一種防止高溫?fù)Q熱設(shè)備管板開裂方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油化工、熱能利用、過程裝備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種防止高溫?fù)Q熱設(shè)備管板開裂方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]石油化工生產(chǎn)過程有很多余熱，有的裝置甚至有很多高溫余熱。如催化裂化裝置分餾系統(tǒng)有循環(huán)油漿280°C?350°C余熱、二中循環(huán)油200°C?300°C余熱、一中循環(huán)油160°C?200V余熱、回?zé)捰?20°C?330°C余熱等。通常通過熱量交換或產(chǎn)生蒸汽方式回收余熱，常用的熱交換設(shè)備為多管程浮頭式換熱器或U型管換熱器。催化裂化裝置循環(huán)油漿換熱器或蒸汽發(fā)生器通常為多管程浮頭式換熱器，為降低循環(huán)油漿系統(tǒng)壓降通常采用多臺并聯(lián)方案，介質(zhì)進(jìn)口溫度340?350°C，出口溫度250?280°C，其外管箱管板介質(zhì)進(jìn)口區(qū)域與介質(zhì)出口區(qū)域存在較大溫差，使管板高低溫交接處產(chǎn)生較大熱應(yīng)力，天長日久管板發(fā)生應(yīng)力疲勞導(dǎo)致裂紋甚至斷裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種防止高溫?fù)Q熱設(shè)備管板開裂方法，大幅度降低高溫?fù)Q熱設(shè)備管板各區(qū)域間溫差，避免因熱應(yīng)力導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備管板裂紋斷裂。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方法是:包括換熱設(shè)備、管程介質(zhì)、殼程介質(zhì)、管程介質(zhì)進(jìn)入、管殼程介質(zhì)熱量交換、管程介質(zhì)排出，其特征是:將管程介質(zhì)換熱過程設(shè)計成2?4段順序換熱，使每段換熱管程介質(zhì)進(jìn)入與排出溫差降低，從而降低管板進(jìn)入與排出區(qū)域溫差及熱應(yīng)力，避免換熱設(shè)備管板裂紋斷裂。
[0005]一種防止高溫?fù)Q熱設(shè)備管板開裂裝置，包括若干臺2管程或耐高溫單管程換熱設(shè)備；將管程介質(zhì)換熱過程設(shè)計成I?4路并聯(lián)，每路2?4臺換熱設(shè)備串聯(lián)；或?qū)⒐艹探橘|(zhì)換熱過程設(shè)計成2?3組串聯(lián)，每組I?4臺換熱設(shè)備并聯(lián)。
[0006]本發(fā)明創(chuàng)新點和積極效果:
[0007]本發(fā)明創(chuàng)新點是:將管程介質(zhì)換熱過程設(shè)計成2?4段順序換熱，使每段換熱管程介質(zhì)進(jìn)入與排出溫差降低，從而降低管板進(jìn)入與排出區(qū)域溫差及熱應(yīng)力，避免換熱設(shè)備管板裂紋斷裂。
[0008]本發(fā)明積極效果是:可使換熱設(shè)備管程進(jìn)入介質(zhì)與排出介質(zhì)溫差降低50%?70%，即大幅度降低換熱設(shè)備管板進(jìn)口區(qū)域與出口區(qū)域溫差及熱應(yīng)力，有效避免因溫差熱應(yīng)力過大導(dǎo)致管板裂紋斷裂。
【附圖說明】
[0009]圖1是一種防止高溫?fù)Q熱設(shè)備管板開裂方法和裝置的示意圖。
[0010]1-300?350°C循環(huán)油漿總管，2-1路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器1，3_1路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器2，4-1路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器3，5-250?280°C循環(huán)油漿總管。
[0011]圖2是另一種防止高溫?fù)Q熱設(shè)備管板開裂方法和裝置的示意圖。
[0012]1-300?350°C循環(huán)油漿總管，IA-1路300?350°C循環(huán)油漿，2-1路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器1，3-1路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器2，4-1路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器3，5A-1路250?280°C循環(huán)油漿；1Β-2路300?350°C循環(huán)油漿，2A-2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器1，3A-2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器2，4A-2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器3，5B-2路250?280°C循環(huán)油漿，5-250?280°C循環(huán)油漿總管。
