塔系配管设计课件

塔的配管规定上海蒙福陇化学工程有限公司设计中心上海蒙福陇化学工程有限公司设计中心一.塔的配管1.塔的管口方位2.塔上主要管道的安装3.塔的爬梯、平台4.附塔管道的支架5.塔的设备基础二.塔的配管设计中经常遇到的问题上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4一、塔的配管塔是一个带有塔板或者/和填料等内件的立式容器，工艺介质在塔体内进行热和质的交换实现蒸馏或吸收两种分离操作。其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。塔的管道一般可分为塔顶管道、塔体侧面管道和塔底管道。塔顶管道可包括塔顶气相管线、安全阀进出口管道、气相放空管道等。塔体侧面管道可包括回流管道、进料管道、侧线抽出管道、汽提蒸汽入口管道、塔至再沸器入口和再沸器返回塔的管道等。塔底管道包括塔底抽出管道和塔底排液管道等。上述管道都与塔体上的开口相连接，这些管线一般又都是沿塔体的周围上下来布置。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/41.塔的管口方位1.1.1.1.通常可将塔四周大致分为操作和检修所需的操作区和配管所需的配管区（一般靠近管廊或框架）上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4操作区原则上是为操作、维修设置的，包括梯子、平台、人孔、安全阀及其它阀门、仪表和吊柱等。配管区是作为连接管廊、框架、冷换设备和泵等管道的区域。塔设备的管口与其它设备管口相比，特点是要根据工艺要求安排好管口和设备内件的关系。管口布置的好坏对管道布置的优劣、操作的方便、检修的难易、是否经济、整齐美观等有很大的影响。确定管口方位的原则是：首先决定人孔方位，然后确定奇数塔板或偶数塔板降液管的位置与塔板的关系（一般以奇数板为基准）。确定塔板位置后，可从塔顶依次向下确定各管口的方位。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/41.2.1.2.人孔人孔人孔是为检修和安装塔内件而设置的，人孔布置原则如下：a.人孔应布置在操作区内进出塔比较方便、安全、合理、方便于塔盘等内部构件的安装和拆卸。人孔要躲开管口和管线，并且在吊柱工作范围内。b.每个人孔都有操作平台，当一个塔有几个人孔时，上、下人孔应在一条直线位置上。易于吊柱操作且比较美观，但对于小直径的塔且人孔较多，如安装在同一方位存在困难，应将相邻人孔布置在对称的方位上。c.人孔方位不得开在降液管或受液槽区域内。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4当塔设置手孔时，其确定原则与人孔类似上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/41.3.1.3.工艺管口工艺管口a.塔顶管口塔顶气相管口一般设在塔顶中间，直径小的也可从塔侧面接出，其管口方位要与其它附塔管道布置综合考虑，但由于塔顶气相管道温度较高，管径较大，是附塔管道布置中优先要考虑的。如果有安全阀和放空口宜设置在气相出口附近，若空间不足，放空口可设置在塔顶气相管线水平段的最高点，安全阀可考虑安装在塔顶出口与气相管线最高点之间的垂直管段上。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4b.回流管线入口回流管口与塔内件型式有关，应将管口设在距离降液管最远的位置，回流液要求进入受液槽内。单溢流塔板回流管口方位见下图上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4双溢流塔板回流管口方位见下图：上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4c.进料管口进料管口应设在远离降液管的地方，远离降液管并与其平行进料。见下图。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4d.抽出管口对于需中间侧线轴出物料的塔，侧线抽出管口了降液管的位置外，可以设在塔四周所有的位置上(但须注意与塔内件相对关系)。最好设在液流均匀的地方，且需要设置抽出斗。