石油化工装置纵梁式管架的设计与分析摘要：根据纵梁式管架的特点并结合对以往工程实例的计算、统计和分析，说明了牵制系数取值、管架跨度、间距对管架用钢量的影响，提出了减少纵梁式管架用钢量的措施，推荐了比较经济的管架跨度、间距，同时对桁架式纵梁进行了计算分析，表明采用桁架式纵梁可减少纵梁用钢量30%以上。
关键词：纵梁式管架；牵制系数；桁架式纵梁；用钢量
中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：
1 引言
纵梁式管架是石油化工装置中管架的常用形式，是组合式管架的一种，它是由纵梁把各自独立的管架联系起来，形成的一个支承管道的管架系统，是石化装置中的一种重要构筑物，它支撑着纵横联结的管道网，担负着输送各种介质（液体、气体或固体粒料等）的任务。做好纵梁式管架的设计，对提高石化装置的设计水平，加快建设速度，节约土建投资等都具有重要意义。
目前，在一些装置管架的设计中出现了“肥梁胖柱”，为何会出现这种情况？装置管架如何设计才能使其更经济合理呢？本文将结合具体的设计实践对纵梁式管架的设计作一分析、探讨。
2 纵梁式管架的特点
管道支承在管架上，从外观上，管架是支承管道的结构，然而
石油化工设备和管道隔热技术规范(SH 3010-2000) 目次 1.总则 2.术语、符号 2.1.术语 2.2.符号 3.基本规定 4.隔热结构的设计 4.1.隔热材料的选择 4.2.隔热层厚度 4.3.隔热层厚度计算 4.4.隔热结构 5.隔热结构的施工 5.1.施工准备 5.2.隔热层施工 5.3.防潮层施工 5.4.保护层施工 5.5.安全保护 6.检查和验收 6.1.质量检查 6.2.交工技术文件 附录A关系表 1总则 1.0.1 本规范适用于石油化工设备(塔、换热器、容器、机泵等)和管道隔热工程的设计和施工。 本规范不适用于设备和管道的内隔热衬里设计和有特殊要求的管道、长输管道及临时设施隔热工程的设计和施工。 1.0.2 隔热工程应根据工艺、节能、防结露和经济性等要求进行设计和施工。 1.0.3 隔热工程的设计和施工，除执行本规范外，尚应符合现行有关标准、规范的规定。 2术语、符号 2.1术语 2.1.1 隔热thermal insulation 为减少设备和管道内介质热量或冷量损失，或为防止人体烫伤、稳定操作等，在其外壁或内壁设置隔热层，以减少热传导的措施。 2.1.2 保温hot insulation 为减少设备和管道内介质热量损失而采取的隔热措施。 2.1.3 保冷cold insulation 为减少设备和管道内介质冷量损失而采取的隔热措施。 2.1.4 防烫伤隔热personal protection insulation 为防止热管道烫伤人体而采取的局部隔热措施。 2.1.5 裸管bare pipe 无外隔热层的管道。 2.1.6 经济保温厚度economic insulation thickness
石油化工与化工装置 工艺包内容与深度规定 1 适用范围 本标准规定了工艺包的内容与深度要求，以保证工程设计有可靠的技术基础，满足开展基础设计的要求，并根据具体项目情况决定是否编制工艺操作手册、分析化验手册。 本规定适用于本公司编制并提供给顾客审查的石油化工、化工装置工艺包；也可以在对外购买/转让技术时作为工艺包内容深度谈判的基础。实际购买/转让的工艺包内容可以按照合同规定进行增减。 2 术语和定义 工艺包是内容符合本规定要求的工艺技术的商品化文件；是顾客审查、验收工艺技术的依据；是科研成果转化为生产力的中间介质；是石油化工与化工装置工程建设的基础。 3 石油化工与化工装置工艺包内容 3.1 设计基础 3.1.1 概况 3.1.1.1 装置概况及特点，项目背景、与相关装置的关系。 3.1.1.2 技术来源及授权 说明工艺技术所属的专利、专有技术及其中一般技术的提供者。说明专利使用、授权的限制及排他性要求。 3.1.1.3 设计范围 说明工艺包设计所涉及的范围，界区的划分。 3.1.2 装置规模及组成 可以用原料每年或每小时加工量或主要产品每年或每小时产量表示装置规模。要说明规模所依据的年操作小时数。 如果有不同的工况，应分别说明装置在不同工况下的能力。 由多个产出产品、中间产品、副产品组成的联合装置，要列出各部分的名称；各部分加工量和产品、副产品、中间产品的产率、转化率、产量。 3.1.3 原料、产品、中间产品、副产品的性质、规格要求 说明原料状态、组成、杂质含量、馏程、色泽、比重、粘度、折光率等所有必须指定的参数。同时列出每一个参数的分析方法标准号，特殊分析方法要加以说明。如果不同工况有不同的原料，要分别列出。 分别说明产品、中间产品、副产品的规格要求以及所依据的标准，同时按标准列出
技术要求 一.石油化工塔盘设计规范 1.塔盘的形式，应尽量减少其在安装时的焊接工作量。 2.可拆卸的塔盘零、部件应能在塔盘上部进行拆卸和安装，其大小应能通过塔 的人孔，单件的质量不宜大于30kg。 3.塔盘所用浮阀，应符合现行《FI型浮阀》JB1118的要求。 4.塔盘的制造与安装，应符合现行《塔盘技术条件》JB1205的要求。 5.塔盘的材料，应符合现行有关国家标准或行业标准的要求。未列入标准的材 料，必须符合有关技术条件的要求。 二.塔盘 1.机械加工件表面的自由尺寸公差按GB/T1804规定的m级精度；非机械加工件表面的自由尺寸公差c级精度。 若自由尺寸为长度尺寸时，则长度尺寸的上偏差等于孔的上偏差，下偏差等于轴的下偏差。 2.制成的零、部件内外边缘不应有影响使用、装配、检修的毛刺。 3.塔盘板局部平面度在300㎜长度内公差为2㎜。