兰州设计院规定 - 换热器配管规定

石油大学

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第一章        总 则
第二章        换热器的配管
第三章        再沸器的配管






第一章 总  则

第1.0.1条 本规定适用于石油化工装置一般换热器的配管设计。
第1.0.2条 除执行本规定外，尚应执行现行有关的设计规定。

第二章 换热器的配管

第2.0.1条 换热器的管道布置应满足PID的要求，并应考虑管系的柔性及经济性。大直径和合金钢管在管道布置时，应优先考虑使其配管路线最短，弯头最少。
第2.0.2条 对管壳式换热器如果工艺流程图上没有表示出管口的流体方向时，宜遵守以下原则：
    一、一般情况下被加热的流体宜下进上出；被冷却的流体宜上进下出。冷流体和热流体宜选用逆流布置。
    二、用蒸汽加热时，对于卧式或立式换热器，蒸汽应从上部管口进入，冷凝水从下部管口排出。
    三、用水冷却时，对于卧式或立式换热器冷却水从下部管口进入，从上部管口排出。冷却水宜走管程，以便于清洗污垢和停水时换热器内仍能保持充满水。
四、高温物流宜走管程，低温物流宜走壳程。干净的物流宜走壳程。而易产生堵、结垢的物流宜走管程。有腐蚀性的物流宜走管程，而无腐蚀性的物流宜走壳程。压力较高的物流宜走管程，压力较低的物流宜走壳程。流速较低的物流宜走壳程，而流速较高的物流宜走管程。给热系数较大的物流宜走管程，而给热系数较低的物流宜走壳程。
第2.0.3条 换热器的管道布置应方便操作和维修，并且不应妨碍操作和检修通道的通行。带有阀门和调节阀组的管道应靠近换热器的操作通道布置。见图2.0.3-1,2。
第2.0.4条 换热器周围管道上的压力表、温度计、视镜、阀门、液面计和液面调节器等应布置在靠近通道，并从操作通道上容易操作和观察的部位。
    管道、仪表（包括调节阀的膜头）、阀门距换热器的设备法兰、筒体（包括底座或保温层）之间应留有足够的间隙，其最小净距为150mm。见图2.0.4和图2.0.3－2。
    孔板流量计应安装在距操作面不低于2200mm的水平管道上，用临时爬梯可以接近的地方。
第2.0.5条 在换热器的抽芯检修区域内不得布置管道。见图2.0.3－2。
    管道布置也不应影响管箱或封头端的拆卸。为方便管箱端的拆卸，在管箱上方或下方的管道，应设一段带法兰的可拆卸短管。见图2.0.5－1,2，其余不拆卸部分管子应设永久性支架。
第2.0.6条 在换热器封头端或管箱端有拆卸吊柱时，配管应避开吊柱活动范围。见图2.0.4和图2.0.6所示。
第2.0.7条 换热器壳体需要吊出检修时，管道不应布置在换热器轴线的正上方。
第2.0.8条 高温管道的配管形状应有足够热补偿能力，设置牢固的固定支架和必要的导向支架，不得使反作用力集中在换热器的管口上，此类管道必须进行柔性分析和计算来确定配管方案。
第2.0.9条 换热器的管道布置应设置合理的支架，不应使管道、阀门和管件的重量都加在设备管口上。设备管口受力不得超过允许值。
第2.0.10条 多台并联操作的换热器。管道应对称布置，管道阻力应相等。特别是冷凝器的配管，应使每台冷凝器的负荷相等。见图2.0.10所示。
第2.0.11条 对气液两相流的管道布置应使管道长度尽量短。管道形状不得形成积存液体。管道支架应充分考虑防止振动。
第2.0.12条 小直径换热器的冷却水管DN≤150时，宜采取直接与地下总水管直接连接。对DN200以上的冷却水管不应和总管直接连接。应配两个90°弯头，并在弯头中间的水平段安装阀门。当换热器是集中布置时，事先应考虑地下总水管的位置。如图2.0.12所示。

                        DN≤150                        DN＞200
图2.0.12  与地下总管连接示意图
第2.0.13条 换热器的管口及其方位。应根据管道布置来确定，为了降低换热器的安装高度或接管方便，可采用弯管或切线管口，但不管哪种管口形式都应便于流体的流动。如图2.0.13。
第2.0.14条 当换热器进、出口阀门偶然关闭时，能产生内压升高的情况下，为保护换热器管束不被损坏，应在进出口阀门之间安装一个小安全阀。安全阀出口应用管道引到地面或操作面附近。一般在冷却水出口阀前安装安全阀用管道引到附近的地漏或地沟处，防止喷溅。见图2.0.14所示。


图2.0.14  小安全阀的配管示意图
第2.0.15条 卧式换热器的支座应一端固定，另一端滑动。一般管道热补偿量小的一端为固定端。用水冷却的换热器宜选管箱端作为固定端。见图2.0.15所示。
第2.0.16条 套管换热器检修时需抽出内管，配管时应设置检修用法兰，并考虑操作和维修时拆卸法兰及紧固螺栓的空间。见图2.0.16。
    当采用三个管排以上的套管换热器，设计时应考虑换热器的装配空间及管道柔性。见图2.0.17所示。
第2.0.17条 套管换热器的调节阀、疏水器等的布置应方便操作和检修。见图2.0.17－1,2,3所示。

