炼化设备简介及发展趋势

1炼化设备简介及发展趋势2目录炼油化工设备分类3--17第一部分容器类18-33第二部分换热设备类34-83第三部分加热炉84-116第四部分泵类117-154第五部分压缩机组155-215第六部分汽轮机216-227介绍CTST塔盘228-232炼化设备发展趋势233-2363炼油化工设备分类4炼油化工设备分类2002年中国石油天然气股份有限公司颁发的《中国石油天然气股份有限公司炼油化工企业设备管理规定（试行）》中对石油化工设备的分类标准又重新进行了规定，其中共分为十三大类、其中又分别进行了小类划分。目前中石油各地区公司对炼油化工设备的分类及相关统计、汇总、报表上报均执行此标准。5中石油石油化工设备分类—大类一炉类八通用机械类二塔类九动力设备三反应设备类十仪器、仪表类四贮罐类十一机修设备类五换热设备类十二起重运输和施工机械类六化工机械类十三其他七化纤机械类前12大类共分108小类6大类1—炉类1加热炉（包括箱式、管式、圆筒式）2煤气（油）发生炉3干馏炉4裂解炉5转化炉6脱氢炉7制氢炉8其它7大类2—塔类1筛板塔2浮阀塔3泡罩塔4填料塔5焦炭塔6冷却塔7合成塔8其它8大类3—反应设备类1聚合反应器2加氢反应器3裂化反应器4重整反应器5歧化反应器6异构化反应器7其他9大类4—贮罐类1金属贮罐2球形罐3非金属贮罐4气柜5带搅拌罐6其他10大类5—换热设备类1固定管板式换热器6蒸发器2浮头式换热器7空冷器3U形管式换热器8废热锅炉4板式换热器9其它5套管式换热器11大类6—化工机械类1离心机8挤压机2真空过滤机9切粒机3叶片过滤机10输送机4板式过滤机11搅拌机5振动机12干燥机6成型机13结晶机7混炼机14包装机12大类7—化纤机械类1抽（纺）丝机9拉毛机2牵伸机10牵伸机3水洗机11切断机4柔软处理机12针梳机5烘干机13打包机6卷曲机14假捻机7卷绕（折叠）机15其他8加捻机13大类8—通用机械类1泵(9)屏蔽泵(2)罗茨鼓风机(1)离心泵2压缩机(3)轴流式风机(2)往复泵(1)离心式压缩机4冰机(3)比例泵(2)往复式压缩机(4)齿轮泵(3)螺杆式压缩机(5)真空泵(4)回转式压缩机(6)螺杆泵(5)其他(7)旋涡泵3鼓风机(8)刮板泵(1)离心式鼓风机14大类9—动力设备1离心机8挤压机2真空过滤机9切粒机3叶片过滤机10输送机4板式过滤机11搅拌机5振动机12干燥机6成型机13结晶机7混炼机14包装机15石油化工主要设备《中国石油天然气股份有限公司炼油化工企业设备管理规定（试行）》中对石油化工主要设备划分方法做出了详细规定要求。16中石油石油化工主要设备分类序号主要设备种类序号主要设备种类1炼油厂7(6)其他石化装置72化工厂3化纤厂(1)化肥厂21(1)化纤机械7(2)氯碱装置3(2)纺织机械5(3)聚氯乙烯装置24主要通用机械及贮运设备18(4)合成橡胶装置10(5)乙烯装置115起重运输设备517炼油厂主要设备1加热炉[41000MJ/h(1000万大卡及以上)]2分馏塔(∮3200mm及以上)3反应器(塔)4焦炭塔(∮5400mm及以上)5真空过滤机(50m2及以上)6加氢高压容器7烟气透平18第一部分容器类19概述炼油化工生产中物料的储存，各种生产过程基本上都是在各类容器中进行的。压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器。20概述1、强度：所有零部件均按照有关规定计算，保证足够的强度。2、刚度：设计中考虑构件刚度，避免出现失稳现象。3、耐久性：指压力容器要求使用年限。4、密封性：防止易燃、易爆、有毒物料的泄漏。