1、S/N:1580242.085 岛、童词时4导班.1/飞|吁副t向生版j.!l4电话:400-670-9365同站:www. cn936!?.org 巨型:精挥重事统一书号:1580242 . 085 定价:12，00元UDC 中华人民共和国国家标准(;19 P GB/T 50812 - 2013 化工厂蒸汽凝结水系统设计规范Code for design of steam condensate system in chemcal plant 2013 - 01-28发布2013 -09-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部A 联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中华人民共和国
2、国家标准化工厂蒸汽凝结水系统设计规范Code for design of steam condensate system in chemical plant GB/T 50812- 2013 主编部门:中国工程建设标准化协会化工分会批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:2 0 1 3 年9 月1 日中国计划出版社2013北京阳、. 中华人民共和国国家标准化工厂蒸汽凝结水系统设计规范GB/T 50812-2013 为中国计划出版社出版网址:www. jhpress画com地址:北京市西城区木樨地北里甲11号国宏大厦C座3层邮政编码:100038 电话(010/63906433 (发行
3、部)新华书店北京发行所发行北京世知印务有限公司印刷850mmX 1168mm 1/32 1. 5印张35千字2013年8月第1版2013年8月第1次印刷为统一书号:1580242. 085 定价:12.00元版权所有侵权必究侵权举报电话(010)63906404 如有印装质量问题，请寄本社出版部调换中华人民共和国住房和城乡建设部公告第1631号住房城乡建设部关于发布国家标准化工厂蒸汽凝结水系统设计规范的公告现批准化工厂蒸汽凝结水系统设计规范为国家标准，编号为GB/T50812-2013，自2013年9月1日起实施。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建
4、设部2013年1月28日 目可昌本规范根据住房和城乡建设部关于印发主搭一尔、吉 ) 理命Z气E二) 击斗过F现代模+gzz由伊U乱亏f-l fP R P.HIl!; 千奇国一一一一一一年4峭尊重E 飞/国时咱哥4或r:2 一、Jmi( 日奇怪) 国酬， 哇主卜一-同面-1!黑我问问附庸邸您一太娼眼黯辑量E怜相制提剧附恩戴以-4日传报崽的参数时，在凝结水水泵出口、离子交换器进出口等处可只设置就地监测仪表。7.2.5 当系统异常工况需要报警，并对工艺设备产生危害、对下游流程产生危害和运行参数无法实现自动调节控制时，宜设置在线监测仪表，同时应对凝结水进出水的水质指标等定期进行离线取样分析。7.2.6
5、 凝结水回收及处理系统仪表应按指示、记录、累积、信号、报警(声、光)、调节、连锁等功能进行分类。7.2.7 指示仪表的设置应符合下列要求:1 需要反映主要设备及工艺系统在各种工况下安全、经济运行的主要参数和需要经常监视的参数，应设指示仪表。2 只需越限报警监视的参数，可不再设指示仪表。7.2.8 应设置记录仪表，记录进行经济分析、核算及控制处理水质指标的重要参数。7.2.9 应设置凝结水流量积算设施，记录需要进行经济核算的流量参数。运m明刷刷州憾度川忡传创制附H司挥W呐担也民 17 16 本规范用词说明1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下:1)表示很严格，非这