不要太靠近降液管，见下图。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4e.连接再沸器的进出管口与再沸器连接的进出管口方位应根据塔板的结构型式和再沸器的布置来决定。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4如果塔釜设有挡板，且挡板上没有开孔的单溢流塔板，则由再沸器返回塔的管口应位于降液管另一侧，最好平行于挡板，见下图左。双溢流塔与再沸器连接的进出管口方位示意见下图右。?2000的大塔，往往设有两个再沸器，两个再沸器返回塔的管口应对称布置。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4f.塔底出料管口塔底管口一般在塔底封头的中部，设有防涡流板，裙座内不应设置法兰，管口要延伸到裙座外，其方位没有特殊要求，根据塔底泵或与其相连的设备布置确定即可。当塔釜分为多个区域时，应注意各管口开孔位置与其区域相对应。1.4.1.4.仪表管口仪表管口塔上仪表管口有液面计、温度计、压力表等，这些仪表管口应设在操作区内平台上或梯子旁边，便于观察、操作和检修的地方。a.液面计、液面调节器管口上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4液位计开口位置要便于监视，检查和维修，如果有液位手动控制阀，还应在操作控制阀时能看到液位变化。为了使液面计指示准确，首先要避免布置在液面受液体冲击波动的区域，此类管口应避开再沸器返回管口正面60角范围内。除非在接口处设有挡板，则可不受上述范围限制。此外，液面计不应安装在塔平台入口处，以免堵塞通道，最好位于平台端部。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4b.温度计、压力计管口压力表应装在奇数塔板下面的气相区，而温度计则应装在偶数塔板的液相区降液管下部受液盘上，测量液相温度的开口位置应不高于塔板上100mm,当高于100mm时，测量的是气相温度。塔设备压力计和压差计的取压接口应设置在气相区，这样可以避免液位对压力的影响。其中塔顶压力计根据工艺要求也可设置在塔顶管线上。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/41.5.1.5.吊柱吊柱吊柱主要作用是补充和更换塔填料，安装和拆卸塔内件。一般高度在15m以上的塔，都应设置吊柱。吊柱设置的方位应使吊柱中心线与人孔中心线间有合适的夹角，使人能站在平台上操作吊柱的手柄，让吊钩的垂直线可以转到人孔附近，同时吊柱在旋转时应可以覆盖平台外的吊装区上方并能覆盖所有的人孔，以便从人孔装入和卸出塔的填料或内件。吊柱的下方应留有足够的作业空间存放塔内件或填料；在旋转过程中应能避开所有的平台和管道并能到达塔上所有的检修操作平台。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/41.6.1.6.吊耳吊耳吊耳方位的影响到设备吊装方案，一般需根据吊装方案来确定吊耳方位。目前随着生产的规模化，塔设备规格也在增加，为了减少投资，倾向平台和扶梯甚至附塔管线一起吊装。采用整体吊装时需注意吊耳方位。吊耳设置在塔顶时，方位要求较为宽松，如果设置在塔的中上部时，需要避开吊耳上方的梯子平台及附塔管道。因此，尽量不要在管口的正下方设置吊耳。1.7.其他在管口方位设计中还需指明设备铭牌，静电接地板的方位，裙座排气孔方位，内部爬梯，地脚螺栓的方位，以及特殊管口及相关塔板内件（塔板降液管、受液槽、抽出斗、升气管）的相对方位。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/42.1.塔配管的一般原则a.管道布置应从塔顶到塔底自上而下进行规划，优先考虑塔顶和大直径管道的位置和自流管道，再布置压力管道和一般管道，最后布置塔底和小直径管道。b.附塔管道应沿管道侧的塔外壁呈同心圆布置，其管中心与塔外壁之间的径间距可按下表设计。管道较少时也可成切线布置。对于保温层特别厚的塔及管道，两者保温后的最小净空为250mm。2.2.塔上主要管道的安装塔上主要管道的安装管道公称直径DN（mm）15100150300350400450500600750900塔壁与管中心径向间距（mm）350460480510530560610680760上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4c.