40B207石油化工装置塔器管道设计.docx

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40B207石油化工装置塔器管道设计

1范围

本标准规定了塔器类的平面布置、开口方位、平台梯子、管道及管道支吊架等的设计原则及要求等。

本标准适用于石油化工装置的塔、立式容器、卧式容器等的设备布置及管道设计。

分馏塔开口及管嘴一章，仅适用于板式塔盘的分馏塔。

本标准不适用于各类反应器、储罐等设备的布置及管道设计。

2塔器的布置

2.1塔与其它工艺设备的间距，应符合GB50160-92《石油化工企业设计防火规范》。

2.2对可燃气体、液化烃、甲B类液体的塔及立式容器，应布置在明火加热炉、高温设备的全年最小频率风向的上风向。

2.3工艺装置内塔及立式容器、卧式容器的设备布置，一般按流程式布置。

在不影响流程式布置的情况下，可将同类设备集中布置。

2.4塔与其紧密相关的设备，如重沸器、冷凝器、塔底泵、回流罐等应靠近布置。

2.5塔类集中布置时，塔径不论大小，宜布置在同一中心线上，排成一行并平行于管廊。

若直径相近的塔群,宜以切线取齐。

对小直径的塔,可双排或三角形布置。

塔径小于1000mm者，必要时可在框架内布置。

2.6对塔径<800mm长径比又较大的塔或由铝或非金属材料制成的塔应在框架内布置或沿构架布置。

2.7相邻塔的距离除满足基础间距要求外，还应考虑塔上部操作面的需要，一般净距不小于2.5m。

2.8塔的布置应划分为操作侧，（即装置的检修侧）和管道侧（即装置的管廊侧）。

人也和平台均应设在操作侧，管道应布置在管道侧，不得四周均布，管道侧一般不设平台，如图1所示。

2.9塔周围应有足够的检修净空，并考虑塔整体吊装的可能性。

图1塔的管道侧和操作侧示意

2.10塔底抽出管与泵相连时，塔的安装高度应根据塔底泵所需要的汽蚀余量确定。

即在塔底最低液面时，系统的有效汽蚀余量，应大于泵所需要的汽蚀余量。

2.11塔底安装热虹吸式重沸器时，塔的安装高度应满足塔底最低液面与重沸器顶面有足够的标高差，以保证重沸器在操作时的正常循环。

3分馏塔开口及管嘴

3.1人孔或手孔的开设

3.1.1人孔或手孔应设在操作侧统一的位置。

如果多个塔设置联合平台梯子，其中某个塔的人孔标高可根据实际需要调整。

3.1.2人孔不得开在有降液管的方位。

如图2（a）（b）所示，单溢流塔盘可在任何一层塔盘上方的塔壁开人孔，而双溢流塔盘则每隔一层，在有中间降液管的塔盘上面的塔壁上开人孔。

AB为开人孔的范围CD、EF为开人孔的范围

图2人孔方位示意

3.1.1手孔的开设方位按3.1.1及3.1.2条执行。

3.1.2塔裙座上出入口的方位应在检修空地一侧。

塔底抽出管道与其引出口方位应一致。

3.2管道管嘴的开设

3.2.1分馏塔各侧线管嘴、仪表管嘴原则上均应开在塔器的操作侧，无法兰连接的管嘴可开在管道侧。

塔顶油气管道一般开在头盖顶中心。

3.2.2单溢流及双溢流塔顶回流入口管嘴开设方位如图3所示，不带内部接管的应开在受液盘的孤长范围内（应设防冲挡板），带内部接管的嘴子方位范围加宽（内容接管应伸入受液盘中）。

