一种产汽方法和设备的制作方法
【专利摘要】一种产汽方法，属于石油化工、热能利用【技术领域】。用于解决蒸汽发生设备体积大、管系复杂、容易损坏问题。包括工艺介质与除氧水热量交换、发生蒸汽及汽水分离，其特征是：工艺介质与除氧水热量交换和汽水分离在一立式环境中进行，热量交换区在下方、汽水分离区在上方。该方法可减小设备体积、可使系统简化，改善换热管受力、消除管板热应力，避免管板、换热管断裂。还提供了实现该发明方法的立式换热段壳体、立式汽包及立式U形换热管束设备。应用于工艺介质余热发生蒸汽过程，尤其适用于高温介质、含有固体颗粒工艺介质余热发生蒸汽。
【专利说明】一种产汽方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明属于石油化工、热能利用【技术领域】，特别涉及一种产汽方法和设备。
【背景技术】
[0002]石油化工生产过程有很多余热，如催化裂化装置分馏系统有:循环油浆280°C?350°C、回炼油220°C?330°C、二中循环油200°C?300°C、一中循环油160°C?200°C余热等。通常通过产生蒸汽方式回收。常用的蒸汽发生器有2种。I种是循环式，由换热器和汽包组成，汽包在上方、换热器在下方，中间用给水管和汽水返回管连接。当热油经过换热器管束时将壳程的除氧水加热使部分除氧水汽化，饱和蒸汽上升通过汽水返回管返回汽包，在汽包内进行汽水分离，蒸汽从汽包顶部出排出。汽包内除氧水再经给水管返回到换热器底部形成除氧水循环。该方案汽包需要高于换热器6m?8m(产生中压蒸汽时)，汽包与换热器间需要很多管道连接，给布置和操作带来困难。另I种是釜式蒸汽发生器，将I台管束置于直经更大的壳体中，使换热管束的上部有0.6?Im的空间用于汽水分离。当热油经过换热器管束时将壳程的除氧水加热使部分除氧水汽化，饱和蒸汽穿过壳程，上升到设备上部空间进行汽水分离，蒸汽从设备顶部出口排出。釜式蒸汽发生器省去了汽包及换热器间的连接管道，使管道系统简化，但设备壳体体积大、投资增加、汽水分离空间有限容易蒸汽带水。上述2种蒸汽发生器都是I个管箱I块管板，介质高温大温差时管板热应力大容量断裂；换热管束都是水平布置，制造误差控制不当时会在取热管束与管板连接处产生较大剪力造成取热管断裂；另外当用于催化裂化装置循环油浆蒸汽发生器时，由于循环油浆中有催化剂颗粒，时常由于流速低而沉积使设备效率降低，甚至堵塞换热管。
【发明内容】
[0003]本发明目的是提供一种产汽方法，实现系统简单、设备体积小，改善换热管受力、消除管板热应力，避免管板、换热管断裂。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的方法是:包括工艺介质与除氧水热量交换、发生蒸汽及汽水分离，其特征是:工艺介质与除氧水热量交换和汽水分离在一立式环境中进行，热量交换区在下方、汽水分离区在上方。
[0005]一种实现所述发明方法的设备，包括立式换热段壳体、立式汽包及立式U形换热管束，汽包在换热段壳体上方并为一体结构。
[0006]进一步，立式汽包直径等于或大于换热段壳体直径；汽包内部设置均汽孔板或格栅、丝网，或不设置。
[0007]进一步，立式换热段壳体是圆筒结构或是U形筒结构，筒外侧或内侧设置下降水管或不设置；U形筒开口侧朝上或朝下。
[0008]进一步，立式U形换热管束包括进口管箱、出口管箱及U形换热管，进口管箱和出口管箱是分体结构或是一体结构，管箱布置在设备壳体的上方或下方，换热管束外侧设置导流筒或不设置；壳体内安装I?10台立式U形换热管束。
[0009]本发明创新点和积极效果:
[0010]本发明创新点是:工艺介质与除氧水热量交换和汽水分离在一立式环境中进行，热量交换区在下方、汽水分离区在上方；包括立式换热段壳体、立式汽包及立式U形换热管束，汽包在换热段壳体上方并为一体结构，进口管箱和出口管箱是分体结构或是一体结构。
[0011]本发明积极效果是:1、与常规循环式蒸汽发生器比管道系统大幅度简化，与常规卧式釜式蒸汽发生器比壳体直径大幅度减小、设备投资大幅度降低。2、进口管箱和出口管箱采用分体结构可消除管箱管板热应力，避免高温条件下管板断裂。3、换热管受力好，避免换热管断裂。4、用于含有固体颗粒介质时不会因为固体颗粒沉淀堵塞换热管。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是一种产汽方法和设备示意图。
[0013]其中，1-汽包，2-除氧水进口，3-液位计，4-换热段壳体，5-介质进口，6_蒸汽出口，7-管箱，9-U型换热管束，10-排水口，11-介质出口。
[0014]图2是另一种产汽方法和设备示意图。
[0015]其中，1-汽包，2-除氧水进口，3-液位计，4-换热段壳体，5-介质进口，6_蒸汽出口，7-进口管箱，8-出口管箱，9-U型换热管束，10-排水口，11-介质出口。
