關于煉油廠全廠工藝及鍋爐高溫蒸汽流量計設計解析
點擊次數：1751 發布時間：2021-01-07 15:12:06
摘要：隨著我國經濟的快速發展，各行各業對能源的需求也越來越大，煉油廠的原油加工能力也在逐步提高，隨著裝置的不斷大型化，全廠工藝及鍋爐高溫蒸汽流量計的型式也越來越向大型化、復雜化、多層化方向發展。全廠工藝及鍋爐高溫蒸汽流量計的設計是否科學、經濟，直接關系到日常生產、操作、維護以及整個煉油廠的經濟效益。對煉油廠全廠工藝及鍋爐高溫蒸汽流量計的設計進行總結闡述，希望對有類似的設計具有一定的參考和指導意義。
1 主要內容
本文參照相關文獻、設計手冊和標準規范，結合多年工程設計經驗，從全廠工藝及鍋爐高溫蒸汽流量計（以下簡稱“全廠管網”）的工藝流程設計、鍋爐高溫蒸汽流量計設計、鍋爐高溫蒸汽流量計支架及管托設置、鍋爐高溫蒸汽流量計應力分析及熱補償幾個方面，對全廠管網的工程設計進行闡述。
2 工藝流程設計
1）工藝流程設計應根據全廠總工藝流程和全廠總平面綜合考慮，工藝流程應具有一定的靈活性，盡量簡化，減少工藝介質的周轉。
2）在項目分期建設的情況下，應根據項目建設要求統籌規劃，同時按項目分期建設的要求進行設計。要注意各期工程的銜接，在滿足生產需要的前提下盡量減少前期工程量。
3）工藝流程設計中確定鍋爐高溫蒸汽流量計內油品經濟流速時，應考慮：輸送介質的性質，允許的鍋爐高溫蒸汽流量計阻力降（包括泵的吸入要求、自流鍋爐高溫蒸汽流量計的允許壓力降等），年操作時間和動力費用，因靜電、噪聲、震動等所限制的最大流速。
3 管架布置原則
1）全廠管網的設計應具有全局思維。在滿足工藝流程的前提下，盡量集中布置，少占地，方便生產、施工、維修，整齊美觀和經濟合理。
2）在確定裝置單元邊界條件和電氣電纜、儀表電纜以及埋地鍋爐高溫蒸汽流量計等平面走向時，應與相關專業協商，達成一致意見，使其走向合理、排列有序，盡量減少整個系統的高低點數量。
3）應避免管廊三面包圍裝置或單元，不應四面包圍工藝裝置或單元。鍋爐高溫蒸汽流量計布置應盡量做到“步步高”或“步步低”，減少氣袋或液袋，同時應注意減少“盲腸”。
4）分期施工的鍋爐高溫蒸汽流量計，應預留后期鍋爐高溫蒸汽流量計的位置，全部投產后，管架或管墩宜預留30% 左右的發展空間。還應考慮給排水鍋爐高溫蒸汽流量計和電氣、儀表、電信等各類電纜槽架寬度及輔件安裝維護所需占用的位置及寬度。
5）管廊一般沿路平行敷設，并靠近裝置或單元接口多的一側，應與裝置或單元內部鍋爐高溫蒸汽流量計作為一個整體統一考慮。在確定裝置或單元的進出口鍋爐高溫蒸汽流量計方位和敷設型式時，應由裝置內外協商解決。與裝置或單元無關的工藝及熱力鍋爐高溫蒸汽流量計，不應穿過該裝置或單元 ；液化烴鍋爐高溫蒸汽流量計不得穿過與其無關的建筑物。
6）布置管廊要兼顧到鍋爐高溫蒸汽流量計的熱補償，盡量用自然補償器，管廊分支處宜在附近管架做固定架。