图3塔顶回流入口方位示意

注：

（b）中“0～360°都可开嘴子”所示虚线仅指空间允许时可用。

3.2.3液体原料入口和中段回流入口、一般插入降液管外侧，尽可能靠近上层塔盘的位置，如图4（a）（b）（c）（d）所示。

图4液体原料入口及中段回流开口方位示意

3.2.4油气进口一般与降液管平等并靠近上层塔盘，与中段及液相进料的图4（b）（d）相一致。

3.2.5单溢流塔盘的抽出管嘴可开在受液盘的孤长范围内，一般情况管嘴应开在垂直降液板的中心线上。

如图5（a）所示。

双溢泫塔盘要开在中间降液管下面受液槽的端面上，在一站或开管嘴，其方位是在与降液管平行的中心线上，如图5（b）所示。

另外还可在中间降液管下面受液槽底部开抽出管，抽出管的管嘴方位可在操作侧任一角度开设，如图5（c）所示。

图5抽出管嘴方位示意

3.2.6重沸器返回管嘴和蒸汽入口管嘴的方位宜设在与受液盘平行的塔中心线上，如图6（a）（b）所示。

图6重沸器返回管嘴和蒸汽入口管嘴方位

3.3仪表管嘴的开设

3.3.1

*液位仪表管嘴开设范围。

**在此范围内开设仪表管嘴时，

必需在重混器返回管嘴处设

防冲挡板。

液位调节器管嘴应设在正常液位范围内的操作侧，并在不妨碍降液管的位置上，如图7（a）（b）所示。

（b）双溢流

图7液位仪表管嘴方位示意

3.3.2温度及压力仪表管嘴一般开在操作侧，或在管道侧靠近平台不大于300mm的位置上。

液相温度计应开在液相区，要求与塔盘内液体接触，但不得碰内部构件。

压力计管嘴应设在塔盘下的汽相区，如图8（a）所示。

为了拆卸和安装方便，管嘴前方应有大于或等于600mm的净空，如图8（b）所示。

（a）温度、压力管嘴（b）净空要求

图8温度及压力管嘴位置及安装要求

3.3.3进料段仪表管嘴开设方位应按图9执行（如果开在进料口的对面应加防冲档板）。

图9进料段仪表管嘴方位

4塔器上平台梯子的设置

4.1平台的位置及形式

4.1.1凡在塔顶有人孔、起重吊杆、放空阀、安全阀或在操作侧有人孔、手孔、阀门、法兰、采样、仪表管嘴等需要操作和检修的位置均应设置平台，塔上预留开口的地方宜预留平台、梯子。

4.1.2塔及立式容器上平台的形式一般为环形、扇形，也可用方形、多边形。

按切线取齐的塔裙宜设切线联合平台；在同一中心线上的塔裙宜设扇形联合平台。

平台的设置应以满足操作和检修安全、方便通行、节省投资为原则。

4.2平台的高度及宽度

4.2.1塔上各层平台的标高应依据人孔、手孔、管道进出口管嘴的高度、阀门及仪表管嘴的安装高度和操作需要确定。

平台距人孔中心线的高度可为700～1200mm，一般取800mm。

4.2.2塔及立式容器的两层平台之间的最小净空不得小于2.2m，两层平台距离超过8m时中间应增设间歇平台。

最低层平台离地面高度至少应高出地面3m。

4.2.3环形或扇形平台宽度一般为1.2m，1.4m，1.6m，有人孔、有较大内部构件需取出的平台，或者有仪表箱，调节阀组的平台可加宽，平台上的通道净空应不小于600mm.

图10平台宽度示意

4.3平台栏杆及顶部平台的开孔

4.3.1塔上所有平台的外边缘都应设置栏杆，一般平台栏杆高1.1m。

4.3.2高温立式容器顶不是独立平台时，平台与立式容器顶之间应预留热胀的间隙。

当A≥225，B=50

当A≥225，B=100

4.3.3当顶部平台与管嘴的间隙B=50mm时，平台标高应比设备管嘴法兰面至少低225mm；当间隙B=100mm时A可小于225mm；当平台在法兰面上面时B≥100。

图11平台的开孔示意

4.4梯子的设置

4.4.1塔器上的梯子一般应设在操作侧便于通行和操作的位置上。

各层平台之间的梯子一般以直梯为主，对操作频繁或安装有液面计的塔或立式容器的下部位置可设斜梯，并尽量采用45°钢斜梯。

4.4.2一般直梯可连续上两层平台，当直梯连续攀登高度超过8m时（安全梯子除外），应改变直梯方位。

高出地面或平台面2m以上的直梯应加护笼。

4.4.3直梯应面向塔器壁，而且不宜断开平台，如图12中不宜按（a）（b）（c）布置，应按（d）布置。

梯子距人孔、热管道净距至少为700mm。

图12直梯布置形式示意

4.4.4按《石油化工企业设计防火规范》第4.2.32条的要求，可燃气体、液化烃、可燃液体的塔区平台或其它设备的框架平台，应设置不少于两个通往地面的梯子，作为安全疏散通道，但长度不大于8m的甲类气体或甲、乙类液体设备的平台或长度不大于15m的乙B、丙类液体设备的平台，可只设一个梯子，增设的安全梯一般为直梯。

4.4.5与塔相邻的框架、平台宜用走桥连通以方便操作及检修，也可作为一个安全疏散通道，相邻安全疏散通道之间的距离，应不大于50m。

5塔器的管道设计

塔器的管道设计、除了应满足工艺要求外，尚应考虑管道的热应力（包括开停开状况）及塔器下沉等异常情况，要方便检修和操作，并尽量节约管道使其布置合理、经济、整齐、美观。

