煤化工儀表設(shè)計(jì)

煤化工儀表設(shè)計(jì)目錄相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定基本知識(shí)和概念選型實(shí)例和探討總結(jié)和建議相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定國(guó)外國(guó)內(nèi)IGCDOC13/12/EOxygenPipelineandPipingSystemsGB16912-2008深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程MSS-SP-61PressureTestingofSteelValveAPI598ValveInspectionandTestingGB/T13927-2008工業(yè)閥門(mén)-壓力試驗(yàn)GB/T26480-2011閥門(mén)的檢驗(yàn)和試驗(yàn)基本知識(shí)和概念基本知識(shí)和概念1234評(píng)估234著火鏈撞擊工況定義豁免壓力1火災(zāi)三要素基本知識(shí)和概念引起火災(zāi)需要有三個(gè)要素：氧化劑，燃料和點(diǎn)火能量。大氣中的火災(zāi)可以通過(guò)消除三個(gè)要素之一來(lái)預(yù)防，但在氧氣系統(tǒng)中它們是無(wú)法分開(kāi)的。含有氧氣的閥門(mén),調(diào)壓閥,管道,接頭以及其它元件實(shí)際上就是燃料，著火能量來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部。因此系統(tǒng)設(shè)計(jì),元件選擇,結(jié)構(gòu)材料,加工方法以及系統(tǒng)操作和維護(hù)需要根據(jù)規(guī)范和程序進(jìn)行選擇。1.火災(zāi)三要素基本知識(shí)和概念Oxygen氧化劑Fuel燃料Heat能量火災(zāi)三要素基本知識(shí)和概念當(dāng)系統(tǒng)中釋放出少量能量，并點(diǎn)燃某種燃點(diǎn)溫度較低的材料，或某種較小質(zhì)量和較大表面面積的粒子時(shí)，著火鏈即開(kāi)始。一旦較小的物體被點(diǎn)燃，其產(chǎn)生的熱量會(huì)點(diǎn)燃燃點(diǎn)溫度較高的較大材料，從而產(chǎn)生出更多的熱量，直到火焰可以自持。常見(jiàn)的點(diǎn)火機(jī)制：機(jī)械撞擊、粒子撞擊、摩擦、壓縮加熱。2.著火鏈基本知識(shí)和概念I(lǐng)GCDOC13/12/E《OXYGENPIPELINEANDPIPINGSYSTEMS》中將氧氣工況劃分為“撞擊場(chǎng)合”和“非撞擊場(chǎng)合”。同樣在GB16912-2008《深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)》也參考了EIGA的劃分方式。其定義為：使氧氣流動(dòng)方向突然改變或產(chǎn)生漩渦的位置，從而引起氧氣中夾帶的顆粒對(duì)管壁的撞擊，這樣的位置稱作撞擊場(chǎng)合，否則稱為非撞擊場(chǎng)合?！白矒魣?chǎng)合”容易發(fā)生激發(fā)能源，引起燃燒與爆炸，是危險(xiǎn)場(chǎng)合，安全控制要求更加嚴(yán)格。3.撞擊工況定義基本知識(shí)和概念撞擊（包含不限于以下）*三通（從支管進(jìn)入總管的氣流）。*承插焊三通及彎頭。*支管接頭比如焊接支管，對(duì)焊凸臺(tái)，承插凸臺(tái)及螺紋凸臺(tái)。*閥門(mén)*孔板*入口與出口縮徑比大于3：1的異徑接頭（偏心和同心）（用于流量從大到?。?溫度計(jì)套管非撞擊（包含不限于以下）*直管道。*對(duì)焊三通，具有長(zhǎng)（或平滑）的彎曲半徑（用于從主管流到支管）。*長(zhǎng)半徑彎頭（大于等于1.5直徑）。*所有內(nèi)表面打磨平滑的，由6件（5個(gè)焊縫）作成的90°斜接彎頭以及由3件（2個(gè)焊縫）作成的45°彎頭。*具有最大3：1縮徑比的偏心和同心異徑接頭。基本知識(shí)和概念適用于150℃（302℉）以下設(shè)計(jì)溫度的碳鋼管以及200℃（392℉）設(shè)計(jì)溫度的不銹鋼管撞擊場(chǎng)合：

0.3MPaA<P<1.5MPaA

V<30m/s1.5MPaA<P<10MPaA

P*V<45MPa.m/s10MPaA<P<20MPaA

V<4.5m/s非撞擊場(chǎng)合：

0.3MPaA<P<1.5MPaA

V<60m/s1.5MPaA<P<10MPaA

P*V<80MPa.m/s10MPaA<P<20MPaAV<8m/sIGCDOC13/12/E對(duì)流速的限制基本知識(shí)和概念根據(jù)不同的金屬可燃性，對(duì)于氧氣的流速有一定的限制要求。如果阻燃合金在管道的設(shè)計(jì)壓力下能阻燃，則此時(shí)不需要考慮流速限制，IGCDOC13/12/E給出了豁免壓力這一概念，即豁免壓力為金屬免除考慮流速限制的最小壓力?；诨砻鈮毫θ孕杩紤]金屬材料的厚度。4.豁免壓力基本知識(shí)和概念豁免壓力和最小厚度要求合金最小厚度豁免壓力銅合金不規(guī)定20.68MPa鎳銅合金不規(guī)定20.68MPaInconel6003.18mm8.61MPaInconel6253.18mm6.90MPaMonel4000.762mm20.58MPaMonelK5000.762mm20.58MPa304/304L，