[0016]图3是另一种产汽方法和设备示意图。
[0017]其中，1-汽包，2-除氧水进口，3-液位计，4-U型换热段壳体，5-介质进口，6_蒸汽出口，7-管箱，9-换热管束，10-排水口，11-介质出口。
[0018]图4是另一种广汽方法和设备不意图。
[0019]其中，1-汽包，2-除氧水进口，3-液位计，4-U型换热段壳体，5-介质进口，6_蒸汽出口，7-进口管箱，8-出口管箱，9-U型换热管束，10-排水口，11-介质出口。
【具体实施方式】
[0020]见图1，该设备换热段壳体是圆筒结构、进口管箱和出口管箱是一体结构。设备从上至下依次是管箱7、汽包1、换热段壳体4，U型换热管束9自上向下插入换热段壳体4中，U型换热管束9上端与管箱7连接，管箱7上有介质进口 5和介质出口 11。汽包I上端连接管箱7、下端连接换热段壳体4，汽包I器壁设置除氧水进口 2、液位计3及蒸汽出口 6。
[0021]见图2，该设备换热段壳体是圆筒结构、进口管箱和出口管箱是分体结构。设备从上至下依次是管箱7、汽包1、换热段壳体4，U型换热管束9自上向下插入换热段壳体4中，U型换热管束9上端与进口管箱7和出口管箱8连接，进口管箱7上有介质进口 5，出口管箱8有介质出口 11。汽包I上端连接进口管箱7和出口管箱8，下端连接换热段壳体4，汽包I器设有除氧水进口 2、液位计3及蒸汽出口 6。
[0022]见图3，该设备换热段壳体是U形筒壳体，U形筒开口朝上，2台换热管束。2台换热管束9分别自上向下插入其中，换热管束9上端与管箱7连接，管箱7上有介质进口 5和介质出口 11。汽包I上端连接管箱7、下端连接U型换热段壳体4，汽包I设有除氧水进口
2、液位计3及蒸汽出口 6。
[0023]见图4，该设备换热段壳体是U形筒壳体，U形筒开口朝上，I台换热管束，其进口管箱、出口管箱是分体结构。U型换热管束9的开口朝上分别与进口管箱7和出口管箱8连接。汽包I上端连接进口管箱7和出口管箱8、下端连接U型换热段壳体4，汽包I设有除氧水进口 2、液位计3及蒸汽出口 6。
[0024]参见图1，高温工艺介质从介质进口 5进入，经管箱7分配进入U型换热管束9，经热量交换后从介质出口 11流出。除氧水从除氧水进口 2进入汽包I及换热段壳体4内，通过U型换热管束9进行热量交换使除氧水汽化，饱和蒸汽向上流动从蒸汽出口 6排出。
[0025]参见图2，高温工艺介质从介质进口 5进入进口管箱7，经过U型换热管束9、出口管箱8从介质出口 11流出。除氧水从除氧水进口 2进入汽包I及换热段壳体4内，通过U型换热管束9进行热量交换使除氧水汽化，饱和蒸汽向上流动从蒸汽出口 6排出。
[0026]参见图3，高温工艺介质从介质进口 5进入管箱7，经管箱7分配进入换热管束9，经热量交换后从介质出口 11流出。除氧水从除氧水进口 2进入汽包I及换热段壳体4内，通过U型换热管束9进行热量交换使除氧水汽化，饱和蒸汽向上流动从蒸汽出口 6排出。
[0027]参见图4，高温工艺介质从介质进口 5进入进口管箱7，经过U型换热管束9、出口管箱8从介质出口 11流出。除氧水从除氧水进口 2进入汽包I及换热段壳体4内，通过U型换热管束9进行热量交换使除氧水汽化，饱和蒸汽向上流动从蒸汽出口 6排出。
【权利要求】
1.一种产汽方法，包括工艺介质与除氧水热量交换、发生蒸汽及汽水分离，其特征是:工艺介质与除氧水热量交换和汽水分离在一立式环境中进行，热量交换区在下方、汽水分离区在上方。
2.一种实现权利要求1所述方法的设备，包括立式换热段壳体、立式汽包及立式U形换热管束，汽包在换热段壳体上方并为一体结构。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征是:立式汽包直径等于或大于换热段壳体直径；汽包内部设置均汽孔板或格栅、丝网，或不设置。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征是:立式换热段壳体是圆筒结构或是U形筒结构，筒外侧或内侧设置下降水管或不设置；U形筒开口侧朝上或朝下。
5.根据权利要求2所述的设备，其特征是:立式U形换热管束包括进口管箱、出口管箱及U形换热管，进口管箱和出口管箱是分体结构或是一体结构，管箱布置在设备壳体的上方或下方，换热管束外侧设置导流筒或不设置；壳体内安装I?10台立式U形换热管束。
【文档编号】F22B37/22GK104279539SQ201310288773
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月9日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】刘英聚 申请人:刘英聚