塔盘板在整个板面内的平面度公差为3㎜。 4.塔盘板长度的允差为（0~﹣4）㎜，宽度的允差为（0~﹣2）㎜。 5.F1型浮阀应符合JB/T1118的规定。 6.F1型浮阀塔盘板孔径应为Ф39﹢0.3﹣0.1㎜，相邻孔距的允差为±2㎜，任意孔距的允差为±5㎜。 a)相邻固定舌片中心距的允差为±2㎜，任意固定舌片中心距的允差为±5㎜。 b)固定舌片及舌片孔尺寸允差为0.5㎜。 c)相邻浮动舌片中心距的允差为±2㎜，任意浮动舌片中心距的允差为±5㎜。 7.受液盘的局部平面度在300㎜长度内差为2㎜。整个受液盘长度小于或等于4㎜时不得超过3㎜，长度大于4m时不得超过其长度的1/1000，且不得大于7㎜。 8.受液盘、降液板与塔体装配后，降液板底端与受液盘上表面的垂直距离K ±3㎜，降液板与受液盘立边的水平距离D的允差﹣3~﹢5㎜。 9.必须做出支持圈的基准圆，基准圆作为支持圈划线的基准，并应将此基准圆在塔内、外给以永久的明显标记。 支持圈与塔壁焊接后，其上表在300㎜弦长上的局部平面度为1㎜，整个支持圈的上表面水平公差为5㎜。 10.主梁、支梁制成后，上表面的局部平面度在300㎜长度内公差为1㎜，在整个上表面内的平面度公差为梁的长度的1/1000，且不得超过7㎜。 11.相邻两层支持圈的间距允差为±3㎜。任意两层支持圈间距的允差在20层内为±10㎜。
石油化工仪表管路线路设计规范 目次 前言 (2) 1范围 (3) 2一般规定 (3) 3测量管道的选用 (3) 3.1测量管道的材质 (3) 3.2测量管道的管径 (3) 4气动信号管道的选用 (4) 5测量管道及气动信号管道的敷设 (4) 6电线电缆的选用 (5) 6.1电线电缆线芯截面积 (5) 6.2电线电缆的类型 (6) 7电线电缆的敷设 (6) 7.1一般规定 (6) 7.2控制室进线方式 (7) 7.3汇线槽敷设方式 (7) 7.4保护管敷设方式 (8) 7.5电缆沟敷设方式 (9) 7.6电缆直埋敷设方式 (9) 8仪表盘（箱、柜）内的管道及线路 (9)
参考文献 (11) 用词说明 (12) 条文说明 (13) 前言 本规范是根据中石化（2003）建标字94号文的通知，由中国石化集团兰州设计院对原《石油化工仪表配管配线设计规范》SH3019-1997进行修订而成。 本规范共分8章。 本规范在实施过程中，如发现需要修改或补充之处，请将意见和有关资料提供给主编单位（地址：甘肃省兰州市西固区福利西路1号，邮政编码：730060），以便今后修订时参考。本规范由主编单位负责解释。 本规范主编单位：中国石化集团兰州设计院 主要起草人：蔡劲宏、冯仁铭 石油化工仪表管道线路设计规范 1范围 1.1本规范适用于新建扩建的石油化工企业自动控制工程中仪表测量管道、仪表信号传输 线路的工程设计，装置的改造可参照执行。 1.2执行本规范时，尚应符合现行有关强制性标准规范的要求。 2一般规定 2.1仪表管道、线路的工程设计，应做到仪表测量准确、信号传递可靠、减少滞后、安全 经济实用、线路整齐美观并便于施工和维修。 2.2对火灾及爆炸危险、腐蚀、高温、潮湿、振动等环境，在仪表管道线路设计时，应采 取相应的防护措施。 3测量管道的选用 3.1测量管道的材质 3.1.1测量管道（包括阀门和管件）的材质，应按被测介质的物性、温度、压力等级和所
S H S G石油化工装置工艺设 计包成套技术内容规定 Prepared on 22 November 2020
中国石油化工集团公司 石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定 SHSG-052-2003 2003-05-23发布 2003-08-01实行 中国石油化工集团公司发布
中国石油化工集团公司 石油化工装置工艺设计包 （成套技术工艺包）内容规定 SHSG-052-2003 主编单位：中国石化工程建设公司 参编单位：中国石化集团上海工程有限公司 中国石化集团南京设计院 中国石化集团洛阳石油化工工程公司批准部门：中国石油化工集团公司 实行日期：2003年8月1日 2003 北京
中国石油化工集团公司文件 中国石化科[2003]246号 关于印发《石油化工装置工艺设计包（成套技术 工艺包）内容规定》的通知 各有关单位： 石油化工装置工艺设计包是重要的研究开发成果和工程设计的基本依据。为了明确研究开发阶段的责任，规范工艺设计包的文件内容，做好研究开发与工程设计的衔接，现将修订后的《石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定》印发给你们，请认真遵照执行。原《中国石油化工集团公司石油化工成套技术工艺包内容的规定》（中国石化[1998]技字88号）同时废止。 《石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定》亦作为集团公司工程设计标准（标准号为SHSG-052-2003），可与《石油化工装置基础工程设计内容规定》（SHSG-033-2003）和《石油化工装置详细工程设计内容规定》（SHSG-053-2003）等配套使用。 中国石油化工集团公司 二○○三年五月二十三日
