催化裂化烟气轮机入口管道的设计.docx

催化裂化烟气轮机入口管道的设计青 Ξ杨祁鲁海中石化洛阳石化工程公司洛阳471003摘要介绍催化裂化烟气轮机入口管道的材料选用 、布置方式 、受力分析和设计要点 。关键词烟气轮机 入口管道 设计催化裂化技术是炼油工业中最重要的二次加工工艺 , 随着催化裂化技术的不断发展 , 特别是 原料中掺炼重油 、渣油比例的提高 , 再生烟气的 温度 、压力越来越高 , 主风机功耗也相应越来越 大 。催化裂化装置的再生烟气含有大量可回收的 能量 , 约为 800MJ / t原料 。为了降低装置能耗 , 节约运行费用 , 近年来 对于大 、中型催化裂化装置均采用烟气轮机 ( 以下简称烟机) 回收再生烟气的能量 , 用来驱动主 风机或发电机 。烟机在高温含催化剂粉尘的烟气中工作 , 操 作条件苛刻 , 因此对烟机进出口管嘴所受的力和 力矩的要求极为严格。而且再生烟气管道温度高、管径大 , 需考虑的问题复杂 , 烟机入口管道设计 的合理与否 , 不仅直接关系到烟机的正常操作和 使用寿命 , 也会影响整个催化裂化装置正常运行。为了保证管道材料在高温下的机械强度 , 以上材料必须严格控制其含碳量不得小于 0104 % 。112保温为了减少管系的自重 , 降低摩擦力 , 管道外 保温材料选用耐高温轻型材料 , 保温材料密度应 小于 200 kg/ m3 。根据介质的设计条件 、各种隔 热材料的性能及其使用范围 , 烟机入口管道外保 温材料可选用复合硅酸铝镁或硅酸铝纤维制品 。 优先选用憎水型隔热材料 。同时 , 为了防止 Cl - 对不 锈 钢 管 道 的 腐 蚀 , 隔 热 材 料 按 ( GB/ T17393) 《覆盖奥氏体不锈钢用绝热材料规范》 的要求选用 。113法兰 、螺柱及螺母根据介质的设计条件 , 烟机入口嘴子法兰与 管道同材质 , 法兰为标准法兰 , 其技术要求按相 应的标准执行 , 其设计温度按管道的工作温度进 行计算。其紧固件应选用双头螺柱及螺母 , 双头 螺柱及螺母材料分别为 : GH132 ( 0Cr15Ni25 Ti22MoAlVB) 和 0Cr19Ni9 。114波纹管膨胀节波纹管用材料按工作介质、外部环境和设计 温度等工作条件适当选用 。一般选用高铬镍合 金 , 除了满足烟气的高温外 , 还能抗饱和温度下 Cl - 腐蚀和高温下连多硫酸的腐蚀 。根据设计和 使用经验 , 烟机入口膨胀节的波纹管材质宜选用 Inco nel600 、Inco nel625 或 FN2 , 并且应作固溶 处理态 。波纹管膨胀节的其它附件的材料以及各自的 计算按 ( GB/ T12777) 《金属波纹管膨胀节通用 技术条件》的要求进行 。材质1111管道操作介质为烟气( 含固体催化剂颗粒) , 温度为 600 ～700 ℃ ( 最高 800 ℃) , 压力为 012 ～013M Pa , 该管道材质需要选用耐高温奥氏体不 锈钢 。根据近几年设计和用户操作的实际经验 , 并 结合材料加工工艺性能 、焊接性能和经济性等综 合考虑 , 当烟气设计温度 ≤680 ℃时 , 材质选用0Cr18Ni9 ( 304 ) , 当烟气设计温度 680 ℃时 ,材质 选 用 0Cr18Ni12Mo2 Ti ( 316 H ) 。据 测 定0Cr18Ni9 这种材料在高温下具有较高的强度及 抗晶间腐蚀的性能 。近几年新设计的烟机入口管 道材质大多数选用 0Cr18Ni9 。Ξ 杨 青 : 工程师。1992 年毕业于抚顺石油学院。一直从事管道设计工作。联系电话 : ( 0379) 4887481 。2004 ,14 (3)杨 青等 催化裂化烟气轮机入口管道的设计29212立面三铰链立面三铰链即三维立体 “Z”型的布置形 式 , 又可分为两种 : 其一是用固定支架在垂直管 道上合适的位置将 “Z”型管系分解成两个二维 平面“L ”型 , 每个 “L ”型管系各设计一组三 个单式铰链型膨胀节 ; 其二是在垂直管道上设两 个单式万向型膨胀节 , 水平管道上设一个单式铰 链型膨胀节 。对于垂直和水平管道较长 , 热胀量 大的“Z”型管系 , 建议采用第一种补偿方式 ; 对于热胀量较小的管系 , 最好采用第二种补偿方 式 。立面三铰链的布置形式 , 烟机入口管道不在 同一平面内 , 根据以上介绍该种布置有两种补偿管道的布置在设备平面布置时 , 根据三旋的型式 、烟机 进出口管道管径的大小 、厂房的形式 , 充分考虑 三旋与烟机之间的距离 , 并根据应力分析结果 , 合理调整二者间距 。在满足工艺 、施工 、运行 、2维护 、检修要求的前提下 , 尽