6、样做不可的:正面词采用必须，反面词采用严禁;2)表示严格，在正常情况下均应这样做的:正面词采用应，反面词采用不应或不得;3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的:正面词采用宜，反面词采用不宜气4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用可。2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为应符合的规定或应按.执行。 18 引用标准名录化工厂蒸汽系统设计规范)GB/T50655 工业锅炉水质)GB/T1576 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量)GB/T12145 蒸汽供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求)GB/T12712 城镇供热管网设计规范)CJJ34 19 民中华人民共和国国家标
7、准化工厂蒸汽凝结水系统设计规范GB/T 50812 - 2013 条文说明 制订说明化工厂蒸汽凝结水系统设计规范)GB50812-2013，经住房和城乡建设部2013年1月28日以第1631号公告批准发布。为便于广大设计、施工、科研、企业等单位的有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定，(化工厂蒸汽凝结水系统设计规范编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。 23 恒、. 目次1 ，总贝。(27)2术语(28)3 系统设计基本原则 (29
8、) 4 凝结水回收及处理系统设计.门的4.2 系统选择 (30) 4.3 系统确定 (30) 5 主要设备的选择与计算 (34) 5. 1 凝结水回收设备选择门U5.2 凝结水处理设备选择(35)5.3 蒸汽疏水阀的计算6 凝结水管道水力计算. (37) 7 凝结水水质监测和系统控制.门们7.1 凝结水水质监测(38)7.2 控制系统及仪表设置(38)附录A凝结水回收数据表. . . (40) 25 国. 1总则1. 0.1 凝结水回收及其热量的利用，是蒸汽供热系统中节约能源的重要组成部分。通过蒸汽换热设备所排出的凝结水，如果不回收或回收量很少，不仅浪费大量的化学水，且将损失较多热量。因此回收
9、凝结水，对提高能源利用率、节约燃料和减少化学水的处理费用，具有非常重要的意义。蒸汽凝结水系统选择应注意以下事项:为提高凝结水回收率，必须正确选择凝结水的回收系统，合理地进行设计9安全可靠、运行灵活。避免凝结水回收系统出问题而影响工艺生产，系统容量应留有一定裕量。技术先进、经济合理。蒸汽凝结水系统的选择，设备和管路计算应做多方案的技术经济比较后确定。1. O. 2 本规范是针对化工厂编制的，热电站凝结水回收系统不在本规定范围内。 27 恒、. 2术语2. O. 4 可回收的凝结水量是指未受污染和受污染但可以处理回收的凝结水量合计。 28 3 系统设计基本原则3.0.3 考虑到充分利用能源及水资源
10、并保证蒸汽凝结水系统安全运行，增设此条。3. O. 7 经调研，工艺装置的透平凝结水与化工装置凝结水相比不易受到污染，其水质可不经处理直接回收，故为工艺装置的透平凝结水设置单独回收系统，如果受到污染也可高温回收处理后至除氧器。3.0.8,3.0.9 化工厂蒸汽凝结水系统，曾多采用开式系统，放空二次蒸汽，热能浪费严重。近年大多数改用闭式系统。凝结水余热，一是利用水一水热交换器将凝结水冷却降温回收利用凝结水的热量，用以提高一次水(过滤水)温度;二是设置闪蒸罐或闭式凝结水箱，分离凝结水的二次蒸汽。根据压力不同，可将该二次蒸汽接至低压蒸汽管网或通过喷射加压器将二次蒸汽升压，送至中压蒸汽管网，回收利用二
11、次蒸汽的潜热。对于高、中压蒸汽系统凝结水应设置闪蒸设施，闪蒸的蒸汽可供下级低压用汽设备使用。系统中可设多级闪蒸设施，以达到蒸汽按梯级方式利用的目的。若没有下一级低压蒸汽用户，可以设置热交换器加热其他用途的介质，做到能量的有效利用。3.0.10 水处理设施进水温度主要是指树脂的使用温度，避免由于凝结水超温导致水处理树脂失效。 29 民4 凝结水回收及处理系统设计4.2系统选择4.2.2 依据化工厂蒸汽系统设计规范)GB/T506552011第9. O. 5条凝结水回收系统宜闭式回收，并应充分利用凝结水余热制订。闭式凝结水回收系统的二次蒸汽和凝结水余热的充分利用，可减少腐蚀，保护环境，提高管道和设
