【行业标准】 石油化工特殊用途汽轮机工程技术规范

ICS23.140
备案号：J1519-2013
中华人民共和国石油化工行业标准SH/T3145—2012
代替SH/T3145—2004
石油化工特殊用途汽轮机
工程技术规范
Technical specification for special purpose steam turbinesin petrochemical industry
2012-11-07
2013-03-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
规范性引用文件
术语和定义
替代设计
基本设计
一般要求
汽缸及接口
动力学及临界转速
轴承和轴承箱
润滑油和控制油系统
辅助设备
联轴器及护罩
齿轮变速器
仪表、控制和保护系统
蒸汽表面冷凝器
汽封真空系统
管道系统·
保温及罩壳·
专用工具
检测和试验·
7.3试验·
涂漆、标志、包装和运输
铭牌和转向箭头.
包装和运输…
SH/T3145—2012
SH/T3145-2012
机械保证
性能保证
10卖方的资料
报价资料
10.3合同资料
10.4计量单位
附录A（资料性附录）参考的供货范围：附录B（资料性附录）特殊用途汽轮机数据表附录C（资料性附录）典型的汽轮机材料对照附录D（资料性附录）配管材料对照附录E（资料性附录）卖方应提供的图纸和资料本规范用词说明
Foreword
2Normativereferences
3Terms and definitions***
4 Alernative designs
5Basic design*
General..bZxz.net
Casing and connections*
Rotors......
Dynamics and critical speed...5.5
Bearings and bearing housings\\5.6
Shaft seals..
Lube oil and control oil system........Materials.
Auxiliary equipment
Couplings and guards...
Gear units*
Mountingplates
Instrumentation and controls..6.5
Condensers....
Gland vacuum systems*
6.7 Piping and appurtenances*6.8Insulation and jacketing*6.9
Special tools
7 Inspection and testing*
General...
7.2Inspection
7.3Testing
8Painting,marking,package and shipment8.1Painting
8.2Nameplatesandrotationarrows*8.3Marking
Package and shipment
Guarantee
Contents
SH/T3145—2012
SH/T3145—2012
9.1Mechanicguarantee
Performance guarantee
10Vendorsdata
General..
10.2Proposals*
10.3Contractdata..
10.4Unit of measurement...
AnnexA（Informative）ScopeofsupplyforreferenceAnnexB（Informative）StcamturbincdatashectsAnnexC (Informative)Comparison table of typical materials for steam turbineAnnexD（Informative）Comparisontableofpipingmaterials*AnnexE（Informative）VendordrawingsanddatarequirementsExplanationofwordinginthisstandard-IV
SH/T3145—2012
根据中华人民共和国工业和信息化部《2009年第一批工业行业标准制修订计划》（工信厅科[2009]104号）的要求，规范编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，修订本规范。本规范共分10章和5个附录。
