中石化洛阳设计院压缩机配管设计.doc.pdf
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1、公司标准中 国 石 化洛阳石油化工工程公司压缩机配管设计40sc009-1999代替:第 1 页 共 48 页1、适用范围1.1 本设计规定适用于炼油和一般化工装置的往复式压缩机、压缩机辅助设备及蒸汽轮机的管道布置。1.2 一般的通用事项参阅“管道布置设计总则”2、压缩机的种类往复式压缩机依靠活塞的往复运动将气体升压,一般用作小容量的高压压缩机。压缩机的种类按汽缸布置有卧式、立式、W 型、V 型、对置式及对称平衡式等。按压缩方式又可分为单作用式和双作用式。按压缩级数可分为单级及多级。下面列出常用的型式和外形。2.1 卧式循环氢气或丙烷气等高压工艺气体管道多采用此种型式。(1)单作用一单级(图
2、2-1)编制陈勇军校对谢林章审核李苏秦第2 页共 48 页40sc009-1999(2)双作用一单级(图 2-2)图 2-2(注)各部分的名称与单缸机相同(3)双作用一多级(图 2-3)图 2-3(注)各部件的名称与单缸机相同40sc009-1999第3页48 页2.2 立式(图 2-4)常用于装置和仪表用风中、小容量场合图 2-42.3V 型(图 2-5)用于装置和仪表用风容量较大时。3布置3.1总则3.1.1布置的一般注意事项压缩机属于装置中的主要设备,其布置对整个装置有影响,必须慎重考虑后再做布置。另外,它具有压缩气体泵的特点,所以压缩机的布置按泵考虑即可。但是,它处理的是高压气体流,所
3、以要考虑其安全性、操作性及检查维修等。同时还要考虑防噪声措施等。按以下基本原则布置规划:(1)压缩机附属的电气、仪表电缆多,考虑到事故时需紧急处理,控制室和变配电室应尽量靠近布置。(2)压缩可燃气体的压缩机,与明火设备(加热炉等)需保持充分足够距离。(3)考虑压缩机的吊装、检修场地。(4)确定压缩机需不需要厂房(5)压缩机的布置不应因其振动而影响周围设备。特别是压缩机与其他设备、厂房等接近,且基础为一联合基础时,应注意压缩机振动不得传递影响其他设备。详细的布置尺寸与土建设计师商定。第4 页共 48 页40sc009-1999(6)为方便到操作和检修,压缩机和附属设备应尽量集中布置,并确保压缩机
4、周围有足够的空间。另外产生噪声的设备集中布置,也有利于采取防噪声措施。(7)确保压缩机附属设备(润滑装置、现场表仪盘、吸入罐和后冷器等)的布置空间。(8)管道的防振措施原则上是采用管墩支撑。(9)空气压缩机布置在装置最大频率风向的上风向,或吸入干净空气的场所,以下为有厂房的压缩机及其附属设备的布置形式举例。3.1.2 一般布置举例(1)卧式压缩机(图 3-1)压缩机 一级分液罐(第一级)压缩机润滑油站 二级分液罐(第二段)蒸汽轮机润滑油站 后冷器 现场表盘图 3-140sc009-1999第5页48 页(2)立式压缩机(图 3-2)压缩机 后冷器罐电源转换开关分离器空气干燥器图 3-2(3)V
5、 型压缩机(图 3-3)压缩机 后冷器空气干燥器现场表盘 分离罐第6 页共 48 页40sc009-1999中间冷却器 罐图 3-33.2压缩机及其附属设备的布置3.2.1压缩机(1)压缩机的布置压缩机根据以下几点布置(见图3-4)(a)压缩机曲轴中心线平行并排布置。这是用得比较多的布置方法,适用于立式 或卧式压缩机两者大小相当时。(b)驱动机端基础取齐并列布置。此种布置对动力电缆的布置是经济的,而且现场仪表盘可以取齐,容易操作。但是,当压缩机大小差别大时,压缩机连接管会长短参差不齐,管道布置较困难。(c)压缩机端基础取齐并例布置此种布置,即使压缩机大小尚未确定也易保证配管侧所需空间,操作通道