12、备的使用年限。为避免空气进入系统管网内腐蚀管道和附件，将整个蒸汽凝结水系统封闭起来，使系统内各点保持正压，防止系统产生真空吸入空气，在系统终端或凝结水箱内维持一定的压力，一般控制在O. 11MPaGO. 12MPaG。4.3系统确定4.3.1 大、中、小型蒸汽系统的定义参照现行国家标准化工厂蒸汽系统设计规范)GB/T50655-2011第4.2.1条。1 开式重力凝结水回收系统，适用于用汽压力较低(小于O.lMPaG)的自流回水系统。凝结水经蒸汽疏水阀后，直接接至坡向凝结水箱的凝结水管道，依靠凝结水本身的重力流到凝结水箱，水箱放散管与大气相通。适于小型蒸汽供应的凝结水回收系统，利用地形条件可使
13、凝结水管道顺坡坡向凝结水箱。2 闭式凝结水回收系统的二次蒸汽和凝结水余热的充分利用，可减少腐蚀、保护环境，延长管道和设备的使用年限。为避免空气进入系统管网内腐蚀管道和附件，将整个蒸汽凝结水系统封闭起来，使系统内各点保持正压，防止系统产生真空吸人空气，在系统末端闪蒸罐或凝结水箱内维持一定的正压力，一般控制在O. 11MPaGO. 12MPaG。该压力的确定，主要考虑两个因素:一是流入闪蒸罐或凝结水箱的凝结水温度，二是凝结水量的变化。当凝结水量和温度变化较大时，该压力宜在高位控制，反之宜在低位控制。闪蒸罐或凝结水箱内的压力控制，通常采取如下措施实现:(1)在闪蒸罐或凝结水箱上装设安全阀或安全水封;
14、(2)在条件允许时(如厂房高度)，可采用单级水封套管及多级水封管，控制系统末端压力。3 闭式背压凝结水回收系统设备简单，凝结水热量可集中利用。故一般作用半径为500m 1 OOOm，凝结水量不多，用户分散的中小蒸汽系统区宜采用。1)背压凝结水回收系统中，高压凝结水在回送途中将不断二次汽化，加之蒸汽疏水阔的漏汽，背压凝结水管网为汽水两相流动，极易产生水击，故凝结水的管径应按汽水混合状态进行计算。2)为保证凝结水顺利回至闭式凝结水箱，蒸汽疏水阀后的凝结水压力应大于蒸汽凝结水系统的阻力(包括蒸汽疏水阀、凝结水箱位差和凝结水箱内的压力)，尚应考虑一定的压力富余量。3)闭式背压凝结水回收系统凝结水管网为
15、汽水两相流，当系统中压力相差较大的凝结水合流时，调节不当将会互相干扰，导致低压凝结水回流不畅，造成低压设备不能正常工作。由于汽水两相流动和蒸汽疏水阀间歇工作的复杂情况，管路水力计算很难得到准确的结果。根据经验，一般高低用汽压力差在0.3MPaG以下采用合流是合适的。当压差较大时，宜将高低压凝结水分别输送。在管路连接处采取便于高低压凝结水合流的简单措施。如支管与凝结水干管相连时，应采用自干管上部顺流向倾斜插入的做法，或将高压凝结水管做成简单的喷嘴形或多孔管。4 采用闭式满管系统回收凝结水时，为使全部用户的凝结水能返回凝结水箱，在进行凝结水管水力计算的基础上应绘制水压图，以便根据各用户的厂房地面标
16、高、管道的阻力、凝结水箱的标民高、汽压等因素，通过水压图合理确定二次蒸发箱的安装高度及二次蒸汽的压力，使全部用户的凝结水可返回至凝结水箱。闭式满管凝结水回收系统充分利用了二次蒸汽，消除了用户间不同压力干扰，工作稳定，但设备较多，适于二次蒸汽能就地利用的情况。5 凝结水泵站应依据全厂用户凝结水的分布状况进行设置。当凝结水量较小，不回收将浪费能量及水资源，且影响工厂环境时，可以设置间断操作的凝结水回收泵站。4.3.2 凝结水处理系统的确定:1 经调研，东北及华东等某些炼油、化工生产装置产生的凝结水水质在装置正常运行情况下，凝结水的含铁量在15g/L120g/L之间波动，只有极少数频次含铁量达到24
17、0g/L。故本款规定了除铁过滤器进水含铁量应控制在300g/L以下。经常启停的汽水系统，凝结水含铁量会较高，为延长除铁过滤器的使用寿命，除铁过滤器可单独设置一套启动除铁滤芯。对于正常运行的汽、水系统，其凝结水含铁量很小时，为方便除铁过滤器检修或者更换滤芯，除铁过滤器可设置旁路管道。经除铁过滤器后的凝结水铁含量应符合现行国家标准火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量)GB/T12145的规定，如工艺装置对用水指标有特殊要求时，还应满足其具体要求。2 蒸汽凝结水系统去除凝结水中的微量溶解盐可采用混合离子交换器，为确保离子交换器的正常工作，防止离子交换器的树脂污染或失效，混合离子交换器前应设置必要的前置
