最新炼油塔设备基础知识讲座课件.ppt
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1、 塔设备种类塔设备种类 塔设备的主要构件及作用塔设备的主要构件及作用 塔设备的一般结构塔设备的一般结构 塔设备的载荷种类及对强度的影响 常见腐蚀部位、形态及腐蚀原因 塔设备运行中常见故障及处理方法塔设备运行中常见故障及处理方法 l由上图可见,无论是板式塔还是填料塔,除了各种内件之外,均由塔体、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台等组成。a.塔体塔体 塔体即塔设备的外壳,常见的塔塔体即塔设备的外壳,常见的塔体由等直径、等厚度的圆筒及上下封头体由等直径、等厚度的圆筒及上下封头组成。塔设备通常安装在室外,因而塔组成。塔设备通常安装在室外,因而塔体除了承受一定的操作压力(内压或外体除了
2、承受一定的操作压力(内压或外压)、温度外,还要考虑风载荷、地震压)、温度外,还要考虑风载荷、地震载荷、偏心载荷。此外还要满足在试压、载荷、偏心载荷。此外还要满足在试压、运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要求求 lb.支座支座 塔体支座是塔体与基础的连接结构。因为塔设塔体支座是塔体与基础的连接结构。因为塔设备较高、重量较大,为保证其足够的强度及刚度,通备较高、重量较大,为保证其足够的强度及刚度,通常采用裙式支座。常采用裙式支座。lc.人孔及手孔人孔及手孔 为安装、检修、检查等需要,往往在塔为安装、检修、检查等需要,往往在塔体上设置人孔或手孔。不同的塔设备,人孔或手
3、孔的体上设置人孔或手孔。不同的塔设备,人孔或手孔的结构及位置等要求不同。结构及位置等要求不同。ld.接管接管 用于连接工艺管线,使塔设备与其他相关设备用于连接工艺管线,使塔设备与其他相关设备相连接。按其用途可分为进液管、出液管、回流管、相连接。按其用途可分为进液管、出液管、回流管、进气出气管、侧线抽出管、取样管、仪表接管、液位进气出气管、侧线抽出管、取样管、仪表接管、液位计接管等。计接管等。le.除沫器除沫器 用于捕集夹带在气流中的液滴。除沫器工作用于捕集夹带在气流中的液滴。除沫器工作性能的好坏对除沫效率、分离效果都具有较大的影响。性能的好坏对除沫效率、分离效果都具有较大的影响。lf.吊柱吊柱
4、 安装于塔顶,主要用于安装、检修时吊运塔内安装于塔顶,主要用于安装、检修时吊运塔内件。件。第三部分第三部分 塔设备的一般结构塔设备的一般结构 l1、泡罩塔泡罩塔 l 泡罩塔是工业应用最早的板式塔,而且在相当泡罩塔是工业应用最早的板式塔,而且在相当长的一段时期内是板式塔中较为流行的一种塔长的一段时期内是板式塔中较为流行的一种塔型。泡罩塔盘的结构主要由泡罩、升气管、溢型。泡罩塔盘的结构主要由泡罩、升气管、溢流堰、降液管及塔板等部分组成,如下图所示。流堰、降液管及塔板等部分组成,如下图所示。l泡罩塔的气液接触元件是泡罩,有圆形与条形泡罩塔的气液接触元件是泡罩,有圆形与条形两种,应用最广泛的圆形泡罩。
5、圆形泡罩的直两种,应用最广泛的圆形泡罩。圆形泡罩的直径有径有 80mm 100mm 150mm三种。优点:操作弹性大,因而在负荷波动范围较大时,仍能保持塔的稳定操作及较高的分离效率;气液比的范围大,不易堵塞等。缺点 结构复杂、造价高、气相压降大、以及安装维修麻烦等。目前,只是在某些情况如生产能力变化大,操作稳定性要求高,要求有相当稳定的分离能力等要求时,可考虑使用泡罩塔。l2、浮阀塔 浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干个阀孔,每个阀孔装有一个可上下浮动的阀片,阀片本身连有几个阀腿,插入阀孔后将阀腿底脚拨转90,以限制阀片升起的最大高度,并防止阀片被气体吹走。阀片周边冲出几个略向下弯的定距片,