6、以及管墩等亦易规划。配管侧图 3-4(2)压缩机的间距压缩机的布置间距取决于压缩机和操作检修所需的空间(图3-4)。特别是卧式压缩机布置时,应确保的空间是气缸端曲轴的抽出长度再加至少500mm。这是按相邻压缩机不同时抽出曲轴所需空间而规划的。3.2.2辅助设备一般压缩机的辅助设备按压缩机制造厂指定位置布置,也有以下理由需另行布置的。(a)蒸汽轮机和压缩机的润滑油装置共用一个基础,脱离主机基础布置在操作和经济上有好处时。(b)如图 3-5所示相邻的操作平台与辅助设备间没有足够的操作空间又难以保证时。40sc009-1999第7页48 页图 3-5(2)变动布置时的注意事项图 3-6表示注意事项图
7、 3-63.2.3管墩压缩机的进口和出口管道易振动,所以布置在管墩上容易固定。(1)布置在管墩上的注意事项(图3-7)(a)应对管墩的布置进行研究,以便不使振动直接传给周围的厂房、构架和设备等。也应考虑管墩和压缩机间管道的振动(注意:管道长了易引起振动),管墩尽量布置在靠近压缩机位置。厂房与管墩间所需最小尺寸“A”,应考虑基础大小,其详细情况应与土建设计师协商再定。图 3-7第8 页共 48 页40sc009-19993.2.4入口分液罐和冷却器(中间冷却器)(1)入口分液罐入口分液罐是为压缩机提供稳定气流所必要的。具有使入口管道中的气体凝液在入口分液罐中分离出来,不使液体带进压缩机气缸内的功
8、能。入口分液罐的布置应考虑以下述事项,一般的布置例如图3-8 所示。(a)为了使压缩机入口管道的压力降最小,要求罐靠近压缩机布置。(b)布置在易进行操作、维护的场地。(c)当压缩机入口管道的振动而引起入口分液罐振动时,应设置在地面上,布置在与周围设备和厂房等基础相独立的基础上。图 3-8(注)二台以上的压缩机共用一个入口分液罐时,压缩机的布置宜按对称位置布置。(2)后冷器和中间冷却器后冷器用于冷却带走压缩机压缩引起的压缩热。工艺流程的多级压缩机的,最小流量返回线,(出口线的一部分返回入口线),为保证长时间运行又不增大压缩热,一般要设置中间冷却器。冷却方式有管壳式、套管式和空冷等形式,多数是采用
9、管壳式。套管式仅限于小容量的空气压缩机等特殊场合(图39)图 3-10图 314 为一般的布置,按以下事项进行布置。(a)后冷器易引起振动,应将之布置在与其他设备和构架相脱离的基础上。(b)应研究冷却器的维修方法(管束的抽出),确保足够的空间。(c)中间冷却器的布置应考虑与压缩机间的接管要尽可能的短又要具有柔性图(图 3-13 和图 3-14)。图 3-940sc009-1999第9页48 页图 3-10图 3-12 后冷器比较大,需较宽敞的维修空间时管壳式后冷器及中间冷却器图 3-13 后却器(或中间冷却器)小时管壳式中间冷却器第10 页共 48 页40sc009-1999图 3-14 操作
10、平台下设中间冷却器时3.2.5现场仪表盘现场仪表盘是压缩机开车和安全运行所必须的电气(开关)、有关仪表系统(卸荷控制装置、润滑油装置和冷却系统的仪表)组装在同一块仪表盘上。通常,如空气压缩机等小容量压缩机的现场仪表盘设置在压缩机本机机座上。工艺压缩机等则大多与压缩机分开设置,其布置的注意事项和例子表示如下。(1)现场仪表盘布置的注意事项应研究考虑以下各项。详细情况与仪表、电气设计师以及压缩机制造商协议决定,布置例子示于图 3-15图 3-17。(a)现场仪表盘安装在四周无障碍物易于操作和检修的位置,无特殊要求一般靠近压缩机驱动机端布置。(b)2 台以上压缩机应统一考虑压缩机与现场仪表盘的相对位