■容器的基本要求21容器的结构容器筒体封头其他零部件法兰支座接管人孔、手孔视镜液面计22容器的分类容器按形状分（圆筒形容器、球形容器、矩形容器）按承压情况分（内压容器、外压容器）按材料分（钢制、铸铁制、铝制、石墨制、塑料制等）23容器的分类压力容器根据容器承受压力分根据容器压力高低和介质危害程度及在生产过程中的重要性分根据压力容器在生产过程中的作用原理分根据容器结构形式分24容器的分类压力容器按容器承受压力分内压容器外压容器低压容器(0.1≤P≤1.6MPa)中压容器(1.6≤P≤10MPa)高压容器(10≤P≤100MPa)超高压容器(P≥100MPa)25容器的分类根据容器压力高低和介质危害程度及在生产过程中的重要性分压力容器一类容器三类容器二类容器26容器的分类压力容器反应容器换热容器贮运容器根据压力容器在生产过程中的作用原理分分离容器27容器的分类压力容器厚板卷焊式根据容器结构形式分多层式绕板式型槽绕带式热套式锻焊式28容器的分类若干个多层筒节组焊而成，各筒节由内筒和在外面包扎的层板组成。多层式压力容器结构制造设备较筒单，材料的选用有较大的灵活性。安全性高：即使在某一层钢板中出现裂缝，裂缝也只能在该层层板中扩展，不会扩展到其他层板上生产工序多、劳动生产率低。。优点缺点29容器的分类将成卷的薄钢板连续地缠绕在内筒外面，达到所需要壁厚为止，不必逐层包扎层板和焊接每层层板的纵焊缝。绕板压力容器结构30容器的分类在绕带机床上，对型槽钢带通电加热到红热状态，再用压辊将钢带压合到内筒表面预先加工出的螺旋沟槽内，使之相互啮合，每绕完一层钢带后再绕下一层，直到所需的筒体厚度为止。型槽绕带式压力容器结构型槽钢带层层啮合，可使钢带层承受容器的一部分轴向力。筒体上没有贯穿整个壁厚的环焊缝；使用安全性高。需要使用特殊轧制的型槽钢带和专用机床。优点缺点31容器的分类在内筒外面套合上一至数层外筒，组成筒节。通常先将外层筒体加热，使其直径增大，以便套在内层筒体上。冷却后的外层筒体就能紧贴在内筒上，同时对内筒产生一定的预加压缩应力。热套压力容器结构热套压力容器用的钢板比多层压力容器的层板厚，层数少，所以生产效率较高。优点32容器的分类由锻造的筒节经组焊而成，结构上只有环焊缝而无纵焊缝。热套压力容器结构轻水反应堆压力容器、石油工业加氢反应器和煤转化反应器的主要结构形式。制造水平应用随着冶炼、锻造和焊接等技术的进步，已可供应570吨重的大型优质钢锭，并能锻造最大外径为10米、最大长度为4.5米的筒体锻件，因而大型锻焊式压力容器得到了发展。33容器的选型使用1、由于高温环境对材料的性能有重大的影响，对于高温压力容器必须按持久强度进行计算。压力容器选型使用注意事项2、对于操作压力或温度频繁变动的压力容器，压力或温度的反复升降还可能引起疲劳失效，对这类压力容器应当进行疲劳强度设计。3、在设备存在缺陷的情况下，还应根据疲劳裂纹扩展理论对容器的使用寿命作出估算。4、针对介质的成分、温度和压力等操作条件，充分考虑各种破坏机理，合理选材。34第二部分换热器35概述换热器是石油、化工、动力、轻工、食品和原子能等许多工业部门所广泛应用的工艺设备，而且也是重要的节能设备之一。据统计，在石油炼制和石油化工装置中，换热器约占装置工艺设备总重量的40%投资的20%左右（不包括空气冷却器）。36换热器的分类37换热器分类换热器按材料种类分按传热方式分按使用压力分按设备结构分38换热器分类◆金属材料换热器◆按材料种类分◆非金属材料换热器碳素钢换热器、低合金钢换热器、不锈钢换热器和有色金属换热器（如铜、钛等）石墨、玻璃钢、陶瓷换热器等39换热器分类◆按传热方式分◆混合式换热器（直接接触换热器）传热方式：通过冷热两种流体直接接触进行热量交换而实现传热凉水塔洗涤塔气液混合式冷凝器其他40换热器分类◆按传热方式分◆蓄热式换热器传热方式：采用由耐火砖构成的蓄热室。在传热过程中，冷热两种流体交替通过蓄热室。当热流体通过时，蓄热体吸收了热流体的热量而升温，热流体放出热量而降温；然后再让冷流体通过蓄热体，蓄热体把热量释放给冷流体而降温，冷流体吸收热量而升温。通过切换阀使冷热流体交替留过蓄热室实现换热的目的。。应用:冶金工业中的炼钢等场合合成氨厂的造气过程41换热器分类◆按传热方式分◆间接式换热器（表面式换热器）传热方式：冷热两种流体被一固体壁隔开，不能直接接触，热量的传递通过固体壁进行。