316/316L，321，3473.18mm1.38MPa304/304L，316/316L，321，3476.35mm2.58MPa基本知識(shí)和概念阻燃性能排行1.銅，銅基合金，鎳-銅合金-最強(qiáng)2.不銹鋼（300系列）3.碳鋼4.鋁-最弱1.銅，銅基合金，鎳-銅合金最慢2.碳鋼3.不銹鋼（300系列）4.鋁-最快注：不銹鋼一旦被引燃，其燃燒速度快于碳鋼，然而奧氏體不銹鋼（300系列）仍認(rèn)為優(yōu)于碳鋼，是基于高阻燃性。引燃速率排行金屬的選擇基本知識(shí)和概念A(yù)PI598ValveInspectionandTestingMSS-SP-61PressureTestingofSteelValveGB/T13927-2008工業(yè)閥門(mén)-壓力試驗(yàn)GB/T26480-2011閥門(mén)的檢驗(yàn)和試驗(yàn)開(kāi)關(guān)閥泄漏測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)基本知識(shí)和概念適用范圍AB1.SCOPE1.1ThisStandardPracticecoversrequirementsandacceptancecriteriaforshellandseatclosurepressuretestingofsteelvalves.1.2ThisStandardPracticeisnotintendedforusewithcontrolvalves.Forcontrolvalves,seeANSIBl6.37andANSI/FCI70-2.4.1.1Atthemanufacturersoptionagaspressureofnolessthan80psi(5.6bar)maybesubstitutedforthevalvesizesandpressureclasseslisted.氣壓泄漏測(cè)試MSS-SP-61基本知識(shí)和概念MSS-SP-61與API598測(cè)試時(shí)間對(duì)比MSS-SP-61閥門(mén)尺寸≤2“21/2

-8”10”-18”≥20”測(cè)試時(shí)間15sec.15sec.60sec.120sec.API598閥門(mén)尺寸≤2“21/2

-6”8”-12”≥14”測(cè)試時(shí)間15sec.60sec.120sec.120sec.基本知識(shí)和概念MSS-SP-61對(duì)應(yīng)泄漏量：10ml/hr/1”=10/60*8=1.33ml/min/8”

API598對(duì)應(yīng)泄漏量：16drops/min/8”=1ml/min/8”(1ml約為16drops)MSS-SP-61與API598泄漏量對(duì)比選型實(shí)例和探討選型實(shí)例和探討以某廠空分裝置為例，低壓氧氣管道介質(zhì)溫度20℃，操作壓力6.0MPaG，密度1.43kg/Nm3，管徑DN200（219x13），最大流量44000Nm3/h，管道材質(zhì)0Cr18Ni9，在此管道上需設(shè)置遠(yuǎn)傳溫度計(jì)一支。通過(guò)計(jì)算氧氣流速為7.61m/s

在非撞擊場(chǎng)合下，P*V=45.6<80MPa.m/s，但溫度度計(jì)套管使用為撞擊工況，P*V>45MPa.m/s，且在臨界值附近。因此套管材質(zhì)需選用鎳基合金，并通過(guò)減少插入深度，增大管道截面積，以迅速減少流體變化對(duì)后續(xù)管道的影響。A溫度儀表選型選型實(shí)例和探討測(cè)量元件一般選用鎳基合金或銅基合金（Inconel或Monel）如選用填充液，針對(duì)氧氣工況要選用填充液是氟油的變送器，并且要對(duì)變送器進(jìn)行脫脂處理導(dǎo)壓管材質(zhì)選擇建議選擇鎳基合金，因在開(kāi)車工況下，會(huì)出現(xiàn)壓縮加熱現(xiàn)象，即打開(kāi)根部閥時(shí)氧氣從高壓區(qū)域流向低壓區(qū)域，體積膨脹，速度增加。如氣流受到阻礙，氣體壓縮變熱，壓差越大，溫度越高，易產(chǎn)生危險(xiǎn)。B壓力儀表選型選型實(shí)例和探討盡量選擇流速變化小，對(duì)流向改變小，撞擊不嚴(yán)重的測(cè)量方式，如文丘里管。以某氣化工況為例，進(jìn)氧氣加熱器前氧氣流量測(cè)量，流體溫度34℃，操作壓力4.7MPaA，流量32270Nm3/h，管道口徑DN200(219x8)，材質(zhì)304。通過(guò)計(jì)算氧氣流速為6.75m/s,P*V=31.7<80MPa.m/s,管道材質(zhì)選用不銹鋼是沒(méi)有問(wèn)題的。C流量?jī)x表選型實(shí)例和探討為保證測(cè)量精度，節(jié)流裝置孔徑比宜大于2:1，而此場(chǎng)合為撞擊工況。通過(guò)選擇文丘里管喉部口徑為125mm，可計(jì)算出喉部流速為17.92m/s,P*V=83.7>80MPa.m/s，因此文丘里管喉部及擴(kuò)散段應(yīng)采用鎳基合金材質(zhì)。同時(shí)為保持流量計(jì)的整體性，建議進(jìn)入文丘里管整體使用鎳基合金材質(zhì)。C流量?jī)x表選型實(shí)例和探討以某氣化工況為例，氧氣管道DN80（Φ88.9x5.49），氧氣壓力7.6MPaA，溫度40℃，輸送氧量為8000Nm3/h。氧氣流速V計(jì)算值為7.16m/s。P*V=54.416，根據(jù)管道中氧氣最高允許流速，閥門(mén)材料不允許使用奧氏體不銹鋼，7.6MPa低于Monel400，MonelK500的豁免壓力，閥芯閥座的選擇Monel合金，閥芯閥座不要做硬質(zhì)堆焊。盡量不要縮頸處理，保持與管有管道同口徑。同時(shí)需考慮管道材質(zhì)的溫壓曲線和閥體材料的溫壓曲線是否一致，如不能