11、置。(c)应考虑现场仪表盘与压缩机间相连接的仪表用导压管和电缆线的走向。(d)避开压缩机的维护检查区布置。(e)检查现场仪表盘上仪表用应有足够的空间。通常对操作面而言,背面是维护检查侧,检修空间确保 600mm 以上,亦应考虑现场仪表盘门开关的空间。(2)现场仪表盘的布置位置(图 3-15)(a)压缩机的驱动机端通常面向检查通道布置。压缩机的驱动机端作为操作检查通道、面向现场仪表盘位置是操作上理想的布置。另外现场仪表盘的布置自由度大。(特别适用于大型现场仪表的布置)。另外,必须考虑连接压缩机的仪表用导压管和电缆线的埋设空地(直埋或地沟)(b)靠近压缩机布置(参见图3-16&17)虽对现场仪表盘
12、的布置有限制,但充分确保了压缩机周围必需的通道和维护用空间,而且压缩机的导压管和电缆不用埋设或沟设(导压管和电缆可在地面上敷设)。40sc009-1999第11页48 页图 3-16图 3-173.3布置高度3.3.1压缩机压缩机的布置高度,通常是压缩机制造商给出大致的高度(装箱资料图)。但是,规划时考虑到压缩机的操作性和经济设计等,应尽量压低布置高度。确定布置高度时的检查事项如下:(1)立式和 V 型压缩机(参见图 3-18 和 3-19)无特别指明设置高度时以 150mm 为准。但要注意润滑油排液管和机座排凝管。第12 页共 48 页40sc009-1999图 3-18图 3-19(2)卧
13、式压缩机(参见图 3-20)图 3-20决定压缩机的布置高度时考虑以下事项:(a)确保压缩机缓冲罐的排凝管道距操作平台面150mm以上。(b)如图所示,决定压缩机的设置高度时,管墩和压缩机间的工艺管道不得成袋形。3.3.2 辅助设备(图 3-21)40sc009-1999第13页48 页图 3-21(在平台下布置)脱离主机单独布置时,只要设置高度没有指明,就以操作面上(压缩机有操作平台时在平台上面)150mm为准,但应注意,当辅助设备(润滑油装置)的布置高度比压缩机或透平的高度(基础面)高时,润滑油给油系统会出问题。通常二者有个高度差,以便润滑油能自流向辅助设备。3.3.3管墩(图 3-22)
14、大于管墩高度,应考虑管墩上管道的焊接和液面计、排凝管的安装空间等,操作面(地面)至管墩顶面最小 300mm。但是,如果工艺要求或设计需要也可高至450mm。图 3-223.3.4入口分液罐入口分液罐的布置高度按照“容器管道设计”3.3.3后冷器后冷器的布置高度参考“换热器配管设计”决定所需的最小高度。3.3.6现场仪表盘现场仪表盘的布置高度,需按雨水和机座清洗水不能进入的高度来确定。而且比操作面高度高150mm。4 厂房及构架规划4.1厂房的规划压缩机一般是按室外用设计制造的,无特别要求原则上可以不设厂房。但是以下情况需设厂房。(1)为了便于维护,需设桥式吊架车时,而且在多雨地区为了方便操作时
15、。(2)为了防止噪声,防寒和防砂尘。厂房需要与否对全面规划影响很大,在确认客户的意见后,慎重决定。以下就需厂房时的厂房规划叙述一下。4.1.1形式第14 页共 48 页40sc009-1999厂房的形式随房顶、柱、梁等主要材料(桁架、型钢结构和钢筋混凝土)、墙壁的结构,厂房内设备的搬入和操作检修方法的不同而变化。这些形式和结构由土建专业和配管专业的设计师共同商定。厂房有封闭式(这种形式特殊场合使用)和敞开式两种形式。(1)封闭式防止噪声、防寒和防砂尘,厂房四周用墙封闭。(在沙漠地带,砂尘损伤压缩机,影响操作,不便于维修。而且设置墙后,应充分注意,不得妨碍压缩机及其辅助设备、阀门和仪表的操作、维