7）裝置區周圍的鍋爐高溫蒸汽流量計宜采用管架敷設 ；儲罐區周圍及非發展區的鍋爐高溫蒸汽流量計，宜采用管墩敷設。
8）當采用地下敷設時，鍋爐高溫蒸汽流量計不應布置在建筑物、構筑物的基礎壓力影響范圍內以及鐵路、道路路面下。
9）可燃氣體和可燃液體鍋爐高溫蒸汽流量計不宜管溝敷設 ；確因條件所限采用管溝敷設時，管溝內必須充砂，有車行通過時應使用車行蓋板，并在進出裝置及廠房處密封隔斷。
4 鍋爐高溫蒸汽流量計分層原則
4.1 多層管架的鍋爐高溫蒸汽流量計分層布置原則
（1）至裝置的分支鍋爐高溫蒸汽流量計較多的熱力鍋爐高溫蒸汽流量計，全廠燃料油、燃料氣、可燃氣體放空、氮氣等系統干管，宜敷設在上層，大口徑的氣體鍋爐高溫蒸汽流量計宜布置在上層，油品、液化烴及腐蝕性介質的鍋爐高溫蒸汽流量計應布置在下層，自罐區至裝置或系統泵房的泵吸入鍋爐高溫蒸汽流量計，宜布置在最下層，自一裝置至另一裝置的工藝鍋爐高溫蒸汽流量計宜布置在上層或與裝置內部一致 ；
（2）氧氣鍋爐高溫蒸汽流量計應布置在一側，不應在可燃氣體、易燃或可燃液體鍋爐高溫蒸汽流量計正上方或正下方敷設 ；
（3）多層管架的層間距，不宜小于1.2m，有走人要求時，層間距可取2.5m ；
（4）電氣、儀表、電信的電纜槽板應分別布置在上層管架的兩側，電氣與儀表、電信的電纜槽板在無屏蔽時的凈距最小為1m。
4.2 同一層管架上鍋爐高溫蒸汽流量計布置原則
（1）鍋爐高溫蒸汽流量計宜布置在靠近所連接的裝置（或單元）或支管較多的一側，溫度較高，直徑較大的鍋爐高溫蒸汽流量計宜布置在管廊的最外側，溫度較高的鍋爐高溫蒸汽流量計不應布置在對電纜有熱影響的下方位置 ；
（2）氧氣鍋爐高溫蒸汽流量計與可燃氣體、易燃或可燃液體鍋爐高溫蒸汽流量計之間宜有不燃物料鍋爐高溫蒸汽流量計隔開且其凈距不小于500mm。
5 鍋爐高溫蒸汽流量計安裝要求
1）鍋爐高溫蒸汽流量計敷設要求
（1）地上敷設鍋爐高溫蒸汽流量計的坡度不宜小于2‰，管溝敷設鍋爐高溫蒸汽流量計的坡度不應小于2‰，自流鍋爐高溫蒸汽流量計的坡度不宜小于3‰，放空鍋爐高溫蒸汽流量計的坡度不宜小于3‰；
（2）當放空油氣干管與管廊鍋爐高溫蒸汽流量計共架敷設時，可在管廊上層設 T 形或 π 形支架，以滿足放空油氣干管坡度要求，進入油氣放空干管的支管應從干管頂部順介質流向45°斜接。
2）鍋爐高溫蒸汽流量計間距要求
（1）鍋爐高溫蒸汽流量計外壁（含保溫層）之間的凈距不應小于50mm，不宜大于120mm ；法蘭外緣與鍋爐高溫蒸汽流量計、法蘭外緣之間的凈距不小于25mm，鍋爐高溫蒸汽流量計最突出部分與管架立柱、建筑物墻壁、管溝內壁及其他構筑物間的凈距不應小于100mm ；
（2）無隔熱層的鍋爐高溫蒸汽流量計距管墩或管架橫梁端部的凈距不應小于150mm ；有隔熱層的鍋爐高溫蒸汽流量計距管墩或管架橫梁端部的凈距不應小于120mm ；
（3）可燃介質鍋爐高溫蒸汽流量計與儀表、電氣的電纜相鄰敷設時，平行凈距不宜小于1m，電纜在下方敷設時，交叉凈距不應小于0.5m。