本规范的主要技术内容是：石油化工特殊用途汽轮机的性能设计、材料选用以及重要零部件的合理设计及配置等多个方面应遵循的原则；同时也提出了作为机组重要组成部分的辅助设备、辅助管道系统、控制和仪表等方面应遵循的准则；还对机组的检验、试验、包装、运输及资料准备等方面提出了要求。
本规范是在SH/T3145-2004《石油化工特殊用途汽轮机工程技术规定》的基础上修订而成，修订的主要技术内容是：
依据国外标准ISO10437—2005（APIStd612--2005），对原引用APIStd612—1995的相关条款进行了修订：
一增删了个别规范性引用文件；-更新了规范性引用文件的版木；更新了数据表；
-更新了典型的汽轮机材料对照表；一更新了配管材料对照表。
本规范由中国石油化工集团公司负责管理，由中国石油化工集团公司机械技术中心站负责日常管理，由中石化宁波工程有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送日常管理单位和主编单位。
本规范日常管理单位：中国石油化工集团公司机械技术中心站通讯地址：上海市延安西路376弄22号10楼邮政编码：200040
话：021-32140411
真：021-62489867
本规范主编单位：中石化宁波工程有限公司通讯地址：浙江省宁波市国家高新区院士路660号邮政编码：315103
本规范参编单位：中石化上海工程有限公司中石化洛阳工程有限公司
中国石化工程建设有限公司
杭州汽轮机股份有限公司
本规范主要起草人员：黄水龙黄颖孙道林陈
本规范主要审查人员：邢桂坤
汪春茂
周家祥
谢福海
刘夕凤陆征
盛志伟
苏衍初
本规范2004年首次发布，本次为第1次修订。伟
范德明
杨立民
张景安
曹永军
朱吉新
汪创华
宋思远
漆明贵
张利民
寇东滨
程广庆
1范围
石油化工特殊用途汽轮机工程技术规范SH/T3145—2012
本规范规定了石油化工驱动用特殊用途汽轮机及其辅助设备在设计、制造、检测和试验等方面的最低要求。
本规范适用于石油化工行业特殊用途汽轮机的工程设计及设备采购。本规范不适用于一般用途汽轮机。2规范性引用文件
下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。GB150钢制压力容器
管壳式换热器
GB3836爆炸性气体环境用电气设备GB/T9115对焊钢制管法兰
GB/T12241
GB/T12242
GB/T12243
安全闵一般要求
压力释放装置性能试验规范
弹簧直接载荷式安全阀
GBZT189.8—2007工作场所物理因素测量噪声固定式压力容器安全技术监察规程TSGR0004
HG/T20615钢制管法兰（Class系列）SH3043石油化工企业设备和管道表面颜色和标志SH/T3406石油化工钢制管法兰
ISO1940-1-2003机械振动在恒定（刚性)状态下转子的平衡质量要求第1部分：平衡允差的规定和核定（Mechanicalvibration—Balancequalityrequirementsforrotorsinaconstant（rigid）state-Part1:Specificationandverificationofbalancetolerances)ISO10437-2005（APIStd612-2005）石油、石化和天然气工业特殊用途汽轮机（PetroleumPetrochemical,and Natural Gas Industry—Steam Turbines-Special-purpose Applications)APIRP520炼油厂用泄压阀的尺寸、选型和安装第1部分：尺寸和选型（Sizing，Selectionand Installation of Pressure-RelievingDevices in Refineries,Part I Sizing and Selection\)APIRP520炼油厂用泄压阀的尺寸、选型和安装第2部分：安装（Sizing，Selection，andInstallationofPressure—RelievingDevicesinRefineries，PartII“Installation\)APIStd526钢制法兰连接泄压阀（FlangedSteelPressureReliefValves）APIStd613石油、化学和气体工业专用齿轮箱（SpecialPurposeGearUnitsforPetroleum，Chemical and Gas Industry Services)APIStd614一2008石油、化学和气体工业用润滑油、密封油、控制油系统及辅助设备（Pelroleumpetrochemical and natural gas industriesLubrication,Shaft-Sealing and Oil-Control Systems andAuxiliaries(1S010438:2007，Identical))APIStd670机器保护系统（MachineryProtectionSystems）1