石油化工装置设计安全 一、前言 二、装置危险因素 三、工艺路线选择的安全考虑 四、工程设计的安全 一、前言 石油化工装置多以石油、天然气及其产品为原料进行加工处理，以得到社会所需各种产品。装置的原料和产品，多属可燃、易爆有毒物质，装置必然存在着潜在的火灾、爆炸和中毒危险。 据美国化学工程师协会(AICHE)1992年休斯敦工艺装置安全论坛资料报导：近30年来，烃加工业火灾的频率和火灾造成的经济损失，一直呈增长趋势。另据统计：世界石油化工业近30年100起损失超过1000万美元的特大事故中，装置的比近六成。象1974年英国Flixborough的卡普纶装置、1989年美国得州Pasudend的聚乙烯装置、1992年法国LaMde炼油厂、1994年英国Milford Haven炼油厂的火灾爆炸事故，都是触目惊心的。 这不只是由于石油化工装置较石油化工厂内其它设施有过程复杂、条件苛刻、制约因素多、设备集中等特点，还有社会的、经济的、管理的原因。综合如下： 1．强调经济规模，工厂(装置)日趋大型化； 2．减少建设用地，设备布置变得拥挤，资产密度加大。 3．消除瓶颈扩能增效，节能、改善环境在现有装置内增加设备或设施。 4．增加生产工日，长周期运转，设备得不到及时维修和更新。 5．人员减少，操作管理人员流动性大。 6．技术、装备、培训是否及时跟进，也是原因之一。 这种现状，必然加重设计安全的责任。 如何做到设计安全，如何对石油化工过程潜在的各种危险进行识别，如何对偏离过程条件做出估计，并在工程建设的基础环节(设计)上采取措施，防患于未然，已为人们广为关注。 国外现在较为通行的做法是，除强调本质安全设计外，在项目设计中推行《危险性和可操作性研究》(Hazard and Operability Study缩略为HAZOP)，用一系列
管道设计技术规定 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
SH/P20-2005 管道设计技术规定SH/P21-2005 装置布置设计技术规定SH/P22-2005 管道布置设计技术规定 上海化工设计院有限公司 二OO五年三月
管道设计技术规定 SH/P20-2005 上海化工设计院有限公司 二OO五年三月 管道设计技术规定 1 总则 本规定包括：管道设计、材料、制造、安装、检验和试验的要求。 本规定为管道布置、管件材料和管道机械的设计原则，各项目的管道设计应符合本规定的要求。 2 设计 概述 为经济地、合理地选择材料，管道应按其使用要求各自分类，任何一类管道使用的范围应考虑：腐蚀性、介质温度和压力等因素。 设计条件和准则 在设计中应考虑正常操作时，可能出现的温度和压力的最严重情况，并在管道一览表或流程图上加以说明。 操作介质温度<38℃不保温的金属管道的设计温度同介质温度，内部或外部保温的管道应依据传热计算或试验确定。 在调节阀前的管道（包括调节阀）压力应按最小流量下（关闭或节流时）来设计。而在调节阀后的管道，应按阀后终了的压力加上摩擦和压头损失来设计。 对于按照正常操作条件下，不同的温度和压力（短时的）进行设计时，不应包括风载和地震载荷。 非受压部件包括管架及其配件或管道支撑构件的基本许用应力应与受压部件相同。 管道的腐蚀度，应按具体介质来确定。通常对碳钢和铁素体合金钢的工艺管道应至少有1mm的腐蚀度，对于奥氏体合金钢和有色金属材料一般不加腐蚀余量。
管道尺寸确定 管子的尺寸依据操作条件而确定。必要时，考虑按正常控制条件下计算的管道和设备的摩擦和25%流量的余量，但下列情况除外： （1）泵、压缩机、风机的管道尺寸，按其相应的能力确定（在设计转速下能适应流量的变化要求）同时要估计到流量到0的情况。当机器的最大能力超过工艺要求的最大能力时，管道的设置不能按机器最大能力计算。 （2）循环燃油系统，应按设备设计要求的125%流量考虑，以使其有25%的循环量。 （3）间断操作的管道（如开车和旁路管道）的尺寸，应按可利用的压力降来设计。 一般不采用特殊尺寸的管道如：DN32（1″）、DN125（5″）、DN175（7″）等。对于这种尺寸的设备接管口，应由一个适合的管件把标准管和设备接管口连起来。 管道的布置 管道的布置要有一定的绕性，以降低管道的应力和推力。 一般管道均沿管架水平敷设，有坡度要求的管道，根据坡度要求单独支承。 输送无腐蚀性介质的管道一般配置在有腐蚀性介质管道的上面；有保温的管道一般配置在无保温的管道的上面。 安全阀（驰放阀）和放空管的配置应符合下述要求： （1）安全阀（驰放阀）和放空阀应选择在管道的最高位置处。 （2 ）排放有毒性气体或可燃气体的放空管的排出高度，应符合相应的设计规定。 管道的方向改变、相交及变径 管道的方向改变、相交及变径应优先采用对焊管件（弯头、三通、异径管），带法兰的管件用于需要经常检修、拆卸的地方。 管道方向的改变通常采用弯头、弯管、焊制管弯头（虾米腰）。 （1）对焊弯头的弯曲半径一般采用倍公称直径。 （2）弯管的最小弯曲半径通常按～4倍公称直径计。
1范围 本标准规定了工艺装置内常用的管桥（管廊）形式、平面布置、立面布置和管桥的配管设计以及相邻区关系和安全设施等的设计。 本标准适用于石油化工装置内部管桥（管廊）的配管设计，不适用于石油化工装置外部管带的设计。 2管桥的平面布置 2.1 一般以管桥作为全装置的联系纽带，在管桥两侧布置工艺设备。管桥布置以直通形为基本形，亦可呈L形、T形、U形等组合形，如图1所示。 2.2管桥下有输送剧毒、易燃、可燃介质有机泵和储存剧毒、易燃、可燃介质的工艺设备时，机泵和设备与加热炉、变电所、配电室和仪表室的距离应符合GB50160-92《石油化工企业设计防火规范》（以下简称《防火规范》的规定。 2.3管桥柱中心线与塔器外壁或框架柱中心线间的距离，要满足管道排列和最小通道的要求，一般以4m为宜，有往返较多的合金钢管时，经核算后，可适当减小间距，当其间布置地下管网时应考虑地下基础与管网排列所需的最小间距。 2.4 管桥宽度 首先应满足管道的管径和间距需要的总宽度，然后再考虑以下因素：