（4）墩頂與地面的距離不宜小于0.4m ；管架下方過人時，管架底距地面的距離不得小于2.1m ；不過人時，下層架底至地面不宜大于1.6m。
（5）鍋爐高溫蒸汽流量計跨越道路或鐵路時，鍋爐高溫蒸汽流量計與鐵路軌頂間的凈距不應小于5.5m ；鍋爐高溫蒸汽流量計與主要道路及消防道路路面間的凈距不應小于5.5m ；與一般道路面間的凈距不應小于4.5m。
（6）鍋爐高溫蒸汽流量計上兩相鄰對接焊口的中心間距，DN＜50mm鍋爐高溫蒸汽流量計，不應小于50mm ；DN ≥50mm 鍋爐高溫蒸汽流量計，不應小于管子外徑，且不應小于100mm ；現場冷彎管焊接時，焊縫與彎管起彎點的距離不宜小于100mm，且不應小于管子外徑 ；鍋爐高溫蒸汽流量計的環焊縫與支吊架邊緣的間距不應小于50mm。
（7）氣體鍋爐高溫蒸汽流量計的支管應從主管頂部引出，支管宜自主管的固定點附近引出 ；分期施工、投產的鍋爐高溫蒸汽流量計，宜在預留處加切斷閥，并在閥門的開放端加盲板和法蘭蓋。
（8）鍋爐高溫蒸汽流量計在進出裝置或單元處、始端、末端、分支處以及直線段，每隔80~100m 應設置防靜電和防感應雷的接地裝置 ；鍋爐高溫蒸汽流量計的法蘭連接處應跨接，連接螺栓不少于5根時，在非腐蝕環境下可不跨接 ；鍋爐高溫蒸汽流量計凈距小于100mm 時，每隔不大于30m 的距離應用金屬線跨接，鍋爐高溫蒸汽流量計交叉點凈距小于100mm 時，其交叉點應用金屬線跨接。
6 鍋爐高溫蒸汽流量計的跨距
1）鍋爐高溫蒸汽流量計的允許跨距小于支架間距時，宜利用大直徑鍋爐高溫蒸汽流量計進行中間支吊。
2）管架柱距6m 一跨的中間可不加橫梁，9m 一跨的無需做桁架，上部柱間加橫梁以滿足鍋爐高溫蒸汽流量計的最小跨距要求，12m一跨的需做桁架，并在上部柱間加橫梁。
7 鍋爐高溫蒸汽流量計支吊架及管托
1）架空敷設的保溫（或保冷）鍋爐高溫蒸汽流量計以及直徑大于等于400mm 的鍋爐高溫蒸汽流量計，應設管托 ；管托一般采用焊接管托，節能型隔熱管托、堿液鍋爐高溫蒸汽流量計及不銹鋼鍋爐高溫蒸汽流量計管托應采用卡箍式。
2）鍋爐高溫蒸汽流量計（帶管托）其位移量不應超過管托的長度 ；各管系的自然補償量或補償器的補償量應使該管系最大位移量不得超過管托的長度，管托邊緣距支撐點（支撐梁中心）的距離不宜小于75mm，若水平位移較大時，應選用加長管托或采用管托偏置。
8 鍋爐高溫蒸汽流量計熱補償及應力分析
1）鍋爐高溫蒸汽流量計的熱補償宜采用自然補償，如 L 型補償、Z 型補償、π 型補償。π 型補償器，其結構簡單、運行可靠、投資少，應優先選用。當π型補償器的安裝受到限制可采用波紋管補償器，在跨越段不宜采用波紋管補償器，液化烴鍋爐高溫蒸汽流量計不宜采用波紋管補償器。
2）鍋爐高溫蒸汽流量計固定點兩側的推力宜平衡，分支鍋爐高溫蒸汽流量計的位移量盡可能小 ；應控制任何方向的位移量不大于相鄰鍋爐高溫蒸汽流量計的凈距 ；鍋爐高溫蒸汽流量計中兩固定點的距離時，宜使大多數鍋爐高溫蒸汽流量計符合表1的參考距離。