18、过滤器。3 经调研，炼油、化工生产装置产生的凝结水水质有明显区别。炼油装置凝结水中的杂质主要是油，正常情况下含油量在2mg/L3mg/L，事故状态下可能超过10mg/L或更高，装置运行年限较长时漏油量会增加，设置除油设备可保证凝结水精制设备的安全运行。处理后的凝结水含油量应满足现行国家标准火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量)GB/T12145的要求。化工装置凝结水中的杂质主要是铁的氧化物，但不同的化工装置会含有特殊的杂质，如芳怪抽提装置的凝结水可能含苯，需在活性碳过滤器中采用特殊的吸附剂混合进行吸附处理。4 工业透平产生的凝结水除在开停车时会有较高的机械杂质，正常运行时其水质较好。当其水质满足
19、现行国家标准火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量)GB/T12145的要求时，此部分凝结水可直接回收。当工业透平的凝汽器渗入杂质或潜解盐时(如凝汽器的管板渗入循环水)，此部分凝结水宜进行处理后使用。5 如果凝结水处理系统与脱盐水制备系统属同一厂房布置时，为防止凝结水回水可能含油等杂质污染工业水系统，凝结水田水应单独设置凝结水回收水箱。6 经调研，东北某炼油厂在凝结水处理系统设置了活性碳过滤器作为保安过滤器在除油除铁过滤后使用。活性碳过滤器对油的吸附作用较好，但不易反洗，故活性碳过滤器作为系统最后一道屏障。在特殊情况下吸附偶尔渗出的油，在经济上是比较合理的。7 根据化工厂对凝结水专用型树脂实际运行
20、温度经验及高温凝结水精处理用离子交换树脂筛选和耐温考核实验报告)，凝结水专用型树脂实际运行温度控制在500C550C是比较合适的，如温度过高，树脂的使用寿命将明显缩短。 33 民5 主要设备的选择与计算5. 1 凝结水回收设备选择5. 1. 1 蒸汽疏水阀设备的选择:1 蒸汽疏水间基于蒸汽和凝结水的3个原理，密度差、温度差和相变，可分为机械型蒸汽疏水阀、热静力型蒸汽疏水阀、热动力型蒸汽疏水阀。1)蒸汽疏水阀的最高工作压力和最高工作温度定义参照现行国家标准蒸汽疏水阀术语、标志、结构长度)GB/T12250中的术语解释。3)机械型蒸汽疏水阀背压率较高。如:自由浮球式蒸汽疏水阀、自由半浮球式蒸汽疏水
21、阔、杆浮球式蒸汽疏水阅、倒吊桶式蒸汽疏水阀等。4)浮球式蒸汽疏水间能连续排出饱和凝结水。如:自由浮球式蒸汽疏水阀、自由半浮球式蒸汽疏水阀、杆浮球式蒸汽疏水阀等。在凝结水一经形成，必须立即排除的情况下，不宜选用波纹管式蒸汽疏水阀(因其需要一定的过冷度)，而应选用浮球式蒸汽疏水闹。5)热静力型蒸汽疏水阀同时具有排水、排气两种功能。如:膜盒式、波纹管式、双金属片式蒸汽疏水阀。2本款引自蒸汽疏水阀技术条件)GB/T22654-2008 第4.9. 7条。4 不同压力的用汽设备，不可共用一个蒸汽疏水阀。否则，因为高压用汽设备的进出口压力高，会使低压用汽设备的出口压力提高，造成进出口压差缩小，降低低压用汽
22、设备的排水量，甚至无法出水和工作。同一蒸汽压力的同类型用汽设备也不允许共用同一蒸汽疏水阀。由于制造和使用情况不同，其加热效率、流体阻力均有所不同，特别是这些用汽设备的负荷不一致时，蒸汽可从阻力小的设备短路流过，影响其他设备蒸汽量的通过，无法满足用汽设备的工艺要求。5. 1. 3 凝结水箱分开式、闭式两种。开式凝结水箱与大气相通，水箱设有排气管;闭式凝结水箱用于闭式蒸汽凝结水系统，凝结水箱不与大气相通。设置两台凝结水箱时，凝结水箱应装有安全水封或安全间，凝结水箱宜设有水连通管，便于切换使用。厂区蒸汽凝结水系统为闭式满管系统时，站内凝结水箱应为闭式水箱。凝结水箱可选方形、圆形两种形式，布置水箱时距