6、当气速很低时,由于定距片的作用,阀片与塔板呈点接触而坐落在阀孔上,在一定程度上可防止阀片与板面的粘结。浮阀的类型很多,国内常用的F1型、V-4型及T型等。l浮阀塔 优点:l 生产能力大;l 操作弹性大;l 塔板效率较高,;l塔板结构及安装较泡罩简单,重量较轻。l浮阀塔的缺点为:l 在气速较低时,仍有塔板漏液,故低气速时塔板效率有所下降;l 浮阀阀片有卡死和吹脱的可能,这会导致操作运转及检修的困难;l 塔板压力降较大,妨碍了它在高气相负荷及真空塔中的应用。l3、筛板塔 l筛板塔也是应用历史较久的塔型之一,与泡罩塔相比,筛板塔结构简单,筛板塔结构及气液接触状况如下图所示。筛板塔塔盘分为筛孔区、无孔
7、区、溢流堰及降液管等部分。l 优点 l结构简单,制造和维修方便,相同条件下生产能力高于浮阀塔;l塔板压力降较低,适用于真空蒸馏;l塔板效率较高,但稍低于浮阀塔;l具有较高的操作弹性,但稍低于泡罩塔。l缺点 l小孔径筛板易堵塞,不适于处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液。l4、舌形塔及浮动舌形塔舌形塔及浮动舌形塔l(1)舌型塔盘产生的原因)舌型塔盘产生的原因 l一般情况下,塔盘上气流垂直向上喷射(如筛板塔),这样往往造成较大的雾沫夹带,如果使气流在塔盘上沿水平方向或倾斜方向喷射,则可以减轻夹带,同时通过调节倾斜角度还可以改变液流方向,减小液面梯度和液体返混。(2)舌形塔 舌型塔应用较早的一种斜喷
8、型塔。气体通道为在塔盘上冲出的以一定方式排列的舌片。舌片开启一定的角度,舌孔方向与液流方向一致,如下图a所示。l 舌形塔结构简单,安装检修方便,但这种塔的负荷弹性较小,塔板效率较低,因而使用受到一定限制。l舌孔有两种,三面切口上图(b)及拱形切口上图(c)。通常采用三面切口的舌孔。舌片的大小有25mm和50mm两种,一般采用50mm如上图(d),舌片的张角常用20(3)浮动舌形塔 浮动舌形塔是20世纪60年代研制的一种定向喷射型塔板。它的处理能力大,压降小,舌片可以浮动。因此,塔盘的雾沫夹带及漏液均较小,操作弹性显著增加,板效率也较高,但其舌片容易损坏。浮动舌片的结构见下图,其一端可以浮动,最
9、大张角约20。舌片厚度一般1.5mm,质量约为20g。5、穿流式栅板塔、穿流式栅板塔穿流式栅板塔(如右图)属于无溢流堰装穿流式栅板塔(如右图)属于无溢流堰装置的板式塔,在工业上也得到广泛的应置的板式塔,在工业上也得到广泛的应用。根据塔盘上所开的栅缝或筛孔,分用。根据塔盘上所开的栅缝或筛孔,分别称为穿流式栅板塔或穿流式筛板塔。别称为穿流式栅板塔或穿流式筛板塔。这种塔没有降液管,气液两相同时相向这种塔没有降液管,气液两相同时相向通过栅缝或筛孔。操作时蒸气通过孔缝通过栅缝或筛孔。操作时蒸气通过孔缝上升进入液层,形成泡沫;与蒸气接触上升进入液层,形成泡沫;与蒸气接触后的液体不断地通过孔缝流下。后的液体
10、不断地通过孔缝流下。l 优点:l 由于没有降液管,所以结构简单,加工容易、安装维修方便,投资少;l 因节省了降液管所占的塔截面(一般约为塔盘截面的15%30%),允许通过更多的蒸气量,因此生产能力比泡罩塔大20%100%;l 因为塔盘上开孔率大,栅缝或筛孔处的压力降较小,比泡罩塔低40%80%,可用于真空蒸馏。l其缺点是:l 塔板效率比较低,比一般板式塔低30%60%,但因这种塔盘的开孔率大,气速低,形成的泡沫层高度较低,雾沫夹带量小,所以可以降低塔板的间距,在同样分离条件下,塔总高与泡罩塔基本相同;l 操作弹性较小,能保持较好的分离效率时,塔板负荷的上下限之比约为2.53.0。l(6)导向筛
11、板塔)导向筛板塔l导向筛板塔盘的结构如上图导向筛板塔盘的结构如上图 所示。它是在普通筛板塔盘上进行了两项改所示。它是在普通筛板塔盘上进行了两项改进,其一是在筛板上开设了一定数量与液流方向一致的导向孔;其二是进,其一是在筛板上开设了一定数量与液流方向一致的导向孔;其二是在液体进口区设置了鼓泡促进装置。利用导向孔喷出的气流推动液体,在液体进口区设置了鼓泡促进装置。利用导向孔喷出的气流推动液体,既可减少液面落差,又可通过适当安排的导向孔来改善液流分布的状况,既可减少液面落差,又可通过适当安排的导向孔来改善液流分布的状况,减少液体返混,从而提高塔板效率,并且导向孔气流与筛孔气流合成了减少液体返混,从而