5.1塔器管道总体布置

5.1.1管道应布置在管道侧，塔上部较大直径管道应布置在管道侧的中间、中下部连接的管道宜顺序的布置在其两侧，敷塔管道入塔管嘴应设在平台一端；一般管道不宜穿越平台，并避免交叉。

5.1.2管道侧的“管束”尽量布置在距设备中心同一曲率半径上，如图13（a）所示。

亦可将管道布置在平行于设备切线的位置上，如图13（b）所示。

一般管外壁距塔外壁净距至少为100mm（当管道设有隔热层时以隔热层外壁计算）。

（c）（d）

图13管道布置示意

5.1.3塔抽出管、进料管上必需设阀门时，阀门应直接与设备管嘴相连，设备管嘴法兰的温度和压力等级应与阀门法兰一致。

不应将阀门设在向下弯的垂直管段上，如图14所示。

敷塔管道上阀门安装高度，应以阀门手轮距平台1.0～1.5m为宜。

图14塔侧线阀门安装示意

5.1.4管道与塔器的相对位移较大时，为减少塔器管嘴的受力，管道不宜布置在正对嘴子的方位，如图15（a），而应用图15（b）。

管径较大的高温管道应进行应力计算，并优先考虑布置合适的位置。

图15两个以上进料或抽出口的配管示意

5.2塔器顶部管道的布置

5.2.1塔顶油气管道一般布置在靠近冷凝器一侧，塔顶油汽管道进入冷凝器前的管段，应尽可能短，并不得出现U形。

如该管道接至空气冷却器时，为避免偏流应对称式布置进空冷管道。

5.2.2塔顶油汽管道至顶回流罐的热旁路管，应尽量减少压降且不得出现U形，其调节阀组应安装在回流罐上方的平台上。

5.2.3塔及立式容器的放空及安全阀的设置应符合40B216-1997《石油化工装置设备和管道排液、放气管道设计技术规定》及40B218-1997《石油化工装置设备和管道安全放空设计技术规定》的要求。

5.3塔器进料管道的布置

5.3.1在同一角度上，不同标高有两个以上进料口（或抽出口）时应按图15（b）布置，不得按15（a）布置。

5.3.2转油线入塔管嘴法兰处容易渗漏，其温度一压力等级应与设备专业协商提高一级，必要时，此处可加支架。

5.4塔器底部管道的布置

5.4.1一般情况下塔底至泵的管道标高不低于3000mm，则管道也可不上管桥而直接引至泵嘴，并应避免出现U形。

5.4.2温度较高的塔底抽出管与泵相连时，管道应短而少弯，但对其自然管段不能满足自补偿时，应采用改变管嘴方位，移动塔底泵的位置等方法，使管系有足够的柔性，以减少泵嘴子的应力，如图16所示。

图16塔底抽出管布置示意

5.4.3塔底重沸器与塔连接的汽、液相管道应对称布置并尽量减少压降，一般的重沸器气相返塔管道应进行热应力计算。

5.5塔器上其它管道的布置

5.5.1塔区消防蒸汽管道，应从蒸汽总管上方引出，总阀应设在塔区下层平台易于操作处。

为操作安全各层平台消防蒸汽半固定式接头应与平台成切线方向安装，其位置应设在靠近梯子并方便连接处（见图17）。

联合平台则应在楼梯间或在中间部较高的一个塔处设一条消防蒸汽管供各塔使用。

图17半固定消防蒸汽接头示意

5.5.2塔器管道需要伴热时，应在高点给汽、低点疏水，凝结水是否回收视全装置统一要求而定。

5.5.3需要有软管站的塔，仅在有人孔的平台上设置软管站，最低层平台上的人孔，应共用地面软管站。

6塔器的检修设施和照明

6.1塔顶一般设起重吊架，起重负荷为0.5t或1t，为方便操作，吊架的回转方位应在检修通道或检修空地一侧。

6.2塔区各层平台一般应有照明灯具、位置应设在梯子、人孔、调节阀组等处，有液面计的应设在液面计的上方。

在人孔及需要经常检修处应设检修插座，一般塔高小于或等于20m设一个插座，塔高大于20m，设两个插座。

7塔器管道支吊架的设置

为减少敷塔管道对设备管嘴的应力，避免管道振动，沿塔敷设的管道均应设置承重支架和导向支架，必要时还应设置弹簧支架。

7.1固定承重支架应安装在靠近设备管嘴处以减少管嘴受力。

如果管道重量过重，一个固定承重支架承重有困难时，可增设一个弹簧承重支架。

7.2塔上管道距离较长，在承重支架下面应设置导向支架。

导向支架间距按表1选用。

表1塔上管道导向支架间距

公称直径

DN,mm

15

20

25

40

50

80

100

150

200

250

300

350

400

600

800

支架间距m

3.5

4

4.5

5.5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

16

18

7.3导向支架间距安排如图18所示，图中导向支架间距为h，第一个导向支架距固定承重支架间距应是h/2±1m，最低一个导向支架到弯头的间距为“D”，“D”应大于或等于h/2，如果支架是水平和垂直方向都可以移动时，“D”最小可到h/3，但不得大于h。