2.4.1管桥上布置空气冷却器（以下简称“空冷器”）时，宽度应考虑空冷器构架的要求。 2.4.2管桥下布置机泵和工艺设备时，宽度应考虑设备和通道的要求。 2.4.3管桥的宽度一般应预留10%～20%的余量； 2.4.4考虑管桥宽度余量时，柱外侧一般可焊接悬臂梁，作为支撑部分工艺、仪表管道、电气仪表槽盒之用，亦可作为管桥宽度的预留余量的一部分。 2.5管桥的柱距应由管道的跨距来决定，同时还应考虑管桥上、下布置的工艺设备等因素，一般在6～9m内取等距布置为宜。对于一两根极限跨距小于管桥柱间距的管道，可用临近的大管道支吊；对于多根小管道则采用加次梁的办法来支吊。管桥在跨越道路或检修通道外，柱距应为10～15m，柱间梁宜采用桁架结构，桁架梁底距道路净空不小于4.5m。 2.6管桥下布置机泵或工艺设备时，其地面应高出周围地面100～200mm，并分区取同一标高，电缆沟宜布置在泵的电机端，管桥下不布置工艺设备时，地面应作为装置竖向地面的一部分。 2.7管桥上布置工艺设备时，应设置隔断平台并与附近的塔或框架平台相连接。管桥顶层管道靠近塔器的外侧，可以考虑布置电气仪表槽盒（槽盒一侧也可作为走道）。管桥上的连通平台应设操作、检修用斜梯和安全梯，具体要求应符合《防火规范》的规定。 3管桥的立面布置 3.1装置内主管桥和副管桥，按管道布置的需要，可以为一层或二层，最多三层。一层管桥宽度最大9m，大于9m宜采用双层管桥。双层管桥的层间标高差以1.2～1.8m为宜，管桥宜采用钢结构或以钢筋混凝土为柱的混合结构。 3.2常用的管桥结构形式，如图2所示。 3.3管桥的底层梁标高取决于下述最大高度。 a、跨越主要道路的净空，一般不小于4.5m，若需通行大型吊车时，不小于5.5m。 b、管桥下布置设备时，一般为4m以上； c、管桥内的管道与管桥外设备相连接的管道，当在人行通道上时净空应不小于2.2m，在辅助检修通道上时净空不小于3m。 3.4装置内主管桥顶层，宜布置空冷器；中层宜布置冷却器、换热器和容器等；底层宜布置机泵、冷却器、换热器、小型容器或留作管桥两侧工艺设备的检修通道,如图3。泵是否布置在管家桥下应根据不同的工艺过程和具体情况而定。要综合考虑节约用地,节省投资、方便操作和符合安全要求等因素。 3.5装置内主管桥与副管桥相交时，应将副管桥的梁标高选在主管桥两层梁标高之间，高差一般取为0.6～0.9m，如图4。 3.6装置内主管桥主梁和侧梁标高需考虑与框架的塔器的接管标高要求，详见5.2条。 3.7多雨地区，当管桥下布置机泵而管桥上又无设备平台、楼板等时，可在管桥顶上设轻型防雨棚。 3.8管桥底层布置热油泵时，需考虑泄漏着火时，不致危及重要工艺设备、电缆和仪表管缆等设施。 4管桥的配管设计 4.1 装置内管道应尽量采用架空敷设。管桥上布置的管道包括：
石油化工管道布置设计规范 一石油化工管道布置设计一般规定 1.管道布置设计应符合管道及仪表流程图的要求； 2.管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等 方面的要求，并力求整齐美观； 3.对于需要分期施工的工程，其管道的布置设计应统一规划，力求做到施工、 生产、维修互不影响； 4.永久性的工艺、热力管道不得穿越工厂的发展用地； 5.在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调； 6.厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区的装置（单元）、道路、建筑物、构筑 物等协调，避免管道包围装置（单元），减少管道与铁路、道路的交叉； 7.管道应架空或地上敷设；如确有需要，可埋地或敷设在管沟内； 8.管道宜集中成排布置，地上管道应敷设在管架或者管墩上； 9.在管架或者管墩上（包含穿越涵洞）应留有10%～30%的空位，并考虑其荷重； 装置主管廊架宜留有10%～20%的空位，并考虑其荷重； 10.全厂性管架或者管墩上（包含穿越涵洞）应留有10%～30%的空位，并考虑其 荷重；装置主管廊架宜留有10%～20%的空位，并考虑其荷重； 11.输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置， 应符合设备布置设计的要求； 12.管道布置设计应满足现行《石油化工企业非埋地管道抗震设计通则》SHJ39 的要求； 13.管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部结构的安装、检修和消防车辆的通行； 14.管道布置应使管道系统具有必要的柔性；在保证管道柔性及管道对设备、机 泵管口作用力和力矩不超出过允许值的情况下，应使管道最短，组成件最少；
15.应在管道规划的同时考虑其支撑点设置；宜利用管道的自然形状达到自行补 偿； 16.管道系统应有正确和可靠地支撑，不应发生管道与其支撑件脱离、管道扭曲、 下垂或立管不垂直的现象； 17.管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋；否则应根据操 作、检修要求设置放空、放净；管道布置应减少“盲肠”； 18.气液两相流的管道由一路分为两路或多路时，管道布置应考虑对称性或满足 管道及仪表流出图要求； 19.管道除与阀门、仪表、设备等要用法兰或螺纹连接者外，应采用焊接连接； 下列情况应考虑法兰、螺纹或者其他可拆卸的场合； 1)因检修、清洗、吹哨需拆卸的场合； 2)衬里管道或者夹套管道； 3)管道由两段异种材料组成且不宜用焊接连接者； 4)焊缝现场热处理有困难的管道连接点； 5)公称直径小于或等于100的镀锌管道； 6)设置盲板或“8”字盲板的位置。 20.管道布置时管道焊缝位置的设置，应符合下列要求; 1)管道对接焊口的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径，且不小于 100mm； 2)管道上两相邻对接焊口的中心间距： A.对于公称直径小于150mm的管道，不应小于外径，且不得小于50mm； B.对于公称直径等于或大于150mm的管道，不应小于150mm。