16、修。图 4-1 所示为封闭式厂房。图 4-1封闭式注(1)注意墙的立柱、窗和间柱的位置。另外当管道穿墙时,将详细情况通知土建专业。(2)考虑操作工的巡检路线,在墙上最少设两个门。(3)为设备搬入设置的门应为可拆除的结构。详细情况与土建专业设计师协商决定。另外还要确保大型卡车了入所需足够的空间。(2)敞开式可燃气体的压缩机厂房如果为封闭式话,一旦气体泄漏,将使整个厂房内充满可燃体十分危险。因此,为了通风良好,应设内部机组不受风吹雨淋的塌壁式厂房,侧面开口,或根本不设侧墙的形式(参见图 4-2)。40sc009-1999第15页48 页图 4-2 敞开式(注)单轨吊车设塌壁时,塌壁的高度取决于单轨
17、吊车用梁的高度,距操作地面最小有3m 的敞开高度。4.1.2厂房的宽度厂房的宽度取决于厂房内布置的设备、仪表所占的空间,及其维护、巡检和操作所需的空间。另外厂房的形式(封闭式、敞开式)不同,厂房的宽度也不同。为了节省投资厂房宽度尽量减小。(1)厂房的布置空间确定厂房的宽度时,主要考虑几方面如下。(a)压缩机(包括驱动设备)(b)现场仪表盘(c)辅助设备(润滑油站等)(d)配管空间(e)操作通道(f)中间冷却器(布置在厂房内时)注(1)封闭式厂房时,出入口、通风口和通风用过滤器、寒冷地区设采暖用加热器等,应注意其布置。注(2)寒冷地区厂房内(多为封闭式厂房)需考虑设置操作控制室的位置。(2)维护
18、、巡检和操作空间压缩机周围必须确保维护、巡检和操作的空间,特别是检修所需的空间,如压缩机和驱动设备解体部件临时放置所需的空间。临时放置部件所需空间会因压缩机的大小、结构形式和在现场解体、装配的程度,而有所不同,因此应先与有关专业(机械、土建专业等)协商。图 4-3 为维护、巡检和操作用空间例。第16 页共 48 页40sc009-1999图 4-34.1.3柱距柱由土建和配管专业设计师协商决定。决定柱距时充分考虑以下各项:(1)对厂房内各设备的搬入和维修有无妨碍。(2)配管布置和运行操作是否协调。(3)纵向的柱距原则上等距布置,而且按实际的经验来看,经济的柱距以6m 左右为宜。4.1.4厂房的
19、高度厂房的高度由土建决定。厂房的高度由设备的搬入或检修时设备的起吊、搬运(用顶棚吊车和单轨吊车等)所需的最小高度来决定。土建资料上关于设备的起吊高度的决定方法由4.1.5 之(3)给出。4.1.5顶棚桥式吊车和单轨吊车(1)设置的目的往复式压缩机结构复杂,它比一般设备有较高的故障率,因此有较多的维护、巡检、维修的机会。为了迅速地进行这些工作,安全地搬运重物,需设置顶棚桥式吊车,或设置单轨吊车。应在理解下款的“形状和特点”的基础上根据要求选择合适的吊车。(2)形状和特点(a)顶棚桥式吊车根据起吊车荷载、间距(厂房宽度),工作方式(电动或手动)的不同而有不同的种类。常用的形式图 4-4。就厂房规划
20、而论,配管设计师概括地知道吊车的形式和允许起吊荷载、空间、作用范围等是比较好的。40sc009-1999第17页48 页图 4-4桥式吊车的特点(i)桥式吊车的作用范围广,且可以迅速地进行维修作业,还适用于同一厂房内布置 多台压缩机场合。(ii)适用于起吊荷载大的大型压缩机等,作业安全度高。(iii)与单轨吊车相比,由于以下原因厂房设计成本高。桥式吊车的自身质量比单轨吊车大。桥式吊车运行时的水平荷载(吊车构件的运行,停止产生的力作用于厂房上,要求厂房结构坚固。厂房高度应确保人员能站在吊车上做检查、操作(整个厂房增高)。同时还需设置用于维修操作的升降梯子及平台(见图 4-5)。图 45(b)单轨