管壳式换热器套管式换热器板式换热器水浸式换热器42换热器分类◆管壳式换热器◆固定管板换热器◆浮头管板换热器◆U型管式换热器◆填料函式换热器◆釜式重沸器特点：1、应用最为广泛，是石油炼制和化工生产中换热器的主要型式。2、结构牢固、易于制造、生产成本较低、适应性强、处理量大3、在高温、高压和大型换热器中占有绝对优势43换热器分类◆套管式换热器中小流量、传热面积不大。结构形式将传热管以同心圆状插入外管中，传热管内介质与内外管环状空间内的介质以全逆流方式进行热交换。优点传热效果好，结构简单，制造容易，管内不易堵塞，且便于拆卸和清洗。缺点适用环境单位传热面积的金属消耗量大，阻力降大，管子接头多，易漏。44换热器分类◆板式换热器结构形式基本换热元件：板厚为0.2—0.8mm厚的传热板片。基本结构：将压制成凹凸形的传热板片重迭放置，通过增减传热板的数量来调节换热面积。◆活动式联接（采用密封垫片）◆固定式联接（采用焊接结构）45换热器分类◆板壳式换热器主要应用在催化重整装置结构形式将“板片”传热元件装在圆筒形外壳内。优点较好地解决了耐温、抗压与高效之间的矛盾，兼有管壳式与板式换热器的优点缺点适用环境制造工艺比较复杂，焊接技术要求高46换热器分类◆水浸式换热器结构形式管束和水箱两大部分组成。管束沉浸在盛有流动冷水的水箱内，当热流流经管束时，热量被管外流动的冷水带走而使温度降低。优点在短期停电断水时，仍能工作一段时间。且结构简单，造价低，制造、安装、清洗和检修方便缺点单位传热面积的金属消耗量大，占用空间大，传热系数低，并易对空气和水造成污染47常用换热器的结构特点48常用换热器结构管壳式换热器前端管箱（A、B、C、N、D）壳体（E、F、G、H、I、J、K、O）后端管箱(包括壳体)（L、M、N、P、S、T、U、W）管壳式换热器49常用换热器结构管壳式换热器主要部件分类及代号50常用换热器结构BEM立式固定管板换热器51管壳式换热器型号表示方法52固定管板换热器结构BEM立式固定管板换热器53固定管板式换热器结构多管程管壳式换热器54浮头式换热器结构AES、BES浮头式换热器55浮头式换热器结构内浮头结构图56浮头式换热器结构外浮头结构图57U型管换热器结构BIUU型管式换热器58填料函式换热器结构AFP填料函式换热器59填料函式换热器结构AJW填料函分流式换热器60釜式重沸器结构AKT釜式重沸器61高压螺纹锁紧环换热器结构适用于高压场合。如炼油厂加氢裂化装置用的高压换热器，其设计压力多为18MPa。高压条件下常规的大法兰结构存在的问题：(1)高压下的管箱大法兰结构笨重，费材料；(2)大法兰八角垫密封槽因直径太大，机加工精度无法达到密封要求；(3)大法兰的主螺栓直径粗大，有时会大于100mm；操作过程中若发生泄漏，用人工或用机械都难以上紧。适用环境开发原因62高压螺纹锁紧环换热器结构螺纹锁紧环密封结构63其他形式换热器结构板式换热器64其他形式换热器结构板壳式换热器65其他形式换热器结构套管式换热器66其他形式换热器结构水浸式冷凝冷却器67其他形式换热器结构螺旋板式换热器68管壳式换热器设计选用的关键点与注意事项69设计制造中的注意事项1、优先选用锻件；2、拼焊管板焊缝检测；3、复合管板超声波检测。4、合理选择大法兰结构形式。管箱及壳体法兰盖、管板、大法兰1、合理选材；2、消除应力热处理；3、密封面在热处理后加工。4、严格控制壳体制造误差；5、壳体有关焊缝打磨处理。70设计制造中的注意事项适当选配换热管螺栓、螺母1、选用冷拔管或石油裂化用无缝钢管；2、换热管拼接技术要求；3、通球试验；4、U形罐采用冷弯加工；5、按要求进行U形管弯管段消除应力等热处理。垫片铁包垫、缠绕垫、金属膨胀石墨复合垫、波齿垫71设计制造中的注意事项换热管在管板上的排布1、布管限定圆；2、换热管中心距；3、换热管排列方式4、壳程设置挡管、中间挡板与旁路挡板。换热管与管板上的连接方式1、胀接（贴胀、强