SH/T 3108-2017 石油化工全厂性工艺及热力管道设计规范.pdf

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标准编号:SH/T 3108-2017
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标准类别:机械标准
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SH/T 3108-2017标准规范下载简介:

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SH/T 3108-2017 石油化工全厂性工艺及热力管道设计规范.pdf

5.1.1热力管道宜采用枝状布置,其干管应通过重要的、负荷大的或用户集中的区域。 5.1.2热力系统的各类介质应单独设置管网。当管网的介质参数不能符合用户的特殊要求时,可专管 输送。

5.2蒸汽及凝结水管道

5.2.1蒸汽压力的分级应根据各类用户的需要,按逐级利用、供气平衡的原则确定。 5.2.2装置内所需蒸汽首先应利用本装置的自产蒸汽,汽量不足时再由系统供给。装置自产的饱和蒸 汽宜过热后再并入系统管网

SH/T3108—2017断负荷的折算负荷的计算QNGB 0003S-2016 南阳市广寿保健品有限责任公司 乌梢蛇木瓜酒,应符合国家现行标准《石油化工设计热力工质消耗量计算方法》(SH/T3117)的规定。5.2.6蒸汽管道应设低点排凝。当流向与敷设坡度相反时,应在翻越点处设低点排凝。5.3氮气及空气管道5.3.1仪表空气和工厂空气管网的压力范围宜控制在0.5MPa~0.8MPa。5.3.2全厂氮气管网应根据全厂各用户的用量、压力和用气特点,按经济合理的原则分别设置;个别用户用气压力低于管网压力时,应采取自行减压的方式满足要求;个别装置开停车需要的氮气压力大于4.0MPa时,宜选择装置自行升压的5.3.3氮气和仪表空气管道的设让流量不考虑管网损失量:工厂空气管道的设计流量可考虑1%~3%的管网损失量。5.3.4仪表空气和工厂空气管道的低点应设低点排凝。寒冷地区的工厂气管道宜采取防冻措施。5.4热力管道的管径及流速5.4.1管道公称直径不宜小于DN50。5.4.2氮气和仪表空气管道的管径应按各用气节点的允许压降计算确定。5.4.3除氮气和仪表空气外,其余热力管道可按推荐流速确定管径,并应满足允许压降的要求,热力管道内介质的推荐流速见表5.4表5.4热力管道内介质的推荐流速介质管道种类推荐流速(m/s)操作压力为3.4MPa~12.5MPa的蒸汽管道40~50蒸汽30~50饱和蒸汽20~40除氧水、软化水道1.5~3热水热水管道1~2自沉凝结水管道0.5凝结水余压凝结水管0.5~1泵送凝结水管1~2压缩空气医缩空气咨道8~156工艺及热力管道配管设计6.1一般规定6.1.1管道设计温度和设计压力的取值、管道器材的选用应符合国家现行标准《石油化工管道设计器材选用规范》SH/T3059的6.1.2管道布置应结合平面布置和竖向设计,在满足生产、施工、检修和安全运行的条件下,力求降低管道工程建设费用:分期施工的管道应统一规划,并应使管道在分期施工时互不影响,当分期界限明显,且后期施工的管道较多时,宜单独预留管带,前期工程的管道不宜穿越预留发展用地。6.1.3工艺及热力管道应共架、共墩布置,管道较多时宜多层布置,管架或管墩上(包括相应的穿越涵洞)宜留有20%~30%不可预见管道敷设的空位。6.1.4布置地上敷设的管道时,不宜使管墩或管架所受的垂直荷载和水平荷载集中在一端;管架上的大直径和较重的管道应靠近管廊柱子布置,小直径、气体管道、公用工程管道宜布置在管廊中间。6.1.5低温管道、液化烃管道和其他应避免受热的管道不应布置在热介质管道的正上方或与不保温的6

