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炼油设备基础知识炼油设备基础知识（静设备）炼油设备基础知识•绪论•一、炼油工艺对设备的基本要求•在炼油生产中，工艺是龙头，设备是为工艺服务的。随着工艺的改进和新工艺的出现，对设备提出了新的、更高的要求，促进了设备的发展，而设计合理、性能优良的设备又为先进的工艺过程的实现提供了保证。不同的工艺所使用的设备不同，对设备的要求也不尽相同，但概括而言有如下几方面要求。•⑴满足工艺要求⑵安全可靠地运行⑶结构简单、造价低廉、操作维护方便二、炼油设备的类型按作用，炼油设备大致分可为流体输送设备、加热设备、换热设备、传质设备、反应设备及储存设备等几种类型。炼油设备基础知识•(一)流体输送设备•流体输送设备的作用是将各种介质从一个设备输送到另一个设备，或者使其压力升高以满足炼油工艺的要求。包括各种泵、压缩机、鼓风机以及与其配套的管线和阀门等。•(二)加热设备•将油品加热到一定的温度，使其汽化或为油品进行反应提供热量的设备称为加热设备。炼厂中通常采用的是管式加热炉，它是一种火力加热设备，按结构有圆筒炉、立式炉、及斜顶炉等。炼厂中应用较多的是圆筒炉。•(三)换热设备•将热量从高温流体传给低温流体，以达到加热、冷凝、冷却油品，并从中回收热量、节约燃料的设备称为换热设备。换热设备的种类很多，按其使用目的有加热器、换热器、冷凝器、冷却器及再沸器等；按换热方式可分为直接混合式、蓄热式和间壁式。在炼油厂中，应用最多的是各种间壁式换热设备。炼油设备基础知识•(四)传质设备•传质设备的作用是利用介质之间的某些物理性质不同，如沸点、密度、溶解度等，将处于混合状态的物质中的某些组分分离出来。这类设备大多都呈细而高的塔状，所以通常也叫塔设备，如精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔等。按结构，塔设备可分为板式塔和填料塔，其中板式塔应用较多。•(五)反应设备•反应设备的作用是完成一定的化学和物理反应。其中化学反应是起主导和决定作用的、物理过程是辅助的或伴生的。反应设备在炼油厂的应用也是很多的，如催化裂化、催化重整、加氢裂化、加氢精制等装置，都要采用不同类型的反应器。•(六)储存设备•用于储存各种油品、石油气及其他液体或气体物料的设备称为储存设备或储罐。按其结构特征有立式储罐、卧式储罐及球形储罐等。。炼油设备基础知识•第一章管道及管件•第一节管道•(一)管道分类•根据管路中介质压力的高低可将管道分为高压、中压、低压及真空管道，级别名称设计压力p／MPa真空管道p小于标准大气压低压管道0p1.6中压管道1.6≤p4.04.0≤p10.0高压管道10.0≤p≤35炼油设备基础知识•根据被输送介质的温度、闪点、爆炸下限、毒性及管道的设计压力将石油化工管道分为A、B、C三级，管道类别适用范围A1.剧毒介质管道2.设计压力大于或等于10MPa的易燃、可燃介质管道B1.介质闪点低于28℃的易燃介质管道2.介质爆炸下限低于10％的管道3.操作温度高于或等于介质自燃点的C级管道C1.介质闪点28—60℃的易燃、可燃介质管道2.介质爆炸下限高于或等于10％的管道不同级别的管道，其设计、制造、安装、使用、检验和修理改造的要求也不同炼油设备基础知识•(三)管道的附件•主要包括法兰、螺栓、垫片、弯头、三通、大小头、阀门等。法兰连接：1一垫片；2一管子；3一螺母；4一法兰；5一螺栓炼油设备基础知识•法兰炼油设备基础知识管件炼油设备基础知识•(三)管道的选材•炼油厂常用的管道材料材质有10钢、20钢、20G、铬钼合金钢（1Gr5Mo)、不锈钢（304、316、321、316L）等。•常用管道按制造方法有无缝钢管、有缝钢管和螺旋钢管三种。•选材原则：对具有相同操作条件的管道，管子、管件、阀门、仪表件原则上应选同种材料或性能相当的材料。•(四)管道的使用和维护•1.管道的使用•按规定使用管道，定时检查管道有无超温，超压、超负荷和过冷，管道有无异常振动，内部有无异常响声，有无发生液击。•2.