煉油設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)1

1、煉油設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)緒論一、煉油工藝對(duì)設(shè)備的基本要求 在煉油生產(chǎn)中，工藝是龍頭，設(shè)備是為工藝服務(wù)的。隨著工藝的改進(jìn)和新工藝的出現(xiàn)，對(duì)設(shè)備提出了新的、更高的要求，促進(jìn)了設(shè)備的發(fā)展，而設(shè)計(jì)合理、性能優(yōu)良的設(shè)備又為先進(jìn)的工藝過(guò)程的實(shí)現(xiàn)提供了保證。不同的工藝所使用的設(shè)備不同，對(duì)設(shè)備的要求也不盡相同，但概括而言有如下幾方面要求。 (一)滿(mǎn)足工藝要求 設(shè)備是為工藝服務(wù)的，所以首先應(yīng)滿(mǎn)足工藝所提出的各項(xiàng)要求。如流體輸送設(shè)備應(yīng)能按要求輸送工藝需要的流體，反應(yīng)設(shè)備應(yīng)能在規(guī)定的溫度、壓力、濃度等條件下進(jìn)行所需要的化學(xué)反應(yīng)、且反應(yīng)率及反應(yīng)速度達(dá)到工藝要求，傳質(zhì)設(shè)備應(yīng)能將處于混合狀態(tài)的物料實(shí)施分離、并達(dá)到工藝要求的分離效

2、果和處理能力，換熱設(shè)備應(yīng)能在規(guī)定的流量和溫度條件下實(shí)施規(guī)定的熱量交換等。 (二)安全可靠地運(yùn)行 煉油生產(chǎn)的原料、產(chǎn)品及使用的催化劑、添加劑，大多都是易燃、易爆、有毒及腐蝕性的物質(zhì)，而且生產(chǎn)過(guò)程一般都是在一定的壓力、溫度甚至于高溫、高壓下進(jìn)行的，一旦發(fā)生事故僅設(shè)備本身遭到破壞，往往還會(huì)誘發(fā)一連串惡性事故，造成重大人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，所以生產(chǎn)的安全性尤為重要。 為了確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行，首先要求其具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的密封性。強(qiáng)度是指設(shè)備在載荷作用下抵抗破壞的能力，每臺(tái)設(shè)備不論殼體或部件，都應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度以保證正常操作和人員安全。剛度是指設(shè)備在載荷作用下抵抗變形的能力，剛度不足同樣也會(huì)使設(shè)

3、備喪失工作能力，如在減壓下操作的設(shè)備若剛度(穩(wěn)定性)不足，將由于失穩(wěn)(失去原有形狀)而不能正常工作；密封性對(duì)煉油設(shè)備來(lái)說(shuō)也是非常重要的，易燃、易爆、有毒性及強(qiáng)腐蝕的介質(zhì)若泄漏出來(lái)，不僅給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。使人員的健康受到嚴(yán)重的損害，而且還可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等惡性事故；對(duì)于真空設(shè)備，若密封不嚴(yán)漏進(jìn)空氣，破壞了真空，也是不允許的。所以要求設(shè)備在操作時(shí)應(yīng)該嚴(yán)密不漏。 保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行除了對(duì)設(shè)備本身的要求外，還需從使用和日常操作方面著手。配備合格的操作人員和具有相關(guān)知識(shí)及技能的管理人員，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程、加強(qiáng)日常維護(hù)，按有關(guān)規(guī)定對(duì)設(shè)備主體以及安全附件定期進(jìn)行檢查和維修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除不安全因素。

4、(三)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、操作維護(hù)方便 設(shè)備的投入費(fèi)用在煉油廠中占有很大的比重，在滿(mǎn)足工藝要求和安全運(yùn)行的前提下，設(shè)備的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)和通用零部件，以降低設(shè)備的制造成本。另外還要求設(shè)備具有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，自動(dòng)化程度高且易于操作維護(hù)。二、煉油設(shè)備的類(lèi)型 按作用，煉油設(shè)備大致分可為流體輸送設(shè)備、加熱設(shè)備、換熱設(shè)備、傳質(zhì)設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備及儲(chǔ)存設(shè)備等幾種類(lèi)型。 (一)流體輸送設(shè)備 流體輸送設(shè)備的作用是將各種介質(zhì)從一個(gè)設(shè)備輸送到另一個(gè)設(shè)備，或者使其壓力升高以滿(mǎn)足煉油工藝的要求。包括各種泵、壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)以及與其配套的管線和閥門(mén)等。 (二)加熱設(shè)備 將油品加熱到一定的溫度，使其汽化或?yàn)橛推愤M(jìn)行

5、反應(yīng)提供熱量的設(shè)備稱(chēng)為加熱設(shè)備。煉廠中通常采用的是管式加熱爐，它是一種火力加熱設(shè)備，按結(jié)構(gòu)有圓筒爐、立式爐、及斜頂爐等。煉廠中應(yīng)用較多的是圓筒爐。 (三)換熱設(shè)備 將熱量從高溫流體傳給低溫流體，以達(dá)到加熱、冷凝、冷卻油品，并從中回收熱量、節(jié)約燃料的設(shè)備稱(chēng)為換熱設(shè)備。換熱設(shè)備的種類(lèi)很多，按其使用目的有加熱器、換熱器、冷凝器、冷卻器及再沸器等；按換熱方式可分為直接混合式、蓄熱式和間壁式。在煉油廠中，應(yīng)用最多的是各種間壁式換熱設(shè)備。 (四)傳質(zhì)設(shè)備 傳質(zhì)設(shè)備的作用是利用介質(zhì)之間的某些物理性質(zhì)不同，如沸點(diǎn)、密度、溶解度等，將處于混合狀態(tài)的物質(zhì)中的某些組分分離出來(lái)。這類(lèi)設(shè)備大多都呈細(xì)而高的塔狀，所以通常

6、也叫塔設(shè)備，如精餾塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔等。按結(jié)構(gòu)，塔設(shè)備可分為板式塔和填料塔，其中板式塔應(yīng)用較多。 (五)反應(yīng)設(shè)備 反應(yīng)設(shè)備的作用是完成一定的化學(xué)和物理反應(yīng)。其中化學(xué)反應(yīng)是起主導(dǎo)和決定作用的、物理過(guò)程是輔助的或伴生的。反應(yīng)設(shè)備在煉油廠的應(yīng)用也是很多的，如催化裂化、催化重整、加氫裂化、加氫精制等裝置，都要采用不同類(lèi)型的反應(yīng)器。 (六)儲(chǔ)存設(shè)備 用于儲(chǔ)存各種油品、石油氣及其他液體或氣體物料的設(shè)備稱(chēng)為儲(chǔ)存設(shè)備或儲(chǔ)罐。按其結(jié)構(gòu)特征有立式儲(chǔ)罐、臥式儲(chǔ)罐及球形儲(chǔ)罐等。 上述各種設(shè)備中有的主要用于煉油、化工類(lèi)生產(chǎn)裝置，如加熱爐、反應(yīng)設(shè)備、塔設(shè)備、換熱設(shè)備等叫做工藝設(shè)備；有些則不僅可用于煉油、化工生產(chǎn)中

