设备布置设计.docx

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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）GB50160—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）GB50058—92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》；

（4）SH3011-2011《石油化工工艺装置布置设计规范》；

（5）GB50074—2002《石油库设计规范》；

（6）GB50029—2003《压缩空气站设计规范》；

（7）GB50030—91《氧气设计规范》；

（8）GB50031—91《乙炔站设计规范》；

（9）GB50041-2008《锅炉房设计规范》；

（10）GB50156—2002《汽车加油加气站设计与施工规范》（2006年版）；

（11）GB50177—93《氢氧站设计规范》；

（12）GB50195—94《发生炉煤气站设计规范》；

（13）GB／T50265—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GB50028《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。

斜顶式空冷器宜成列布置，如成排布置时，两排中间应有不小于3m的空间；

（6）并排布置的两台增湿空冷器或干湿联合空冷器的构架立柱之间的距离，不应小于3m；

（7）空冷器管束两端管箱和传动机械处应设置平台；

（8）布置空冷器的构架或主管廊的一侧地面上应留有必要的检修场地和通道。

十六、加热炉布置的一般要求

（1）加热炉应布置在装置的边缘地区，并宜位于装置常年最小频率风向的下风侧；

（2）加热炉与其它明火设备应尽可能布置在一起；

（3）几座加热炉可按炉子中心线对齐成排布置。

两座加热炉净距不应小于3m；

（4）加热炉与露天布置的液化烃设备间的防火间距不应小于22.5m，当设备之间设置非燃烧材料的实体墙时，其间距可减少，但不得小于15m。

（5）当采用机动机具吊装的加热炉炉管时，应有机动机具通行的通道和检修场地。

对于带有水平炉管的加热炉，在抽出炉管的一侧，检修场地的长度不应小于炉管长度加2m；

（6）加热炉外壁与检修道路边缘的间距不应小于3m；

（7）对于设有蒸汽发生器的加热炉，汽包宜设在加热炉顶部或邻近的构架上；

（8）当加热炉有空气预热器、鼓风机、引风机等辅助设备时，辅助设备的布置应考虑检修的要求；

（9）加热炉与其附厨的燃料气分液罐、燃料气加热器的间距，不应小于6m。

十七、立式容器布置的方式

立式容器的外形与塔类似，只是内部结构没有塔的内部结构复杂，立式容器的布置方式和安装高度等可参考塔的布置要求，另外尚应考虑以下要求：

（1）为了操作方便，立式容器可以安装在地面、楼板或平台上，也可以穿越楼板或平台，用支耳支撑在楼板或平台上；

（2）立式容器穿越楼板或平台安装时，应尽可能避免容器上的液面指示、控制仪表也穿越楼板或平台；

（3）立式容器为了防止粘稠物料的凝固或固体物料的沉降，其内部带有大负荷的搅拌器时，为了避免振动影响，应尽可能从地面设置支承结构；

（4）对于顶部开口的立式容器，需要人工加料时，加料点的高度不宜高出楼板或平台1m，如高出1m时，应考虑设加料平台或台阶。

十八、卧式容器的布置和安装高度有哪些要求?

（1）卧式容器宜成组布置。

成组布置卧式容器宜按支座基础中心线对齐或按封头切线对齐。

卧式容器之间的净空可按0.7m考虑；

（2）在工艺设计中确定卧式容器尺寸时，尽可能选用相同长度不同直径的容器，以利于设备布置；

（3）确定卧式容器的安装高度时，除应满足物料重力流或泵吸入高度等要求外，尚应满足下列要求：

1）容器下有集液包时，应有集液包的操作和检测仪表所需的足够空间；

2）容器下方需设通道时，容器底部配管与地面净空不应小于2.2m；

3）不同直径的卧室容器成组布置在地面或同一层楼板或平台上时，直径较小的卧式容器中心线标高需要适当提高，使与直径较大的卧式容器简体顶面标高一致，以便于设置联合平台。

（4）卧式容器在地坑内布置时，应妥善处理坑内的积水和有毒、可燃介质的积聚，坑内尺寸应满足容器的操作和检修要求；

（5）卧式容器的平台的设置要考虑人孔和液面计等操作因素。

对于集中布置的卧式容器可设联合平台。

当液面计上部接口高度距地面或操作平台超过3m时，液面计要装在直梯附近。

十九、泵的布置方式有哪几种?

其布置有何具体要求?

