HG／T 20570.1-1995《设备和管道系统设计压力和设计温度的确定》.PDF

中华人民共和国行业标准HG国际通用设计体制和方法H G/T 2 0 5 7 0 一9 5工 艺 系统 工程 设 计 技 术 规 定1 9 9 6 一0 5 一0 2 发布1 9 9 6 一0 9 一0 1 实施中华人民共和国化学工业部发布中华人民共和国 行业标准工艺系统工程设计技术规定HG/T 2 0 5 7 0 一9 5主 编 单 位:化 工 部 工 艺 系 统 设 计 技 术 中 心 站批 准 部 门:化学工业部实 施 日 期:一九 九六年九 月一 日化 口 部 口 二 尾 是 建 设 标 准 编 辑 中 A 绍1 9 9 6北京设备和管道系统设计压力 和设计温度的确定HG/T 2 0 5 7 0.1 一9 5编 制 单 位:批 准 部门:实 施日 期:中 国 成 达 化 学 工 程 公 司中 国 寰 球 化 学 工 程 公 司化 学 工 业 部一九九 六年九月一日编制人:中国成达化学工程公司胡观云曾庆祥 中国寰球化学工程公司杨宜审核人:化工部工艺系统设计技术中心站 龚人伟 封淑元1 设备设计压力和设计温度的确定原则1.0.1 职责范围 1.0.1.1 工艺系统专业负责确定容器、塔、换热器(以下简称设备或容器)的设计压力。1.0-1.2 工艺系 统专业确定设备设计压力时，应在满足安全要求的基础上，尽可能 做到既经济又合理。1.0.1.3 工艺系统专业根据化工工艺专业提供的 在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最大压力及应属本专业考虑的系统附加条件(如系统压力变化、安全阀在系统中的相对位置对设计压力的影响等情况)来确定容器的设计压力。1.0.1.4 工艺系统专业对以下特殊情况的设备应会同化工工艺等有关专业，根据具体情况，按特殊要求确定其设计压力(该设计压力相对按表 1.0.4 确定的 设计压力更高):(1)剧毒物质的排放受到环境限制或直接影响到人身和环境安全的情况;(2)某些场合，如沥青、石蜡、苯醉等易 凝物料或某些浆液，在排 放时，会在 安全装置和排放系统中固化，以及水或其它物料，在排 放时可能冻结，使排放系统堵塞的情况，(3)某些贵重物料，需减少排放损失的情况;(4)由于化学反应或其它原因可能引起工作压力急剧上升的情况。1.0.1.5 当需要时，工艺系统专业根据化工工艺专业提供的工作工况，提出设备元件的设计压力和设计温度。1.0.1.6 工艺系统专业不确定设备设计温度，但需根据化工工艺专业发表的数据，向设备专业提供正常工作过程中的正常或最高(或最低)工作温度，以 便设备专业确定设备设计温度。如确实需要工艺系统专业提出设备设计温度时，工艺系统专业可参考1.0.8 规定来确定设备设计温度。1.0.2 名词说明 1.0.2.1 压力 本规定中除注明者外，均指绝对压力。1.0.2.2 最大工作压力 容器在正常工作过程中，容器顶部可能达到的最大压力，亦称为最大正常工作压力。此值通常由化工工艺专业提出。(1)内压容器 系指容器在正常工作过程中，其顶部可能出现的最大压力。(2)真空容器 系指容器在正常工作过程中，其顶部可能出现的最大真空度。(3)外压容器 系指容器 在正常工作过程中，其顶部可能出现的最大内 外压差。1.0.2.3 最高压力 用以确定容器设计压力的基淮压力。它是由容器最大工作压力加上流程中工艺工作系统的附加条件后，在容器顶部可能达到的压力。此值由工艺系统专业确定。1.0.2.4 设计压力 系指设定的容器顶部的最高压力(包括工艺系统附加条件)，与相对应的设计温度一起作为工艺系统专业向设备专业提出的设备设计载荷的条件，其值不低于最高压力。有特殊要求的设备(如1.0.1.4 的情况)，设计压力由 工艺系统专业会同 化工工艺等有关专业共同商定。设有安全泄放装置的系统中，特殊设备设计压力高于除火灾外的最高工作压力，所设安全泄放装置仅用作火灾情况下保护设备。