7、，還可用于其他方面，如各種泵、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)包括閥門(mén)等叫做通用設(shè)備。第三章 管道與閥門(mén)第一節(jié) 管 道 一、管道的分類(lèi) (一)管道的類(lèi)型 煉油廠的介質(zhì)種類(lèi)繁多，各類(lèi)介質(zhì)的特性不同，在管路中的狀態(tài)、溫度、壓力也不盡相同。按不同的分類(lèi)方法，管道有不同的類(lèi)型。分類(lèi)的目的在于便于合理設(shè)計(jì)、安裝、檢修和管理。根據(jù)管路中介質(zhì)壓力的高低可將管道分為高壓、中壓、低壓及真空管道，見(jiàn)表31。 表31管道按壓力分級(jí) 級(jí)別名稱(chēng) 設(shè)計(jì)壓力pmpa 真空管道 p小于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 低壓管道 op1.6 中壓管道 1 1.6p4o 2 4.0p370 p32 p1010p32 4p10 4p101.6p41.6p4 p1.6 p1

8、.6 合金鋼及 不銹鋼 450 p任意-40450 p10 4p101.6p4 p1.6 注：p-最高工作壓力，mpa 劇毒介質(zhì)及穿越鐵路、公路干線，重要橋梁，住宅區(qū)及工廠重要設(shè)施的甲、乙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)物質(zhì)和有毒物質(zhì)的管道的穿越部分按i類(lèi)管道考慮；石油氣(包括液態(tài)烴)和氫氣的管道至少按類(lèi)管道考慮；甲、乙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)物質(zhì)、有毒物質(zhì)和具有腐蝕性的介質(zhì)以及難以修理、檢查、更換或?qū)ιa(chǎn)起重要作用的管道均應(yīng)升高一個(gè)類(lèi)別。這里所說(shuō)劇毒介質(zhì)是指進(jìn)人人體50g，即會(huì)引起肌體嚴(yán)重?fù)p傷或致死作用的介質(zhì)，如氫氟酸、氫氰酸等；有毒介質(zhì)是指進(jìn)人人體量大于等于50g，即可引起人體正常功能損傷的介質(zhì)，如二氧化硫、氨、一氧化碳等；

9、甲、乙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)物質(zhì)按yhs-78煉油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)定查取。 煉油、石油化工管道輸送的介質(zhì)一般都是易燃、可燃性介質(zhì)，有些物料屬于劇毒介質(zhì)，這類(lèi)管道即使壓力很低，但一旦發(fā)生泄漏或損壞后果是很?chē)?yán)重的，因此對(duì)這類(lèi)管道不僅要考慮溫度和壓力的影響，還要考慮介質(zhì)性質(zhì)的影響；原石油化工總公司頒布的石油化工劇毒、易燃、可燃介質(zhì)管道施工及驗(yàn)收規(guī)范(shj50185)，根據(jù)被輸送介質(zhì)的溫度、閃點(diǎn)、爆炸下限、毒性及管道的設(shè)計(jì)壓力將石油化工管道分為a、b、c三級(jí)，見(jiàn)表33。管道類(lèi)別 適 用 范 圍 a 1劇毒介質(zhì)管道 2設(shè)計(jì)壓力大于或等于10mpa的易燃、可燃介質(zhì)管道 b 1介質(zhì)閃點(diǎn)低于28的易燃介質(zhì)管道 2介質(zhì)

10、爆炸下限低于10的管道 3操作溫度高于或等于介質(zhì)自燃點(diǎn)的c級(jí)管道 c 1介質(zhì)閃點(diǎn)2860的易燃、可燃介質(zhì)管道 2介質(zhì)爆炸下限高于或等于10的管道 不同級(jí)別的管道，其設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、檢驗(yàn)和修理改造的要求也不同。 (二)煉油廠常用管材 1.鋼管 鋼管按制造方法有無(wú)縫鋼管、有縫鋼管和螺旋鋼管三種。無(wú)縫鋼管有冷拔和熱軋兩種，適用于輸送各種油品、石油氣、蒸汽、水、風(fēng)和濃度98的硫酸等，常用材料有碳鋼、合金鋼和不銹鋼等；有縫鋼管分為鍍鋅管(白鐵管)和不鍍鋅管(黑鐵管)兩種，適用于水、煤氣、空氣、低壓蒸汽(p16mpa)、堿液等的輸送，使用溫度o200，常用材料為q235-af；螺旋鋼管適用于公稱(chēng)直

11、徑大于250mm，壓力1.64.0mpa，溫度小于等于300的大型輸油、輸氣管道，常用材料為q235-af、q235-a、16mn等。 2鑄鐵管 鑄鐵管耐腐蝕性好，多用于埋置地下的上、下水管，也堿液及濃硫酸。按使用壓力分為低壓、中壓及高壓三種，其最大承受壓力分別為0.45mpa、0.75mpa、1.0mpa；公稱(chēng)直徑751500mm，管長(zhǎng)34m。 3耐油膠管 耐油膠管有耐油夾布膠管、耐油螺旋膠管及輸油鋼絲編織膠管三種，可用于低壓輸油管和低壓輸水管，適用壓力0.11.0mpa。 二、管道的安裝 1管道安裝的一般要求 管道安裝應(yīng)注意以下幾方面： (1)管道安裝前必須將全部管架及支架緊固，對(duì)于安裝在

12、沉陷量大的基礎(chǔ)上的設(shè)備，必須在設(shè)備找正定位并經(jīng)水壓沉陷穩(wěn)定后，再安裝與其連接的管道。 (2)管子在組合前或管子和組合件在安裝前，應(yīng)將管子和管件內(nèi)部清掃干凈。 (3)安裝有縫鋼管道時(shí)，應(yīng)使其縱縫位于管道水壓試驗(yàn)時(shí)易于檢查的方位。 (4)凡穿過(guò)樓板、墻壁、基礎(chǔ)、鐵道及公路的管道，應(yīng)加保護(hù)套管且套管內(nèi)的管段一般不得有焊口，若不得不有焊口時(shí)應(yīng)先進(jìn)行試壓，合格后再安裝。鋼管與套管間應(yīng)填滿(mǎn)保溫材料。 (5)管道對(duì)口時(shí)應(yīng)在離接口200mm處測(cè)量平直度，如圖3-4所示。當(dāng)管子公稱(chēng)直徑小于loomm時(shí)，允許偏差為 圖34管道對(duì)口平直度lmm；當(dāng)管子公稱(chēng)直徑大于等于loomm時(shí)，允許偏差為2mm。但全長(zhǎng)允許偏差不

13、得超過(guò)lomm。管道連接時(shí)不得強(qiáng)力對(duì)口、一般不允許將管子的重量支承在機(jī)泵設(shè)備上。 (6)法蘭連接應(yīng)與管道同心，并應(yīng)保證螺栓自由穿入，法蘭螺栓應(yīng)錯(cuò)開(kāi)排管的排列方向，法蘭盤(pán)問(wèn)應(yīng)保持平行，其偏差不得大于法蘭外徑的1.5且不大于2mm，不得用強(qiáng)緊螺栓的辦法消除歪斜。 (7)輸送含有固體介質(zhì)的管道，主管和支管除設(shè)計(jì)上有規(guī)定者外，一般要求不大于30角相接；接口焊縫根部應(yīng)光滑，管內(nèi)壁無(wú)焊瘤。 (8)埋地壓力管道安裝時(shí)，應(yīng)先檢查支持的地基或基礎(chǔ)待合格后才能進(jìn)行，如遇地下水或積水時(shí)應(yīng)先排水后安裝；焊接接口需要進(jìn)行強(qiáng)度及嚴(yán)密性試驗(yàn)合格并采取防腐蝕措施后，才能回填土。距管道兩側(cè)及頂部200mm以?xún)?nèi)的回填土中不應(yīng)含有

