塔的配管设计规定.docx
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塔的配管设计规定
海洋化工设计院标准
HYDI333C06-2011
0
新制定
全部
于扬
王淑青
于海洋
2010.12.30
修改标记
简要说明
修改页码
编制
校核
审核
审定
日期
2011-01-01发布2011-01-15实施
海洋化工设计院
目录
第一章总则1
第二章塔的配管1
第一节塔的管口方位1
第二节塔上主要管道的安装4
第三节塔的平台6
第四节附塔管道的支架7
附图一塔的典型配管10
第一章总则
第1.0.1条本规定适用于石油化工装置中各种塔的配管设计。
第1.0.2条塔的配管设计除执行本规定外，尚且符合有关配管材料设计规定。
第二章塔的配管
第一节塔的管口方位
第2.1.1条为确定塔的管口方位，需根据塔的布置，将塔周分为两个区域，一个是操作区，另一个是配管区（管廊侧）见图2.1。
图2.1.1塔周区域划分
操作区原则上是为操作、维修设置的，包括梯子、平台、人孔、安全阀及其它阀门、仪表和吊柱等。
配管区是作为连接管廊、泵和冷换设备等管道的区域。
第2.1.2条人孔：
人孔是为检修和安装塔内件而设置的。
人孔布置原则如下：
一、人孔应布置在操作区内进出塔比较方便、安全、合理的位置。
二、当一个塔有几个人孔时，上、下人孔应在一条直线位置上。
三、人孔方位不得开在降液管或受液槽区域内，见图2.1.2。
决定管口方位的顺序是：
首先决定人孔方位，然后确定奇数塔板或偶数塔板降液管的位置与塔板的关系（一般的奇数板为基准）。
确定塔板位置后，可从塔顶依次向下确定各管口的方位。
（a）单溢流塔板（b）双溢流塔板
图2.1.1人孔方位示意
第2.1.3条回流管口：
回流管口与塔内件型式有关，应将管口设在距离降液管最远的位置。
单溢流塔板回流管口方位见图2.1.3-1，双溢流塔板见图2.1.3-2。
回流液要求进入受液槽内。
管口方位的范围管口方位的范围
平面图平面图
剖视图（a）有内管时剖视图（b）无内管时
图2.1.3-1单溢流回流管口方位示意
（a）（b）（c）
中间进，两边降液两边进，中间降液中间进，中央降液
图2.1.3-2双溢流回流管口方位示意
第2.1.4条进料管口：
进料管口应设在远离降液管的地方，见图2.1.4。
（a）单溢流板进料管口（b）双溢流塔进料管在（c）双溢流塔90进料在
两侧降液板上面中央降液板上面
图2.1.4近料管口方位示意
第2.1.5条抽出管口：
对于需中间侧线轴出物料的塔，侧线抽出管口除了降液管的位置外，可以设在塔四周所有的位置上。
最好设在液流均匀的地方。
不要太靠近降液管，见图2.1.5。
图2.1.5抽出管口方位示意
第2.1.6条连接再沸器的进出管口：
与再沸器连接的进出管口方位应根据塔板的结构型式和再沸器的布置来决定。
要特别注意如果塔釜设有挡板，且挡板上没有开孔的单溢流塔板，则由再沸器返回塔的管口应位于降液管一侧，即与塔底再沸器的液相管同侧，最好平行于挡板，见图2.1.6（a），图2.1.6（b）为双溢流塔与再沸器连接的进出管口方位示意。
Ø＞2000的大塔，往往设有两个再沸器，两个再沸器返回塔的管口应对称布置。
（a）单溢流塔板（b）双溢流塔板
图2.1.6连接再沸器的进出管口方位示意
第2.1.7条塔上仪表管口：
塔上仪表管口有液面计、温度计、压力表等，这些仪表管口应设在操作区内平台上或梯子旁边，便于观察、操作和检修的地方。
一、液面计、液面调节器管口：
为使液面计指示准确，此类管口应避开再沸器返回管口正面60°角范围内，见图2.1.7-1。
除非在接口处设有挡板，则可不受上述范围限制。
此外，液面计不应安装在塔平台入口处，以免堵塞通道，最好位于平台端部。