浅析石油化工装置设计与安全分析 随着能源的开采与消耗，石油的剩余储存量越来越少，这对我国的石油化工装置设计与安全提出了更高的要求，需要提高生产效率和质量。本文首先介绍了石油化工装置安全设计原则，然后分析了石油化工装置工艺安全的设计工作，希望能对我国的石油化工行业提供些许帮助。 标签：石油化工;装置设计;安全分析 1 石油化工装置安全设计原则 1.1 确保工艺过程的可实施性 石油化工装置设计和安装的技术要求不能更改，但是设计人员要确保工艺过程的可实施性，例如设计人员可以应用催化剂或者是改气相进料来代替液相进料，这样在确保了工艺可实施性的同时，缓解了工艺过程的反应剧烈程度，有利于石油化工装置的安全运行。 1.2 降低设计过程的复杂程度 设计过程越复杂，代表着影响设备正常运行的参数和条件越多，设备受到的影响和干扰越多。因此，在石油化工装置设计过程中，设计人员需要尽量简化设计流程，避免出现一台设备搭载多种功能的现象，尽量另各个设备都能独立运行。 1.3 选择危险性小的装置材料 石油化工装置设计和安装过程中应用的材料不具备独一性，因此，设计人员在存在选择空间的基础上，需要选择危险性较小的材料，以此来降低石油化工装置安全和运行的危险程度。 2 石油化工装置工艺安全的设计工作 2.1 对其工艺路线进行安全设计 首先，物料安全设计。由于生产物料是石油化工装置运行中必要的成分，不仅仅是原油供应具有较大的危险性，石油化工装置运行过程中所需的各种生产资料同样有着极强的危险性，但其所使用的辅助物料的选择却比较多。在这样的情况之下，就必须要保证辅助物料具有较强的安全性。因此在对辅助物料进行选择时，就需要对其所具有的安全性进行充分的考虑，从而使得石油化工装置的运行危险性得到降低。 其次，对工艺条件进行简化。原料想要最终成为合格的产品流入市场，那么就要利用石油化工装置对其进行化学以及物理流程的有效处理，其作为石油化工
中国石化集团 洛阳石油化工工程公司 公司标准 石油化工装置塔器管道设计 技术规定 40B207－1997 代替: 40B207-1990 第1页共12 页1范围 本标准规定了塔器类的平面布置、开口方位、平台梯子、管道及管道支吊架等的设计原则及要求等。 本标准适用于石油化工装置的塔、立式容器、卧式容器等的设备布置及管道设计。分馏塔开口及管嘴一章，仅适用于板式塔盘的分馏塔。 本标准不适用于各类反应器、储罐等设备的布置及管道设计。 2 塔器的布置 2.1 塔与其它工艺设备的间距，应符合GB50160-92《石油化工企业设计防火规范》。 2.2 对可燃气体、液化烃、甲B类液体的塔及立式容器，应布置在明火加热炉、高温设备的全年最小频率风向的上风向。 2.3工艺装置内塔及立式容器、卧式容器的设备布置，一般按流程式布置。在不影响流程式布置的情况下，可将同类设备集中布置。 2.4塔与其紧密相关的设备，如重沸器、冷凝器、塔底泵、回流罐等应靠近布置。 2.5塔类集中布置时，塔径不论大小，宜布置在同一中心线上，排成一行并平行于管廊。若直径相近的塔群,宜以切线取齐。对小直径的塔,可双排或三角形布置。塔径小于1000mm者，必要时可在框架内布置。 2.6对塔径<800mm长径比又较大的塔或由铝或非金属材料制成的塔应在框架内布置或沿构架布置。 2.7相邻塔的距离除满足基础间距要求外，还应考虑塔上部操作面的需要，一般净距不小于2.5m。 2.8塔的布置应划分为操作侧，（即装置的检修侧）和管道侧（即装置的管廊侧）。人也和平台均应设在操作侧，管道应布置在管道侧，不得四周均布，管道侧一般不设平台，如图1所示。 2.9 塔周围应有足够的检修净空，并考虑塔整体吊装的可能性。 图1 塔的管道侧和操作侧示意
《石油化工控制室抗爆设计规范》
GB 50779-2012
在工程中的应用
2013年7月
1
中石化 洛阳工程有限公司
目录
《石油化工控制室抗爆设计规范》的定位 爆炸荷载取值问题 抗爆结构设计中的基本概念 抗爆结构设计 动力分析方法
国标与行标相比的主要变化
2
中石化 洛阳工程有限公司
《石油化工控制室抗爆设计规范》的定位
《石油化工控制室抗爆设计规范》解决的是在主体专业提出建 筑物的抗爆要求之后，建筑、结构、采通专业如何做抗爆设计， 规定了总平面布置、建筑设计、结构设计、通风与空调等几方面 的内容，是一本独立编制的建筑结构设计规范。
按照本规范进行设计的控制室，当遭受相当于设计取定的爆炸 荷载作用时，可能局部损坏，但经一般修理应可以继续使用。
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本规范编制中参考的主要文献：
1）Design of Blast Resistant Buildings in Petrochemical Facilities石
油化工行业建筑抗爆设计，由美国土木工程师协会能源部石油化工委员
会抗爆设计任务委员会编制, ASCE美国土木工程师协会 出版
