐放在室外 管道穿墙与泵相连 则空间更省 操作也很方便 33 年极端最低温度在 38 以下的地区 宜在室内布置泵 其他地区可采用敞开或半敞开布置 其配套的电气 仪表设施均采用户外型 输送高温介质的热油泵和输送可燃易爆的或有害介质 如氨等 的泵 要求有通风的环境 一般宜采用敞开或半敞开布置 集中布置是将泵集中布置在泵房或露天 半露天的管廊下或者框架下 呈单排或双排布置形式 对于工艺流程中塔设备较多时 常将泵集中布置在管廊下面 在寒冷地区则集中在泵房内 34 分散布置是按工艺流程或安全要求将泵布置在塔或容器附近 泵的布置首先要考虑方便操作和检修 其次是整齐美观 离心泵的出口应取齐 并列布置 整齐美观 不能取齐时 可采用一端基础取齐 便于操作和设置排污沟 图7 18所示为室内泵的典型布置方式 35 当移动式起重设施无法接近质量较大的泵及其驱动机时 应设置检修用固定式起重设施 如吊梁 单轨吊车或桥式吊车 在建 构筑物内要留有足够的空间 布置泵时要考虑阀门的安装和操作位置 泵前沿基础设置泵的排水沟 为防止可燃气体窜入排水沟 可使用排水漏斗和埋地管 泵房设计应符合防火 防爆 安全和卫生等规定 并考虑采暖 通风 采光和噪声控制等 36 管廊上部安装空冷器时 若泵的操作温度小于340 则泵出口管中心线应在管廊柱中心线外侧600mm 见图7 19 若泵的操作温度不小于340 则泵不应布置在管廊下面 37 管廊上部无空冷器时 泵出口管中心线一般在管廊柱中心线内侧600mm 见图7 20 对于大的装置当管廊的跨度很大时 泵出口管中心线可不受此限制 38 两台相同的小泵可布置在同一基础上 相邻泵的突出部位之间最小距离为400mm 泵房靠管廊时 柱距宜与管廊的柱距相同 一般为4m和6m 跨度一般采用4 5m 6m 9m和12m 泵房的层高 梁底标高 应由进出口管线和设备检修所需的高度确定 一般层高为4 0 5 0m 罐区泵房一般设置在防火堤外 距防火堤外侧的距离不小于5m 泵的吸入口管线尽可能短 吸入口标高和储罐或塔类设备的标高关系应满足净正吸入压头 NPSH 的要求 39 20 泵的吸入口管线要求无袋形 指露天布置时 吸入管带有坡度 并坡向泵的方向 并以此决定泵的标高 21 地下槽用离心泵 应放在地下槽的同层高度 22 对于需设置移动式泵的场合 应考虑集中布置同类型泵 使移动泵处在易通行又不妨碍操作与检修作业的区域 如需要以移动式泵来代替某台泵时 该泵应留有切换管道作业的位置 40 B 离心式压缩机 1 离心式压缩机 由电动机驱动时 是电负荷最大的关键设备 布置时要同时考虑变 配电室的位置 一般安装在敞开或半敞开的建筑物内 在严寒地区 冬季在 40 以下 或在风沙大的地区采用封闭式厂房 41 2 离心式压缩机机组及其附属设备的布置应满足制造厂的要求 当布置在二楼时 应设置起吊设施 见图7 21 当布置在室外时 为了大型组合件的检修和运输 还要考虑所需检修通道 并与厂区道路相通 当布置在室内时 其基础应考虑隔振 并与厂房的基础隔开 如图7 21 为便于进出厂房 楼梯应靠近通道 并设置第二楼梯或直爬 便于紧急情况时疏散 如图7 22 3 为了安全 离心式压缩机与分馏设备距离要大于10m 其厂房外缘与道路边缘的距离应大于5m 42 43 44 4 在厂房内布置离心式压缩机时 应满足下列要求 a 机组和厂房墙壁的净距离应满足压缩机或驱动机的活塞 曲轴 转子等的检修要求 并且不应小于2m b 机组一侧有放置最大部件及进行检修作业部件的场地 c 压缩机两侧应有消防通道 如图7 22 5 离心式压缩机基础的