管道的检查管道投用后应进行定期检查。管道的定期检查分为外部检查、重点检查和全面检查，检查的周期应根据管道的综合分类等级确定。炼油设备基础知识•各类管道每年至少进行一次外部检查，每6年至少进行一次全面检查；I、Ⅱ、Ⅲ类管道每年至少进行一次重点检查，Ⅳ、Ⅴ类管道每2年至少进行一次重点检查。管道的外部检查主要是观察管道外表面有无裂纹、腐蚀及变形等缺陷，连接法兰有无偏口，紧固件是否齐全、有无腐蚀、松动等现象，用听声法检查管内有无异物的撞击、摩擦声等。•第二节阀门•(一)阀门的分类•阀门的种类繁多，分类方法也很多。按公称压力可分为真空阀、低压阀、中压阀和高压阀；按关闭阀件的驱动方式可分为手动阀、动力驱动阀(电磁阀、液动阀、气动阀、电动阀等)和自动阀(靠管路中介质本身能量驱动的阀门，如止回阀、安全阀、减压阀等)；按阀体材料可分为铸铁阀、铸钢阀、锻钢阀等。最常见的是按阀的结构特征分类，可分为闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀、安全阀及减压阀等。炼油设备基础知识•(二)阀门的标识•为了识别和辨认方便，通常在阀体上铸造、打印出如阀门的名称、型号、公称压力、公称直径、介质流向、开启刻度或表示开启的箭头、制造厂家及出厂时间等文字或符号，并在阀门的非加工面上涂上表示阀体材料的油漆。•在缺少阀门图纸资料的情况下，可根据阀门上的铭牌和标志及涂漆的颜色，识别阀门的类别、结构形式及适用情况等。•阀门型号中各单元代号•闸阀Z球阀Q•截止阀J蝶阀D•节流阀L减压阀Y•旋塞阀X疏水阀S•止回阀H安全阀A炼油设备基础知识•阀门的连接形式：•包括内螺纹、外螺纹、法兰、焊接、对夹、卡套、卡箍等。•压力等级：•150Lb（PN2.0）300Lb（PN5.0）600Lb（PN10.0）等。•阀体材料:•WCBA105WC6CF8等•（三）阀门的用途•阀门是一种管路附件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，控制输送介质流动的一种装置，具有截断、调节、导流、防止逆流、稳压、分流、溢流泄压等功能。•炼油设备基础知识闸阀1-阀座；2-闸板；3-阀杆；4-阀盖；5-止推凸肩；6--填料；7--填料压盖；8--手轮直通式截止阀l-阀座；2-阀盘；3-阀杆；4-阀盖；5-填料；6-填料压盖；7-轭：8-螺帽；9-手轮炼油设备基础知识•3.炼油设备基础知识炼油设备基础知识•(四)阀门的使用维护•为了使阀门使用长久、开关灵活，保证安全生产，应正确使用和合理维护。一般应注意以下几点。•(1)新安装的阀门应有产品合格证，外观无砂眼、气孔或裂纹，填料压盖应压平整，开关要灵活；使用阀门的压力、温度等级应与管道工作压力相一致，不可将低压阀门装在高压管道上。•(2)阀门开完应回半圈，以防误开为关；阀门关闭费力时应用特制扳手，尽量避免用管钳，不可用力过猛或用工具将阀门关得过死。•(3)阀门的填料、大盖、法兰、丝口等连接和密封部位不得有泄漏，若发现问题应及时紧固或更换，更换时不可带压操作，特别是高温、易腐蚀介质,以防伤人。•(4)室外阀门，特别是明杆闸门阀，阀杆上应加保护套，以防风雪的侵蚀和尘土锈污；对用于水、蒸汽、重油管道上的阀门，冬天要做好防冻保暖工作，防止阀门冻凝、阀体冻裂。炼油设备基础知识•(5)对减压阀、调节阀、疏水阀等自动阀门在启用时，应先将管道冲洗干净，未装旁路和冲洗管的疏水阀，应将疏水阀拆下，吹净管道再装上使用。•(6)对蒸汽阀，在开启前应先预热并排除凝结水，然后慢慢开启阀门以免汽、水冲击，当阀全开后，应将手轮再倒转半圈，使螺纹之间严密；对长期闭停的水阀、汽阀应注意排除积水。•(7)应经常保持阀门的清洁，不能依靠阀门支持其他重物，更不能在阀门上站人；阀门的阀体与手轮应按工艺设备的管理要求，做好刷漆防腐。炼油设备基础知识•第二章换热设备•在炼油、化工生产中，绝大多数的工艺过程都有加热、冷却和冷凝的过程，这些过程总称为传热过程。传热过程的进行需要通过一定的设备来完成，这些使传热过程得以实现的设备称之为换热设备。