设备布置设计

装置布置（第一部分）一、装置设备布置常用的标准、规范（1）GB 50160—2008《石油化工企业设计防火规范》；（2）GB50016—2006《建筑设计防火规范》；（3）GB 50058—92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》；（4）SH 3011-2011《石油化工工艺装置布置设计规范》；（5）GB 50074—2002《石油库设计规范》；（6）GB 50029—2003《压缩空气站设计规范》；（7）GB 50030—91《氧气设计规范》；（8）GB 50031—91《乙炔站设计规范》；（9）GB50041-2008《锅炉房设计规范》；（10）GB 50156—2002《汽车加油加气站设计与施工规范》（2006年版）；（11）GB 50177—93《氢氧站设计规范》；（12）GB 50195—94《发生炉煤气站设计规范》；（13）GB／T 50265—97《泵站设计规范》。

二、装置平面布置的原则按工艺流程顺序确定工艺单元的相对位置,然后按《石油化工企业设计规范》GB50160的要求确定间距,对防火、防爆、防腐要求相近的适当集中布置,还应考虑与全厂总平面的衔接:(1)根据风向条件确定设备、设施与建筑物的相对位置；(2)根据气温、降水量、风沙等气候条件或某些设备的特殊要求,决定是否采用室内布置；(3)根据装置的竖向布置,确定装置地面零点标高与绝对标高的关系；(4)根据地质条件,合理布置重荷载和有振动的设备；(5)在满足生产要求和安全防火、防爆的条件下,应做到节省用地、降低能耗、节约投资、有利环境保护；(6)设备、建筑物、构筑物宜布置在同一地平面上。

当受地形限制时,应将控制室、变配电室、化验室、生活间等布置在较高地平面上、装置储罐宜布置在较高地平面上。

三、装置平面布置设计的一般要求(1) 装置平面布置设计应满足工艺流程要求, 按物流顺序布置设备；(2) 装置平面布置设计应满设备的间距、建筑物、构筑物的防火间距要求,符合安全生产和环境保护要求；(3) 装置平面布置设计应考虑管道安装经济合理和整齐美观,节省用地和减少能耗,便于施工、操作和维修；(4) 装置平面布置设计应满足全厂总体规划的要求；装置主管廊和设备的布置应根据装置在工厂总平面图上的位置以及有关装置、罐区、系统管廊、道路等的相对位置确定,并以相邻装置的布置相协调；(5) 装置平面布置设计应根据全年最小风频率风向确定设备、设施与建筑物的相对位置；(6) 设备应按工艺流程顺序和同类设备适当集中相结合的原则进行布置。

在管廊两侧按流程顺序布置设备、减少占地面积、节省投资。

处理腐蚀性、有毒、粘稠物料的设备宜按物性分别布置；(7) 设备、建筑物、构筑物应按生产过程的特点和火灾危险性类别分区布置。

为防止结焦、堵塞、控制温降、压降,避免发生副反应等有工艺要求相关的设备,可靠近布置；(8) 工艺设备的竖向布置,应按下列原则考虑:1)工艺设计不要求架高的设备,尤其是重设备,应落地布置；2)由泵抽吸的设备和容器以及真空、重力流、固体卸料等设备,应满足工艺流程的要求,布置在合适的高层位置；3) 当装置的面积受限制或经济上更为合理时,可将设备布置在构架上。

(9) 设备基础标高和地下受液容器的位置及标高,应结合装置的竖向布置设计确定；(10) 在确定设备和构筑物的位置时,应使其地下部分的基础不超出装置边界线。

四、装置布置设计的三重安全措施安全生产对石油化工企业特别重要。

这是因为石油化工企业的原料和产品绝大多数属于可燃、易爆或有毒物质，潜在火灾、爆炸或中毒的危险。

火灾和爆炸的危险程度，从生产安全的角度来看，可划分为一次危险和次生危险两种。

装置布置设计的三重安全措施是根据有关防火、防爆规范的规定，首先预防一次危险引起的次生危险，其次是一旦发生次生危险则尽可能限制其危害程度和范围，第三是次生危险发生以后，能为及时抢救和安全疏散提供方便条件。

