世纪源过滤机设计说明书.docx

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世纪源过滤机设计说明书

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第1章总则

1.1适用围

本规定适用于设计压力大于等于0.1Mpa且小于10.0Mpa和小于等于-0.02Mpa且大于-0.1Mpa的GB150容器，并适用于设计压力大于-0.02Mpa且小于0.1Mpa的JB/T4735容器。

本规定仅适用于固定式钢制容器。

1.2不适用围

本规定不适用于设计压力大于等于10.0Mpa的高压容器。

本规定不适用围包括GB150《钢制压力容器》和JB/T4735《钢制焊接常压容器》所同时规定的不适用围，以及石油、冶金、轻工等另有专门行业标准管辖的容器。

1.3管辖围

本规定的管辖围是容器壳体及与之连为整体的受压零部件；与容器壳体相连的非受压元件及其连接焊缝，以及直接连接在容器壳体上的安全附件等。

1.4需遵循的规程、规定、标准

第2章定义

2.1压力（pressure）

除注明者外，压力均指表压力。

2.1.1工作压力

压容器：

在正常工作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。

真空容器：

在正常工作情况下，容器顶部可能出现的最大真空度。

外压容器：

在正常工作情况下，容器可能出现的最大外压力差。

2.1.2设计压力

设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷的条件，其值不低于工作压力。

2.1.3计算压力

在相应设计温度下，用以确定壳体各部位厚度的压力，其中包括液柱静压力。

当壳体各部位或元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。

2.1.4最大允许工作压力

在指定温度下，压力容器安装后顶部所允许的最大工作压力。

该压力应是按容器各受压元件的有效厚度减去除压力外的其他载荷所需厚度后，计算得到的最大允许工作压力（且减去元件相应的液柱静压力）中的最小值。

最大允许工作压力可作为确定保护容器的安全泄放装置动作压力（安全阀开启压力或爆破片设计爆破压力）的依据。

2.1.4.1当压力容器根据使用条件要求有不同的设计温度时，应分别计算对应于各个设计温度下的最大允许工作压力。

2.1.4.2当不能通过计算来确定最大允许工作压力时，可用设计压力来代替最大允许工作压力。

2.1.5安全阀的开启压力

安全阀阀瓣开始离开阀座，介质呈连续排出状态时，在安全阀进口测得的压力。

2.1.6爆破片的标定爆破压力

爆破片名牌上标志的爆破压力。

2.2温度（temperature）

2.2.1金属温度

容器元件沿截面厚度的温度平均值。

2.2.2工作温度

容器在正常工作情况下的介质温度。

2.2.3最高工作温度

容器在正常工作情况下可能出现的介质最高温度。

2.2.4最低工作温度

容器在正常工作情况下可能出现的介质最低温度。

2.2.5设计温度

容器在正常工作情况，在相应的设计压力下，设定的元件的金属温度。

容器的设计温度是指壳体的金属温度。

2.2.6环境温度

极端气温：

历年来的最高（最低）气温。

日平均最高（最低）气温：

历年来日平均气温的最高（最低）值。

冬季空气调节室外计算温度：

历年来平均每年不保证一天的日平均气温。

月平均最低气温：

当月各天的最低气温相加后除以当月天数得到的气温值。

2.3（全）容积（volume）

指压力容器的几何容积，由设计图样标注尺寸计算，且不扣除部附件体积的容积。

夹套容器的夹套容积仅为夹套部的几何容积。

2.4厚度（thickness）

2.4.1最小厚度

为满足制造工艺要求及运输、安装等过程中刚度要求，根据工程实践经验，对壳体元件规定的不包含腐蚀裕量的最小厚度。

2.4.2计算厚度

容器受压元件为满足强度及稳定性要求，按规程、规定、标准中有关公式计算得到的不包括厚度附加量的厚度。

2.4.3厚度附加量

设计容器受压元件时所必须考虑的附加厚度，包括钢材厚度负偏差和腐蚀裕量。

2.4.4设计厚度

计算厚度与腐蚀裕量之和。

2.4.5名义厚度

设计厚度加上钢材厚度负偏差后，向上圆整至钢材标准规格的厚度，即是图样上标注的厚度。

对于容器壳体，在任何情况下，其名义厚度不得小于最小厚度与腐蚀裕量之和。

2.4.6有效厚度

名义厚度减去厚度附加量。

2.4.7各项厚度之间的关系

钢材厚度负偏差

腐蚀裕量

设计厚度名义厚度

计算厚度

有效厚度

圆整值

2.5应力（stress）

2.5.1一次应力

根据压力和其他机械载荷和力、力矩的平衡所产生的法向应力或切向应力称为一次应力。

他的基本特征是具有非自限性，即当这种应力达到材料的屈服极限以后，即使载荷不再增加，仍将产生不可抑制的塑性流动，直至破坏。

2.5.2二次应力

在外部载荷作用下，由于相邻部件的约束或结构自身的约束，需要满足变形连续条件所产生的法向应力或切向应力称为二次应力。

他的基本特征是具有自限性，即局部屈服和小量塑性变形就可使变形连续条件得到部分或全部满足，从而塑性变形不再发展，由此缓解以至消除产生这种应力的原因。

2.5.3峰值应力

　　由局部结构不连续或局部热应力引起的，附加于一次加二次应力之上的应力增量称为峰值应力，它同时具有自限性和局部性，其基本特征是不会引起明显的变形。

2.6许用应力（allowablestress）

在设计计算中，在规定的设计温度下，材料所允许达到的最大应力值，一般以材料的各项强度数据除以相应的安全系数后，取其中的最小值。

2.7焊缝系数和开孔削弱系数

2.7.1焊缝系数

根据容器受压部分的焊缝型式和无损检测的要求选取的焊接部分母材许用应力的折减系数。

2.7.2开孔削弱系数

考虑容器开孔后，引起开孔周围应力集中现象，对被开孔材料许用应力削弱的系数。

第3章设计参数选取

3.1设计压力

3.1.1容器设计时，必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和对应的工作温度两者组合中的各种工况，并以最苛刻工况下的工作压力来确定设计压力。