14、石塊、磚頭等雜物。管道兩側(cè)應(yīng)同時(shí)覆土夯實(shí)以防管道錯(cuò)位。距管頂200mm以?xún)?nèi)的回填土層只能踏實(shí)，不得用器械夯打，200mm以上應(yīng)每200300mm為一層分層夯實(shí)。 2管道的連接 管道的連接方式有焊接、法蘭連接、絲扣(即螺紋)連接和承插連接四種。螺紋連接主要用于生活水、暖設(shè)施管道、機(jī)泵冷卻水管道或壓力表的引壓線連接上。這種連接需要多種配件，如活接頭、三通、長(zhǎng)箍、絲堵等。絲扣連接拆裝方便，但施工麻煩、接頭處也容易發(fā)生泄漏。承插連接主要適用于鑄鐵管、陶瓷管、混凝土管及塑料管的連接。在煉油廠采用最多的還是焊接連接和法蘭連接。 管道的焊接連接焊口強(qiáng)度高、嚴(yán)密性好、不需要配件、成本低、使用方便，適用于輸送各

15、種介質(zhì)的鋼管道，其缺點(diǎn)是不能拆卸。焊接連接時(shí)要求兩平行焊縫間距離不小于管子外徑且不得小于200mm；為避免十字焊縫，若是鋼板卷制焊接而成的管子，在對(duì)口時(shí)應(yīng)使相鄰兩管的縱焊縫錯(cuò)開(kāi)200mm以上。管道的對(duì)接焊縫應(yīng)離開(kāi)支架loomm以上。法蘭連接通過(guò)法蘭把管子和各種設(shè)備連接在一起。法蘭連接由一對(duì)法蘭、一個(gè)墊片、若干個(gè)螺栓、螺母組成，如圖35所示。法蘭連接拆裝靈活方便，管道可定期清洗、檢修；但由于溫差、壓力波動(dòng)及腐蝕等原因，有時(shí)在連接處會(huì)發(fā)生泄漏，造成介質(zhì)損失、甚至引起事故。法蘭屬標(biāo)準(zhǔn)零件，國(guó)家和行業(yè)都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。需要指出的是，各種規(guī)格法蘭、墊片、螺栓的標(biāo)準(zhǔn)繁雜，選用時(shí)要注意。 圖35法蘭連接 l一

16、墊片；2-管子；3一螺母；4_法蘭；5一螺栓 3.管道的保溫、防腐與涂色 管道無(wú)論在地下還是在地面，其表面都會(huì)受到周?chē)寥阑虼髿獾母g，使管道使用壽命減少，因此應(yīng)采用涂刷涂料等防腐措施。 對(duì)蒸汽、熱油管等高溫道，為了減少熱量損失、保證工藝參數(shù)的穩(wěn)定和操作人員的安全，需要采取保溫措施。保溫層的厚度和結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)環(huán)境、用途、經(jīng)濟(jì)性等綜合考慮，應(yīng)使全年熱損失的價(jià)值和保溫層投資的折舊費(fèi)之和為最小，一般由理論分析并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定。保溫材料要有導(dǎo)熱系數(shù)低，密度小，機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、價(jià)格低、施工方便等特點(diǎn)。為了便于識(shí)別和管理，各種管道應(yīng)按規(guī)定涂刷不同顏色的油漆，煉油廠工藝管道的刷漆規(guī)定見(jiàn)下表序號(hào) 名

17、稱(chēng) 表面色標(biāo)志色、字樣和箭頭序號(hào) 名稱(chēng) 表面色標(biāo)志色、字樣和箭頭 1 物料管道 3緊急放空管(管口) 大紅 淡黃 (1) 一般物料 銀 大紅 4 消防管道 大紅 白 (2) 酸、堿 管道紫 大紅 2 公用工程管道 5電氣、儀表保護(hù)管 黑 (1) 水 艷綠 白 6 儀表管道 (2) 污水 黑 白 (3) 蒸汽 銀 大紅 (1) 儀表風(fēng)管 天酞蘭 (4) 空氣及氧 天酞蘭 大紅 (5) 氮 淡黃 大紅 (2) 氣動(dòng)信號(hào)管 銀 (6) 氨 中黃 大紅 (3) 導(dǎo)壓管 銀 三、管道的使用與維護(hù) （一）管道的投用 新設(shè)管道施工完畢或在用管道檢修完畢后，在管內(nèi)往往留有焊渣、鐵銹、泥土等雜物，如不及時(shí)清除，

18、在使用中可能會(huì)堵塞管路、損壞閥門(mén)，甚至污染管內(nèi)介質(zhì)。因此管道在投用前必須進(jìn)行清洗和吹掃。具體方法是：先用水清洗，然后再用壓縮空氣吹凈管內(nèi)存水，對(duì)輸送不能含水的介質(zhì)，如航空煤油、潤(rùn)滑油等，在水洗后應(yīng)用溫度不低于80的熱風(fēng)吹干；管道吹掃時(shí)應(yīng)避開(kāi)調(diào)節(jié)閥和各種設(shè)備。若吹掃經(jīng)過(guò)過(guò)濾器則應(yīng)在吹掃后打開(kāi)過(guò)濾器，清除過(guò)濾網(wǎng)上的雜質(zhì)，防止堵塞、影響管路的暢通。 為了檢查管道的強(qiáng)度、焊縫的致密性和密封結(jié)構(gòu)的可靠性，對(duì)清掃后的管道應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。耐壓試驗(yàn)應(yīng)以水作為試壓介質(zhì)，對(duì)承受內(nèi)壓的地上鋼管道及有色金屬管道試驗(yàn)壓力取設(shè)計(jì)壓力的1.5倍。對(duì)承受外壓的管道。其試驗(yàn)壓力取設(shè)計(jì)內(nèi)外壓力差的1.5倍且不小于o.2mpa。對(duì)

19、不宜作水壓試驗(yàn)的可作氣壓試驗(yàn)，氣壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)做好安全措施，試驗(yàn)壓力及其他具體要求查閱有關(guān)規(guī)范。 (二)管道的檢查 管道投用后應(yīng)進(jìn)行定期檢查。管道的定期檢查分為外部檢查、重點(diǎn)檢查和全面檢查，檢查的周期應(yīng)根據(jù)管道的綜合分類(lèi)等級(jí)確定。各類(lèi)管道每年至少進(jìn)行一次外部檢查，每6年至少進(jìn)行一次全面檢查；i、類(lèi)管道每年至少進(jìn)行一次重點(diǎn)檢查，、類(lèi)管道每2年至少進(jìn)行一次重點(diǎn)檢查。管道的外部檢查主要是觀察管道外表面有無(wú)裂紋、腐蝕及變形等缺陷，連接法蘭有無(wú)偏口，緊固件是否齊全、有無(wú)腐蝕、松動(dòng)等現(xiàn)象，用聽(tīng)聲法檢查管內(nèi)有無(wú)異物的撞擊、摩擦聲等。 管道的重點(diǎn)檢查首先包括外部檢查的全部項(xiàng)目，其次對(duì)管道及配件中易受腐蝕的部位進(jìn)行