2）Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions
（TM5-1300）抗偶然爆炸结构（设计手册）
3）ASCE Manual 42 美国抵抗核爆炸建筑物设计规范
4）Siting and Construction of New Control Houses for Chemical
Manufacturing Plants, (SG-22), Chemical Manufacturing
Association.化工生产协会的《化工生产装置新建控制室的现场布置和
施工》
5）Code Requirments for Nuclear Safety Related Concrete
Structures(ACI349-01) 核安全相关混凝土结构规范
6）Process Plant Harzard and Control Building Design（CIA 1992）
，Chemical Industries Association化学工业协会出版的《工艺装置危
险性分析及控制室设计,
7）《人民防空工程设计规范》GB50225
8）《人民防空地下室设计规范》GB50038
9）一些国际知名工程公司的相关标准等。
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1．总则 1.1 本规范适用于新建、改扩建石油化工装置(或工厂)安全仪表系统的工程设计。石油化工厂公用工程及辅助设施等工程设计可参照执行。 1.2 安全仪表系统的工程设计必须满足石油化工装置(或工厂）安全等级的要求。 1.3 相关标准如下： IEC 61508 “Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems.” IEC 61511 “Functional safety: safety instrumented systems for the process industry sector.” ANSI/ISA-84.01 Application of safety instrumented system for the process industries. DIN V 19250 Programmable safety system. IEC 61131 Programmable controller. 1.4 执行本标准时，尚应符合国家现行有关标准的要求。
2．名词术语 下列术语适用于本规范: 2.1 危险故障Dangerous Failure 指能够导致安全仪表系统处于危险或失去功能的故障。 2.2 安全仪表系统Safety Instrumented System (SIS) 指能实现一个或多个安全仪表功能的系统。系统包括传感器，逻辑运算器和最终执行元件。 2.3 安全度等级Safety Integrity Level(SIL) 指用于描述安全仪表系统安全的等级，共4级，4为最高级，1为最低级。 2.4 最终执行元件Final Element 指安全仪表系统的一部分，执行必要的动作，使系统达到安全状态。 2.5 逻辑功能Logic Function 指将一个或多个输入信息转换为一个或多个输出信息的功能。 2.6 逻辑运算器Logic Solver 指安全仪表系统或过程控制系统中完成一个或多个逻辑功能的部件。 2.7 过程危险Process Risk 指由过程引起的危险或由过程和过程控制系统相互干扰引起的危险。 2.8 可编程电子系统Programmable Electronic System （PES） 指由一个或多个可编程电子设备组成，用于控制、保护或监视的系统。该系统包括电源，中央处理单元，输入设备，数据高速通道和其它通信部件，输出设备等。 2.9 安全故障Safe Failure 指不会导致安全仪表系统处于危险或故障状态。 2.10 过程控制系统Process Control System(PCS) 指用于直接或间接控制过程及相关设备的控制系统，系统包括分散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）、可编程控制系统（PLC）等。 2.11 冗余Redundancy 指为实现同一功能，使用多个相同功能的模块或部件。 2.12 容错Fault Tolerant 指功能模块在出现故障时，仍能继续正确执行特定功能的能力。 2.13 表决Voting 指系统中将每路数据进行比较和修正，用多数原则确定结论。
塔设备设计 设计规范 塔设计规范如表。 表设计规范 规范标准号 《石油化工塔形设备设计规范》SH 3098-2011 《石油化工塔盘设备设计规范》SH 3088-1998 《石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准》SH3524-1999 《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010 《建筑结构载荷规范》GB 50009-2001 设计要求 作为主要用于传质过程的塔设备，必须保证气液两相充分接触，以获得较高的传质效率；同时还应充分考虑设备的经济费用。为此，塔设备应满足以下基本要求： 1）气液两相充分接触，分离效率高； 2）生产能力大，即气液相处理量大； 3）操作弹性大，对气液相负荷波动具有较强的适应性，即能维持操作的稳定性，保持高的分离效率； 4）流体流动阻力小，流体通过塔设备的压降小； 5）结构简单可靠，材料耗用量少，制造安装容易，以降低设备投资，同时尽可能降低操作费用； 6）耐腐蚀和不易堵塞。 本厂有5个塔，我们对其进行了详细设计，并以精馏塔T201为例阐述详细