中间导向支架间距值可适当调整以保持D值。

图18中尺寸“E”超过该管道的极限跨距时，在“E”的中间应加弹簧支架。

7.4在图18中，大直径管道的“F”较长，如果热伸长不能被“A”尺寸吸收时，此处的固定支架应选择嘴子伸出方向可移动的支架。

7.5当管道离开塔器管嘴立即转弯时，应在立管距管嘴最近处设固定承重支架；当管道在中间转弯时，弯管下第一个支架是用固定承重支架还是导向支架，应充分研究热应力之后再确定（见图19）。

当“H”和“J”很短时，弯管下的第一个支架应为固定承重支架，弯管上部可不设任何支架。

图18塔器管道的支架示意图19“H”和“J”关系

注：

“最小距离”指支架距离弯头焊缝的最小允许间距

7.6不与塔管嘴相连的敷塔管道，如消防蒸汽管或是引至塔上放空的管道，其固定承重支架应在立管的下部设置，其余设置导向支架。

7.7安全阀的支架应能承受泄放时的反作用力，安全阀出口管道应设固定支架。

图20安全阀的管道支架示意图21塔器管嘴上阀门支架示意

7.8塔器管嘴直接安装阀门者，当DN≥150mm时，应设承重支架，如图21所示。

8卧式容器的布置和管道设计

8.1卧式容器的布置

8.1.1顶回流罐一般布置在冷凝器下层构架上，如有热旁路控制其调节阀组应安装在回流罐上的平台上，与泵连接的容器，应由泵的允许汽蚀余量确定容器的安装高度，其余应尽量布置在地面，为方便操作检查和安装维修，同类设置应集中布置。

8.1.2对有特殊要求的容器，如需保持一定倾斜度时，其基础应满足倾斜要求。

8.1.3靠重力自流至另一容器，必须注意其高差应能满足要求。

8.1.4带分液包的卧式容器安装高度，应能满足底部排液管的安装要求，并应方便仪表等操作和检修。

8.2卧式容器的开口

8.2.1卧式容器的管嘴，如进料口、气体出口、放空口、人孔、压力计管嘴等，一般均开在卧式容器顶部中心线上。

为方便检修、人孔可开在设备侧面或顶端，如图22所示，如槽内介质对人体有害，有时可设两个人孔。

8.2.2卧式容器的入口和抽出口应开在容器两端，尽可能远些，抽出口宜设在靠近泵的位置。

气体出口设在入口管嘴的对称位置，安全阀口靠近放空系统总管的位置,入口嘴子为两个进口时宜按两端进入、中间抽出布置,测液温的温度计靠近槽底，排污口设在槽的最低点且与液体出口的位置对称。

8.2.3液面计管嘴与进出口管嘴距离不宜太近，以减少扰动，液面计等仪表管嘴应放在易观察，方便检修的方位。

图22卧式容器管嘴开设示意

8.3卧式容器的管道设计

8.3.1卧式容器抽出口管道设计力求减少压降，调节阀组一般布置在地面或平台上，且应保证阀组最低安装高度。

8.3.2卧式容器与其它区相连接的管道，均不应出现U形，管道布置应方便检修并尽量节省管道。

8.3.3布置在地面或平台上的容器其下部管嘴接管的管底（或放净阀底）距地面或平台面不得小于250mm，布置在地面以下池内的卧式容器，其池内地坪应有排水设施。

8.3.4卧式容器的排液、放气及安全放空设计，应符合40B216-1997《石油化工装置设备和管道排液、放气管道设计技术规定》及40B218-1997《石油化工装置设备和管道安全放空管道设计技术规定》的要求。

8.4卧式容器平台梯子的设置

8.4.1罐顶部有法兰、阀门等需要操作和检修，高度超过2.2m的卧式容器，为方便检修和操作，应设操作平台和梯子，有水分包的容器，若液位计较高并影响观察和检修，也应设梯子或平台。

卧式容器与其它容器相邻布置时，可设联合平台或走桥相连，梯子一般为直梯。

8.4.2卧式容器的平台与管嘴的间隙要求应遵守4.3.2条规定。