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壓力容器溫度設定方法及參照表
發布時2017-03-21 12:1725
壓力容器設計溫度
2.4.1本條按照GB150.1~GB150.4-2011的第4.3.4條規定執行;
2.4.2設計溫度的確定原則
a)設計文件對容器的設計溫度有專門規定時,其設計溫度按規定執行。
 
表2       常溫下儲存液化氣體壓力容器在規定溫度下的工作壓力
 

 
液化氣體
臨界溫度
 
 
規定溫度下的工作壓力
 
無保冷設施
有保冷設施
無試驗實
測溫度
有試驗實測最高工作溫度
并且能保證低于臨界溫度
≥50℃ 50℃飽和蒸汽壓力 可能達到最高工作溫度下的飽和蒸汽壓力
<50℃ 在設計所規定的最大充裝量下為
50℃的氣體壓力
試驗實測最高溫度下的飽和蒸汽壓力
                   
b)安裝在室外無保溫的容器,最低設計溫度受地區環境溫度所控制時,可按以下規定選取:
①對盛裝氣體的儲存壓力容器,最低設計溫度取環境溫度或減3℃。
②對盛裝液化氣體體積占1/4以上的儲存壓力容器最低設計溫度取環境溫度。
注:環境溫度---大氣環境低溫條件系指歷年來月平均最低氣溫(指當月的最低氣溫值之和除以當天數)的最低值。(下同)
 
表3  常溫下儲存混合液化石油氣壓力容器在規定下的工作壓力
 

混合液化石油氣
50℃飽和蒸汽壓力
規定溫度下的工作壓力
無保冷設施 有保冷設施
≤異丁烷50℃飽和蒸汽壓力    =50℃異丁烷的飽和蒸汽壓力 可能達到的最高工作溫度下異丁烷的飽和蒸汽壓力
>異丁烷50℃飽和
蒸汽壓力
≤丙烷50℃飽和蒸
汽壓力
=50℃丙烷的飽和蒸汽壓力 可能達到的最高工作溫度下丙烷的飽和蒸汽壓力
>丙烷50℃飽和蒸
汽壓力
=50℃丙烯的飽和蒸汽壓力 可能達到的最高溫度下丙烯的飽和蒸汽壓力
                    
                 表4       幾種介質常溫儲存時規定溫度下的工作壓力取值
 

介質名稱 50℃飽和蒸汽壓力MPa
丙烯 2.05
丙烷 1.71
異丁烷 0.69
2.03
1.43
 
b)設計溫度不得低于元件金屬在工作狀態下可能達到的最高溫度。
c)對0℃以下的金屬溫度,設計溫度不得高于元件金屬所能達到的最低溫度。
d)當容器各部分在工作情況下的金屬溫度不同時,可分別設定各部分的設計溫度。
e)對有不同工況的容器,應按最苛刻的工況設計,必要時還需考慮不同工況的組合,并在圖樣或相應技術文件中注明各工況操作條件和設計條件下的壓力和溫度值。
2.4.3當金屬溫度無法用傳熱計算或實測結果確定時,設計溫度應按以下規定:
a)容器內壁與介質直接接觸,且有外保溫(或保冷)時,其容器的設計溫度按照表5的規定選取。
b)容器內的介質是用蒸汽直接加熱或被內置加熱元件(如加熱盤管、電熱元件等)間接加熱時,設計溫度可取介質的最高工作溫度。
c)容器的受壓元件兩側與不同介質直接接觸時,應以苛刻一側的工作溫度(如高溫或低溫)為惡基準確定該元件的設計溫度。
 
表5                        容器設計溫度的選取

最高或最低溫度t0 容器的設計溫度t
t0≤-20 介質正常溫度減0~10或取最低工作溫度
-20<t0≤15 介質正常溫度減5~10或取最低工作溫度
15<t0≤350 介質正常溫度減15~130或取最低工作溫度
>350 t= t0+(15~5)
注:當最高(或最低)工作溫度接近所選材料的允許溫度界限時(或材料跳檔時),應慎重選取設計溫度的裕量,以免材料浪費或降低安全性。
 