•(一）换热器的分类•换热设备按用途来分有换热器、冷凝器、再沸器、冷却器及加热器。•按换热方式来分有混合式、蓄热式及间壁式三大类型，其中间壁式换热设备中又有多种形式。其中按传热面(固体壁面)的形状和结构特征又可分为“管式”和“板面式”两类。如套管式、螺旋管式、管壳式都属于管式；板片式、螺旋板式、板壳式等都属于板面式。应用最多的是管壳式换热器。炼油设备基础知识•（二）管壳式换热器•管壳式换热器也称列管式换热器，具有悠久的使用历史，虽然在传热效率、紧凑性及金属耗量等方面不如近年来出现的其他新型换热器；但其具有结构坚固、可承受较高的压力、制造工艺成熟、适应性强及选材范围广等优点，目前，仍是炼油厂中应用最广泛的一种间壁式换热器，按其结构特点有如下几种形式。•1.固定管板式换热器•管壳式换热器主要是由壳体、管束、管板、管箱及折流板等组成，管束和管板是刚性连接在一起的。所谓“固定管板”是指管板和壳体之间也是刚性连接在一起，相互之间无相对移动。•固定管板式换热器适用于壳程流体清洁，不易结垢，管程常要清洗，冷热流体温差不太大的场合。炼油设备基础知识炼油设备基础知识•2.浮头式换热器•浮头式换热器的一端管板是固定的，与壳体刚性连接，另一端管板是活动的，与壳体之间并不相连，活动管板一侧总称为浮头。•浮头式换热器适用于冷热流体温差较大(一般冷流进口与热流出口温差可达110℃)，介质易结垢常需要清洗的场合。在炼油厂使用的各类管壳式换热器中浮头式最多。•3.U形管式换热器•U形管式换热器不同于固定管板式和浮头式，只有一块管板。换热管作成U字形、两端都固定在同一块管板上；管板和壳体之间通过螺栓固定在一起。•U形管式换热器适用于冷热流体温差较大、管内走清洁、不易结垢的高温、高压、腐蚀性较大的流体的场合。炼油设备基础知识炼油设备基础知识炼油设备基础知识•管壳式换热器工作时，一种流体走管内，称为管程，另一种流体走管外(壳体内)，称为壳程。管内流体从换热管一端流向另一端一次称为一程，对U形管式换热器管内流体从换热管一端经过U形弯曲段流向另一端一次称为两程。两管程以上(包括两管程)就需要在管板上设置分程隔板来实现分程，较常用的是单管程、两管程和四管程，壳程有单壳程和双壳程两种，常用单壳程，壳程分程可通过在壳体中设置纵向挡板来实现。炼油设备基础知识•（三）板面式换热器•板面式换热器热量的传递是通过不同形状的板面来实现的，其传热性能比“管式”换热器优越，由于结构上的特点，使流体在较低的流速下能达到湍流状态，从而强化了传热作用。该类换热器由于采用板材制作，故在大批量生产时可降低设备成本，但其耐压能力比管式换热器差。•板面式换热器类型较多，下面介绍几种常见的类型：螺旋板式换热器、板片式换热器、板翅式换热器等。炼油设备基础知识•第三章加热炉•加热炉是一种火力加热设备。它利用燃料在炉膛内燃烧时所产生的高温火焰和烟气，来加热在炉管内流动的原料油，使其达到生产工艺所要求的温度。•（一）加热炉的分类•按外形可分为:箱式炉、立式炉、圆筒炉、大型方炉。•（二）加热炉的一般结构•管式加热炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧及通风系统等组成。•辐射室和对流室内分别装有辐射炉管和对流炉管。炼油设备基础知识•把炉管连接成串联的一组盘管的连接件叫炉管弯头或弯管，常见的有箱式回弯弯头、180°的急弯弯管等形式。箱式回弯头带有可拆卸的堵头，采用胀接或焊接的方法与炉管连接。回弯箱装在炉膛外部不与高温烟气直接接触，适用于结焦严重需要经常检修与机械清焦的炉管连接。急弯弯管一般是用炉管直接冲压而成。对流室炉管工作时，管内为原料油，管外为高温烟气，进行对流传热时，传热阻力主要在管外烟气一侧。为了提高管外烟气一侧的传热效果，对流炉管常采用钉头管或翅片管。炼油设备基础知识•燃烧器是加热炉的重要组成部分，主要由燃料喷嘴、调风器、燃烧道三部分组成。喷嘴喷入燃料并利用蒸汽使其雾化，以利于与空气良好地混合。调风器也称风门，主要是引入并调节燃烧所需的空气，使空气与燃料迅速并良好地混合，形成稳定的并符合要求的火焰形状。•空气预热器：在加热炉对流室或烟道内安装空气