焦炭塔的新型保温结构

论述了焦炭塔保温的重要性。以对比方式阐述了焦炭塔新旧保温结构的不同特点及由此产生的不同保温效果。较详细介绍了新型保温结构的特点。     

一种新型焦炭塔裙座结构介绍

对延迟焦化装置中焦炭塔裙座与壳体连接的几种结构形式进行了分析比较，介绍了一种新型结构形式，对其优缺点进行了阐述。     

大型焦炭塔的结构优化

分析了焦炭塔的受力情况和产生疲劳破坏的主要原因，认为焦炭塔下部裙座和简体结构不连续是主要原因。提出了裙座焊缝结构优化设计方案和改进建议。     

焦炭塔裙座局部结构的处理

分析了焦炭塔的操作工况特点。在频繁的加热和冷却循环作用下,焦炭塔裙座焊缝及其附近部位受到较大的低频交变热应力作用。导致筒体与裙座连接处开裂的主要原因,是焦炭塔底部裙座和筒体结构不连续造成的。在此基础上从裙座的焊缝结构、整体结构、支座结构入手,总结了焦炭塔裙座局部结构的处理及其优化设计方案。     

焦炭塔结构的固有频率和振型研究

在传统的直立塔设备固有频率和振型的计算中,将塔设备简化为悬臂梁计算模型,但实际塔的薄壁圆筒结构与梁模型不符,为此对焦炭塔建立有限元分析模型进行模态分析,得到焦炭塔的固有频率和振型,计算分析表明,由于焦碳塔特殊的结构特点使得焦炭塔的振动特性与传统大型直立设备简化为悬臂梁计算模型所得振动特性相比有所不同,因此焦炭塔结构计算中在计及高阶振型与固有频率时,不宜简化为悬臂梁计算模型.     

焦炭塔检验及缺陷分析

主要阐述了使用过程中焦炭塔(塔-1/3、塔-1/4)裙座与下锥封焊缝出现多处裂纹、32个裙座柔性槽上部全部开裂和上球封与支座垫板焊缝发现多处开裂的检验方法,分析了裂纹产生的原因并提出处理意见。同时介绍了查找易减薄部位方法,分析减薄产生的原因,最后给出了对这些问题的合理处理方法。检测发现了严重减薄现象,筒体、封头由原始制造壁厚26 mm,减至局部最小壁厚15.5 mm,分析认为这是由于焦炭塔本体外的垫板、支腿和上平台等原因引起的腐蚀减薄导致的。     

大型焦炭塔裙座对接结构优化设计与分析

低频热疲劳是延迟焦化核心设备焦炭塔的主要破坏形式之一,主要发生在设备下锥体与裙座的连接处。通过对3种不同的焦炭塔锥体与裙座的连接结构的优劣对比分析,并兼顾考虑设计、制造难度和经济效益,文章在裙座设计中选择优化对接结构,制造方案上中改进焊接工艺和焊接工装,并运用MSC软件模拟焦炭塔服役过程中交变热-力载荷对裙座对接堆焊焊缝处进行热疲劳瞬态分析和使用寿命评估,提出了焦炭塔焊缝结构优化设计方法和改进措施。     

大型焦炭塔的腐蚀分析及防护措施

某炼油厂Φ9 800mm大型焦炭塔在投入运行后,锥段内壁出现点蚀坑,环焊缝出现裂纹。对腐蚀部位取样分析,结合生产工艺特点,认为产生点蚀坑的主要原因为:高温环境下焦炭塔母材的高温抗力下降,在交变载荷和冲击性载荷作用下,母材产生高低温冷热疲劳和蠕变开裂,裂纹交叉部位剥落形成蚀坑。锥段单侧进料、较短的生焦周期等因素则加速了蚀坑的产生。产生环焊缝裂纹的主要原因为18h生焦周期产生了较强的热机械疲劳。针对上述腐蚀原因,从工艺操作、材料升级等方面提出了升级锥段材质、延长生焦周期、延长大吹汽时间、提高焦炭塔预热终温、改变进料方式等防护措施。上述措施实施后,焦炭塔的腐蚀情况得到明显改善。     

延迟焦化装置焦炭塔生焦周期优化方向分析

结合延迟焦化装置生焦周期的现状,分析了焦炭塔的泡焦,焦炭塔顶盖、塔底盖的拆卸,水力除焦,焦炭塔顶盖、塔底盖的安装,油气预热等各种影响因素,结合实际生产操作,提出了通过改进工艺设计的途径来优化焦炭塔的操作步骤。     