12、提高塔板效率,并且导向孔气流与筛孔气流合成了抛物线型的气流,可减少雾沫夹带。鼓泡促进装置使塔盘进口区的液层抛物线型的气流,可减少雾沫夹带。鼓泡促进装置使塔盘进口区的液层变薄,可避免漏液,因而易于鼓泡,从而使整个鼓泡区内气体分布均匀,变薄,可避免漏液,因而易于鼓泡,从而使整个鼓泡区内气体分布均匀,故可增大处理能力和减少塔板压力降故可增大处理能力和减少塔板压力降。(7)板式塔的比较板式塔的比较 各种板式塔的比较是一个十分复杂的问题。但就生产能力、塔板效率、操作弹性、压力降及造价等方面来看,浮阀塔在蒸气负荷、操作弹性、塔板效率方面与泡罩塔相比都具有明显优势,因而目前获得了广泛应用。筛板塔的压降小、造
13、价低、生产能力大,除操作弹性较小外,其余均接近浮阀塔,故应用也较广。栅板塔操作范围较窄,塔板效率随负荷变化较大,应用受到一定限制。板式塔的塔盘分为溢流式和穿流式两类,二者之间的区别就在于溢流式塔盘有降液管,而流式塔盘上的气液两相同时通过塔盘上的孔道流动,考虑到溢流式塔盘是炼油厂主要使用形式,今天主要介绍溢流式塔盘结构l溢流式塔盘由气液接触元件、塔板、降液管及受液盘、溢流堰等构成 1、塔盘的分类塔盘按结构特点可分为整块式塔盘和分块式塔盘。当塔径DN700mm时,采用整块式塔盘;塔径DN800mm时宜采用分块式塔盘。(1)整块式塔盘)整块式塔盘整块式塔盘根据组装方式不同可分为定距管式及重叠式两类。
14、采用整块式塔盘时,塔体由若干个塔节组成,每个塔节中装有一定数量的塔盘,塔节之间采用法兰连接。(2)分块式塔盘)分块式塔盘直径较大的板式塔,为便于制造、安装、检修,可将塔盘板分成数块,通过人孔送入塔内,装在焊于塔体内壁的塔盘支承件上。分块式塔盘的塔体,通常为焊制整体圆筒,不分塔节。2、降液管作用:使夹带气泡的液流进入降液管后具有足够的分离空间,能将气泡分离出来,从而仅有清液流往下层塔盘。降液管的结构型式可分为圆形降液管和弓形降液管两类。圆形降液管通常用于液体负荷低或塔径较小的场合,弓型降液管适用于大液量及大直径的塔。3、受液盘、受液盘为了保证降液管出口处的液封,在塔盘上设置受液盘,受液盘有平型和
15、凹型两种(见下图)。受液盘的型式和性能直接影响到塔的侧线取出、降液管的液封和流体流入塔盘的均匀性等。平型受液盘适用于物料容易聚合的场合;当液体通过降液管与受液盘的压力降大于25mm水柱,或使用倾斜式降液管时,应采用凹型受液盘 4、溢流堰及进口堰、溢流堰及进口堰溢流堰有保持塔盘板上一定液层高度和促使液流均匀分溢流堰有保持塔盘板上一定液层高度和促使液流均匀分布的作用。布的作用。采用平型受液盘时,为使上层塔板流入的液体能在塔盘上均匀分布,并为了减小入口液流的冲力,常在液体进口处设置进口堰 二、填料塔l(一)填料(一)填料填料是填料塔的核心内填料是填料塔的核心内件,它为气液两相件,它为气液两相充分接触
16、进行传热传充分接触进行传热传质提供了表面积。可质提供了表面积。可分为散装填料和规整分为散装填料和规整填料两大类。填料两大类。1、散装填料散装填料散装填料是指以乱堆为主的填料,这种填料是具有一定外形的颗粒体,又散装填料是指以乱堆为主的填料,这种填料是具有一定外形的颗粒体,又称之为颗粒填料,根据外形分以下三种:称之为颗粒填料,根据外形分以下三种:a环形填料:拉西环填料、环形填料:拉西环填料、鲍尔环填料、阶梯环填料 b鞍形填料:弧鞍填料、矩鞍填料、改进矩鞍填料 C金属鞍环填料 l2、规整填料 在乱堆的散装填料塔内,气液两相的流动路线是随机的,加之填料填装时难以做到各处均匀如一,因而容易产生沟流等不良
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