[0013]圖3是另一種防止高溫?fù)Q熱設(shè)備管板開裂方法和裝置的示意圖。
[0014]1-300?350°C循環(huán)油漿總管，5-250?280°C循環(huán)油漿總管，6_第I組，7-第2組，8-中間溫度循環(huán)油漿管，9-1組I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器，9A-1組2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器，10-2組I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器，10A-2組2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器。
【具體實施方式】
[0015]見圖1，是應(yīng)用于中小型催化裂化裝置循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)，采用3臺2管程或耐高溫單管程蒸汽發(fā)生器串聯(lián)，依次是I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器1-2，I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器2-3，I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器3-4，其前端與300?350°C循環(huán)油漿總管-1連接，后端與250?280°C循環(huán)油漿總管-5連接。
[0016]見圖2，是應(yīng)用于大型催化裂化裝置循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)，采用6臺2管程或耐高溫單管程蒸汽發(fā)生器，設(shè)計為2路并聯(lián)、每路3臺串聯(lián)；第I路3臺串聯(lián)，依次是I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器1-2，I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器2-3，I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器3-4，其前端與I路300?350°C循環(huán)油漿-1A連接，后端與I路250?280°C循環(huán)油漿-5A連接?’第2路3臺串聯(lián)，依次是2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器1_2A，2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器2-3A，2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器3-4A，其前端與2路300?350°C循環(huán)油漿-1B連接，后端與2路250?280°C循環(huán)油漿-5B連接；1路300?350°C循環(huán)油漿_1A、2路300?350°C循環(huán)油漿-1B的前端與300?350°C循環(huán)油漿總管-1連接，I路250?280°C循環(huán)油漿_5A、2路250?280°C循環(huán)油漿-5B的后端與250?280°C循環(huán)油漿總管_5連接。
[0017]見圖3，是應(yīng)用于大中型催化裂化裝置循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)，采用4臺2管程或耐高溫單管程蒸汽發(fā)生器，設(shè)計為2組串聯(lián)、每組2臺并聯(lián)；第I組-6包括I組I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器_9、I組2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器-9A ;第2組-7包括2組I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器-10，2組2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器-1OA ;第I組前端與300?350°C循環(huán)油漿總管-1連接，后端與中間溫度循環(huán)油漿管-8連接，第2組前端與中間溫度循環(huán)油漿管-8連接，后端與250?280°C循環(huán)油漿總管-5連接。
[0018]參見圖1，300?350°〇循環(huán)油漿經(jīng)300?3501:循環(huán)油漿總管-1進(jìn)入3臺串聯(lián)的蒸汽發(fā)生器(2、3、4)，通過產(chǎn)生蒸汽進(jìn)行熱量交換，使循環(huán)油漿溫度降到250?280°C經(jīng)250?280°C循環(huán)油漿總管-5排出。每臺蒸汽發(fā)生器循環(huán)油漿進(jìn)出溫差只有20?30°C，而常規(guī)并聯(lián)方案蒸汽發(fā)生器進(jìn)出溫差70?100°C，進(jìn)出溫差降低了 50%?70%。