20、重點(diǎn)測(cè)厚，一般每個(gè)測(cè)厚的部位至少應(yīng)選3點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量；對(duì)i、類(lèi)管道的彎頭應(yīng)100進(jìn)行測(cè)厚，類(lèi)管道的彎頭至少抽測(cè)50；檢查管道的焊縫有無(wú)裂紋、滲漏現(xiàn)象，管道中的閥門(mén)是否嚴(yán)密、有無(wú)被腐蝕的現(xiàn)象，管道中的壓力表、溫度計(jì)、減壓閥、止回閥等是否正常；對(duì)輸送易燃易爆介質(zhì)的管道還應(yīng)每年檢查一次防靜電接地措施。 管道的全面檢查首先包括重點(diǎn)檢查的全部?jī)?nèi)容，其次對(duì)外部檢查和重點(diǎn)檢查中管道母材表面可疑的部位應(yīng)進(jìn)行磁粉和著色檢測(cè)，對(duì)管道上焊縫還要進(jìn)行射線或超聲波檢測(cè)抽查，i類(lèi)管道的焊縫抽檢20、類(lèi)管道的焊縫抽檢10、類(lèi)管道的焊縫抽檢5，抽檢中如發(fā)現(xiàn)有超過(guò)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的焊縫缺陷，則應(yīng)按原檢測(cè)比例加倍抽檢，若再發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷則應(yīng)對(duì)

21、全部剩余焊縫進(jìn)行檢測(cè)。 (三)煉油廠輸油管道的維護(hù) 油品在管路輸送過(guò)程中，為防止油品由于粘度增高或凝結(jié)而影響輸送，在輸油管內(nèi)安裝小直徑的蒸汽管或把蒸汽管和輸油管用保溫材料包扎在一起，這些用來(lái)加熱油品的輔助性管道稱(chēng)為伴熱管。若伴熱管蒸汽不足，溫度下降，蒸汽凝結(jié)甚至被凍結(jié)，使輸油管中油品凝固，管路堵塞，這時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)伴熱管的維護(hù)，利用伴熱管將輸油管內(nèi)的油品化開(kāi)，嚴(yán)禁用明火烘烤，當(dāng)油品管停運(yùn)時(shí)應(yīng)用蒸汽及時(shí)吹掃排空，在伴熱管的低處應(yīng)設(shè)置放水點(diǎn)，多條油管的伴熱管都應(yīng)單獨(dú)排水，不可連接在同一根排水管上，以防止閥門(mén)不嚴(yán)凝結(jié)水串入停運(yùn)的伴熱管而使管路凍結(jié)。 管道的焊縫質(zhì)量不合格會(huì)造成管道破損漏油，在進(jìn)行修補(bǔ)或切

22、除重焊時(shí)，應(yīng)將其與系統(tǒng)拆開(kāi)通往大氣，并用絕緣物分離；管內(nèi)積油要用蒸汽吹掃干凈并排凈余氣，取樣化驗(yàn)確認(rèn)無(wú)可燃?xì)怏w時(shí)方可作業(yè)。第二節(jié) 閥 門(mén) (一)閥門(mén)的分類(lèi) 閥門(mén)的種類(lèi)繁多，分類(lèi)方法也很多。按公稱(chēng)壓力可分為真空閥、低壓閥、中壓閥和高壓閥；按關(guān)閉閥件的驅(qū)動(dòng)方式可分為手動(dòng)閥、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)閥(電磁閥、液動(dòng)閥、氣動(dòng)閥、電動(dòng)閥等)和自動(dòng)閥(靠管路中介質(zhì)本身能量驅(qū)動(dòng)的閥門(mén)，如止回閥、安全閥、減壓閥等)；按閥體材料可分為鑄鐵閥、鑄鋼閥、鍛鋼閥等。最常見(jiàn)的是按閥的結(jié)構(gòu)特征分類(lèi)，可分為閘閥、截止閥、止回閥、旋塞閥、安全閥及減壓閥等。 (二)閥門(mén)的型號(hào) 我國(guó)閥門(mén)產(chǎn)品型號(hào)由7個(gè)單元組成。各單元的代號(hào)見(jiàn)表35、表36。表3

23、-5 閥門(mén)結(jié)構(gòu)形式代號(hào) 類(lèi)型 結(jié)構(gòu)形式 代號(hào)截止閥和節(jié)流閥 直通式 l 角 式 4 直流式 5 平衡 直通式 6 角式 7 閘 閥明桿楔式彈性閘閥 o剛性單閘板 1雙閘板 2平行式單閘板3雙閘板4暗桿楔式單閘板5雙閘板 6球閥浮動(dòng) 直通式 l l型三通式 4 t形 5 固定 直通式 7 蝶 閥 杠桿式 o 垂直板式 1 斜板式 3 隔 膜 閥 層脊式 l 截止式 3 閘板式 7 止 回 閥 和 底閥升降 直通式 l 立式 2旋啟 單瓣式 4 多瓣式 5 雙瓣式 6旋塞填料 直通式 3 t形三通式 4 四通式 5 閥油封 直通式 7 t形三通式 8安全閥彈簧封閉 帶散熱片 全啟式 0 微啟式 l

24、 全啟式 2帶扳手 全啟式 4不封閉 雙彈簧微啟式 3 微啟式 7 全啟式 8帶控制機(jī)構(gòu) 微啟式 5 全啟式 6脈沖式 9減壓閥薄沖式 l彈簧薄膜式 2活塞式 3管紋管式 4杠桿式 5疏水閥浮球式 1鐘形浮子式 5脈沖式 8熱動(dòng)力式 9表36閥門(mén)型號(hào)中各單元代號(hào) 閥門(mén)類(lèi)型 代 號(hào) 閥門(mén)類(lèi)型 代 號(hào) 閘 閥 截止閥 節(jié)流閥 旋塞閥 止回閥 安全閥 z j l x h a 球閥 蝶閥 隔膜閥 減壓閥 疏水閥 q d g y s 傳動(dòng)類(lèi)型 代 號(hào) 傳動(dòng)類(lèi)型 代 號(hào) 電磁場(chǎng) 電磁-液動(dòng) 電-液動(dòng) 蝸輪 直齒圓柱齒輪 0 1 2 3 4 錐齒輪 氣動(dòng) 液動(dòng) 氣-液動(dòng) 電動(dòng) 5 6 7 8 9 聯(lián)接形式

25、代 號(hào) 聯(lián)接形式 代 號(hào) 內(nèi)螺紋 外螺紋 法蘭 焊接 1 2 4 6 對(duì)夾 卡箍 卡套 7 8 9續(xù)表 密封面或襯里材料 代號(hào) 密封面或襯里材料代號(hào) 銅合金 橡膠 尼龍塑料 氟塑料錫基軸承合金(巴氏合金) 合金鋼t x n f b h 滲氮鋼 硬質(zhì)合金 襯膠 襯鉛 搪瓷 滲硼鋼 d y j q c p 閥體材料 代號(hào) 閥體材料代號(hào) 灰鑄鐵 可鍛鑄鐵 球墨鑄鐵 銅、銅合金 碳素鋼 z k q t c 鉻鉬合金鋼 grmo 鉻鎳不銹耐酸鋼 lcrl8ni9ti鉻鎳鉬不銹耐酸鋼 grl8nil2mo2ti 鉻鉬釩合金鋼 12grlmov i p r v (三)閥門(mén)的標(biāo)識(shí) 為了識(shí)別和辨認(rèn)方便，通常在閥