第三章 再沸器的配管

第3.0.1条 再沸器分立式、卧式和釜式再沸器，管道布置要考虑安装、检修及操作所需空间。
    再沸器进出口管道的特点是温度较高、流速高、管径大。配管时即要减少阻力降又要处理好热应力问题，在热应力允许的范围内管道的几何形状尽量简单。
第3.0.2条 立式再沸器的配管
    一、立式再沸器可支撑在塔体上，也可单独设支撑结构。工艺介质一般走管程，加热介质（蒸汽或热水）走壳程。配管研究见图3.0.2－1,2。
    二、支撑在塔体上的立式再沸器工艺介质出口管一般与塔管口对接，中间不加直管段。当仪表不得不安装在管口上时，其管口方位在设计前期就应确定。
    当再沸器支撑在独立构架上时，再沸器出口管口与返塔管口之间应加一段直管段。再沸器要用弹簧支座，并经应力分析后确定弹簧支座形式。
    三、再沸器入口管口与塔出口管口之间的管道应有足够的柔性，在热应力许可范围内其几何形状应尽可能简单。
    四、当再沸器长度与直径（L／D）之比大于6时，再沸器应设导向支架。
    五、蒸汽调节阀组和疏水阀组宜设在再沸器两侧方便操作和检修的位置。
第3.0.3条 卧式再沸器的配管
    一、卧式再沸器安装在地面上时，宜与管廊成90°角布置，占地少，检修或抽出管束方便，其最低安装高度应满足蒸汽调节阀和疏水阀组的安装高度要求。
    当必须提高再沸器安装高度时，应设独立构架，其操作平台宜与塔平台能互相联通。
    二、再沸器的工艺介质进出口管道在满足应力分析条件下采用直管同塔连接且尽量短。如图3.0.3—1,2中方案一所示。
    如果根据应力分析需增加管道长度解决热补偿问题时，可采用侧面塔管口的配管形式。如图3.0.3—1,2中方案二所示。
    三、塔与再沸器之间的管道，当管底净空在2200mm时，宜在塔和再沸器之间留一条1000mm左右的人行通道。如果塔和再沸器之间的管道标高较低，人无法通行时，则在满足热应力条件下，再沸器尽可能靠近塔布置。
四、卧式再沸器一般为工艺介质走壳程，蒸汽或热水走管程。
第3.0.4条 釜式再沸器配管
    一、釜式再沸器蒸汽走盘管，工艺介质走釜腔，可以通过控制釜内工艺介质液面来控制介质蒸汽发生量。
    二、蒸汽管道及调节阀组和工艺管道及调节阀组宜布置在釜式再沸器两侧。
    三、可能时，宜将液位计和液位控制阀比邻配置，以便于利用控制阀的旁通阀进行手工调节液位。
    四、当液位计安装在容许的正常操作高度以上时，要为这些仪表另行设置平台或爬梯。
    五、在再沸器管束抽出端要留出抽管区。
    六、蒸汽管和工艺管的配置要有足够的柔性并经过应力分析确定。
    详见图3.0.4－1,2。
    七、釜式再沸器固定架的位置决定于它与塔之间的相对位置，一般将最靠近塔中心线的再沸器支架作为固定架。再沸器底部的标高应尽可能与塔底封头切线的标高相一致，这样可以减少调节再沸器与塔之间的垂直管段膨胀量所需的管道长度。再沸器的安装标高还必须满足PID图上的工艺要求。最佳布直如图3.0.4－3。
疏水器阀组

                         蒸汽调节阀组

图2.0.3-1  换热器的管道布置示意


图2.0.3-2  换热器的管道布置示意


安装阀门所需净空    法兰与基础之间的间隙


                               调节阀
图2.0.4  换热器配管立面示意




图2.0.5-1  管道布置在换热器上方时示意          图2.0.5-2  管道布置在换热器下方时示意



图2.0.6  有吊柱的换热器配管示意


图2.0.10  几合换热器并联操作时配管示意


降低的高度

图2.0.13  为降低换热器的标高改变管口布置示意

                                 A-A  剖视

图2.0.15  卧式管壳式换热器的支座位置


图2.0.16  套管换热器的检修空间               图2.0.17-2  套管换热器配管示意


图2.0.17-1  套管换热器配管示意                 图2.0.17-3  套管换热器配管示意



图3.0.2-1  立式再沸器配管平面图




图3.0.2-2  立式再沸器配管立面图




图3.0.3-1  卧式再沸器配管平面图



A-A  剖面

图3.0.3-2  卧式再沸器配管立面图




图3.0.4-1  釜式再沸器配管平面图





图3.0.4-2  釜式再沸器配管立面图





图3.0.4-3  釜式再沸器的布置

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