（1）泵的布置方式有三种：

露天布置、半露布置和室内布置：

1）露天布置露天布置的泵，通常集中布置在管廊的下方或侧面，也可分散布置在被抽吸设备的附近。

其优点是通风良好，操作和检修方便；

2）半露天布置半露天布置的泵适用于多雨地区，一般在管廊下方布置泵，在上方管道上部设顶棚。

或将泵布置在构架的下层地面上，以构架平台作为顶棚。

这些泵可根据与泵有关设计布置要求，将泵布置成单排、双排或多排；

3）室内布置在寒冷或多风沙地区将泵布置在室内。

如果工艺过程要求设备布置在室内时，其所属的泵也应在室内布置。

（2）泵的布置具体要求如下：

1）成排布置的泵应按防火要求、操作条件和物料特性分组布置；

2）泵成排布置时，宜将泵端基础边线对齐，或将泵端出、入口中心线对齐；

3）泵双排布置时，宜将两排泵的动力端相对，在中间留出检修通道；

4）泵布置在主管廊下方或外侧时，泵区通道的最小净宽为2m，最小净高为3m，泵端前面操作通道的宽度，不应小于1m；

5）泵布置在管廊下方或外侧时，不论是单排或双排，泵和驱动机的中心线宜与管带走向垂直；

6）泵布置在室内时，两排泵净距不应小于2m。

泵端或泵侧与墙之间的净距应满足检修要求且不宜小于1m；

7）除安装在联合基础上的小型泵外，两台泵之间的净距不宜小于0.8m；

8）泵的基础面宜高出地面200mm；

9）立式泵布置在主管廊下方或构架下方时，其上方应留出泵体安装和检修所需的空间；

10）热油泵的布置应考虑管道柔性设计要求。

二十、压缩机布置的一般要求

（1）压缩机组及其附属设备的布置，应满足制造厂的要求；

（2）压缩机宜布置在被抽吸的设备附近，其附属设备宜靠近机组布置；

（3）可燃气体压缩机的布置应符合下列要求：

1）与明火设备、非防爆的电气设备的间距，应符合现行GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》和GB50160《石油化工企业设计防火规范》的规定；

2）宜露天布置或半敞开布置。

在寒冷或多风沙地区可布置在厂房内；

3）单机驱动功率等于或大于150kW的甲类气体压缩机厂房，不宜与其它甲、乙、丙类房间共用一幢建筑物；压缩机的上方，不得布置甲、乙、丙类液体设备，但自用的高位润滑油箱不受此限。

（4）单层布置的压缩机，当基础较高时，宜按需要设置操作平台；当附属设备较多时，宜两层布置。

二十一、压缩机安装高度的要求

压缩机的安装高度，应根据其结构特点确定。

进出口都在底部的压缩机的安装高度，应符合下列要求：

（1）进出口连接管道与地面的净空要求；

（2）进出口连接管道与管廊上管道的连接高度要求；

（3）吸入管道上过滤器的安装高度与尺寸的要求；

（4）为了减少振动应降低往复式压缩机的安装高度。

二十二、压缩机附属设备的布置应符合什么要求?

（1）多级压缩机的各级气液分离罐和冷却器应靠近布置。

在满足操作和维修要求的前提下，应考虑压缩机进出口的综合受力影响、合理布置各级气液分离罐和冷却器；

（2）高位油箱宜布置在建筑物的构架上，并应设平台和直梯，其安装高度应满足制造厂的要求；

（3）润滑油和密封油系统宜靠近压缩机布置并应满足标高要求和油冷却器的检修要求。

二十三、压缩机的驱动机为汽轮机时，汽轮机的附属设备的布置，应考虑哪些因素?

（1）汽轮机周围应留有足够的空地以满足配管和操作的需要；

（2）凝汽式汽轮机采用空冷器时，空冷器的位置应靠近汽轮机，空冷器的安装高度应满足凝结水泵的吸入高度的要求；

（3）凝汽式汽轮机采用冷凝冷却器时，冷凝冷却器宜布置在汽轮机的下方，也可布置在汽轮机的侧面。

冷凝冷却器的安装高度应满足凝结水泵的吸入高度的要求。

冷凝冷却器管箱侧应留出抽管束所需要的场地。

二十四、压缩机布置在厂房内时，除应考虑压缩机本身的占地要求外，尚应符合什么要求?

（1）机组与厂房墙壁的净距应满足压缩机或驱动机的活塞、曲轴、转子等的检修要求，并不应小于2m；

（2）机组一侧应有检修时放置机组部件的场地，其大小应能放置机组最大部件并能进行检修作业，多台机组可考虑合用检修场地；

（3）双层布置的压缩机厂房，应按机组的最大检修部件设置吊装孔和选用吊车；

（4）压缩机和驱动机的全部一次仪表盘，，如制造厂无特殊要求，应布置在靠近驱动机的侧面或端部，仪表盘后应有检修通道；

（5）压缩机的基础应与厂房结构分开。

二十五、可燃气体压缩机的布置及其厂房的设计应符合哪些防火规范?

（1）可燃气体压缩机，宜布置在敞开或半敞开式厂房内；

（2）单机驱动功率等于或在于150kW的甲类气体压缩机厂房，不宜与其他甲、乙、丙类房间共用一幢建筑物；压缩机的上方、不得布置甲、乙、丙类设备，但自用的高位润滑油箱不受此限；

（3）比空气轻的可燃气体压缩机半敞开式或封闭式厂房的顶部，应采取通风措施；

（4）比空气轻的可燃气体压缩机厂房的楼板，宜部分采用蓖子板；

（5）比空气重的可燃气体压缩机厂房的地面，不宜设地坑或地沟，厂房应有防止气体积聚的措施。