五、工艺装置之间及设备之间的防火间距的定义工艺装置之间的防火间距是指工艺装置最外侧的设备外缘或建筑物、构筑物的最外轴线间的距离；设备之间的防火间距是指设备外缘之间的距离。

六、石油化工生产装置中产生爆炸必须同时存在的条件（1）存在可燃气体、可燃液体的蒸气或薄雾，其浓度在爆炸极限范围内；（2）存在足以点燃爆炸性气体混合物的火花、电弧或高温。

七、石油化工生产装置中防止产生爆炸的基本措施（1）首先应使产生爆炸的条什同时出现的可能性减到最小程度。

（2）工艺设计中应采取消除或减少可燃物质的产生及积聚的措施：1）工艺流程中宜采取较低的压力和温度，将可燃物质限制在密闭容器内；2）工艺布置应限制和缩小爆炸危险区域的范围，并宜将不同等级的爆炸危险区或爆炸危险区与非爆炸危险区分隔在各自的厂房或界区内；3）在设备内可采用以氮气或其它惰性气体覆盖的措施：4）宜采取安全联锁或事故时加入聚合反应阻聚剂等化学约品的措施。

（3）防止爆炸性气体混合物的形成，或缩短爆炸性气体混合物滞留时间，宜采取下列措施：1）工艺装置宜采取露天或敞开式布置：2）设置机械通风装置；3）在爆炸危险环境内设置正压室；4）对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物的地点设置自动测量仪器装置，当气体或蒸气浓度接近爆炸下限值的50%时，应能可靠地发出信号或切断电源。

（4）在爆炸危险区域内严格按GB 50028《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》选用用电设备。

八、塔的布置方式、塔与其关联的设备的布置（1）塔的布置方式：1）单排布置，一般情况下较多采用单排布置，管廊的一侧有两个或两个以上的塔或立式容器时，一般中心线对齐，如二个或二个以上的塔设置联合平台时，可以中心线对齐也可以一边切线对齐；2）非单排布置，对于直径较小本体较高的塔，可以双排布置或成三角形布置，这样，可以利用平台将塔联系在一起，提高其稳定性。

但对平台生根构件应采用可以滑动的导向节点，以适应不同操作温度的热胀影响；3）构架式布置，对直径DN≤1000mm的塔还可以布置在构架内或构架的一边。

利用构架提高其稳定性和设置平台、梯子。

（2）塔与其关联设备的布置要求：塔与其关联设备如进料加热器、非明火加热的重沸器、塔顶冷凝冷却器、回流罐、塔底抽出泵等，宜按工艺流程顺序，尽可能靠近布置，必要时可形成一个独立的操作系统，设在一个区内，这样便于操作管理。

九、沿管廊布置的塔和立式容器与管廊的间距如何确定?沿管廊布置的塔和立式容器与管廊的间距，按下列要求确定：（1）在塔与管廊之间布置泵时，应按泵的操作、维修和配管要求确定；（2）塔与管廊之间不布置泵时，塔外壁与管架立柱中心线之间的距离，不宜小于3m。

十、塔与塔之间或塔与其它相邻设备之间的距离如何确定?塔与塔之间或塔与其它相邻设备之间的距离，除应满足管道、平台、仪表和小型设备等布置和安装的要求外，尚应满足操作、维修通道和基础布置的需要。

两塔之间的净距不宜小于2.5m。

十一、塔和立式容器的安装高度应符合哪些要求?塔和立式容器的安装高度应符合下列要求：（1）当利用内压或流体重力将物料送往其它设备或管道时，应由其内压和被送往设备或管道的压力和高度确定：（2）当用泵抽吸时，应由泵的汽蚀余量和吸入管道的压力降确定设备的安装高度；（3）带有非明火加热重沸器的塔，其安装高度，应按工艺要求的塔和重沸器之间的相互关系和操作要求确定；（4）应满足塔底管道安装和操作所需要的最小净空，且塔的基础面高出地面不应小于200mm。