SH/T31082017

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6.1.20管带与铁路或道路平行布置时,其最突出 双洗 罐台的管道除外),距公路型道路的路肩不得小于1.0m;距城市型道路的路面边缘不得小于1.0m。 6.1.21管道穿越铁路及主要道路时,应符合下列规定: a 管道与铁路或道路的夹角不宜小于60°。管道应采取保护措施。 b)套管的两端伸出路基边坡不得小于2.0m,路边有排水沟时,伸出水沟边不应小于1.0m。套管 顶距铁路轨顶不应小于1.2m,距道路路面不应小于0.8m,否则应核算套管强度。 6.1.22管道宜有坡度,并宜与地面坡度一致。管道的坡度不宜小于2%o,管道变坡点宜设在转弯处或 固定点处。 6.1.23管道配管设计应满足管道抗震的要求。 6.1.24 低温液体阀门的安装,宜使阀杆垂直向上。若需要倾斜安装时,其倾斜角度不应大于30°。 6.1.25 管道的绝热设计应符合国家现行标准SH/T3010《石油化工设备和管道绝热工程设计规范》的 规定。 6.1.26 管道的防腐设计应符合国家现行标准SH/T3022《石油化工设备和管道涂料防腐蚀规范》的 规定。 6.1.27 7管道的表面色设计应符合国家现行标准SH/T3043《石油化工设备管道钢结构表面色和标志规 定》的规定。

6.2管道的跨度和间距

6.2.1管架上连续敷设的直管道的最大允许跨度,按均布荷载作用下的水平多跨连续梁进行计算,并 应符合正常操作状态下的刚度和强度条件。计算公式见附录C第C.0.1条。 6.2.2直管道末端、水平弯管的最大允许跨度按第6.2.1条的强度条件计算,并应符合下列要求:

.2.2且昌道不 a)直管道末端跨度的折减系数取0.8 b)水平弯管跨距的折减系数取0.67: c)折减后的跨度应小于或等于连续敷设的直管道的最大允许跨度。 6.2.3立弯管的最大允许跨度按水平均布荷载加中间集中荷载计算,中间集中荷载取立管的重量,计 算公式见附录C第C.0.2条。 6.2.4当两支架间有集中载荷时,应核算管道跨度,核算公式见附录C第C.0.3条。 6.2.5保冷管道与相邻管道或其他物体的净距不宜小于150mm,其法兰外缘与相邻管道之间的净距不 应小于50mm。其他地上敷设的管道之间的净距不宜小于80mm,法兰外缘与相邻管道之间的净距不应 小干25mm

a)氧气管道采用焊接连接结构且无阀门时,平行净距应大于或等于250mm; b)氧气管道采用法兰连接或有阀门时,平行净距应大于或等于500mm; c)交叉布置时,交叉处的净距应大于或等于250mm; d)两类管道之间宜用公用工程管道隔开。

6.2.7管子或隔热层距骨

6. 3 管道的热补偿

6.3.1极度危害和高度危害介质管道,易燃、易爆、高温(大于250℃)或低温可燃 偿应采用自然补偿或Ⅱ形补偿器。 6.3.2ⅡI形补偿器与固定点的距离不宜小于固定点之间距离的三分之一 6.3.3对采用硬质保冷材料的低温管道

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6.3.4全厂性可燃气体排放管道的热补偿按国家现行标准SH3009《石油化工可燃性气 计规范》执行。 6.3.5埋地敷设的管道产生热位移的管段应采取补偿或限制位移的措施,管道出土端宜 热位移计算公式见附录D

6.3.6管道固定点的设置应符合下列规定

固定点宜靠近需要限制支管道的位移处; 多根水平敷设的管道在转弯处的横向位移量应小于该处的管间净距; 固定点应设置在需要承受管道震动、冲击荷载或需要限制管道多方向位移处。