3）對小直徑鍋爐高溫蒸汽流量計來說，如補償器中心至固定點的距離大于表1中值的2/3時，應在補償器橫向較大的一側自由臂的外端至固定點之間設導向支座。
1 主要內容
本文參照相關文獻、設計手冊和標準規范，結合多年工程設計經驗，從全廠工藝及鍋爐高溫蒸汽流量計（以下簡稱“全廠管網”）的工藝流程設計、鍋爐高溫蒸汽流量計設計、鍋爐高溫蒸汽流量計支架及管托設置、鍋爐高溫蒸汽流量計應力分析及熱補償幾個方面，對全廠管網的工程設計進行闡述。
2 工藝流程設計
1）工藝流程設計應根據全廠總工藝流程和全廠總平面綜合考慮，工藝流程應具有一定的靈活性，盡量簡化，減少工藝介質的周轉。
2）在項目分期建設的情況下，應根據項目建設要求統籌規劃，同時按項目分期建設的要求進行設計。要注意各期工程的銜接，在滿足生產需要的前提下盡量減少前期工程量。
3）工藝流程設計中確定鍋爐高溫蒸汽流量計內油品經濟流速時，應考慮：輸送介質的性質，允許的鍋爐高溫蒸汽流量計阻力降（包括泵的吸入要求、自流鍋爐高溫蒸汽流量計的允許壓力降等），年操作時間和動力費用，因靜電、噪聲、震動等所限制的最大流速。
3 管架布置原則
1）全廠管網的設計應具有全局思維。在滿足工藝流程的前提下，盡量集中布置，少占地，方便生產、施工、維修，整齊美觀和經濟合理。
2）在確定裝置單元邊界條件和電氣電纜、儀表電纜以及埋地鍋爐高溫蒸汽流量計等平面走向時，應與相關專業協商，達成一致意見，使其走向合理、排列有序，盡量減少整個系統的高低點數量。
3）應避免管廊三面包圍裝置或單元，不應四面包圍工藝裝置或單元。鍋爐高溫蒸汽流量計布置應盡量做到“步步高”或“步步低”，減少氣袋或液袋，同時應注意減少“盲腸”。
4）分期施工的鍋爐高溫蒸汽流量計，應預留后期鍋爐高溫蒸汽流量計的位置，全部投產后，管架或管墩宜預留30% 左右的發展空間。還應考慮給排水鍋爐高溫蒸汽流量計和電氣、儀表、電信等各類電纜槽架寬度及輔件安裝維護所需占用的位置及寬度。
5）管廊一般沿路平行敷設，并靠近裝置或單元接口多的一側，應與裝置或單元內部鍋爐高溫蒸汽流量計作為一個整體統一考慮。在確定裝置或單元的進出口鍋爐高溫蒸汽流量計方位和敷設型式時，應由裝置內外協商解決。與裝置或單元無關的工藝及熱力鍋爐高溫蒸汽流量計，不應穿過該裝置或單元 ；液化烴鍋爐高溫蒸汽流量計不得穿過與其無關的建筑物。
6）布置管廊要兼顧到鍋爐高溫蒸汽流量計的熱補償，盡量用自然補償器，管廊分支處宜在附近管架做固定架。
7）裝置區周圍的鍋爐高溫蒸汽流量計宜采用管架敷設 ；儲罐區周圍及非發展區的鍋爐高溫蒸汽流量計，宜采用管墩敷設。
8）當采用地下敷設時，鍋爐高溫蒸汽流量計不應布置在建筑物、構筑物的基礎壓力影響范圍內以及鐵路、道路路面下。