十二、反应器的布置应满足哪些要求？反应器的布置应满足下列要求：（1）反应器与提供反应热的加热炉的净距应尽量缩短，但不应小于4.5m；（2）根据生产过程需要，反应器的构架可设顶棚。

反应器也可布置在厂房内；（3）成组的反应器应中心线对齐成排布置在同一构架内；（4）除采用移动吊车外，构架顶部应设置装催化剂和检修用的平台和吊装机具；（5）对于布置在厂房内的反应器，应设置吊车并在楼板上设置吊装孔，吊装孔应靠近厂房大门和运输通道；（6）反应器一侧应有运输催化剂所需的场地和通道；（7）对于内部装有搅拌或输送机械的反应器，应在顶部或侧面留出搅拌或输送机械的轴和电机的折卸，起吊等检修所需的空间和场地；（8）操作压力超过3.5MPa的反应器宜集中布置在装置的一端或一侧。

十三、反应器的安装高度和支撑应符合什么要求（1）反应器的安装高度应符合下列要求：1）卸料口在反应器正下方时，其安装高度应能使催化剂的运输车辆进入反应器下方广以便卸出废催化剂。

其净空不宜小于3m；2）卸料口伸出反应器底座外并允许催化剂就地卸出时，卸料口的高度不宜低于1.2m；3）如废催化剂结块需要处理，应有废催化剂的粉碎、过筛操作所需空间。

（2）反应器的支撑应符合下列要求：1）反应器裙座支撑宜采用同径裙座；2）反应温度200℃以上的反应器，为了便于散热，反应器裙座应有足够高度，使裙座与钢筋混凝土接触处的温度不超过钢筋混凝土结构的允许受热温度；3）直径较小的反应器宜采用支腿或支耳支撑。

十四、冷换设备的布置一般要求（1）与分馏塔关联的管壳式冷换设备，如塔底重沸器，塔顶冷凝冷却器等，宜按工艺流程顺序布置在分馏塔的附近；（2）两种物料进行热交换的换热器，宜布置在两种物料进出口相连的管道最短的位置；（3）一种物料如需要连续经过多个换热器进行热交换时，宜成组布置；.（4）用水或冷剂冷却几组不同物料的冷却器，宜成组布置；（5）成组布置的冷换设备，宜取支座基础中心线对齐，当支座间距不相同时，宜取一端支座基础中心线对齐。

为了管道连接方便，也可采用管程进出口管嘴中心线对齐；（6）冷换设备应尽可能布置在地面上，但是冷换设备数量较多可布置在构架上：1）浮头式换热器在地面上布置时，应满足下列要求：①浮头和管箱的’两侧应有宽度不小于0.6m的空地，浮头端前方应有宽度不小于1.2m的空地；②管箱前方从管箱端算起应留有比管束长度至少长1.5m的空地。

2）浮头式换热器在构架上布置时，应满足下列要求：①浮头端前方平台净空不宜小于0.8m；②管箱端前方平台净空不宜小于1m，平台采用可拆卸式栏杆，并应考虑管束抽出区所需的空间；③构架高度应能满足换热器的管箱和浮头的头盖吊装需要。

（7）为了节约占地或工艺操作方便可以将两台冷换设备重叠在一起布置。

但对于两相流介质或壳体直径大于等于1.2m的换热器不宜重叠布置；（8）操作温度超过物料自燃点的换热设备不宜布置在构架内的底层；（9）重质油品或污染环境的物料的冷换设备不宜布置在构架上；（10）可燃液体的换热器操作温度高于其自燃点或超过250℃时，如无楼板或平台隔开，其上方不应布置其它设备。

十五、空冷器布置的一般要求（1）空冷器宜布置在装置全年最小频率风向的下风侧；（2）空冷器应布置在主管廊的上方、构架的顶层或塔顶；（3）空冷器不应布置在操作温度等于或高于物料自燃点和输送、储存液化烃设备的上方，否则应采用非燃烧材料的隔板隔离保护；（4）多组空冷器布置在一起时，应布置形式一致，宜采用成列式布置；应避免一部分成列式布置而另一部分成排布置；（5）斜顶式空冷器不宜把通风面对着夏季的主导风向。