1.0.2.5 泵的 关闭压力 系指离心泵在关闭出口阀门、相应流量为零时的泵的排出压力。1.0.2.6 安全阀 开启压 力(即 安全阀整定压力)安全阀阀瓣开始升起，介质连续排出的瞬时，安全阀进口处的静压力，详见 安全阀的 设置和选用(H G J T 2 0 5 7 0.2 一9 5)0 1.0.2.7 最高(最低)工作温度 系指容器在正常工作过程中，元件金属可能出现的最高(最低)金属温度。1.0.3 适用范围 1.0.3.1 本规定仅适用于以下范围的压力容器的设计压力的确定:(1)0.1 MP a(表)簇设计压力镇3 5 MP a(表);(2)真空度高于 2 k P a(2 0 0 m m水柱)(表)。1.0.3.2 本规 定仅适用于以 下范围的 常压容器设计压力的 确定:(1)设计压力低于 0.I MP a(表);(2)真空度低于或等于 2 k P a(2 0 0 m m水柱)(表)。1.0.4 设备设计压力确定原则 1.0.4.1 设各设计压力洗取 原则 见夫 1.0.4设 计 压 力选 取表表 1.0.4设计压力常压下工作设计压力为常压，用常压加上系统附加条件校核未装安全泄放装置一般取 1.0 0 1.1 0 倍最高压力(表)装有安全阀1.0 5 1.1 0 倍最高工作压力(当最高工作压力偏高时，可 取下限，反之可 取上限)，且不低于安全阀开启压力装有爆破片不小于最大标定爆破压力 详见 爆破片的 设置和选用(HG/T 2 0 5 7 0.3 一9 5)出口管线上装有安全阀不低于安全阀开启压力加上流 体从容器至安全阀处的压力降容器位于泵进口侧，且无安全泄放装置时取无安全泄放装置时的设计压力，且以0.I O M P a(表)外压进行校核容器位于泵出口侧，且无安全泄放装置时取泵的关闭压力无夹套真空容器设有安全泄放装置设计外压力取 1.2 5 倍最大内外压力差值或0.1 MP a(表)进行比 较，两者取较小值未设安全泄放装置按全真空条件设计 即设计外压 力取0.1 M P a(表)夹套内为内压的带夹套真空容器容器壁按外压容器设计，其设计压力取无夹 套真空容器规定的压力 值，再加夹套内设计压力，且必须校核在夹套试验压力(外压)下的稳定性夹套壁设计内压力按内压容器规定选取设计外压力取不小于在工作过程中可能产生的最大内外压力差介质为丁烷、丁烯、丁二烯时0.7 9 MP a(表)n类体介质 5 0 时饱和蒸气压小于1.5 7 MP a(表)时1.5 7 MP a(表)介质为液态丙烷或介质5 0 时饱和蒸气压大于 1.5 7 MP a(表)，小于1.6 2 MP a(表)时1.7 7 MP a(表)介质为液态丙烯或介质5 0 时饱和蒸气压大于1.6 2 MP a(表)，小于1.9 4 MP a(表)时2.1 6 MP a(表)1.0.4.2 低压下的蒸气表面冷凝器按全真空条件设计。1.0.4.3 容积大于或等于 l o o m,的盛装液化石油气的 储存类压力容器，由 设备设计者和工艺系统设计人员协商来确定设计温度，但不低于 4 0 0C，根据设计温度及介质的对应饱和蒸气压来确定最大工作压力和设计压力。1.0.4.4 化工生产中，当同一设备需承受多种不同工况(如某些反应器要适应吹扫、试压、升温还原、化学反应、催化剂再生等多种化工过程的多种工作条件变化)，该类设备设计压力的确定，按 1.0.4 与 1.0.6 规定来确定，并应向设备专业说明各阶段工作压力及工作温度相应变化时间及介质变化情况。1.0.5 各类系统中设备最高压力选取 1.0.5.1 离心泵系统 (1)泵输出侧最后切断阀上游设备最高压力 a.若吸入侧容器的设计压力按表 1.0.4 选取，则泵输出侧设备最高压力等于泵吸入侧容器最高压力加上泵出口关闭压差再加(或减去)静压头。b.若有特殊要求，则泵输出侧最高压力应由工艺系统专业会同有关专业共同商定。(2)泵输出侧最后切断阀下游设备最高压力应是化工工艺专业给定的最大工作压力并加上系统附加条件后的最高压力。