摘 要：介紹壓力容器設(shè)計(jì)溫度的確定方法。

關(guān)鍵詞：壓力容器 設(shè)計(jì)溫度 確定方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ051.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（b）-0108-01

壓力容器的設(shè)計(jì)溫度用于確定受壓元件材料的選用，涉及到壓力容器的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。設(shè)計(jì)溫度確定的不合理，可能造成材料的浪費(fèi)，增大投資或勉強(qiáng)使用試用材料而降低安全性。筆者在此談?wù)剦毫θ萜髟O(shè)計(jì)溫度的確定方法，供同行參考。

1 設(shè)計(jì)溫度的確定原則

（1）當(dāng)工藝專業(yè)或工程設(shè)計(jì)文件對(duì)容器的設(shè)計(jì)溫度有專門(mén)規(guī)定時(shí)，設(shè)計(jì)溫度按規(guī)定執(zhí)行。

（2）設(shè)計(jì)溫度不得低于元件金屬可能達(dá)到的最高金屬溫度。

（3）對(duì)于0 ℃以下的情況，設(shè)計(jì)溫度不得高于元件金屬可能達(dá)到的最低金屬溫度。

（4）當(dāng)容器各部分在工作情況下的金屬溫度不同時(shí)，可分別設(shè)定各部分的設(shè)計(jì)溫度。

（5）對(duì)具有不同工況的容器，應(yīng)按最苛刻的工況設(shè)計(jì)，并應(yīng)在設(shè)計(jì)文件或設(shè)計(jì)圖樣中注明各工況下的設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度值。

2 當(dāng)金屬溫度無(wú)法用傳熱計(jì)算或?qū)崪y(cè)結(jié)果確定時(shí)，設(shè)計(jì)溫度可以按以下規(guī)定

（1）容器內(nèi)壁與介質(zhì)直接接觸，且有外保溫（或保冷）時(shí)，容器的設(shè)計(jì)溫度可以按下表（表1）確定。

（2）容器內(nèi)的介質(zhì)是用蒸汽直接加熱或被內(nèi)置加熱元件（如加熱盤(pán)管、電熱元件等）間接加熱時(shí)，設(shè)計(jì)溫度可取介質(zhì)的最高溫度。

（3）容器的受壓元件兩側(cè)與不同溫度的介質(zhì)直接接觸時(shí)，應(yīng)以較苛刻一側(cè)的工作溫度（如高溫或低溫）為基準(zhǔn)確定該元件的設(shè)計(jì)溫度。

（4）安裝在室外無(wú)保溫的容器，當(dāng)最低設(shè)計(jì)溫度受地區(qū)環(huán)境溫度的控制時(shí)，可按以下規(guī)定選?。孩偈⒀b壓縮氣體的儲(chǔ)罐，最低設(shè)計(jì)溫度取月平均最低氣溫的最低值減3 ℃。②盛裝液體體積占容器容積四分之一以上的儲(chǔ)罐，最低設(shè)計(jì)溫度取月平均最低氣溫的最低值減3 ℃。③立式圓筒形儲(chǔ)罐的最低設(shè)計(jì)溫度，取建罐地區(qū)的最低月平均氣溫加13 ℃。

（5）對(duì)于室外塔式容器的裙座，其設(shè)計(jì)溫度的確定應(yīng)符合以下規(guī)定：①對(duì)帶過(guò)渡段的裙座：過(guò)渡段的設(shè)計(jì)溫度應(yīng)等于塔或塔釜的設(shè)計(jì)溫度；過(guò)渡段以下的裙座殼體的設(shè)計(jì)溫度應(yīng)考慮環(huán)境溫度的影響。②對(duì)無(wú)帶過(guò)渡段的裙座：當(dāng)塔或塔釜的設(shè)計(jì)溫度小于或等于200 ℃，且大于-20 ℃時(shí)，裙座殼體的設(shè)計(jì)溫度應(yīng)考慮環(huán)境溫度的影響。當(dāng)塔或塔釜的設(shè)計(jì)溫度大于200 ℃，且小于或等于340 ℃時(shí)，裙座殼體的設(shè)計(jì)溫度取塔或塔釜的設(shè)計(jì)溫度。