用框架支承塔时，配管应支承在框架上。水平管走平台下面，垂直管走框架外侧。2.2.2.2.塔顶气相配管塔顶气相配管a.塔顶气相管道是由塔顶至冷凝冷却设备的管道。管道内的介质一般为气态，其管径较大，介质温度较高，要考虑热补偿。一般用“L”型配管的水平段作为热补偿，水平段要有足够长。b.管道形状应步步低不得有袋形，以防止积液。c.当塔顶气相采用空冷器冷凝时，对空冷器的配管要对称布置，使其阻力降相同。2.3.2.3.安全阀的排放管安全阀的排放管a.排放至大气的安全阀安装在塔顶部人孔下的第一层平台上。排放管是从塔顶出料管的垂直管段上引出。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4b.排放到火炬系统的安全阀：排放管从塔顶出料管的垂直管段上引出。安全阀安装在高于火炬总管的塔平台上。配管时要注意从塔顶出口到安全阀入口间管段阻力降要小于安全阀定压值的3%；安全阀出口到火炬总管之间的管段其阻力降不大于安全阀定压值的10%。（交工艺复查）。c.安全阀出口配管以一定的坡度坡向火炬总管，并以45角顺流从顶部连接。连接点按配管材料规定补强，见下图。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/42.4.2.4.回流管和液体进料管回流管和液体进料管这两条管道的温度都比塔内温度低些。管道沿塔壁垂直布置都比较长，应考虑温度差产生的应力。一般将塔下部的配管布置成“L”型，利用其水平段吸收立管热膨胀产生的位移。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4进料管如需分几个支管分别送到几块塔板上，则切断阀应直接与塔的管口连接。当物料温度高时应考虑配管的形状，使其能吸收塔和管道之间由温差引起的热应力，见进料支管配管示意图。当进料管在塔内有内件时，要考虑从管口抽出内件的必要距离；在平台上要留出操作空间。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/42.5.2.5.再沸器的配管再沸器的配管从塔到再沸器和由再沸器返回塔的管道温度较高、管径大、流速高，配管时要考虑热应力问题，同时又要按工艺要求的阻力降配管。在热应力允许范围内配管形状尽量简单。如果再沸器较小（立式），布置时已与塔体连在一起，且支架直接焊在塔体上，这时塔在不同的工况下所引起的热膨胀不会影响再沸器，但预先应向设备提条件（偏心荷重等）。设有备用再沸器需轮流清扫，或采用多台再沸器，并在热负荷波动范围很大的情况下操作时，要设置阀门。除上述情况外，在塔与再沸器联结的汽相管和液相管中一般很少设置阀门。停工检修时，可用8字盲板切断塔与再沸器间的管线。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/42.6.2.6.塔底配管塔底配管由于塔釜温度较高，去泵的塔底出料管道在考虑热应力问题外,管道应尽量短而少拐弯，并有足够的柔性以减少泵嘴的应力。同时还要注意阻力降。(提交工艺核算泵的压头)塔底管口用管段引至裙座或底座外，塔裙内严禁设置法兰或仪表接头等管件。塔底抽出管线上的阀门应尽量靠近塔体，并能便于操作。如果塔底管线下部需人员通行，则此管的净空高度至少为2.2m。2.7.塔上公用工程软管站a.软管站包括氮气、空气、蒸汽和水，从左到右排列，根据工艺需要可作取舍。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4b.塔上每两层平台设置一个软管站，与人孔之间的垂直距离最大不超过9m，水管最高设到30m。塔上的软管站的连接管不要妨碍人孔盖的开启及回转。c.如蒸汽管的垂直管段较长时，要考虑热膨胀，可采用在不同层平台下拐弯的办法来解决。d.塔的软管站接管应布置在塔和塔平台之间。软管接管不得妨碍人孔盖开启及平台通行。2.8.塔上的管道与管廊相接时，其水平管道标高可高出管廊0.61.0m或低于管廊0.61.0m，穿越管廊与管廊上的总管相接或与其它设备相接，并且其水平段管道应集中排成一排。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/43.1.