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C.0.1连续敷设的直管道最大允许跨度

附录C (规范性附录) 管道最大允许跨度的计算

连续敷设的直管道最大允许跨度,m; 管材在设计温度下的弹性模量,MPa 扣除安全裕量C后的管子抗弯惯性矩,mm 扣除安全裕量C后的管子抗截面系数,mm: 管道单位长度重量,N/m;对于液体管道,W为管子自重、充液重和隔热结构重 体管道,W为管子自重、凝液重和隔热结构重量之和;其中,对于一般气体管道,凝浴 5%:对于催化富气或相当于富气组成的其他气体的放空管道,当无隔热层时,取充液重

C.0.2末端直管、水平弯管、立弯管的最大允许跨度,可按强度条件计算公式计算,但不应超过连续 敷设的直管道最大允许跨度。

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为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下: 1)表示很严格,非这样做不可的: 正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”; 2)表示严格,在正常情况下均应这样做的: 正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”; 3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的: 正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”; 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合…·的规定”或“应按执行”

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中华人民共和国石油化工行业标准

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SH/T3108—2017修订说明SH/T3108—2017《炼油厂全厂性工艺及热力管道设计规范》,经工业和信息化部2017年7月7日以第32号公告批准发布本规范是在《炼油厂全厂一性工艺及热力管道设计规范》(SH/T3108000)的基础上修订而成,上一版的主编单位是中国石化集团北京设计院,主要起草人员是赵世健、周红儿。本次修订的主要技术内容是:标准名称更改为《《石油化工全厂性工艺及热力管道设计规范》:增加了部分术语;增加了燃料气系统设计的规定;增加了氧气、氢气、氮气、仪表空气及工厂空气的设计规定;修订了原规范中引用的现行国家标的名称和标准号,删除或修改了部分条款,补充了若干条款的内容。本规范修订过程中,编偏制组进行了大量的的调查研究,总结了我国石油化工全厂性工艺及热力管道工程建设的实践经验,同时参考了国外先进技术标准为便于广大设计、施工科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定,《石油化工全厂性工艺及热力管划本规范的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需项进行说明不具备与标准正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考18

SH/T3108—2017目次范围工艺管道流程设计…·205热力管道流程设计:..·206工艺及热力管道配管设...·21附录A(规范性附录)的控制流课的·22附录B(规范性附录)吹扫管道内径的计.·23附录C(规范性附录)管道最大允许跨度的计·2419

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煤化工企业是指以煤为原料生产化工产品、油品及气体产品的企业

化工全厂性工艺及热力管道诊

a) 为适应工程分期建设、分期投产的需要,管道设计也应进行统一规划。前期工程既要满足前期 生产的要求,又要为后期生产、施工创造条件,使设计经济合理,有利于安全生产、安全施工。 b 全厂性工艺及热力管道是为实现全厂总工艺流程服务的,既要满足装置正常生产,又要满足装 置事故处理以及开车或停车对管道系统的要求。 4.1.3d)对航空煤油的过滤和脱水不可有丝毫的疏忽,这方面的教训是惨痛的。因此,规范特别重申 了航空煤油精密过滤器的设置要求。

生产的要求,又要为后期生产、施工创造条件,使设计经济合理,有利于安全生产、安全施工。 b) 全厂性工艺及热力管道是为实现全厂总工艺流程服务的,既要满足装置正常生产,又要满足装 置事故处理以及开车或停车对管道系统的要求。 4.1.3d)对航空煤油的过滤和脱水不可有丝毫的疏忽,这方面的教训是惨痛的。因此,规范特别重申 了航空煤油精密过滤器的设置要求。 4.1.5石油化工厂的燃料气主要来源于装置生产过程中产生的可燃气体、回收的火炬气以及补充的液 化气或天然气,不同来源的燃料气热值有较大差别,经充分混合的燃料气有利于保证热值和燃烧稳定; 当天然气作为燃料气的部分气源时,如果天然气的压力明显高于燃料气管网的操作压力,则天然气供气 干管上应设置燃料气管网超压的紧急切断,以避免高压造成管网破坏或装置事故。 4.1.7现在的炼油厂和石油化工厂已普遍大型化,生产装置众多,设置专用的开车/停车的供料/退料 线更适合合理安排装置的开车/停车:在装置数量较少的情况下,从经济的角度出发,可以不设专用开 车线,采用借用其他相近介质的管道方案。