SII/T3145—2012
APIStd671石油、化学和气体工业用特殊用途联轴器（SpecialPurposeCouplingsforPetroleumChemical and Gas Industry Services)ASME美国机械工程师协会锅炉及压力容器规范第VI篇压力容器建造规则（Boiler&PressureVesselCode,Section,Vll,Rules forConstructionofPressureVessels)ASMEB16.1灰铸铁管法兰和法兰连接件：25，125和250等级（Gray、IronPipeFlangesandFlanged Fittings: Classes 25,125,_and 250)管法兰和法兰连接件：NPS1/2至NPS24（PipeFlangesandFlangedFittings：NPSASMEB16.5
1/2throughNPS24)
ASMEB16/42球墨铸铁管法兰和法兰连接件：-150-和300-等级-(DuctileIronPipeFlangesandFlangedFittings!Classes/i50and 300)ASMEBf6.47
NPS60）
ASMEB3I
大尺寸钢法兰：NPS26至NPS60（LargeDiameterSteelFlanges：NPS26through工艺配管（ProcessPiping）
ASMEPFC6/汽轮机性能试验规范（PerformanceTestCode6onSteamTurbines）HEI蒸汽表通冷凝器标准（HEIStandardsforSteamSurfaceCondensers）NEMASM23
机械驱动用汽轮机（SteamTurbireforMechanicalDriveService）美国电力规范协议500，501，502and504（NationalElectricalCodeAnicles500，NFPAStd.70
501，502and-504)
TEMA管换热器协会标准（Standards of the Tubular Exchanger Manufacturers Association）术语和定义
ISb40437-2005（APIStd-612-2005）第3章界定的以及下列术语和定义适用于本规范3.1
般用途汽轮机general-purpose steam tirbine用于驱动通常设置为备用的、规格（功率）相对较小或属于非关键设备的卧式或立式汽轮机注：
般用途汽轮机适用的蒸汽条件是进汽压力不超过4.8MPa(G)，且进汽温度不超过400℃（制造厂确有使用亚绩和经验，在得到买方的书面确认时，进汽温度可提高到440℃），同时转速不超过600Dt/min的工况特殊用途汽轮机special-purposesteamturbine用于驱动通常为非备用设备，规格（功率）相对较大，，或弱于关键设备的卧式汽轮机。注：特殊用速汽轮机不受蒸汽参数或汽轮机转速的限制。4
替代设计
卖方可以根据经验，从技术和商务角度，提供对有关各方（买方/卖方），都有利的替代设计方案。卖方提供的替代设计方案应包括详细说明、使用业绩和应用的标准规范。买方应评估此替代设计方案，决定是否采用。
5基本设计
5.1般要求
5.1.1汽轮机机组（包括辅助设备）应按照使用寿命至少-20年、不间断地运行至少5年进行设计和制造。除买方作出书面认可外，不应使用样机，卖方提供的机器规格应在卖方的设计和制造经验范围2
SH/T3145—2012
内，并且经验证明在相似的使用场合下使用是可靠的。至少应有两台同样型号的机组在相同或相似操作条件下积累两年的成功运行经验，方可认为该型号的机组是可靠的、5.1.2主机（指被驱动机）制造广应承担合同范围内包括的所有设备和辅助设备系统的全部责任。除另有规定外，还应对整个机组包括主机、齿轮变速器（如果需要）、汽轮机、油系统、控制及仪表、联轴器、相关的辅助设备和管道系统等之间的合理匹配负技术责任，包括协助确定汽轮机的规格大小、转速、转向，提供润滑油及控制油系统以及进行轴系的动力学分析计算，如横向及扭转临界转速计算、启动力矩的计算等。主机制造广的责任还包括向汽轮机制造厂提供必要的图纸资料以及协调和指导整个驱动机和主机机组的试验。
