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8化工工艺基础安全设计要点
8 化工工艺基础安全设计 化工工艺安全设计的主要设计文件: 基础工艺设计 工艺说明 界区条件表 工艺设备表 物料流程图(PFD) 公用物料流程图(UFD) 工艺管道及仪表流程图(PID) 管道特性表 8.1.1 基础安全设计 工艺概述 工艺流程图 公用工程流程图 工艺设备一览表 管线特性表 工艺设备布置图 装置投资 8.1.2 工艺概述 化学反应概述 工艺设计的指导思想 工艺控制 需要重点说明的工艺问题 流程叙述 工艺物流数据 共用工程表 8.1.3 安全运行操作内容 绪论(建厂目的等) 工艺概述 工艺控制说明 开车前的准备工作 投料试车 正常操作 正常停车 紧急停车 安全措施 主要设备的操作要领 附属资料 (1) 工艺安全分析 ①确定在偏离设计条件下的工艺操作条件; ②在各种操作条件下的动态模拟情况; ③非正常操作工况时的动态模拟; ④确定运行初期和运行后期工艺操作条件; ⑤紧急状态时工艺的动态模拟。 (2) 操作说明书的编制 ①归纳整理应提供的所有资料; ②将获得的资料加以整理总结(如基础设计包、制造厂家的数据资料等); ③收集所需要的数据资料; ④研究资料的提供方式; ⑤根据所确定的提供方式组织技术资料。 8.2.2.4 贮罐的工艺安全设计 贮罐由于介质贮量大,所以有特殊的危险性。贮罐有球罐、拱顶罐、浮顶罐及卧式罐等多种。 (1)液面显示与控制是贮罐安全运行的有关参数。贮罐的液面需要两种不同的液面计进行测量。 (2)为了排出贮罐的积水,常压贮罐的底部应设集水槽,由集水槽向外排放。 (3)大型贮罐的基础是挠性的,在水压试验过程中会有较大的沉降,所以与贮罐管口相接的管道应有一定的挠性,常用柔性管与其相连接。 (4)拱顶常压罐的顶部应设呼吸阀、真空阀或其他相应的设施,以避免贮罐超压损坏或被真空吸扁。浮顶罐不需要设置呼吸阀和真空阀。 (5)球罐应设置安全阀和真空阀。 (6)球罐与产品塔之间常设置平衡管道,以使球罐因日照而汽化出的气体能够及时排出,稳定球罐的压力。 (7)常压贮罐常设有化学泡沫灭火系统。 (8)贮罐储存轻烃时,应设消防喷淋系统。拱顶罐一般沿罐顶设一环状喷淋水管或者水堰;球罐从顶到底,可设多圈平行的喷水管。一旦发生火灾,喷淋水管自动或手动开启,使贮罐表面不致过热。 常压拱顶储罐的工艺安全设计 8.2.2.5 换热器的工艺安全设计 管壳式换热器安全设计条件: (1)管程介质 1) 容易结垢和腐蚀性的介质应走管程,以便于清洗和检修。 2)有毒的流体宜走管程,使泄漏机会减少。 3)与环境温度相比,一般温度或很低的流体宜走管程,以减少热或冷损失及降低对壳体的材质要求。 4)压力高的流体宜走管程侧,可降低换热器外壳的强度要求。 (2)壳程介质 1)饱和蒸汽宜走壳程,有利于蒸汽凝液的排出,且蒸汽较洁净,以免污染壳程。 2)被冷却的流体宜走壳程,便于散热,增强冷却效果。 3)若两流体温差较大,宜将对流传热系数大的流体走壳程,以减小管壁和壳壁的温差。 (3)介质流向 1)换热器进出口通常给出介质的流向,一般冷流体下进上出,热流体则上进下出。一旦发生故障,热介质首先撤出对设备有利。 2)使用蒸汽作热源时(冷凝),蒸汽宜从上部引入,凝液应从下部排出。这样调节换热器里的凝液液位,就可改变传热面积,控制加热量。 3)若换热的两个介质都是液体,采用逆流比顺流有利。因为在其他条件相同的情况下,逆流的温差大,对传热有利。 (4)换热器壳侧的设计压力比管侧的设计压力低,且满足下列条件: 1)换热器低压侧设计压力≤2/3高压侧的操作压力; 2)换热器高压侧的操作压P7MPa(G),或者低压侧的介质是能闪蒸的液体或介质是含有蒸汽、会汽化的液体,那么换热器的低压侧就应该设置安全阀,且设计安全阀时,安全阀的排放介质应取高压侧的流体。 (5)釜式换热器 1)冷剂及水的完全汽化,宜选用釜式换热器且走壳程,下部细管道进,上部粗管道(或对称双管道)出。若进料为混相,一般应直接进入上部的气相空间,在汽化之前首先进行气液两相的分离。 2)CIK(英文“Core In Kettle”的缩写)是一种具有类似于釜式换热器的外壳和板翅式换热器的内芯的高通量换热器)。 (6)操作控制 1)冷剂与水蒸气的冷凝,换热器出口配备一个凝液罐,操作控制凝液罐更方便一些,并使传热更好。 2)发生相变的换热器,在汽化或冷凝侧,通常应设置玻璃液位计及液位控制(多在凝液罐上)。 3)换热器冷却水出口侧应设温度计,以便于调节冷却水流量,控制冷却水出口温度不至于过高而结垢。被冷却或加热的工艺介质的出口也应设温度测量点,以便控制物料的加热(冷却)温度。 4)规格大小完全一样的换热器并联使用,一般上管板应与塔釜稳时的控制液面相等。 (7)泄压与放净 1)对换热器在阀门关闭后可能由于热
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