26、體上鑄造、打印出如閥門(mén)的名稱(chēng)、型號(hào)、公稱(chēng)壓力、公稱(chēng)直徑、介質(zhì)流向、開(kāi)啟刻度或表示開(kāi)啟的箭頭、制造廠家及出廠時(shí)間等文字或符號(hào)，并在閥門(mén)的非加工面上涂上表示閥體材料的油漆，在手輪或自動(dòng)閥的閥蓋上涂上表示密封面材料的油漆。在缺少閥門(mén)圖紙資料的情況下，可根據(jù)閥門(mén)上的銘牌和標(biāo)志及涂漆的顏色，識(shí)別閥門(mén)的類(lèi)別、結(jié)構(gòu)形式及適用情況等。閥門(mén)上標(biāo)志的含義見(jiàn)表37，涂漆顏色規(guī)定見(jiàn)表38。表37閥體上標(biāo)志含義標(biāo)志形式 閥門(mén)的規(guī)格及特性 閥門(mén)規(guī)格 閥門(mén) 形式 介質(zhì)流動(dòng)方向公稱(chēng)通徑 mm公稱(chēng)壓力 mpa工作壓力mpa介質(zhì)溫度 pn4.0 50 50 4.0直通式 介質(zhì)進(jìn)口與出口的流動(dòng)方向在同一或相平行的中心線上 p5ll

27、o l00 100 lo 510 pn40 50 50 4.0直角式 介質(zhì)進(jìn)口與出口的流動(dòng)方向成90角 介質(zhì)作用在關(guān)閉件下p5llo l00 100 10 510 pn40 50 50 4.0 介質(zhì)作用在關(guān)閉件上p5llo100 100 10 510 pnl6 50 50 1.6三通式 介質(zhì)具有幾個(gè)流動(dòng)方向 p5llo 100 100 10 510表38閥體材料涂色規(guī)定 閥體材料 涂漆顏色 閥體材料 涂漆顏色灰鑄鐵、可鍛鑄鐵球墨鑄鐵碳素鋼 紅 黃 鋁白耐酸鋼或不銹鋼合金鋼 淺藍(lán) 淡紫二、煉油生產(chǎn)常用閥門(mén)介紹 (一)閘閥 閘閥又稱(chēng)閘板閥，其構(gòu)造如圖31l所示，由閥座、閘板、閥桿、閥蓋、凸肩、手輪

28、、填料及壓蓋等組成。閘閥利用可上、下移動(dòng)的閘板來(lái)控制閥的啟閉。閘板與帶有手輪的閥桿相連，閥桿上有螺紋，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪可使閥桿上、下移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)流體的流量。 閘閥按閥桿上螺紋的位置分為暗桿式和明桿式。明桿閥閥桿螺紋露在上部，與之配合的螺母裝在手輪中心，旋轉(zhuǎn)手輪就是在旋轉(zhuǎn)螺母，從而使閥桿升降，這種閥適用于腐蝕性介質(zhì)及室內(nèi)管道，煉油廠最常用；暗桿閥閥桿螺紋在下部，與閘板中心的螺母配合，升降閘板靠旋轉(zhuǎn)閥桿來(lái)實(shí)現(xiàn)，但閥桿本身并未上、下轉(zhuǎn)動(dòng)，這種閥適用非腐蝕性介質(zhì)及安裝、操作位置受限制的地方。 閘閥密封性能好，流體阻力小，開(kāi)啟和關(guān)閉也較省力，適用范圍廣，一般多用在大口徑的管道上；但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外形尺寸較大，密

29、封面易磨損。閘閥主要用于切斷而不允許用于節(jié)流。 (二)截止閥 截止閥的構(gòu)造如圖312所示，由閥座、閥盤(pán)、閥桿、閥蓋、螺帽、手輪、填料及壓蓋等組成。這種閥是利用裝在閥桿下面的閥盤(pán)與閥體的突緣部分相配合來(lái)控制閥的啟閉的。通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪改變閥盤(pán)與閥座問(wèn)的距離，即可改變通道截面積的大小。實(shí)現(xiàn)流體的調(diào)節(jié)。 截止閥按流體流向有直通式、直流式和直角式。直通式截止閥進(jìn)、出口通道成一直線，安裝在直線管路上，操作方便，使用廣泛，但流體經(jīng)過(guò)閥座時(shí)要拐90的彎，阻力較大；直流式截止閥進(jìn)、出口通道成直線且流體流過(guò)時(shí)也是直線，故流體阻力較??；直角式截止閥進(jìn)、出口通道成一直角，安裝在垂直相交的管路中，常用于高壓管道。 截止閥

30、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、維護(hù)方便，多用于小口徑輸油管道或水、汽管路上，不適用帶顆粒和粘度較大的介質(zhì)，截止閥主要用于管路的切斷，一般不用于節(jié)流。截止閥只允許介質(zhì)單向流動(dòng)，安裝時(shí)應(yīng)注意方向性。 圖3一ll暗桿閘閥 圖312直通式截止閥1-閥座；2-閘板；3-閥桿；4-閥蓋；5-止推凸肩； l-閥座；2-閥盤(pán)；3-閥桿；4-閥蓋；5-填料6-填料；7-填料壓蓋；8-手輪 6-填料壓蓋；7-軛：8-螺帽；9-手輪 (三)旋塞閥 旋塞閥的構(gòu)造如圖313所示，由閥體、旋塞、閥桿、手輪等組成。這種閥是通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪帶動(dòng)與閥桿另一端相連的圓錐形旋塞，旋塞上有孔道，轉(zhuǎn)動(dòng)旋塞使其開(kāi)孔轉(zhuǎn)到被閥體擋住一部分時(shí)，流體的流量相應(yīng)減

31、少，如旋塞開(kāi)孔全部被閥體擋住，流體就被完全阻隔。 旋塞閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，啟閉迅速，操作方便，流體阻力也不大便于制作成三通路或四通路閥門(mén)，作為分配換向用，但密封面易被磨損，開(kāi)關(guān)較費(fèi)力。這種閥主要用于自來(lái)水管和輸送溫度小于120c、壓力0.31.6mpa范圍內(nèi)的流體管路上，也可用于輸送固體顆粒；直徑大于80mm的管路、高溫、高壓及蒸汽管路均不適于安裝旋塞閥。 (四)疏水閥 疏水閥也稱(chēng)阻汽排水閥，安裝在飽和蒸汽系統(tǒng)的末端，蒸汽加熱設(shè)備的下部，蒸汽伴熱管的最低處，蒸汽管路系統(tǒng)的減壓閥、調(diào)節(jié)閥前等部位。疏水閥能自動(dòng)排出管路或設(shè)備內(nèi)的凝結(jié)水，而又阻止蒸汽泄漏，避免水擊現(xiàn)象的發(fā)生和蒸汽的損失。 疏水閥