5.1.3汽轮机制造广应对整个汽轮机机组包括供货范围（参见附录.A）内的所有设备和相关的辅助设备及系统负资。除另有规定外，汽轮机制造厂有资任向主机制造厂提交进行分析计算所需的数据，如横向及扭转临界转速计算所需的数据、对润滑油及控制油的要求、对联轴器及其护罩的要求等。汽轮机制造还应对主机制造厂所提供的润滑油及控制油系统进行确认以保证其油系统符合汽轮机的要求。
除另有规定外，主机、汽轮机及其辅助设备应适用于在规定的环境条件下户外启动和连续操作。5.1.4/
除另有规定外，汽轮机应设置盘车装置。盘车装置的形式应买卖双方商定。5.1.5
实方应在汽轮机数据表（参见附录B）中至少规定设备的正常运行点和额定运行点。5.1.7汽轮机应符合汽轮机数据表上规定的操作条件和蒸汽条件，并能在各种工况下包括生机的额定工况点连续稳定运行。
5.18汽轮机机组（包括联轴节、齿轮变速器等）的设计应保证其在脱扣转速和安全阀设定压力以下安全运行
5..9\汽轮机机组及辅助设备的设计应保证维修方便、快速、经济，主要部件的设计应保证拆装方便。5.1.10=所有电气和仪表设备、元件和材料的选择与安装应符合技术文件上规定的危险场所的要求。危险场所类别、气体组别和温度组别按GB3836或IEC电气设备危险场所分类标准划分她果采用NFPAStd7Q第500、501!502和504篇或其他标准，则应经买方认可。5.在止常蒸汽条件时，汽轮机应满足主机所有工况的功率及对应转速的要求，汽轮机可输出的轴功率至少应为主机所需最大功率（包括各种机械损失）的110%：在最低进汽压力和般低进汽温度与最高排汽压功同时出现时，汽轮机在额定转速下能够至少输出主机所需最大功率的104%。2汽轮机的其它功能应符合ISO10437-2005（APIStd612-2005）第6.1.6条的规定。5.1.12
汽缸及接口
5.2.1汽缸及其他所有承压零件应按最高允许工作压力设计。汽缸最高允许工作压力至少应为安全阀的设定压力一凝汽式汽轮机排汽缸最高允许工作压力至少应为0.07MPa（G)，直应按全真空设计。5.2.2汽缸的拉伸应力应小于或等于所用材料在最高工作温度下最终拉伸强度最小值的25%，对铸造汽缸，还应乘以表5.2.2中的铸造系数。制造厂可使用材料标准的性能值。/缸用螺柱材料的安全系数应符合TSGR0004的规定。
无损检测类型
磷粉和/或波体渗透、
局部射线
超声波
全部射线
铸造系数
铸造系数
SH/T3145—2012
5.2.3汽缸的腐蚀裕量应大于或等于3mm。5.2.4汽缸等全部承压件应能满足在规定的蒸汽参数下，压力和温度同时达到极限数值时正常运行要求。
汽缸应设轴向中分面，也可在高压段和低压段间设径间中分面。5.2.5
5.2.6汽缸的轴向和径向中分面应采用金属对金属的结合面，使用螺栓紧固密封。中分面不应采用垫片，包括线性垫材。
喷嘴环、隔板或静叶持环应采用可更换的结构。5.2.7
蒸汽室和汽缸应设置具有全排放能力的疏水孔。5.2.8
5.2.9汽轮机进汽、排汽、抽汽及补汽管口应为法兰连接。缸上的其他接管也应采用法兰连接：在得到买方同意后，公称直径小于DN40（NPS1/）的管子与缸体可用螺纹连接。5.2.10法兰应采用ASMEB16.1，或ASMEB16.5，或ASMEB16.42，或ASMEB16.47标准，也可对应采用GB/T9115，或SH3406，或HG20615标准。采用上述标准之外的法兰应得到买方的确认。具体的法兰标准、压力等级和密封面形式应符合数据表的规定。5.2.11汽缸上接管的尺寸应大于或等于DN20（NPS%），不应采用DN32、DN65、DN90、DN125、DN175和DN225（NPS1/、2/、3/、5、7和9）的管径。5.2.12汽轮机进排汽及抽汽管口上可以承受的外力和外力矩应大于或等于NEMASM23规定的计算值。
5.2.13通用螺栓（紧固件）宜采用公制（ISO/M制）螺纹，如果采用英制（UN/UNC制）螺纹，应经买方同意。
5.2.14应设垂直项起螺钉、对中定位销钉，并提供安装导柱。5.2.15汽缸安装表面的要求应符合ISO10437-2005（APIStd612-2005）第7.1.16条的规定。5.3转子
5.3.1转子应能够短时间内在任何规定的工作温度下瞬时转速达到最高连续转速的121%时安全运行，且不需要立即维修。
5.3.2套装转子应保证，在正常工作温度下转速小于或等于段高连续转速121%时，叶轮与主轴无相对位移。
5.3.3在最高连续转速下，叶片顶部速度超过250m/s或进口蒸汽温度超过440℃时，采用套装转子需得到买方的认可。