23、离墙面不应小于O.lm。5.2 凝结水处理设备选择5.2.2 经调研，东北某炼油厂发生过严重漏油事件，且发现不及时，漏油6h后才被发现。但由于该厂的凝结水处理系统的除油设备考虑了事故缓冲时间，没有对离子交换器造成影响，减小了事故造成的损失。因此，除油设备在设计时宜考虑一定的对系统水质波动的抗冲击能力。5.2.6 凝结水处理系统的冷凝水回收水箱为凝结水处理系统的缓冲水箱，其目的为缓冲、调节处理系统的用水负荷及隔离大粒径的油(当设有油水分离设施时)，故其容积可视凝结水处理系统的具体实情适当增减。5.3 蒸汽疏水阔的计算5.3.1 由于供汽初期易发生超负荷运行现象，而蒸汽疏水阀最大排水量是按连续测得
24、的，为适应该变化，计算求得的设备或管道排水量应乘以安全率币，作为选用蒸汽疏水阀的最大排水量。蒸汽管道取开工或正常工作时，蒸汽管道凝结水量的大值作民为选用蒸汽疏水阔的最大排水量。5. 3. 35. 3. 5 蒸汽疏水阀进出口的工作压力是指蒸汽疏水阀进口、出口端管道内的蒸汽、凝结水实际压力。蒸汽疏水阀最高工作背压是指蒸汽疏水阀正常工作时，其出口端的最高压力，即蒸汽疏水阀前凝结水压力减去凝结水通过该蒸汽疏水阀时的阻力。蒸汽疏水阀最高工作背压应按下式计算:POB = P - I:. P (1) 式中:凡一一蒸汽疏水阅工作压力(Pa); I:. P 凝结水通过蒸汽疏水阅时的阻力(Pa)，与蒸汽疏水阀的构
25、造和疏水量有关。 36 6 凝结水管道水力计算6.0.1 经济比压阵的选取参照现行行业标准城镇供热管网设计规范CJJ34。6.0.2 对背压凝结水回收系统，应根据运行过程中可能出现的最大流量和允许的最大压力损失，通过选用适宜的管径以节省管网的一次投资。6.0.3 凝结水管道水力计算公式是通过水力学公式导出的。凝结水管道水力应按下式计算:Ah=-L.旦兰主Dn 2g 100。当已知管道质量流量为G时，流速应按下式计算:G 可习品f将式(3)代人式(2)可得本规范式(6.O. 3-1)。式中:I:.h一一比压降(Pa/m); Dn一一一管子内径(mm);一一一热介质在管内流速(m/s);一一热介质
26、的重度(N/旷); g一一一自由落体重力加速度，g=9.81m/s2; 一一一管道摩擦阻力系数;G 凝结水的计算流量(t/h); 一一-热介质密度(kg/m3)。(2) (3) 当管径大于DN40时，管道的摩擦阻力系数A推荐用本规范式(6.O. 3-2)。管壁等值粗糙度Kd采用下列数值:闭式系统:Kd=0.5mm;开式系统:Kd=l.Omm。 37 归、7 凝结水水质监测和系统控制7. 1 凝结水水质监测7. 1. 1 蒸汽凝结水系统的控制和监测是为保证凝结水回收系统的正常可靠运行设置的。应避免和减少凝结水浪费，回收其热量，以提高化工企业的经济效益。7. 1. 2 集中仪表比较复杂、造价高，中
27、小型蒸汽凝结水系统不宜采用。大型凝结水回收系统，应与整个供热系统起设置集中控制室或监测站。各凝结水泵站之间应设有通讯设施。7.2 控制系统及仪表设置7.2.1 大型凝结水回收系统，大多数由几个或十几个凝结水泵站分站组成。站内的凝结水泵，通常无人操作，因此蒸汽凝结水系统的自动化设计必不可少。采用凝结水箱的高低水位来自动控制水泵的启、亭，是凝结水泵站经常采用的一种自控方式。凝结水回收及处理系统仪表设置般包含如下内容:(1)压力检测点的设置:换热器的进、出口;闪蒸罐内压力;闭式凝结水箱;凝结水泵出口;凝结水管网中调节阔的前后管道上;凝结水处理过滤器进、出口。(2)温度测量的设置:换热器进、出口;闪蒸
28、罐水温(应装在最低水位线以下);凝结水箱水温;凝结水处理系统人口水温。(3)流量计量设施设置:凝结水泵出口的总管上;回至凝结水箱前的总管或支管;离子交换器进7.k总管。(4)液位测量的设置:闪蒸罐液位;凝结水箱液位;凝结水回收水箱液位。(5)电导率测量的设置:凝结水处理系统回收水箱入口电导率;离子交换器出口电导率。(6)pH计的设置:凝结水处理系统回收水箱人口pH值;离子交换器出口pH值。(7)二氧化硅测量的设置:离子交换器出口设置二氧化硅监测。(8)总有机碳(TOC)测量的设置:凝结水回收水箱入口;凝结水过滤器后管道上。 39 民附录A凝结水回收数据表表A(凝结水回收数据表参照现行国家标准化工厂蒸汽系统设计规范)GBjT50655-2011。 40 h