32、種類(lèi)很多，有浮球式、脈沖式、浮桶式和熱動(dòng)力式等。應(yīng)用最多的是熱動(dòng)力式，其構(gòu)造如圖3一14所示。由閥體、閥座、閥片、閥蓋、閥帽及過(guò)濾網(wǎng)等組成。這種閥是利用凝結(jié)水和蒸汽動(dòng)壓、靜壓的變化來(lái)進(jìn)行排水阻汽的。閥在工作時(shí)，當(dāng)凝結(jié)水進(jìn)入閥片底部時(shí)，因壓力將閥片頂開(kāi)，經(jīng)環(huán)形孔流向出口，由于水的密度和粘度較大，流速較小，加之結(jié)構(gòu)上的適當(dāng)考慮，使閥片保持微開(kāi)，排出凝結(jié)水；當(dāng)蒸汽進(jìn)人閥片底部時(shí)，因其密度、粘度較小，流速較大，這樣在閥片與閥座間形成負(fù)壓區(qū)，而蒸汽又同時(shí)進(jìn)入了閥片上部空間，使閥片上部壓力增大，閥片在重力和上部壓力的作用下迅速落下，關(guān)閉通路，阻止了蒸汽的外溢。由于向外散熱，閥片上部的蒸汽凝結(jié)、壓力下降，閥

33、片下部凝結(jié)水再次頂開(kāi)閥片而溢出。 熱動(dòng)力式疏水閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，動(dòng)作靈敏可靠，適用于中、高壓管道上，不適用于壓力低于o.049mpa的蒸汽管道。 (五)止回閥 止回閥又稱(chēng)逆止閥或單向閥，它靠液體的壓力和閥盤(pán)的自重達(dá)到自動(dòng)開(kāi)閉通道，并阻止液體的倒流。通常安裝在泵出口管道、鍋爐給水管或其他不允許液體、氣體倒流的管道上，止回閥的構(gòu)造如圖315所示由閥體、閥座、閥蓋、閥盤(pán)、密封圈等組成。 止回閥按其閥盤(pán)的動(dòng)作情況有升降式和旋啟式兩種。升降式止回閥的閥盤(pán)作升降運(yùn)動(dòng)，當(dāng)介質(zhì)順流時(shí)閥盤(pán)在流體壓力作用下升起，通道打開(kāi)；當(dāng)介質(zhì)倒流時(shí)閥盤(pán)在流體壓力作用下自行關(guān)閉，防止流體倒流。旋啟式止回閥的閥盤(pán)圍繞密封面(閥

34、盤(pán)與閥座接觸面)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其開(kāi)閉原理與升降式相同。 止回閥一般適用于清凈介質(zhì)，對(duì)有固體顆粒和粘度較大的介質(zhì)不適用。升降式止回閥密封性比旋啟式止回閥好，但流體阻力較大，適于安裝在水平管道上，而旋啟式止回閥流阻較小，多用于大口徑的管道上，可安裝在水平、垂直、傾斜的管道上，如裝在垂直管道上應(yīng)使介質(zhì)自下而上。 除以上幾種閥門(mén)外，在煉油廠較常見(jiàn)的閥門(mén)還有安全閥、減壓閥及自動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥等。 安全閥是安裝在受壓容器及管道上的一種壓力保護(hù)裝置。安全閥在工作過(guò)程中，當(dāng)容器或管道在正常壓力下工作時(shí)，安全閥處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)容器或管道中壓力超過(guò)正常壓力時(shí)，安全閥在容器內(nèi)介質(zhì)壓力作用下立即開(kāi)啟，全量排放，使壓力下降，

35、當(dāng)壓力降低到規(guī)定的值時(shí)，閥片關(guān)閉，從而使生產(chǎn)系統(tǒng)在正常壓力下安全運(yùn)行。安全閥按其結(jié)構(gòu)形式和工作原理分為杠桿式、彈簧式和先導(dǎo)式，其中彈簧式安全閥由于體積小、輕便、靈敏度高、安裝位置靈活等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用較多，其構(gòu)造如圖3-16所示。減壓閥是能自動(dòng)將設(shè)備或管道內(nèi)介質(zhì)壓力減小到所需壓力的一種閥門(mén)。它是依靠其敏感元件(彈簧、膜片)來(lái)改變閥片的位置，從而達(dá)到降低介質(zhì)壓力的目的，一般情況下減壓閥的閥后壓力應(yīng)小于閥前壓力的05倍。減壓閥的結(jié)構(gòu)如圖317所示。減壓閥只適用于蒸汽、空氣等清凈介質(zhì)，不能用作液體的減壓，更不能用于含有固體顆粒的介質(zhì)。一般情況下使用時(shí)都在減壓閥前加過(guò)濾器。三、閥門(mén)的選用與維護(hù) (一)閥門(mén)的選

36、用原則 閥門(mén)種類(lèi)繁多，選用時(shí)應(yīng)考慮介質(zhì)的性質(zhì)、壓力、溫度、管道的直徑、工藝要求(節(jié)流、減壓、放空、止回等)，閥門(mén)的安裝位置等因素。選擇閥門(mén)時(shí)應(yīng)本著“滿(mǎn)足工藝要求、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、操作維護(hù)方便”的基本原則，一般應(yīng)著重注意以下幾點(diǎn)。 (1)對(duì)雙向流的管道應(yīng)選用無(wú)方向性的閥門(mén)，如閘閥、球閥、蝶閥；對(duì)只允許單向流的管道應(yīng)選止回閥，對(duì)需要調(diào)節(jié)流量的地方多選截止閥。 (2)要求啟閉迅速的管道應(yīng)選球閥或蝶閥；要求密封性好的管道應(yīng)選閘閥或球閥。 (3)對(duì)受壓容器及管道，視其具體情況設(shè)置安全閥，對(duì)各種氣瓶應(yīng)在出口處設(shè)置減壓閥。 (4)蒸汽加熱設(shè)備及蒸汽管道上應(yīng)設(shè)置疏水閥。 (5)在油品及石油氣體管道上就連接

37、形式而言應(yīng)多選法蘭連接的閥門(mén)，在公稱(chēng)直徑小于等于25mm的管道中才選絲口連接的閥門(mén)；就閥門(mén)的材料而言，要盡量少選公稱(chēng)壓力小于等于1ompa的閘閥或公稱(chēng)壓力小于等于16mpa的截止閥，因?yàn)檫@兩種閥材料為鑄鐵，對(duì)安全生產(chǎn)不利。 (二)閥門(mén)的使用維護(hù) 為了使閥門(mén)使用長(zhǎng)久、開(kāi)關(guān)靈活，保證安全生產(chǎn)，應(yīng)正確使用和合理維護(hù)。一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。 (1)新安裝的閥門(mén)應(yīng)有產(chǎn)品合格證，外觀無(wú)砂眼、氣孔或裂紋，填料壓蓋應(yīng)壓平整，開(kāi)關(guān)要靈活；使用閥門(mén)的壓力、溫度等級(jí)應(yīng)與管道工作壓力相一致，不可將低壓閥門(mén)裝在高壓管道上。 (2)閥門(mén)開(kāi)完應(yīng)回半圈，以防誤開(kāi)為關(guān)；閥門(mén)關(guān)閉費(fèi)力時(shí)應(yīng)用特制扳手，盡量避免用管鉗，不可用力過(guò)猛或用