了航空煤油精密过滤器的设置要求

+.2.1 些基础数据波动频繁,变化较大。因此,设计中应根据当时的具体数据进行比较计算,确定经济合理的 管径。本标准给出了推荐的流速范围。 4.2.3本条仅对轻质油的静电安全流速作了规定,对重质油没有作规定。这是因为重质油的电导率大 于1010S/m,通常不按易带电介质考虑,所以,对重质油不提流速限制。 过滤器(过滤精度高于30um)后的管道,特别是航空煤油的精密过滤器后的管道,应注意使油品 从过滤器出口至管道出口的流动时间大于30s。同时,仍应使管道中介质的流速不大于7m/s。 对于油品中游离水和污染物的含量多少才算较高,目前可查阅到的国内外参考文献中尚无明确的结 论。但游离水和污染物的含量高时,流动的油品发生静电聚集的危险大大增加,所以才有本款的规定。

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5.1.1热力管道采用枝状布置的投资较环状布置低。实践证明,枝状布置是可靠的,现有的炼油厂和 石油化工厂一般都采用枝状布置。 5.1.2单管输送系统指单母管系统。若一条管道的输送量不够大而采用两条管道,但各装置(单元) 只与其中一条管道连接时,仍属单管输送。某些重要装置(单元)对介质参数(如压力)有较严格的要 求,而全厂性热力管网又不能满足时,才允许品设专线

5.2蒸汽及凝结水管道

5.2.1蒸汽压力按用户需要对口供应,不进行减压而是逐级利用,才能充分利用有效能,从而节约能 源。 5.2.2本条系指装置发生饱和蒸汽量较大时,如直接并入厂内过热蒸汽管网,未经充分混合即被利用, 则将造成管网含水量过大,影响装置(单元)的正常工作。 5.2.3回收凝结水的目的主要是回收热能、减少软水流失、降低运行费用。 5.2.4压力大于或等于3.9MPa的蒸汽主要供中压汽轮机使用,汽轮机对蒸汽的温度要求较严(例如 3.9MPa的汽轮机额定温度一般为435℃)因此要求进行温降计算

3.3在生产管理到位的情况下,氮气和仪表空气不存在管网损失,但工厂空气在环境 有水析出,如果工厂空气管道未采取防止水析出的措施,则经常性的低点排水或采取低 气的方法防冻时,就有一定的管网损失,因此本规范对工厂空气管道给出了1%~3%的

6工艺及热力管道配管设计

6.1.2全厂性工艺及热力管道布置必须在全厂平面布置和竖向设计的基础上,一方面满足各装置及单 元生产、施工、检修和安全运行的需要:另一方面要求管线长度尽量短,从而节约投资。 6.1.17管道焊缝的设置在管道施工验收规范中已有规定,但在有关弯管、直管段的安装设计中,容易 忽略,在此重申了管道焊缝设置的基本要点。 6.1.22全厂性工艺及热力管道的长度较大,采取管道坡度与地面一致的做法,可以避免因管道与地面 的坡度不同(或反坡),使管架(墩)的高度变化太大。 6.1.24低温液体阀门应首选阀杆垂直安装,若需要倾斜安装时,其倾斜角度不应大于30°,目的在 于避免低温液体泄漏造成人员伤害事故。

6.2管道的跨度和间距 6.2.5低温管道保冷层的结构复杂,密封性能要求远远高于保温管道,为保证保冷施工质量以及避免 施工期间踩踏造成保冷材料破碎等,保冷管道的净距应为施工留出必要的空间。 6.3管道的热补偿 6 3 1 显恢金质管道目指用A用 D7 米可雄泌件甲米层性能送