1.0.5.2 容积式泵系 统 泵的输出压力主要受泵壳体的强度和驱动机的力矩限制，因此对容积式泵通常不用“关闭压力”一词，而用“停止压力”(即使得驱动机停止运转所需压差)。“停止压力”通常比 它的正 常工作压力高许多，因 此，容积式泵输出管 道上的 设备不应按“停止压力”设计。容积式泵输出管道上设备最高压力是化工工艺专业提出的设备最大工作压力加上系统附加条件。1.0.5.3 冷冻系统 化工工艺专业通常提供冷冻系统在工作过程中预期达到的最大工作压力。但在停车后，高压侧压力将降低而低压侧压力将升高至系统中两侧压力相等，此时的压力即为“停车压力”。高压侧的最大工作压力通常是工艺规定的数值，此值高于“停车压力”。低压侧的最大工作压力为“停车压力”加上一定的裕量，此裕量取决于系统停车期间输人的热量和冷冻剂的热力学性质。长期停车时低压侧的最大工作压力取最高预期环境温度下冷冻剂的平衡压力，或参照 1.0.5.6 规定选取。“停车压力”按高压侧至低压侧等焙节流来计算。4 最大工作压力加 上系 统附加 条件，即 作为 冷冻系 统最高压力，高压侧和低压 侧分别确定。1.0.5.4 压缩机系统 处理蒸气和蒸气混合物的压缩机系统和其它多种设备串联系统应按承受同一超压源的一组设备(两个切断阀之间)来选取设备最高压力，并应注意以下方面:(1)把安全阀尽可能设在组内工作温度最接近常温的地方;(2)紧靠安全阀上游的设备的最大工作压力，是确定系统其余设备最高压力的基准;(3)安全阀开启 压力等于上游设备设计压 力减去该设备至安全阀最大正常流量下的压力降。L 0.5.5 塔系统 塔系统包括塔、再沸器、塔顶冷凝器和回流罐。塔的最高压力应根据化工工艺专业规定的塔顶最大工作压力并加上系统附加条件来确定。1.0.5.6 盛装 液化 气体的 容器 (1)盛装临界温度高于5 0 的液化气体的压力容器，当设计有可靠的保冷设施，其最 高压力为 所盛装液化气体在可能达到的 最高工作温度下 的饱和蒸气压力;如无保冷设施，其最高压力不得低于该液化气体在 5 0 时的饱和蒸气压力。(2)盛装临界温度低于5 0 的液化气体的压力容器，当 设计有可靠的保冷设施，并能确保低温储存的，其最高压力不得低于实测的最高温度下的饱和蒸气压力;没有实测数据或没有保冷设施的压力容器，其最高压力不得低于所装液化气体在规定的最大充装量时，温度为5 0 的气体压力。(3)常温下盛装混合液化石油气的压力容器，应以5 0 为设计温度。当其5 0 C的饱和蒸气压力低于异丁烷 5 0 的饱和蒸气压力时，取 5 0 异丁烷的饱和蒸气压力为最高压力;当其高于 5 0 异丁烷的饱和蒸气压力时，取 5 0 丙烷的饱和蒸气压力为最高压力;如高于 5 0 丙烷的饱和蒸气压力时，取 5 0 丙烯的饱和蒸气压力为最高压力。1.0.设备设 计压力 最终确定 原则 按表1.0.4 设 计压力 选取表中确定的 是每台 设备的初步确定的 设计压 力。初步确定的设计压力还需根据该设备在每一安全系统中与安全泄放装置的相对位置进行调整而得出设备的最终确定的设计压力，即作为对设备专业进行设备计算的依据，其调整原则如下:1.0.6.1 装有安全泄放装置的设备及其上游设备的设计压力(最终确定的)5 可按表 1.0.4 设计压力选取表确定。1.0.6.2 安全泄放装置下游设备的设计压力(最终确定的)设计压 力等于安全泄放 装置的开启压力(或标定压力上限)，或按表1.0.4 确定的设计压力，二者中取大者。1.o7 典型系统设备设计压力选取 1.0.7.1 有安全阀的工艺系统(单个设备不再装设安全阀)设备设计压力选取 (1)位于安全阀下游的设备设计压力，如图1.0.7-1 所示。E 1 0 1.精馏 塔C1 0 1 F1 0 1换热器回流维图1.0.7-1 示意流程图(一)系统中 设备设计压力应按控制阀 关闭系统内流体不流动，管道和设备的压力降为零(即a p e=0)的状态来考虑，回流罐 F 1 0 1 的设计压力应为:尸 D2=尸 D,+O P a (1.0.7 一1)式中 乙 尸 F 系统压 力降;尸