9）可燃氣體和可燃液體鍋爐高溫蒸汽流量計不宜管溝敷設 ；確因條件所限采用管溝敷設時，管溝內必須充砂，有車行通過時應使用車行蓋板，并在進出裝置及廠房處密封隔斷。
4 鍋爐高溫蒸汽流量計分層原則
4.1 多層管架的鍋爐高溫蒸汽流量計分層布置原則
（1）至裝置的分支鍋爐高溫蒸汽流量計較多的熱力鍋爐高溫蒸汽流量計，全廠燃料油、燃料氣、可燃氣體放空、氮氣等系統干管，宜敷設在上層，大口徑的氣體鍋爐高溫蒸汽流量計宜布置在上層，油品、液化烴及腐蝕性介質的鍋爐高溫蒸汽流量計應布置在下層，自罐區至裝置或系統泵房的泵吸入鍋爐高溫蒸汽流量計，宜布置在最下層，自一裝置至另一裝置的工藝鍋爐高溫蒸汽流量計宜布置在上層或與裝置內部一致 ；
（2）氧氣鍋爐高溫蒸汽流量計應布置在一側，不應在可燃氣體、易燃或可燃液體鍋爐高溫蒸汽流量計正上方或正下方敷設 ；
（3）多層管架的層間距，不宜小于1.2m，有走人要求時，層間距可取2.5m ；
（4）電氣、儀表、電信的電纜槽板應分別布置在上層管架的兩側，電氣與儀表、電信的電纜槽板在無屏蔽時的凈距最小為1m。
4.2 同一層管架上鍋爐高溫蒸汽流量計布置原則
（1）鍋爐高溫蒸汽流量計宜布置在靠近所連接的裝置（或單元）或支管較多的一側，溫度較高，直徑較大的鍋爐高溫蒸汽流量計宜布置在管廊的最外側，溫度較高的鍋爐高溫蒸汽流量計不應布置在對電纜有熱影響的下方位置 ；
（2）氧氣鍋爐高溫蒸汽流量計與可燃氣體、易燃或可燃液體鍋爐高溫蒸汽流量計之間宜有不燃物料鍋爐高溫蒸汽流量計隔開且其凈距不小于500mm。
5 鍋爐高溫蒸汽流量計安裝要求
1）鍋爐高溫蒸汽流量計敷設要求
（1）地上敷設鍋爐高溫蒸汽流量計的坡度不宜小于2‰，管溝敷設鍋爐高溫蒸汽流量計的坡度不應小于2‰，自流鍋爐高溫蒸汽流量計的坡度不宜小于3‰，放空鍋爐高溫蒸汽流量計的坡度不宜小于3‰；
（2）當放空油氣干管與管廊鍋爐高溫蒸汽流量計共架敷設時，可在管廊上層設 T 形或 π 形支架，以滿足放空油氣干管坡度要求，進入油氣放空干管的支管應從干管頂部順介質流向45°斜接。
2）鍋爐高溫蒸汽流量計間距要求
（1）鍋爐高溫蒸汽流量計外壁（含保溫層）之間的凈距不應小于50mm，不宜大于120mm ；法蘭外緣與鍋爐高溫蒸汽流量計、法蘭外緣之間的凈距不小于25mm，鍋爐高溫蒸汽流量計最突出部分與管架立柱、建筑物墻壁、管溝內壁及其他構筑物間的凈距不應小于100mm ；
（2）無隔熱層的鍋爐高溫蒸汽流量計距管墩或管架橫梁端部的凈距不應小于150mm ；有隔熱層的鍋爐高溫蒸汽流量計距管墩或管架橫梁端部的凈距不應小于120mm ；
（3）可燃介質鍋爐高溫蒸汽流量計與儀表、電氣的電纜相鄰敷設時，平行凈距不宜小于1m，電纜在下方敷設時，交叉凈距不應小于0.5m。
（4）墩頂與地面的距離不宜小于0.4m ；管架下方過人時，管架底距地面的距離不得小于2.1m ；不過人時，下層架底至地面不宜大于1.6m。