6.3.1易燃介质管道是指甲A、甲B、乙类可燃液体、甲类气体管道。 6.3.3管道热位移过大时,弯头处的保冷层会产生裂缝,保冷失效

SH/T3108—2017附录A(规范性附录)防止水击破坏的控制流速的计算因管道末端阀门的关闭而产生的水击已越来越受到人们的重视,特别是随着炼油厂油品储运系统自动化水平的提高,气动阀门的使用越来越多和他气动阀门的关闭时间明显缩短,多数情况是发生间接水大击。本规定所给的计算式都是在最大水击增压发生点(即阀门处)的控制流速计算式。若计算其他点处的水击增压,则按水击原理分析计算。由于工程设计中大多按最不利的状态考虑,故一般按本规定计算式计算的控制流速可以得到较为安全的结果22

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附录C (规范性附录) 管道最大允许跨度的计算

管道跨度的确定不仪影响管 直定白 本规定中的跨度计算公式 、直径的管道跨度不至太

C.0.1连续敷设的直管道最大允许跨度

全厂性工艺及热力管道一般都有2%左右的坡度,本规定将其简单视为水平管道进行计算。 跨度计算应按刚度条件和强度条件分别进行,取其较小值作为管道跨距。使跨度既满足管道在变形 方面的要求,又保证了在持续外载作用下管道的应力处于许可范围之内。 计算公式中的系数取值: (1)弯矩系数和挠度系数 全厂性工艺及热力管道的支撑通常设计为等跨布置,当把边距和相当于边距位置的特殊管段,例如 末端直管、水平弯等,进行跨度修正,使中间各跨的连续管道支座处的弯矩系数都接近1/12时,各跨 的挠度系数都接近1/384,便得出附录C的各个公式。 (2)管道最大允许挠度 以往小直径管道由于受到相对挠度为0.001~0.0013的限制,致使跨度很小。据实际观测,公称直 径不大于150mm的管道相对挠度不大于0.003,公称直径150mm以上的管道相对挠度不大于0.002, 都看不出明显的挠度。本规定把相对挠度的限制放宽到0.002,就能使小管径管道的跨距适当提高。 (3)环向焊缝系数 原规定的焊缝系数为0.7,在执行中没有发现问题。在《石油化工管道设计器材选用规范》(SH/T 3059一2012)中规定,采用电弧焊的单面对焊直缝或螺旋缝,当不做无损检测时,焊缝系数取0.8。参 照SH/T3059一2012,并考虑管道的焊缝不在管道的支、吊点处,同时一般管道的实际跨度多数小于计 算跨度,所以,此次修订中环向焊缝系数该为0.8。 (4)安全裕量 由于输送介质对管壁确有腐蚀作用和管子制造可能出现壁厚的负公差,所以在计算管道的跨度时, 应将这两个因素考虑在内。 ①腐蚀裕量CI。由于管子外壁已采取了防腐措施,例如刷漆等,所以计算管子壁厚时不考虑外腐 蚀,即本规范仅考内腐蚀的作用。而管道的内腐蚀虽然有均匀的全面腐蚀,但点、片状的局部腐蚀亦 比较突出,所以,在考虑腐蚀对管子的断面影响时,按腐蚀裕量的壁厚全部被腐蚀掉计算是与实际情况 不相符的。因此,C取腐蚀裕量的一半比较合适。对腐蚀严重的酸、碱管道则应特殊处理。 ②管子壁厚负公差C2。对于无缝钢管,壁厚公差可能造成偏心,但对管子断面系数影响不大,而 局部壁厚的负公差则造成壁厚的减少,对管子断面系数是有影响的,考虑整条管道不会都按壁厚负公差 减少壁厚,也不会都按直径负公差减少直径,故对整条管道的壁厚和直径按同时出现负公差的一半计算。 对于螺旋焊缝钢管,由于使用的板材本身存在负公差,即管子壁厚会均匀地减少,所以螺旋焊缝钢 管的安全裕量C中的C2值按全量计算。 (5)管道持续外载许用应力 计算管道的跨度时,不考虑热胀应力即二次应力,只考虑一次应力。对于水平管道,一次应力由内 压轴向应力、支座摩擦力造成的应力、管道重力造成的应力组成。为简化计算,忽略支座摩擦力(支座 摩擦力较小),并将管道重力引起的弯曲应力与内压引起的轴向应力直接迭加,并使送加所得的应力不