38、工具將閥門(mén)關(guān)得過(guò)死。 (3)閥門(mén)的填料、大蓋、法蘭、絲口等連接和密封部位不得有泄漏，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)緊固或更換，更換時(shí)不可帶壓操作，特別是高溫、易腐蝕介質(zhì),以防傷人。 (4)室外閥門(mén)，特別是明桿閘門(mén)閥，閥桿上應(yīng)加保護(hù)套，以防風(fēng)雪的侵蝕和塵土銹污；對(duì)用于水、蒸汽、重油管道上的閥門(mén)，冬天要做好防凍保暖工作，防止閥門(mén)凍凝、閥體凍裂。 (5)對(duì)減壓閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥等自動(dòng)閥門(mén)在啟用時(shí)，應(yīng)先將管道沖洗干凈，未裝旁路和沖洗管的疏水閥，應(yīng)將疏水閥拆下，吹凈管道再裝上使用。 (6)對(duì)蒸汽閥，在開(kāi)啟前應(yīng)先預(yù)熱并排除凝結(jié)水，然后慢慢開(kāi)啟閥門(mén)以免汽、水沖擊，當(dāng)閥全開(kāi)后，應(yīng)將手輪再倒轉(zhuǎn)半圈，使螺紋之間嚴(yán)密；對(duì)長(zhǎng)期閉停

39、的水閥、汽閥應(yīng)注意排除積水。 (7)應(yīng)經(jīng)常保持閥門(mén)的清潔，不能依靠閥門(mén)支持其他重物，更不能在閥門(mén)上站人；閥門(mén)的閥體與手輪應(yīng)按工藝設(shè)備的管理要求，做好刷漆防腐。第四章 換熱設(shè)備第一節(jié) 概 述一、換熱設(shè)備在煉油生產(chǎn)中的應(yīng)用 在煉油、化工生產(chǎn)中，絕大多數(shù)的工藝過(guò)程都有加熱、冷卻和冷凝的過(guò)程，這些過(guò)程總稱(chēng)為傳熱過(guò)程。傳熱過(guò)程的進(jìn)行需要通過(guò)一定的設(shè)備來(lái)完成，這些使傳熱過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)的設(shè)備稱(chēng)之為換熱設(shè)備。二、換熱設(shè)備的分類(lèi) 換熱設(shè)備按用途來(lái)分有換熱器、冷凝器、再沸器、冷卻器及加熱器，按換熱方式來(lái)分有混合式、蓄熱式及間壁式三大類(lèi)型，其中間壁式換熱設(shè)備中又有多種形式，下面分別介紹。 (一)按用途分類(lèi) 1換熱器

40、兩種溫度不同的流體進(jìn)行熱量交換，使一種流體降溫而另一種流體升溫，以滿(mǎn)足各自的需要，這種換熱設(shè)備稱(chēng)為換熱器。原油初餾裝置中餾出油品與進(jìn)入加熱爐前的原油之間的換熱所用設(shè)備就是換熱器。 2冷凝器 兩種溫度不同的流體在進(jìn)行熱量交換過(guò)程中，有一種流體是從氣態(tài)被冷凝成為液態(tài)，但其溫度變化并不大，這種換熱設(shè)備稱(chēng)為冷凝器。如塔頂油氣經(jīng)過(guò)冷凝器而變?yōu)橐后w油品，此時(shí)冷凝溫度并不高，一般多用水作為吸收熱量的流體，這部分熱量沒(méi)有被利用而是散放于環(huán)境中。 3重沸器 也叫再沸器，其工作過(guò)程與冷凝器相反即有一種流體被加熱而蒸發(fā)成為氣體。如重整、催化裂化等裝置中塔底的輕質(zhì)油品需要提高溫度來(lái)產(chǎn)生油氣以維持塔內(nèi)正常的分餾條件，就

41、需要用再沸器，一般常用水蒸氣或熱油作為熱源。 4冷卻器 凡是熱量不回收利用，而單純只是為了使一種流體被冷卻的設(shè)備稱(chēng)為冷卻器。根據(jù)其所用冷流體的不同，有水冷卻器和空氣冷卻器，一般都是接在換熱器的后面作為最后將油品降溫到可以進(jìn)入油罐的一種手段。5加熱器 單純利用廢熱為流體加熱升溫的設(shè)備稱(chēng)為加熱器。如管式加熱爐用的空氣預(yù)熱器，就是利用出爐的高溫?zé)煔獾膹U熱來(lái)加熱入爐空氣的。 以上是從工藝用途區(qū)分，若從其工作過(guò)程而言，習(xí)慣上都稱(chēng)其為換熱器。 (二)按換熱方式分類(lèi) 1混合式換熱設(shè)備 這種換熱設(shè)備是使溫度不同的兩種流體直接接觸與混合(允許完全混合的流體)來(lái)進(jìn)行熱量交換的。如涼水塔、蒸汽直接加熱的反應(yīng)器、氣流

42、干燥器等。 2蓄熱式換熱設(shè)備 這種換熱設(shè)備是讓不同溫度的兩種流體先后分別流過(guò)某一種固定填料(多孔格子磚、卵石等)的表面，先讓高溫流體流過(guò)固體填料，把熱量傳遞給填料并蓄積在其中，然后切斷高溫流體，再讓低溫流體流過(guò)固體填料，并將蓄積在填料中的熱量帶走，在填料被反復(fù)加熱和冷卻的過(guò)程中，使不同溫度的兩種流體進(jìn)行熱量交換。這種換熱設(shè)備必須成對(duì)聯(lián)合使用，即一臺(tái)通人高溫流體時(shí)，另一臺(tái)則通入低溫流體，靠閥門(mén)自動(dòng)進(jìn)行交替切換，以維持生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。蓄熱式換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、造價(jià)低，單位體積傳熱面積大；但不可避免的出現(xiàn)兩種流體的少量混合，造成相互污染。適用于氣-氣間的熱量交換。 3間壁式換熱設(shè)備 這種換熱設(shè)備是煉油

43、生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍的一種，其特點(diǎn)是不同溫度的兩種流體被一固體壁面隔開(kāi)，熱量的傳遞通過(guò)固體壁面進(jìn)行。按傳熱面(固體壁面)的形狀和結(jié)構(gòu)特征又可分為“管式”和“板面式”兩類(lèi)。如套管式、螺旋管式、管殼式都屬于管式；板片式、螺旋板式、板殼式等都屬于板面式。應(yīng)用最多的是管殼式換熱器。關(guān)于間壁式換熱設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)和應(yīng)用將在本章下兩節(jié)中介紹。 三、評(píng)價(jià)比較換熱設(shè)備的指標(biāo) 不同類(lèi)型的換熱設(shè)備其性能優(yōu)劣一般可從如下幾方面進(jìn)行比較。 (1)效率要高。效率高就要求其傳熱系數(shù)大，傳熱系數(shù)是指在單位時(shí)間內(nèi)、單位傳熱面積上溫度每變化一度所傳遞熱量的多少。 (2)結(jié)構(gòu)要緊湊。要使換熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)緊湊就要求其比表面積要大，比表面積

44、是指單位體積的換熱設(shè)備所具有的傳熱面積。即傳熱面積與換熱設(shè)備體積之比。 (3)節(jié)省材料。要做到節(jié)省材料就要求其比重量要小，所謂比重量是指單位傳熱面積所耗用的金屬量，即換熱設(shè)備總金屬用量與傳熱面積之比。 (4)壓力降要小。流體在設(shè)備中流動(dòng)阻力小、壓力損失就小，操作成本低。 (5)要求結(jié)構(gòu)可靠、制造成本低，便于安裝、檢修、使用周期長(zhǎng)。 四、換熱設(shè)備的工作過(guò)程 (一)熱量的傳遞方式 換熱設(shè)備工作過(guò)程的核心就是熱量的傳遞過(guò)程。熱量傳遞的基本方式有三種，即傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱和輻射傳熱。 傳導(dǎo)傳熱是熱量從物體的高溫部分沿物體本身傳至低溫部分的一種傳熱方式。如將一根金屬棒的一端放人爐內(nèi)加熱，另一端也逐漸變熱