（5）鍋爐高溫蒸汽流量計跨越道路或鐵路時，鍋爐高溫蒸汽流量計與鐵路軌頂間的凈距不應小于5.5m ；鍋爐高溫蒸汽流量計與主要道路及消防道路路面間的凈距不應小于5.5m ；與一般道路面間的凈距不應小于4.5m。
（6）鍋爐高溫蒸汽流量計上兩相鄰對接焊口的中心間距，DN＜50mm鍋爐高溫蒸汽流量計，不應小于50mm ；DN ≥50mm 鍋爐高溫蒸汽流量計，不應小于管子外徑，且不應小于100mm ；現場冷彎管焊接時，焊縫與彎管起彎點的距離不宜小于100mm，且不應小于管子外徑 ；鍋爐高溫蒸汽流量計的環焊縫與支吊架邊緣的間距不應小于50mm。
（7）氣體鍋爐高溫蒸汽流量計的支管應從主管頂部引出，支管宜自主管的固定點附近引出 ；分期施工、投產的鍋爐高溫蒸汽流量計，宜在預留處加切斷閥，并在閥門的開放端加盲板和法蘭蓋。
（8）鍋爐高溫蒸汽流量計在進出裝置或單元處、始端、末端、分支處以及直線段，每隔80~100m 應設置防靜電和防感應雷的接地裝置 ；鍋爐高溫蒸汽流量計的法蘭連接處應跨接，連接螺栓不少于5根時，在非腐蝕環境下可不跨接 ；鍋爐高溫蒸汽流量計凈距小于100mm 時，每隔不大于30m 的距離應用金屬線跨接，鍋爐高溫蒸汽流量計交叉點凈距小于100mm 時，其交叉點應用金屬線跨接。
6 鍋爐高溫蒸汽流量計的跨距
1）鍋爐高溫蒸汽流量計的允許跨距小于支架間距時，宜利用大直徑鍋爐高溫蒸汽流量計進行中間支吊。
2）管架柱距6m 一跨的中間可不加橫梁，9m 一跨的無需做桁架，上部柱間加橫梁以滿足鍋爐高溫蒸汽流量計的最小跨距要求，12m一跨的需做桁架，并在上部柱間加橫梁。
7 鍋爐高溫蒸汽流量計支吊架及管托
1）架空敷設的保溫（或保冷）鍋爐高溫蒸汽流量計以及直徑大于等于400mm 的鍋爐高溫蒸汽流量計，應設管托 ；管托一般采用焊接管托，節能型隔熱管托、堿液鍋爐高溫蒸汽流量計及不銹鋼鍋爐高溫蒸汽流量計管托應采用卡箍式。
2）鍋爐高溫蒸汽流量計（帶管托）其位移量不應超過管托的長度 ；各管系的自然補償量或補償器的補償量應使該管系最大位移量不得超過管托的長度，管托邊緣距支撐點（支撐梁中心）的距離不宜小于75mm，若水平位移較大時，應選用加長管托或采用管托偏置。
8 鍋爐高溫蒸汽流量計熱補償及應力分析
1）鍋爐高溫蒸汽流量計的熱補償宜采用自然補償，如 L 型補償、Z 型補償、π 型補償。π 型補償器，其結構簡單、運行可靠、投資少，應優先選用。當π型補償器的安裝受到限制可采用波紋管補償器，在跨越段不宜采用波紋管補償器，液化烴鍋爐高溫蒸汽流量計不宜采用波紋管補償器。
2）鍋爐高溫蒸汽流量計固定點兩側的推力宜平衡，分支鍋爐高溫蒸汽流量計的位移量盡可能小 ；應控制任何方向的位移量不大于相鄰鍋爐高溫蒸汽流量計的凈距 ；鍋爐高溫蒸汽流量計中兩固定點的距離時，宜使大多數鍋爐高溫蒸汽流量計符合表1的參考距離。
3）對小直徑鍋爐高溫蒸汽流量計來說，如補償器中心至固定點的距離大于表1中值的2/3時，應在補償器橫向較大的一側自由臂的外端至固定點之間設導向支座。