21、吊车单轨吊车的形状如较 4-6,它由起吊重物的绞机和支承吊车的梁组成,一般每台压缩机各设一个单轨吊车。像图 4-7 两台压缩机也可用一台单轨吊车。第18 页共 48 页40sc009-1999图 46图 47单轨吊车特点(i)单轨吊车梁被固定在厂房或吊车构架(无屋顶),维修的工作范围仅限于单轨的中心线上。适用于立式压缩机或同一厂房内布置压缩机数量少(1 至 2 台)的情况。(ii)结构简单,厂房上容易安装,厂房费用低。(3)设备的起吊高度(工作的实际升高)起吊所需高度用吊起时吊钩的高度来表示,此高度和起吊荷重应与土建专业协商。(参见图4-8)。决定吊钩的高度应考虑以下事项。(a)起吊所需最低高
22、度(包括吊车运行、搬运物件的高度),起吊重量和起吊部件的大致尺寸由制造商确定。(b)用卡车搬进搬出时,应考虑货台的高度。40sc009-1999第19页48 页图 48H=L+h+l+corH=L+l1+cH:起吊所需的最低高度L:障碍物的高度或被布置设备的最高高度中的高者。C:提起时的富余高度(确保越过障物,再富余200mm 以上)h:吊荷物高度(包括起吊用的货台)l、l1:吊缆长度的最小值依据如下注(1)*号处的高度与土建专业联系(2)*号处的尺寸由土建专业决定(3)注意尺寸会因是起重机和链滑车而不同Bm1.01.52.02.54.2构架规划设置压缩机周围的构架,应考虑以下操作平台的设置。
23、(1)阀门操作平台(2)压缩机操作平台4.2.1阀门操作平台lm0.861.301.732.15l1 h 200但三角挂绳的角度不超 60图 4-8(续)(c)起吊的方法由制造商确定。特别是起吊精密部件(汽缸、轴等)需不需要货台。第20 页共 48 页40sc009-1999图 4-9小直径管道图 4-10较大直径管道通常阀门操作平台兼做操作工操作,巡检的走道,设在面向管道管墩的配管区。平台的形状因管道布置不同而不同,不可一概而论。一般布置如图4-9 和图 4-10。规划时考虑以下各项。(1)平台的形状规划应结构简单。(2)平台上不要承受过大的荷载。振动管道不能由平台支承,必须需在平台上支承时
24、,要与土建专业联系,采取适当的措施。(3)原则上在上下平台处设梯子(4)考虑平台下面的管道,再决定平台高度和支腿的位置。但是支腿间距不允许狭窄,支腿间距以6m为宜。4.2.2压缩机操作平台压缩机大容量、大型化,其安装高度势必增高(见前3.3.1 款),压缩机周围必须设操作和巡检的操作平台。图 4-11 为采用最多的图例。具体设置规划应考虑检查以下各项。(1)确定平台的设置范围通常压缩机需要维修、正常运行操作及巡检等,因此要求压缩机周围设一定范围的平台。规划平台时应考虑现场仪表盘的布置空间。(2)平台下布置设备时,需确定此设备的维修方法。(3)平台面上应确保临时放置压缩机解体部件的空间,并考虑其
25、荷载。(4)平台上不能承受过大的荷载,不能在平台上支承振动的管道。必须在平台上支承时,应与土建专业联系,采取适当的措施。40sc009-1999第21页48 页图 4-1A第22 页共 48 页40sc009-19994-1B(5)原则上要求平台的高度和压缩机基础面的高度一致,但要确保平台下布置设备和管道的空间。(6)防止平台下聚集可然气体,要求土建专业选用空气可以流通的材料做平台材料(一般使用复合材料和金属格栅材料)。5 管道规划5.1压缩机的流程现列出炼油装置压缩机的一般简要流程。(1)工艺压缩机(参见图 5-1 和图 5-2)(2)公用工程压缩机(参见图5-3)-40sc009-1999
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