1、设备设计温度的确定
设备的设计温度系指正常作过程中,设备所用材料在最高设计压力下所对应的温度。当需要工艺系统专业提出设备的设计温度(作为设计条件)时,可参照本条款确定。
工艺系统专业以化工工艺专业提出的正常三作过程中介质的最高(或最低)工作温度或介质最高工作温度下的壁温(此璧温由传热计算或实测得出)作为设计温度。
工艺系统专业在不能进行传热计算或实测时,以化工工艺专业提出的正常工作过程中介质的正常工作温度加(或减)一定裕量作为设计温度。
①设备器壁与介质直接接触且有外保温(或保冷)时,设计温度按下表中Ⅰ或Ⅱ确定。
表1设计温度选取
②设备内介质用蒸汽直接加热或被内置加热元件(如加热盘管、电热元件等)间接加热时,设计温度取正常工作过程中介质的最高温度。
③设备器壁两侧与不同温度介质直接接触,并有可能出现只与单一介质接触时,应按较高介质温度确定设计温度;但当任一介质温度低于-20℃时,则应按较低介质温度确定最低设计温度。
④设备壳体的材料温度仅由大气环境气温条件:确定时,其最低设计温度可按该地区气象资料,取历:年来“月平均最低气温”的最低值。
a. “月平均最低气温”系指当月各天的最低气温相加后除以当月的天数。“月平均最低气温”的最低值,是国家气象局实测的逐月平均最低气温资料中的最小值。
b. 对低于、等于 - 20℃的地区,最低设计温度取-20。
c. 对于低于、等于 - 10℃并高于-20℃的地区最低设计温度取-10℃。
⑤下列情况应通过传热计算,求得设备材料温度作为设计温度:
a. 内壁有可靠的隔热层;
b. 器壁两侧与不同温度介质直接接触,而不会出现与单一介质接触。
⑥设备的不同部位在工作过程中可能出现不同温度时,应按不同温度选取元件相应的设计温度。
⑦设备的最高(或最低)工作温度接近所选材料允许使用温度界限时,应结合具体情况慎重选取设计温度,以免增加投资或降低安全性。
2、管道设计温度的确定
管道设计温度T系指管道在正常工作过程中,相应设计压力下可能达到的管道材料温度。工艺系统专业人员根据化工工艺专业提供的正常工作过程中各种工况的工作温度,按“最苛刻条件下的压力温度组合”来选取管道设计温度。由工艺系统专业提出的管道设计温度(本节系指管道中介质的最高工作温度)可参见以下原则确定。
①以传热计算或实测得出的正常工作过程中介质的最高作温度下的管道壁温,作为设计温度。
②在不便于传热计算或实测管壁温度的情况下,以正E常作过程中个质的最高(或最低)工作温度作为管道设计温度。
a. 金属管道
ⅰ. 介质温度小于38℃的不保温管道,T=介质最高温度。
ⅱ. 介质温度不小于38℃的管道,T=95%介质最高温度。
ⅲ. 外部保温管道,T=介质最高温度
ⅳ. 内保温管道(用绝热材料衬里),T=传热计算管壁温度或试验实测的管壁温度。
V:介质温度不大于0℃,T=介质最低温度。
b. 非金属管道及非金属衬里的金属管道
ⅰ. 无环境温度影响的管道,T=介质最高温度。
ⅱ. 安装在环境温度高于介质最高温度的环境中的管道(除已采取防护措施者以外),T=环境温度。
③以化工工艺专业提出的正常工作过程中,介质的正常温度加(或减)一定裕量作为设计温度,可按下式确定设计温度:
a. 介质正常工作温度为0~300℃时,T≥介质正常工作温度+30℃。
b. 介质正常工作温度大于300℃时,T≥介质正常工作温度+15℃。
④当流体介质温度接近所选材料允许使用温度界限时,应结合具体情况慎重选取设计温度,以免增加投资或降低安全性,如:按上述③中计算结果会引起更换高一档的材料时,从经济上考虑,允许按工程设计要求,将15℃附加量减小,但工艺必须有措施,使运行中不至于超温。
⑤当工作压力和对应工作温度有各种不同况或周期性的变动时,工艺系统设计人员应将化工工艺专业提出的各种工况数据列出,并向管道材料专业加以说明。
设备的管道仪表及流程图设计
化工生产过程千变万化,表现为管道及仪表流程图的设计各不相同。但万变不离其宗,所有管道及仪表流程图均是由各种基本单元组成。不同生产过程中基本单元的管道及仪表流程图不可能完全一致,但也不会有太大的差异,均有一定的典型设计。本章主要讨论其共性问题,介绍一些比较常见、典型的设计方案供设计参考。