5.3.4除另有规定外，卖方应向买方提供坎贝尔图和（或）哥德受图的副本。动叶片应能在正常暖机时在共振频率下运行。
5.3.5转子轴上应设置用于采集键相位信号的标记槽，槽的大小和深度应符合APIStd670的相关规定。
5.3.6转子、主轴和动叶还应符合ISO10437-2005（APIStd612-2005）第8.1.3条--8.1.4条、8.2条、8.3条和8.4条的规定。
5.4动力学及临界转速
5.4.1除共振能最大限度地被衰减掉外，在规定的运行转速、任何起动过程中的滞留转速下以及避开裕度范围内，支承系统、轴系等机组各部件均不应产生共振。从零至脱扣转速间所有不希望停留的转速、对正常运行有影响的临界转速应在技术协调会上和产品使用说明书中提交给买方。临界转速和避开裕度的确定应符合ISO10437-2005（APIStd612-2005）第9.1条和9.2.9条的规定。5.4.2当买方有规定时，卖方应进行汽轮机轴系的横向振动分析。横向振动分析应符合ISO10437-2005（APIStd612-2005）第9.2条的规定。5.4.3当买方有规定时，不平衡响应分析应进行工厂验证，其要求应符合ISO10437-2005（APIStd612-2005）第9.3条的规定。
SH/T3145—2012
5.4.4当买方有规定时，卖方应对整个轴系进行扭转振动分析。扭转振动分析应符合ISO10437-2005（APIStd612-2005）第9.5条的规定。5.4.5转动部件的主要零件，如主轴、叶轮、联轴器、齿轮、平衡盘等均应单独进行动平衡。平衡精度应符合ISO1940-1-2003的GI级或更高精度的要求。5.4.6转动部件装配时应进行多平面动平衡。每次最多装上两个主要零件后就应做一次动平衡。平衡校正只能在刚装上的那些零件上进行。每个平面（轴颈）的最大允许残留不平衡量按下式计算：Umax=6350m/n
式中：
Umax—最大允许残留不平衡量，g·mm；m—轴颈承受的静态质量载荷，kg：n—最高连续转速，t/min。
·（5.4.6)
5.4.7除另有规定外，安装合同半联轴器后的转子应按额定速度在高速平衡机上进行高速动平衡，并在脱扣转速下最少运行5min。除另有规定外，基于所有速度下的最大支承刚度，在轴承盖上测量的高速动平衡的振动验收标准应符合如下规定：a）当转速高于3000r/min时，振动速度不超过7400/n或1mm/s中的较大值，式中n为转速，r/min;
b）当转速等于或低于3000r/min时，振动速度小于或等于2.5mm/s。5.4.8机组装上经动平衡后的转子进行工厂试验，在最高连续转速或规定运行转速范围内的任何转速下，邻近于每个径向轴承的轴上任-平面测定振动未滤波的峰峰振幅不应超过式5.4.8的计算值或25μm，取两者中的较小值。在高于最高连续转速至脱扣转速的任何转速下，振动值不超过在最高连续转速下记录振动值的150%。
A=25. 4(12000/n) 0.5
式中：
一未滤波的振幅（峰峰值），um；4
一最高连续转速，r/min。
5.4.9振动和平衡还应符合ISO10437-2005（APIStd612-2005）第9.6.9条、9.6.10条的规定5.5轴承和轴承箱
5.5.1径向轴承
5.5.1.1径向轴承应符合ISO10437-2005（APIStd612-2005）第10.1条的规定。5.5.1.2径向轴承应为流体动压轴承，具有钢衬浇巴氏合金的可更换的轴瓦、瓦块或衬瓦。轴瓦、瓦块或衬瓦的结构设计应便于不需要拆除上半汽缸、汽缸端部和联轴器轴毅即可进行更换。5.5.1.3宜选用可倾瓦径向轴承。每套径向轴承的瓦块（底部和负载最重）内应埋两个双支温度传感元件。
5.5.2推力轴承
5.5.2.1推力轴承应为流体动压轴承，两侧结构均应为钢衬浇巴氏合金的可调式多瓦块型，宜设计为在两个方向具有相同的止推能力。5.5.2.2推力轴承的尺寸和结构设计应保证汽轮机在最不利的工况下可连续运行。5.5.2.3除另有规定外，应采用推力盘与轴为一体的结构，该推力盘在每个推力面上至少应留有3mm的附加裕量。当提供可更换的推力盘时，推力盘应热套并牢靠地固定在轴上。5.5.2.4推力轴承宜置于汽轮机的进汽端，并能调整转子轴向位置和推力盘与瓦块间的间隙。5.5.2.5每套推力轴承主推力面和副推力面瓦块内应各埋2个或3个双支温度传感元件。5.5.2.6推力轴承的载荷计算及加工还应符合ISO10437-2005（APIStd612-2005）第10.2.2条~5
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