的计算和选型过程。 工艺参数设计 生产能力 根据Aspen模拟得到塔T201进料量为／h（泡点进料）,塔顶采出量为／h，塔底物料流量为／h。 操作参数 精馏塔T101操作参数如表。 表精馏塔T101操作参数 操作压力回流比进料状态理论板数进料位置 泡点进料301 物料衡算和能量衡算 （1）物料衡算 选取整个塔作为衡算系统，则其共有3股物料：进料、塔顶出料、塔底出料，故有 =+（单位：kmol / h）。 （2）能量衡算 同样选取整个塔作为衡算系统，则能量可分为两部分：加热负荷和冷却负荷。由Aspen 模拟结果可知，加热负荷为，冷凝负荷为。 基本结构设计 塔设备选型原则 气液传质分离用的最多的为塔式设备。它分为板式塔和填料塔两大类。板式塔和填料塔均可用作蒸馏、吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，根据具体
石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范 (GB50493-2009) 1 总则 1.0.1 为预防人身伤害以及火灾与爆炸事故的发生，保障石油化工企业的安全，特制定本规范。 1.0.2 本规范适用于石油化工企业新建、改建、扩建工程中可燃气体和有毒气体检测报警的设计。 1.0.3 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警的设计，除执行本规范的规定外，尚应符合现行国家有关标准的规定。 2 术语 2.0.1 可燃气体combustible gas 指甲类气体或甲、乙A类可燃液体气化后形成的可燃气体。 2.0.2 有毒气体toxic gas 指劳动者在职业活动过程中，通过肢体接触可引起急性或慢性健康的气体。本规范中有毒气体的范围是《高毒物品目录》（卫法监发〔2003〕142号）中所列的有毒蒸汽或有毒气体。常见的有：二氧化氮、硫化氢、苯、氰化氢、氨、氯气、一氧化碳、丙烯腈、氯乙烯、光气（碳酰氯）等。 2.0.3 释放源 source of release 指可释放能形成爆炸性气体混合物或有毒气体的位置或地点。 2.0.4 检（探）测器 detector 指由传感器和转换器组成，将可燃气体和有毒气体浓度转换为电信号的电子单元。 2.0.5指示报警设备 indication apparatus 指接受检（探）测器的输出信号，发出指示、报警、控制信号的电子部件。 2.0.6 检测范围sensible range 指检（探）测器在试验条件下能够检测出被测气体的浓度范围 2.0.7报警设定值 alarm set point 指报警器预先设定的报警浓度值。 2.0.8 响应时间 response time 指在试验条件下，从检（探）测器接触被测气体达到稳定指示值的时间。通常，达到稳定指示值90%的时间作为响应时间；恢复到稳定指示值10%的时间作为恢复时间。 2.0.9 安装高度vertical height 指检（探）测器检测口到制定参照物的垂直距离。 2.0.10爆炸下限 lower explosion limit（LEL） 指可燃气体爆炸下限浓度（V%）值。 2.0.11爆炸上限upper explosion limit （UEL） 指可燃气体爆炸上限浓度（V%）值。 2.0.12 最高容许浓度Maximum Allowable Concentration （MAC） 指工作地点、在一个工作日内、任何时间均不应超过的有毒化学物质的浓度。 2.0.13 短时间接触容许浓度Permissible Concentration-Short Term Exposure Limit, （PC-STEL） 指一个工作日内，任何一次接触不得超过的15分钟时间加权平均的容许接触水平。 2.0.14 时间加权平均容许浓度Permissible Concentration-Time Weighted Average（ PC-TWA） 指以时间为权数规定的8小时工作日的平均容许接触水平。 2.0.14 直接致害浓度immediately dangerous to life or health concentration（IDLH）
石油化工装置防雷设计规范 1 总则 2 术语 3 防雷分类 4 一般规定 4.1 厂房房屋类场所 4.2 户外装置区场所 4.3 户外装置区的排放设施 4.4 其他措施 5 具体规定 5.1 炉区 5.2 塔区 5.3 静设备区 5.4 机器设备区 5.5 罐区 5.6 可燃液体装卸站 5.7 粉、粒料桶仓 5.8 框架、管架和管线 5.9 冷却塔 5.10 烟囱和火炬
5.11 户外装置区的排放设施 5.12 户外灯具和电器 6 防雷装置 6.1 接闪器 6.2 引下线 6.3 接地装置本规范用词说明 附：条文说明 1 总则 1.0.1 为防止和减少雷击引起的设备损坏和人身伤亡, 规范石油化工装置及其辅助设施的防雷设计, 特制订本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、改建和扩建石油化工装置及其辅助生产设施的防雷设计。 本规范不适用于原油的采集、长距离输送、石油化工装置厂区外 油品储存及销售设施的防雷设计。 1.0.3 石油化工装置的防雷设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语 2.0.1 石油化工装置 Petrochemical plant 炼制原油、加工其衍生物以生产石油化工产品(或中间体)的生产装置。