45、，直到整個(gè)金屬棒的溫度完全相同，就是傳導(dǎo)傳熱的典型實(shí)例。物質(zhì)的傳熱能力也稱(chēng)導(dǎo)熱性，可通過(guò)導(dǎo)熱系數(shù)來(lái)反映，導(dǎo)熱系數(shù)高其導(dǎo)熱性就好，同一物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)是隨溫度的變化而變化的。 對(duì)流傳熱是靠液體或氣體的流動(dòng)，也就是各分子間相對(duì)位置的改變來(lái)傳遞熱量的。例如把一個(gè)盛滿(mǎn)油品的容器中從底部加熱，容器底部靠近熱源的部分首先得到熱量溫度升高，這些具有較高溫度的分子上升，而較低溫度的分子則向下移動(dòng)，這樣分子間相互混合并轉(zhuǎn)移其所帶的熱量，最后達(dá)到整個(gè)容器中油品的溫度完全相同時(shí)為止。與傳導(dǎo)傳熱最顯著的區(qū)別是，對(duì)流傳熱通過(guò)物質(zhì)分子間的流動(dòng)達(dá)到傳遞熱量的目的，而傳導(dǎo)傳熱物質(zhì)并不發(fā)生流動(dòng)，熱量是沿物質(zhì)傳遞的。故對(duì)流傳熱是流

46、體間特有的傳熱方式，但在對(duì)流傳熱中也不可避免地伴隨有傳導(dǎo)傳熱。對(duì)于對(duì)流傳熱，若只是由于溫度不同造成分子流動(dòng)而傳遞熱量稱(chēng)為自然對(duì)流，若不僅有溫差且還有外力作用使流體加速混合傳遞熱量稱(chēng)為強(qiáng)制對(duì)流。如上例中對(duì)容器中油品加熱是自然對(duì)流，若在加熱的過(guò)程中同時(shí)攪拌油品則變?yōu)閺?qiáng)制對(duì)流。 輻射傳熱是熱能不借助任何傳遞介質(zhì)，而是以電磁波的形式(稱(chēng)為輻射能)在空間傳播，遇到另一物體時(shí)，輻射能被部分或全部吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。如太?yáng)發(fā)射出輻射能，人在陽(yáng)光下吸收了輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，故感到溫暖；人在火爐周?chē)械脚?，也是輻射傳熱。煉油生產(chǎn)中，加熱爐輻射室內(nèi)就是輻射傳熱。 (二)間壁式換熱設(shè)備的換熱過(guò)程 在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中，三種

47、基本傳熱方式一般都不是單獨(dú)存在的，往往是相互伴隨、同時(shí)出現(xiàn)，只不過(guò)是有些情況下某一種或兩種傳熱方式占主要地位，而在另一些情況下則是另外一種或兩種傳熱方式占主要地位。在溫度較低時(shí)以輻射方式傳遞的熱量很少只有在高溫時(shí)才較為明顯，如前面提到的加熱爐輻射室的傳熱。 在間壁式換熱設(shè)備中，主要是傳導(dǎo)和對(duì)流兩種傳熱方式。如圖4-3所示，溫度不同的兩種流體被隔開(kāi)，溫度為tl的熱流體以對(duì)流的方式將熱量傳給固體壁的一側(cè)，壁溫為tl，固體壁以傳導(dǎo)方式將熱量從一側(cè)傳向另一側(cè)、壁溫為tl，最后固體管的另一側(cè)(溫度tl)又以對(duì)流方式將熱量傳給溫度為t2的冷流體。即對(duì)流-導(dǎo)熱-對(duì)流的傳熱過(guò)程。在此傳熱過(guò)程中經(jīng)理論分析熱流體

48、傳給冷流體的熱量可表示為：q=kf(t1-t2) 由上式可見(jiàn)，傳熱速率與傳熱面積、冷熱流體的溫度差、傳熱系數(shù)均成正比。因此增大傳熱面積，提高傳熱系數(shù)，增大冷熱流體的溫度差都可提高傳熱速率，但在實(shí)際應(yīng)用中溫度差是不能隨意改變的，增大傳熱面積又會(huì)使設(shè)備的結(jié)構(gòu)龐大，制造成本加大：而傳熱系數(shù)又與諸多因素有關(guān)，所以在工程實(shí)際中應(yīng)全面考摩各種因素，綜合分析，設(shè)計(jì)出既能滿(mǎn)足工藝要求，結(jié)構(gòu)又緊湊，且成本低廉，效率高的換熱設(shè)備。一般應(yīng)從如下幾方面考慮。 (1)增加流體的流速，以增加流體的湍流程度來(lái)提高流體的傳熱系數(shù)，但增大流速會(huì)增加流體流過(guò)換熱元件時(shí)的壓力降，使泵的負(fù)荷加大，故應(yīng)將傳熱系數(shù)和壓力降綜合考慮，采取

49、適宜的流速。就流體本身而言，粘度越小則傳熱系數(shù)越大，液體的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)大于氣體的傳熱系數(shù)。另外，在冷凝或汽化時(shí)傳熱系數(shù)比一般的加熱要高得多，這些都是設(shè)計(jì)、使用換熱器時(shí)應(yīng)注意的。 (2)盡量采用導(dǎo)熱性能好的材料作為換熱元件，如鋼、銅、鋁等金屬材料，且在強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)允許的情況下盡量使固體壁薄一些；在使用過(guò)程中，固體壁面上往往會(huì)沉淀結(jié)垢，如水垢、油垢、結(jié)焦等，這些污垢的導(dǎo)熱系數(shù)很低，會(huì)大大降低設(shè)備的傳熱系數(shù)，所以換熱設(shè)備要定期進(jìn)行清掃除垢。 (3)流體的溫度是由工藝條件確定的，兩種流體的溫度差不可隨意增大，但若使兩種流體在設(shè)備中按逆流(冷熱流體流向相反)方式流動(dòng)，可使其平均溫差大于順流時(shí)的平均溫差，有利

50、于熱量的傳遞。 (4)可通過(guò)在管式換熱器中采用翅片管、波紋管和小直徑的換熱管等方式來(lái)增大傳熱面積，在板片式換熱器中由于傳熱表面是薄板，更易壓制成各種形狀，以增大傳熱面積和增加流體的湍流狀態(tài)，提高傳熱效率。第二節(jié) 管殼式換熱器一、管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型及特點(diǎn) 管殼式換熱器也稱(chēng)列管式換熱器，具有悠久的使用歷史，雖然在傳熱效率、緊湊性及金屬耗量等方面不如近年來(lái)出現(xiàn)的其他新型換熱器；但其具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可承受較高的壓力、制造工藝成熟、適應(yīng)性強(qiáng)及選材范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，目前，仍是煉油廠中應(yīng)用最廣泛的一種間壁式換熱器，按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有如下幾種形式。 (一)固定管板式換熱器 管殼式換熱器主要是由殼體、管束、管板、管箱及折流板等組成，管束和管板是剛性連接在一起的。所謂“固定管板”是指管板和殼體之間也是剛性連接在一起，相互之間無(wú)相對(duì)移動(dòng)，具體結(jié)構(gòu)如圖44所示。這種換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、造價(jià)較低；在相同直徑的殼體內(nèi)可排列較多的換熱管