图2.1.7-1液面计管口方位示意
二、温度计、压力计管口：
压力表应装在奇数塔板下面的气相区，而温度计则应装在偶数塔板的液相区——降液管下部受液盘上，见图2.1.7-2。
平面图剖视图“X—X”
图2.1.7-2温度计、压力计管口方位示意
第2.1.8条塔顶气相管口：
塔顶气相管口一般设在塔顶中间，见图2.1.8（a）。
直径小的也可按图2.1.8（b）型式从塔侧面接出，其管口方位要与其它附塔管道布置综合考虑，但由于塔顶气相管道温度较高，管径较大，是附塔管道布置中优先要考虑的。
（a）塔顶部出口（b）塔侧面出口
图2.1.8塔顶气相管口示意
第2.1.9条塔底出料管口：
塔底管口应引出塔裙外，其管口方位应根据塔底泵或与其相连的设备布置而定。
第二节塔上主要管道的安装
第2.2.1条塔配管的一般原则
一、与塔壁管口相连的管道应以管件直接同管口相接，在法兰与弯头之间尽量不设直管段。
对塔顶的垂直管口的连接管道，尽量从靠近管口处开始拐弯。
二、附塔管道应在塔的配管区沿塔壁垂直布置，其主管中心与塔外壁之间的径间距可按表2.2.1设计。
表2.2.1
管道公称直径DN（mm）
15～100
150～800
350
400
450
500
600
750
900
塔壁与管中心径向间距（mm）
350
460
480
510
530
560
610
680
760
对于保温层特别厚的塔及管道，两者保温后的最小净空为100mm。
三、用框架支承塔时，配管应支承在框架上。
水平管走平台下面，垂直管走框架外侧。
第2.2.2条塔顶气相配管
一、塔顶气相管道介质温度较高，要考虑热补偿。
一般用“L”型配管的水平段作为热补偿，水平段要有足够长。
二、管道形状不应有袋状，以防止积液。
三、当塔顶气相采用空冷器冷凝时，对空冷器的配管要对称布置，使其阻力降相同。
第2.2.3条安全阀的排放管
一、排放至大气的安全阀安装在塔顶部人孔下的第一层平台上。
排放管是从塔顶出料管的垂直管段上引出。
排放非危险性及非可燃性气体的安全阀，其排出口要比以排放口为圆心的7.5m半径范围内最高的操作平台高出2m以上；对于在P&I图上注出危险性气体或可燃性气体，但又允许排入大气的，则排放口要比以其为圆心的15m半径范围内所有的平台高出3m。
就地排放的安全阀出口管的下部应加一个Ø10的泪孔（排放高压蒸汽除外）。
二、排放到火炬系统的安全阀：
排放管从塔顶出料管的垂直管段上引出。
安全阀安装在高于火炬总管的塔平台上。
配管时要注意从塔顶出口到安全阀入口间管段阻力降要小于安全阀定压值的3%；安全阀出口到火炬总管之间的管段其阻力降不大于安全阀定压值的10%（交工艺检查）。
三、安全阀出口配管以0.5～1%坡向火炬总管，并以45°角顺流从顶部连接。
连接点按配管材料规定补强，见图2.2.3。
图2.2.3安全阀排放管示意
第2.2.4条回流管和液体进料管：
这两条管道的温度都比塔内温度低些。
管道沿塔壁垂直布置都比较长，应考虑温度差产生的应力。
一般将塔下部的配管布置成“L”型，利用其水平段吸收立管热膨胀产生的位移。
进料管如需分几个支管分别送到几快塔板上，则切断阀应直接与塔的管口连接。
当物料温度高时应考虑配管的形状，使其能吸收塔和管道之间由温差引起的热应力，见图2.2.4。
当进料管在塔内有内件时，要考虑从管口抽出内件的必要距离；在平台上要留出操作空间。
（a）温度高时支管配置（b）温度不高时支管配置
图2.2.4进料支管配置示意
第2.2.5条再沸器的配管
从塔到再沸器和由再沸器返回塔的管道温度较高、管径大、流速高，配管时要考虑热应力问题，同时又要按工艺要求的阻力降配管。
在热应力允许范围内配管形状尽量简单。
如果再沸器较小（立式），布置时已与塔体连在一起，且支架直接焊在塔体上，这时塔在不同的工况下所引起的热膨胀不会影响再沸器，但预先应向设备提条件（偏心荷重等）。