2.0.2 辅助生产设施 Support facilities 配合主要工艺装置完成其生产过程而必需的设施，包括罐区、中央化验室、污水处理厂、维修间、火炬等。 2.0.3 厂房房屋 Industrial building(warehouse) 设有屋顶，建筑外围护结构全部采用封闭式墙体（含门、窗）构 造的生产性（储存性）建筑物。 2.0.4 户外装置区 Outdoor unit 露天或对大气敞开、空气畅通的场所。 2.0.5 半敞开式厂房 Semi-enclosed industrial buildings 设有屋顶，建筑外围护结构局部采用墙体，所占面积不超过该建筑外围护体表面面积的三分之一（不含屋顶和地面的面积）的生产性建筑物。 2.0.6 敞开式厂房 Opened industrial buildings 设有屋顶，不设建筑外围护结构的生产性建筑物。 2.0.7 雷击 Lightning stroke 对地闪击中的一次电气放电。 2.0.8 直击雷 Direct lightning flash 闪击直接打在建筑物、其他物体、大地或外部防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。 2.0.9 雷电感应 Lightning induction 闪电放电时，在附近导体上产生的雷电静电感应和雷电电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。
1 范围 本标准规定了管道允许跨距和导向间距的确定原则和方法，并给出了十六种典型管段的管架配置方案。 本标准适用于一般石油化装置内外输送介质温度不超过400℃的液体的气体管道。 本标准主要根据管系静态一次应力条件制定，对需考虑热应力和振动间题的管道，应按设计标准另作相应的热应力和动态分析核算，并根据分析结果调整管架位置。 2 管道跨距和支吊架的设置 2.1 配管设计中，可先根据管道的设计条件按本标准的计算方法或图表，求出基本跨距，然后按各管段的配置形式和载荷条件确定其相应的允许跨导向间距，以次作为配置管架的基本条件。 2.2 配置管架除应满足本标准允许距距和导向间距外，还需注意以下问题： 2.2.1 管架应尽量设置在直管段部分，避免在小半径弯头、支管连接点等局部应力较高的部位设置支承点，以防管系中局部应力过载； 2.2.2 刚性支吊架应设在沿支承方向上管道位移为零的位置上； 2.2.3 支吊架应尽可靠近阀门、法兰及重管件，但不应以它们作直接支承，以免因局部荷载作用引起连接面泄漏，或阀体因受力变形导致阀瓣卡住、关闭不严等不良后果； 2.2.4 导向架不宜过份靠近弯头和支管连接部位，否则可能额外地增加管系应力和支承统的荷载； 2.2.5 对因清理、维修等要求而需经常拆卸的管段，不宜设置永久性管架。 3 管道基本跨距的确定 基本跨距是用以确定管段允许跨距的基准数据。本规定根据三跨简支梁承受均布荷载时的强度条件和刚度条件别以计算法和图表法规定如下： 3.1 计算法 3.1.1 刚度条件
第 2 页 共 25 页 04B226 – 1997 根据管段不应在轻微外界扰力作用下发生明显振动的要求，规定装置内管段的自振频率不低于4次/秒，装置外管段的自振频率不低于2.55次/秒，由此规定的跨距计算如下。相应管道允许扰度，装置内为1.6mm ，装置外为3.8cm. L 01=0.2124 qo I E t (1-a) L 01*=0.2654 qo I E t (1-b) 式中： L 01一装置内管道由刚度条件决定的跨距，m; L 01*一装置外管道由刚度要件决定的跨距， m; I 一管子扣除腐蚀裕量后的惯性矩(见表1)， cm 4； E t 一管材在设计温度下的弹模量(见40B201－1997 《工艺管道应力分析技术规定》附录二)，MPa ； qo 一每米管道的质量(包括管子 、隔热层、物料质量及其他垂直均布持续荷载)，kg/m 。 3.1.2 强度条件 根据不降低管道承受内压能力的原则，规定装置内外的管道一律取由管道质量荷载(包括其他垂直持续荷载)在管壁中引起的一次轴向应力不起过额定许用应力的二分之一。 L 02=(L 02*)=0.626 []qo t W σ (2) 式中：L 02 L 02*一由强度条件决定的装置内及装置外的管道跨距，m; W 一管子扣除腐蚀裕量后的断面模量(见表1),cm 3； [σ]t 一管材在设计温度下的的许用应力(按40B201一1997《工艺管道应力分析技术规定》附录六取值)，MPa ； qo 一每米管道的质量(包括管子、隔热层、物料质量及其他垂直均布持续荷载)，kg/m 。 3.1.3 在刚度和强度条件计算的跨距值中，取较小者为该管道之基本跨距(Lo 或LO*)。 3.2 图表法 根据本标准基本跨距所需要满足的最低刚度条件和强度条件，对计算公式作必要的工程简化处理，绘制成用于各种隔热和不隔热管道的基本跨距曲线。这些曲线对常用管道规格(t/D ≤0.1)的基本跨距值，误差不超过±10％。 3.2.1 装置内及装置外的不隔热管道 不隔热管道的基本跨距一般均受刚度条件控制，对设计温度≤350℃的碳钢、低合金钢及不锈钢管道按图1查取基本跨距值。图中曲线按装置外的气体管道和液体管道及装置内的气体管道和液体管道分别绘出。基本跨距按管子公称厚确定，若由于管壁需考虑较大的腐蚀裕量或其他减薄量时， 1.6cm