JB/T 6502-2015 NGW行星齿轮减速器SH/T31082017

大于管材在计算温度下的基本许用应力。在扣除管壁安全裕量的情况下,内压则取计算温度下的操作压 力。 (6)管道单位长度的重量W W未包括风、雪、地震等短期荷载。在计算风、雪、地震等短期荷载与正常荷载组合情况下的许 用应力时,允许管材在计算温度下的许用应力提高20%~30%。 水压试验是一种临时状态,而且多数是在管道投产之前进行,有隔热层的管道也都是在隔热层施工 前进行。因此,做水压试验管道的I、Z、等均不考虑扣除安全裕量C。每米管道的重量W为管子自 重加充水量,管道的内压Pw则取水压试验的试验压力。 对液体管道的跨距计算,基本不用做水压试验状态的校核计算。而对气体管道的跨距计算,当不考 虑在水压试验时加设管道的临时支撑用以缩小跨距、保证安全时,则需对跨距进行水压试验状态的校核 计算。 对可能出现凝液的气体管道,操作状态下的凝液重量取值: 由于催化富气放空管道没有保温层,当其长度为1000m,管道进口温度为40℃时,管内凝液积存 最多处,其管内断面上有18%的面积为凝液。除此以外,产生凝液较多的的管道就是1.0MPa饱和蒸汽 管,放水距离按200m300m计算,在其凝液积存最多处,液体在其断面上所占面积不大于管子截面 积的5%。因此,对可能产生凝液的气体管道,一般气体管道就取满管凝液重的0.05倍,无隔热层的催 化富气管道就取满管凝液重的020倍

.2末端直管、水平弯管和立弯管最大允许

附录中的计算公式未包括管道在一跨之内设有阀门或其他管子附件的情况。当设有阀门或其他管子 付件时,则应将它们作为集中荷载进行计算。 水平弯管、末端直管和立弯管出现的几率较高,其最大允许跨度必须满足强度条件,而刚度条件略 可放松,但最大允许跨度也不应超过连续敷设的直管的最大允许跨度。附录中给出了按强度条件计算的 公式。 (1)末端直管 将边跨看做一端固定一端简支的梁。固定支座处的管子弯矩为:

M WL Zo.p L,=0.0894

M一管子在固定支座处的弯矩,N·m。 (2)水平弯管 当水平弯管的两个臂长不等时,其最大允许跨度(水平弯管的展开长度)可大于两个臂长相等的情 况。因此,设AD=BD,计算MA和MB。因为图形ADB的重心在C点(见图1),C点与支座A或B的

的两个臂长不等时,其最大允许跨度(水平弯管的展开长度)可大于两个臂长相等的情 D=BDDL 5319-2014 架空输电线路大跨越工程施工及验收规范,计算MA和MB。因为图形ADB的重心在C点(见图1),C点与支座A或B的 个梁的重量由支座A和B平均分担,并将AD或BD视作悬臂梁,则:

SH/T3108—2017图1水平弯管示意图(3)立弯管竖管与两侧的支架不等距时,立弯管见图2)的最大允许跨度比竖管在两支架的正中间时大。因此,按最不利的情况(即竖管在两支架的正中间)计算A和B支座处管子的弯矩。竖管h的重量作为集中荷载,由支座A和B平均分担,则:M=M.=Lh经整理推到得出0.008ZghW##图2立弯管示意图26

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