2.4.4對于室外塔式容器的裙座,其設計溫度的確定應符合以下規定:
a)對帶過渡段的裙座:過渡段的設計溫度應等于塔(或塔釜)的設計溫度,過渡段以下裙座殼體的設計溫度應考慮環境溫度的影響;
b)對于無過渡段的裙座:當-20℃<塔(或塔釜)的設計溫度≤
200℃時,裙座殼體的設計溫度應考慮環境溫度的影響。當200
℃<塔(或塔釜)的設計溫度≤340℃時,裙座殼體的設計溫度
取塔(或塔釜)的設計溫度。
2.4.5對于容器內有隔熱材料的容器應符合以下按要求:
a)整個容器的設計溫度按照表5的規定選取;
b)容器殼體金屬殼(受壓元件)的金屬溫度,宜通過傳熱計算求得,并加一定裕量作為容器金屬殼(受壓元件)的設計溫度。
2.4.6管殼式換熱器的設計溫度:
a)管程設計溫度是指管箱的設計溫度(不是換熱管的設計溫度)。
b)殼程設計溫度是指殼程的設計溫度。
c)管板和換熱器的設計溫度應符合2.4.3第c)款的規定
2.4.7元件的金屬溫度通過以下方法確定:
a)傳熱計算求得;
b)在已使用的同類容器上測定;
c)根據容器內部介質溫度并結合外部條件確定。
2.4.8在確定最低設計金屬溫度時,應充分考慮在運行過程中,大氣環境低溫條件對容器殼體金屬溫度的影響。
2.5厚度附加量:按照GB150.1~GB150.4-2011的第4.3.6條規定執行:
2.5.1  腐蝕裕量考慮的原則
為防止與工作介質接觸的受壓元件(筒體、封頭、接管、人(手)孔及內部元件)由于腐蝕、機械磨損而導致厚度削弱減薄,應考慮腐蝕裕量,具體規定如下:
a)對容器的腐蝕裕量有專門規定或已有實際使用經驗時,其腐蝕裕量按規定或經驗選取。
b)對有均勻腐蝕或磨損的元件,應根據預期的容器設計使用年限和介質對金屬材料的腐蝕速率(及磨蝕速率)確定腐蝕裕量;
c)兩側同時與介質接觸元件,應根據兩側不同的操作介質選取不同的腐蝕裕量,兩者疊加后作為該元件的總腐蝕裕量;容器各元件受到的腐蝕程度不同時,可采用不同的腐蝕裕量。
d)介質為壓縮空氣、水蒸汽或水的碳素鋼或低合金鋼制容器,腐蝕裕量不小于1mm。
2.5.2下列情況一般不考慮腐蝕裕量:
a.介質對不銹鋼無腐蝕作用時(不銹鋼、不銹復合鋼堆焊層的元件);
b.由可靠地耐腐蝕襯里的基體材料;
c.可經常更換的非受壓元件;
d.法蘭的密封表面;
e.管殼式換熱器的換熱管、拉桿、定距管、折流板等非受壓元件;
2.5.3殼體加工成形后不包括腐蝕余量的最小厚度:
a)碳素鋼、低合金鋼制容器,不小于3mm;
b)高合金鋼制容器,一般應不小于2mm。
2.5.4復合鋼板復層的最小厚度確定
a)為保證工作介質干凈(不被鐵離子污染)而采用的復合板,其復層厚度不應小于2mm;
b)為了防止工作介質的腐蝕而采用的復合鋼板,其復層厚度不應小于3mm。
2.5.6對有防腐襯里要求的碳鋼或低合金鋼制容器,其殼體的最小厚度為5mm。
2.5.7管殼式換熱器的最小厚度應符合GB151《管殼式換熱器》的規定。
1)碳素鋼和低合金鋼圓筒的最小厚度應不小于表6值:  
表6  mm

公稱直徑 400~≤700 >700~≤1000 >1000~≤1500>700~≤1000 >1500~≤2000 >2000~≤2600>1
浮頭式、U型管式 8 10 12 14 16
固定管板式 6 8 10 12 14
注:表中數據包括厚度附加量,C2按1 mm考慮。
2)高合金鋼圓筒的最小厚度應不小于表7值:      
表7      mm

公稱直徑 400~≤500 >500~≤700 >700~≤1000 >700~≤1000 >1500~≤2000 >1500~≤2000
最小壁厚 3.5 4.5 6 8 10 12
2.5.8   其余設備可分別按煉油設備和石油化工設備選取,見表8、表9
表8        煉油設備的腐蝕余量C2 (mm)
 

腐蝕速率
(mm/年)
腐蝕余量C2
塔、反應器 一般容器 換熱器 隔熱襯里容器
≤0.1 2 1.5 1.5 2
>0.1~0.2 4 3 3 2
>0.2~0.3 6 4.5 4.5 2
 
表9       石油化工設備的腐蝕余量C2 (mm)
 

腐蝕程度 極輕微腐蝕 輕微腐蝕 腐蝕 重腐蝕
腐蝕速率
(mm/年)
<0.05
 
0.05~0.13
 
>0.13~0.25 >0.25
 
 
腐蝕裕量C2 0~1 >1~3 >3~5 ≥6  
           
2.6許用應力
2.6.1按照GB150.1~4-2011的第4.4.1條規定選取;
2.6.2設計溫度低于20℃時,取20℃的許用應力; 
2.6.3當地震載荷或風載荷與本規定2.2.1條中其他載荷相組合時,允許元件的設計應力不超過許用應力的1.2倍,其組合要求按相應標準規定.
2.64圓筒許用應力軸向壓縮應力按照GB150.1~4-2011的第4.4.5條規定執行.

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