3.1.2确定初步的设计压力

单台容器初步的设计压力可按下表确定：

类型

设计压力

压

容

器

无安全泄放装置

1.0～1.10倍工作压力

装有安全阀

不低于（大于或等于）安全阀开启压力

（安全阀开启压力取1.05～1.10倍工作压力）

装有爆破片

取爆破片设计爆破压力加制造围上限

出口管线上装有安全阀

不低于安全阀开启压力加上流体从容器流至安全阀处的压力降

容器位于泵进口侧，且无安全泄放装置时

取无安全泄放装置时的设计压力，且以0.1Mpa外压进行校核

容器位于泵出口侧，且无安全泄放装置时

取下面三者中最大值

泵的正常入口压力加1.2倍泵的正常工作扬程；

泵的最大入口压力加泵的正常工作扬程；

泵的正常入口压力加关闭扬程（泵出口全关闭时的扬程）；

容器位于压缩机进口侧，且无安全泄放装置时

取无安全泄放装置时的设计压力，且以0.1Mpa外压进行校核

容器位于压缩机出口侧，且无安全泄放装置时

取压缩机出口压力

3.1.3确定最终的设计压力

根据该容器在每一安全系统中与安全泄放装置的相对位置，对初步的设计压力进行调整，得出单台容器最终的设计压力。

3.1.4密闭的薄壁容器，在运输或存放期间受环境温度影响可能造成负压时，应以0.0175Mpa外压进行校核。

3.1.5当国家或行业的相关法规、标准对容器的设计压力有规定时，其设计压力应按有关规定确定。

当工程设计中对容器的设计压力有规定时，亦应按工程设计的规定确定设计压力。

3.2设计温度

3.2.1当金属温度不可能通过传热计算或实测结果确定时，设计温度应按以下规定选取：

3.2.1.1容器器壁与介质直接接触且有外保温（或保冷）时，设计温度应按下表选取。

当介质最高（低）工作温度明确时，按表中的Ⅰ确定，当介质最高（低）工作温度不明确时，按表中的Ⅱ确定。

介质工作温度

T

设计温度

Ⅰ

Ⅱ

T＜-20℃

介质最低工作温度

介质工作温度减0～10℃

-20℃≤T≤15℃

介质最低工作温度

介质工作温度减5～10℃

T＞15℃

介质最高工作温度

介质工作温度加15～30℃

3.2.1.2容器介质用蒸汽直接加热或被置加热元件（如加热盘管、电热元件等）间接加热时，设计温度取最高工作温度。

3.2.1.3容器器壁两侧与不同温度介质直接接触而可能出现单一介质接触时，应以较高一侧的工作温度为基准确定设计温度，当任一介质温度低于-20℃时，则应以该侧的工作温度为基准确定最低设计温度。

3.2.1.4安装在室外无保温的容器，当最低设计温度受地区环境温度控制时，可按以下规定选取：

（环境温度取容器安装地区历年来“月平均最低气温”的最低值）

3.2.1.4.1盛装压缩气体的储罐，最低设计温度取环境温度减3℃；

3.2.1.4.2盛装液体体积占容器容积1/4以上的储罐，最低设计温度取环境温度。