（6）對(duì)于內(nèi)壁有隔熱材料的容器應(yīng)符合以下要求：①整個(gè)容器的設(shè)計(jì)溫度（即設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)筆表中的設(shè)計(jì)溫度）按上述表1規(guī)定確定。②容器金屬殼（受壓元件）的金屬溫度，宜通過(guò)傳熱計(jì)算求得，并加一定裕量作為容器金屬殼（受壓元件）的設(shè)計(jì)溫度。

3 多腔壓力容器設(shè)計(jì)溫度的確定

3.1 換熱器

換熱器應(yīng)當(dāng)分別列出管程、殼程的設(shè)計(jì)溫度。它們應(yīng)按管程、殼程的具體工況分別確定。

（1）換熱器管程設(shè)計(jì)溫度指包括管箱圓筒和管箱封頭的管箱這一受壓部件的設(shè)計(jì)溫度。對(duì)于介質(zhì)溫度高于0℃者，常用管程進(jìn)、出口介質(zhì)溫度中的較大值作為管箱設(shè)計(jì)溫度，即管程設(shè)計(jì)溫度；對(duì)于介質(zhì)溫度低于0℃者，取管程進(jìn)、出口介質(zhì)溫度中的較小值。

（2）換熱器殼程設(shè)計(jì)溫度指殼程圓筒這一受壓元件的設(shè)計(jì)溫度。它根據(jù)殼程圓筒的金屬370e4e17c9da45db0eee0c25c1987fbf溫度確定。對(duì)于溫度高于0 ℃者，其值不得低于金屬可能達(dá)到的最高溫度；對(duì)于溫度低于0 ℃者，其值不得高于金屬可能達(dá)到的最低金屬溫度。在工程上，對(duì)于介質(zhì)溫度高于0 ℃者，常用殼程進(jìn)、出口介質(zhì)溫度中的較大值作為殼程圓筒的設(shè)計(jì)溫度，即殼程設(shè)計(jì)溫度；對(duì)于介質(zhì)溫度低于0 ℃者，取殼程進(jìn)、出口介質(zhì)溫度中的較小值。

對(duì)于管板的設(shè)計(jì)溫度，因?yàn)樯婕暗綒?、管程進(jìn)、出口介質(zhì)的四個(gè)溫度，在工程上，常按溫度較惡劣一側(cè)介質(zhì)溫度來(lái)確定。

3.2 夾套容器

夾套設(shè)計(jì)溫度是指夾套圓筒這一受壓元件的設(shè)計(jì)溫度，其值不得低于元件金屬可能達(dá)到的最高溫度；對(duì)于0 ℃以下的情況，不得高于元件金屬可能達(dá)到的最低溫度。在工程上，常用夾套進(jìn)、出口介質(zhì)溫度中的較大值作為夾套圓筒的設(shè)計(jì)溫度，即夾套設(shè)計(jì)溫度；對(duì)于介質(zhì)溫度低于0 ℃以下的情況，取夾套進(jìn)、出口介質(zhì)溫度中的較小值。

內(nèi)筒體設(shè)計(jì)溫度是指被夾套包圍內(nèi)體元件的設(shè)計(jì)溫度，在工程上，考慮到開(kāi)、停車(chē)工況，常用夾套和圓筒進(jìn)、出口介質(zhì)溫度中的較大值作為內(nèi)筒體的設(shè)計(jì)溫度，即內(nèi)筒設(shè)計(jì)溫度；對(duì)于上述四個(gè)介質(zhì)溫度中有低于0 ℃者，取最小值。

總之，只要把握好GB150和TSG R0004中的規(guī)定：“設(shè)計(jì)溫度不得低于元件金屬可能達(dá)到的最高金屬溫度；對(duì)于0℃以下的情況，設(shè)計(jì)溫度不得高于元件金屬可能達(dá)到的最低金屬溫度”，就能正確選取設(shè)計(jì)溫度。

參考文獻(xiàn)

[1]壽比南，楊國(guó)義，徐峰，等.GB150-2011，《壓力容器》標(biāo)準(zhǔn)釋義[S].新華出版社，2011.

[2]王非.化工壓力容器設(shè)計(jì)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[3]固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].新華出版社，2009.

[4]鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定[S].HG/T20580-2011，中國(guó)計(jì)劃出版社，2011.

[5]李世玉.壓力容器設(shè)計(jì)工程師培訓(xùn)教程[M].新華出版社，2005.