焦炭塔防变形设计的数值分析方法及应用

通过动态坐标系利用有限元法模拟了恒速上升的液体介质在焦炭塔内沿塔壁爬升的动态边界工况 ,对其在塔壁中引起的径向和轴向二维瞬态温度场进行了计算分析 ,计算中可考虑塔壁材料物性随温度的变化关系。由计算分析首先证明冷焦水在塔壁上造成的径向温差和轴向温度梯度均明显大于进油过程 ,确定了焦炭塔的防变形设计重点应该在如何控制冷焦阶段的热应力。其次把焦炭塔防变形设计骤冷因数的原理与动态模型结合一起 ,建立了能直观反映进料流量、界面升速、塔壁温度场、塔壁热应力、塔体塑性应变变形等前因后果定量关系的研究模型 ,使防变形骤冷因数有了清晰的理论基础。该模型及方法可用于壁厚的设计选优或类似问题的处理     

延迟焦化装置焦炭塔适宜设计气速探讨

结合延迟焦化装置实际,利用工程中的物料输送模型计算了延迟焦化装置焦炭塔设计的最大允许气速并分析了影响设计气速的因素。同时提出:模型中修正系数最终确定应根据不同的原料并有大量的实验数据作为支撑,如果知道进行焦化反应的焦炭塔中焦粉和中间相液滴的粒度分布,就可应用微分方法计算出焦炭塔气速和焦粉夹带量的关系。运用该模型分析和计算焦炭塔最大允许气速对焦炭塔的工艺设计具有一定的现实意义。     

基于三维数值模拟的焦炭塔塔体失效研究

建立了结构上完整的焦炭塔三维有限元分析模型,考虑了塔内焦炭对塔体受力的影响以及内压边界随时间变化等因素,对焦炭塔整个工作过程进行瞬态温度-结构耦合分析,模拟应力、应变场,并与塔体失效的实际检测结果进行对比分析。采用间接耦合方法进行焦炭塔结构分析,选用Solid 45单元。分析结果表明,周期变化的温差应力是焦炭塔产生高应力的根本原因,尤其是水冷阶段焦炭塔温度迅速降低,产生了较高的热应力;焦炭塔1个工作周期内,下部筒体环焊缝和裙座搭接焊缝等开裂部位承受着大幅值的循环热应力作用。     

焦炭塔平板闸阀式自动顶盖机首次工业应用

介绍了延迟焦化装置焦炭塔塔顶使用的新型平板闸阀式自动顶盖机的结构特点及使用情况。平板闸阀式自动顶盖机由阀体部分、中间支架及动力油缸、电液控制柜等组成;平板闸阀式自动顶盖机阀体为扁平结构,阀体下端直接与焦炭塔顶法兰联接,阀体上端可与带钻杆导向装置的油气排放筒联接;阀板与阀座密封采用双重金属硬密封外加蒸汽辅助密封的形式,使得密封更加安全可靠。自动顶盖机与焦炭塔顶、塔底温度联锁,确保操作安全可靠。平板闸阀式自动顶盖机结构简单,密封性能良好,使用便捷可靠,全封闭的系统可避免油气外漏,是焦炭塔自动顶盖机的更新换代产品。     

焦炭塔自动顶盖机与底盖机故障类型及故障频率分析

通过调研,搜集了两家大型石化公司12家企业的43台法兰密封型顶盖机、22台法兰密封型底盖机、7台平板式阀门底盖机的180起故障,并进行了统计分析,比较和分析了法兰密封型自动顶盖机和底盖机的故障情况,以及法兰密封技术和阀门密封技术的优缺点,提出了建议措施:建议有关企业加强顶/底盖机设备的维护保养能力,提高维保人员的素质,加强监测,有效降低故障频率;在关键设备的设计、制造、采购和安装全过程,实施严格的质量保证措施,做到全面质量管理,确保产品生产的全过程质量处于受控状态;加强技术人员和操作人员在顶/底盖机设备结构、运行原理、操作技能方面的培训,正确处理生产中出现的问题;建议在顶盖机锁环部位设置开关位回讯信号,接入DCS系统联锁,将此信号与四通阀进行联锁,同时加机械确认装置,确保锁环到位,防止出现类似事故;加强平板闸阀结构的自动顶/底盖机的研发,加快国产化速度,加强设备可靠性、安全性分析。     

焦炭塔给水泡焦操作在延迟焦化装置的应用

延迟焦化的冷焦阶段是生焦周期中的一个重要节点,中石化某分公司为了进一步挖掘装置潜力、优化生产、降低能耗,对装置尝试进行焦炭塔给水泡焦操作。对泡焦操作的可行性分析认为,在22 h和24 h的生焦周期条件下生产时,装置具备进行泡焦操作条件。与正常生产相比,采用泡焦生产生产成本可节约16.4万元/a。同时对存在的在泡焦操作结束后改放水操作时塔内水量少、容易引起压力升高,从而造成焦炭塔开顶盖困难的一些问题,提出了解决措施,保证了生产安全。     

延迟焦化装置焦炭塔选材

介绍了延迟焦化装置焦炭塔设备材料性能对焦炭塔安全平稳运行的影响。指出焦炭塔制造材料的选择应从材料的高温性能和耐腐蚀性能两方面考虑,对于大型焦炭塔,其材质选用Cr-Mo钢及其复合板是合理的,既可以提高材料的高温强度,又可以提高其抗腐蚀性能。