3.2.1.5对裙座等室外钢结构，应以环境温度（冬季空气调节室外计算温度）作为设计温度。

3.2.2下列情况宜通过传热计算求得容器金属温度作为容器的设计温度：

3.2.2.1容器壁有可靠的隔热层；

3.2.2.2容器器壁两侧与不同温度介质直接接触而不会出现单一介质接触时。

3.2.3容器的不同部位在工作情况下可能出现不同温度时，应按不同温度选取元件相应的设计温度。

3.2.4容器的最高（低）工作温度接近所选材料的允许使用温度界限时，应结合具体情况慎重选取设计温度，以免增加投资或降低安全性。

3.2.5当工程设计中对容器的设计温度有特殊要求时，其设计温度应按工程设计的规定确定。

3.3设计载荷

3.3.1容器设计时应考虑的载荷

3.3.1.1压力

3.3.1.1.1压、外压或最大压差

3.3.1.1.2液柱静压力（当液柱静压力小于5%设计压力时可忽略不计）

3.3.1.1.3试验压力

3.3.1.2重力载荷

3.3.1.2.1容器空重：

容器壳体及固定附件（如接管、人孔、法兰、支承圈、支座等）的重量。

3.3.1.2.2可拆件的重力载荷：

容器部可拆构件（如填料、过滤网、除沫器、催化剂、可拆塔盘等）的重量。

3.3.1.2.3介质的重力载荷：

正常工作容器状态下容器介质的最大重量。

对固体物料，应按物料的实际堆积密度计算。

3.3.1.2.4隔热材料的重力载荷：

如保温（或保冷）层及其支持件、部隔热材料等的重量。

3.3.1.2.5附件的重力载荷：

与容器直接连接的平台、钢梯、工艺配管及管架等附件的重量。

3.3.1.2.6水压试验时容器水的重力载荷。

3.3.1.2.7检修时检修人员、检修工具及零部件等的重力载荷。

若无确切资料时，可取690～790N/m2。

3.3.1.3风载荷和地震载荷

风载荷和地震载荷应根据容器类型按相应标准的专门规定进行计算，当无专门规定时，则按GBJ9《建筑结构荷载规》及SH3048《石油化工钢制设备抗震设计规》进行计算。

基本风压值按《全国基本风压分布图》（HG20580附图1）或按当地气象部门资料确定。

地震基本烈度和设防烈度执行《中国地震烈度区划图（1990）》或按HG20580附录B。

3.3.1.4雪载荷

　　雪载荷应按GBJ9《建筑结构荷载规》进行计算。

基本雪压值按《全国基本雪压分布图》（HG20580附图2）或按当地气象部门资料确定。

3.3.1.5偏心载荷：

由于件或外部附件（或设备）的重心偏离容器壳体中心线而引起的载荷。

3.3.1.6局部载荷：

容器壳体局部区域上作用的载荷（如支座、底座圈及其他型式支承件对壳体的反作用力、管道推力等）。

3.3.1.7冲击载荷：

由于容器受工作介质的冲击力或压力急剧波动以及运输、吊装时产生的附加载荷。