第2.2.6条塔底配管：
由于塔釜温度较高，去泵的塔底出料管道应考虑热应力问题，同时还要注意阻力降。
如管下需通行，则此管的净空高度至少为2.2m。
第2.2.7条塔上公用工程软管站
一、软管站包括氮气、空气、蒸汽和水，从左到右排列，根据工艺需要可作取舍。
二、软管站的管径一般在DN20～DN40，宜采用DN25。
三、软管站不必每层平台都设，可根据具体情况按塔的高度设置。
水管最高设到30m。
四、如果需要可在最高层和最低层平台上设软管挂钩，将胶管勾住，其余的平台可在其中一个平台上设软管挂钩。
五、如蒸汽管的垂直管段较长时，要考虑热膨胀，可采用在不同层平台下拐弯的办法来解决。
六、水管要考虑防冻，在其下部设放净阀。
第2.2.8条塔上的管道与管廊相接时，其水平管道标高可高出管廊0.6～1.0m或低于管廊0.6～1.0m，穿越管廊与管廊上的总管相接或与其它设备相接，并且其水平段管道应集中排成一排。
第三节塔的平台
第2.3.1条塔上平台是为人孔、阀门、液面计等的操作、维修而设置的。
平台设在操作区内。
第2.3.2条平台面距人孔中心线一般在750～1200mm范围内，最佳距离为900mm。
第2.3.3条最下层平台的高度应高出地面2.2m以上，以确保通行安全。
第2.3.4条最上层平台可围绕整个塔设置一周，有利于安全操作。
第2.3.5条当两个平台的间距超过8m时应考虑再设一个中间平台。
第2.3.6条平台的宽度由塔径和操作所需面积决定，一般为1.0～1.5m。
如果有管道穿过平台时，要预先确定管道穿过方位，以便布置平台的支承件。
第2.3.7条人孔距塔平台边缘最小距离为700mm，否则人孔盖不能完全打开。
第2.3.8条管口法兰距平台面最小净空为150mm否则不好拧法兰螺栓。
第2.3.9条上下平台间设置爬梯，每层梯子换一个角度。
第2.3.10条最下面的平台梯子宜靠近管廊一侧，可以利用梯子对下面的阀或仪表进行操作。
第2.3.11条相邻的塔平台可以连在一起，当操作工况不同时，两平台之间采用铰链连接，见图2.3.11。
图2.3.11塔联合平台
第2.3.12条塔与框架靠近布置时，最好在塔平台和框架之间设通道，为考虑热膨胀问题，通道一端作成活动结构。
第四节附塔管道的支架
第2.4.1条附塔管道的支架在塔壁上生根。
当塔的材质和支架材料相同时，支架焊在塔上，不能直接焊的，可先在塔上焊一个带螺栓孔的支架连接板，支架用螺栓与连接板连接。
第2.4.2条承受管道重量的固定支架（只是上、下方向）设在靠近管口的位置。
塔顶气相管的固定架距上部封头焊接最小150mm，其它支架为可上、下滑动的导向支架，见图2.4.2。
图2.4.2塔上支架示意
第2.4.3条支架间距根据其支承的管道直径而不同，其最大间距见表2.4.3。
支架最大间距表2.4.3
管子公称直径DN（mm）
≤50
80
100
150
200
250
300
350
400
600
800
最大间距（m）
5
7
8
9
10
11
12
13
14
15
18
第2.4.5条自上而下最后一个导向架距水平管道宜大于25倍管径，见图2.4.2
第2.4.6条当沿塔壁垂直管段热位移量大时，其水平管段应设弹簧支架，如果热位移量不大，此处可设导向支架，见图2.4.2。
第2.4.7条安全阀排放时反力较大，安全阀出口管道应设牢固的支架。
支架所在的塔平台需要考虑加固。
第2.4.8条安全阀排放时震动较大，安全阀入口管与主管连接处必要时采取拉筋加强，见图2.4.8。
图2.4.8安全阀出口加强拉筋示意
附图一塔的典型配管
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