[0019]參見圖2，300?350°C循環(huán)油漿經(jīng)300?350°C循環(huán)油漿總管-1進(jìn)入系統(tǒng)，然后分為2路；第I路3臺串聯(lián)，300?350°C循環(huán)油漿經(jīng)I路300?350°C循環(huán)油漿-1A依次進(jìn)入I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器1-2、I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器2-3、I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器3-4，通過產(chǎn)生蒸汽進(jìn)行熱量交換，使循環(huán)油漿溫度降到250?280°C經(jīng)I路250?280°C循環(huán)油漿_5A、250?280°C循環(huán)油漿總管_5排出；第2路3臺串聯(lián)，300?350°C循環(huán)油漿經(jīng)2路300?350°C循環(huán)油漿-1B依次進(jìn)入2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器1_2A、2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器2-3A、2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器3-4A，通過產(chǎn)生蒸汽進(jìn)行熱量交換，使循環(huán)油漿溫度降到250?280°C經(jīng)2路250?280°C循環(huán)油漿_5B、250?280°C循環(huán)油漿總管_5排出。每臺蒸汽發(fā)生器循環(huán)油漿進(jìn)出溫差只有20?30°C，而常規(guī)并聯(lián)方案蒸汽發(fā)生器進(jìn)出溫差70?100°C，進(jìn)出溫差降低了 50%?70%。
[0020]參見圖3，300?350°C循環(huán)油漿經(jīng)300?350°C循環(huán)油漿總管-1進(jìn)入系統(tǒng)，然后進(jìn)入第I組_6，再分2路并聯(lián)，I組I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器_9、I組2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器-9A，通過產(chǎn)生蒸汽進(jìn)行熱量交換，使循環(huán)油漿溫度降到中間溫度進(jìn)入中間溫度循環(huán)油漿管-8 ;然后進(jìn)入第2組-7，再分2路并聯(lián)，2組I路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器_10、2組2路循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器-10A，通過產(chǎn)生蒸汽進(jìn)行熱量交換，使循環(huán)油漿溫度降到250?280°C，經(jīng)250?280°C循環(huán)油漿總管-5排出。每臺蒸汽發(fā)生器循環(huán)油漿進(jìn)出溫差30?50°C，與常規(guī)并聯(lián)方案比進(jìn)出溫差降低了 40%?50%。
【主權(quán)項】
1.一種防止高溫?fù)Q熱設(shè)備管板開裂方法，包括換熱設(shè)備、管程介質(zhì)、殼程介質(zhì)、管程介質(zhì)進(jìn)入、管殼程介質(zhì)熱量交換、管程介質(zhì)排出，其特征是:將管程介質(zhì)換熱過程設(shè)計成2?4段順序換熱，使每段換熱管程介質(zhì)進(jìn)入與排出溫差降低，從而降低管板進(jìn)入與排出區(qū)域溫差及熱應(yīng)力，避免換熱設(shè)備管板裂紋斷裂。2.一種防止高溫?fù)Q熱設(shè)備管板開裂裝置，包括若干臺2管程或耐高溫單管程換熱設(shè)備；將管程介質(zhì)換熱過程設(shè)計成I?4路并聯(lián)，每路2?4臺換熱設(shè)備串聯(lián)；或?qū)⒐艹探橘|(zhì)換熱過程設(shè)計成2?3組串聯(lián)，每組I?4臺換熱設(shè)備并聯(lián)。
【專利摘要】一種防止高溫?fù)Q熱設(shè)備管板開裂方法，屬于石油化工、熱能利用、過程裝備技術(shù)領(lǐng)域，用于解決高溫?fù)Q熱設(shè)備管板裂紋斷裂問題。包括換熱設(shè)備、管程介質(zhì)、殼程介質(zhì)、管程介質(zhì)進(jìn)入、管殼程介質(zhì)熱量交換、管程介質(zhì)排出，其特征是：將管程介質(zhì)換熱過程設(shè)計成2～4段順序換熱，使每段換熱管程介質(zhì)進(jìn)入與排出溫差降低，從而降低管板進(jìn)入與排出區(qū)域溫差及熱應(yīng)力，避免換熱設(shè)備管板裂紋斷裂。還提供了實現(xiàn)本發(fā)明方法的換熱設(shè)備及其串聯(lián)與并聯(lián)方案。該方法和裝置可使換熱設(shè)備管板區(qū)域溫差大幅度降低，避免因溫差熱應(yīng)力過大導(dǎo)致管板裂紋斷裂，尤其適用于催化裂化裝置高溫循環(huán)油漿換熱、蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)。
【IPC分類】F28F13/14
【公開號】CN105222637
【申請?zhí)枴緾N201410250824
【發(fā)明人】劉英聚
【申請人】劉英聚
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2014年6月9日