塔上平台是为人孔、阀门、液面计等的操作、维修而设置的。平台设在操作区内。梯子是上下各层平台及安全逃生的通道，也可作为观察，操作维修液位计、温度点、压力点的设施。3.2.平台面距人孔中心线一般在6001200mm范围内，最适宜高度为800mm。平台高度在考虑与人孔距离的同时，要兼顾液位计管口法兰，应保证法兰边缘距平台面最小净空150mm。3.3.最下层平台的高度应高出地面2.2m以上，以确保通行安全。3.4.塔侧平台为环形平台，设置在操作区，为安全操作塔顶设圆形平台或环形平台。3.3.塔的爬梯、平台塔的爬梯、平台上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/43.5.当两个平台的间距超过8m时应考虑再设一个中间休息平台。平台高度在15m以内时，两层平台间的间距可为58m；高度超过15m时，每5m范围内设一层平台。3.6.平台的宽度由塔径和操作所需面积决定，一般为1.01.4m，人孔距塔平台边缘最小距离为700mm。如果有管道穿过平台时，要预先确定管道穿过方位，以便布置平台的支承件。3.7.管口法兰距平台面最小净空为150mm否则不好拧法兰螺栓。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/43.8.上下平台间设置爬梯，每层梯子换一个角度。3.9.最下面的平台梯子宜靠近管廊一侧，可以利用梯子对下面的阀或仪表进行操作。3.10.相邻的塔平台可以连在一起，考虑各塔的热胀不同，一般在两塔的平台之间采用铰链连接或留缝隙，以适应不同的热胀量，避免平台损坏。见下图。3.11.塔与框架靠近布置时，最好在塔平台和框架之间设通道，为考虑热膨胀问题，通道一端作成活动结构。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/44.1.附塔管道的支架在塔壁上生根。可先在塔上焊一个带螺栓孔的支架连接板，支架用螺栓与连接板连接。4.2.承受管道重量的固定支架（只是上、下方向）设在靠近管口的位置。塔顶气相管的固定架距上部封头焊接线最小150mm，其它支架为可上、下滑动的导向支架，见塔顶部管线支架示意图（下图）。4.3.自上而下最后一个导向架距水平管道宜大于25倍管径，见塔顶部管线支架示意图（下图）。4.4.当沿塔壁垂直管段热位移量大时，其水平管段应设弹簧支架，如果热位移量不大，此处可设导向支架，见塔顶部管线支架示意图（下图）。4.4.附塔管道的支架上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/44.5.支架间距根据其支承的管道直径而不同，其最大间距见表。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/44.6.安全阀排放时反力较大，安全阀出口管道应设牢固的支架。支架所在的塔平台需要考虑加固。4.7.安全阀排放时震动较大，安全阀入口管与主管连接处必要时采取拉筋加强，见下图。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/41.关于塔平台的设置。是严格按照配管区和操作区设置还是应该改进?2.关于塔体上的液位计、温度计的设置问题。如何更好的调整液位计与设备平台的关系？3.自控和就地液位计是否可以设置在一起（间隔的角度较小）？4.对于量程有56米的塔体上的液位计如何设置？如果液位计管口的切断阀是双阀则如何设置较为合理？液位计下端管口距平台的间距如何计算？二.塔的配管设计中经常遇到的问题上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/45.对于塔底内伸的管口可否开在降液区？为什么？6.塔的吊柱的设置应该考虑吊柱下方的检修区域。7.塔的平台梯子在配管图中不标尺寸，但须按比例作图。8.塔和框架在布置图中应该画在一起，有利于检查是否碰撞（塔平台和框架平台，以及考虑平台连接）。9.塔平台在基础设计阶段给设备提荷重时应该最少按照180度计算其重量，且层间距离不可以超过8米。10.塔的吊耳垂直上方为什么不能设置管口？11.塔顶平台高度比塔顶管口法兰略低，利于上螺栓。12.关于塔的承重三角架，如果有弹簧架，应该用倒三架，方便弹簧安装。上海蒙福陇化学工程有限公司 设计中心管道设计培训2020/4/4谢谢谢谢