一种防止高温换热设备管板开裂方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油化工、热能利用、过程装备技术领域，特别涉及一种防止高温换热设备管板开裂方法和装置。
【背景技术】
[0002]石油化工生产过程有很多余热，有的装置甚至有很多高温余热。如催化裂化装置分馏系统有循环油浆280°C?350°C余热、二中循环油200°C?300°C余热、一中循环油160°C?200V余热、回炼油220°C?330°C余热等。通常通过热量交换或产生蒸汽方式回收余热，常用的热交换设备为多管程浮头式换热器或U型管换热器。催化裂化装置循环油浆换热器或蒸汽发生器通常为多管程浮头式换热器，为降低循环油浆系统压降通常采用多台并联方案，介质进口温度340?350°C，出口温度250?280°C，其外管箱管板介质进口区域与介质出口区域存在较大温差，使管板高低温交接处产生较大热应力，天长日久管板发生应力疲劳导致裂纹甚至断裂。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种防止高温换热设备管板开裂方法，大幅度降低高温换热设备管板各区域间温差，避免因热应力导致换热设备管板裂纹断裂。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的方法是:包括换热设备、管程介质、壳程介质、管程介质进入、管壳程介质热量交换、管程介质排出，其特征是:将管程介质换热过程设计成2?4段顺序换热，使每段换热管程介质进入与排出温差降低，从而降低管板进入与排出区域温差及热应力，避免换热设备管板裂纹断裂。
[0005]一种防止高温换热设备管板开裂装置，包括若干台2管程或耐高温单管程换热设备；将管程介质换热过程设计成I?4路并联，每路2?4台换热设备串联；或将管程介质换热过程设计成2?3组串联，每组I?4台换热设备并联。
[0006]本发明创新点和积极效果:
[0007]本发明创新点是:将管程介质换热过程设计成2?4段顺序换热，使每段换热管程介质进入与排出温差降低，从而降低管板进入与排出区域温差及热应力，避免换热设备管板裂纹断裂。
[0008]本发明积极效果是:可使换热设备管程进入介质与排出介质温差降低50%?70%，即大幅度降低换热设备管板进口区域与出口区域温差及热应力，有效避免因温差热应力过大导致管板裂纹断裂。
【附图说明】
[0009]图1是一种防止高温换热设备管板开裂方法和装置的示意图。
[0010]1-300?350°C循环油浆总管，2-1路循环油浆蒸汽发生器1，3_1路循环油浆蒸汽发生器2，4-1路循环油浆蒸汽发生器3，5-250?280°C循环油浆总管。
[0011]图2是另一种防止高温换热设备管板开裂方法和装置的示意图。
[0012]1-300?350°C循环油浆总管，IA-1路300?350°C循环油浆，2-1路循环油浆蒸汽发生器1，3-1路循环油浆蒸汽发生器2，4-1路循环油浆蒸汽发生器3，5A-1路250?280°C循环油浆；1Β-2路300?350°C循环油浆，2A-2路循环油浆蒸汽发生器1，3A-2路循环油浆蒸汽发生器2，4A-2路循环油浆蒸汽发生器3，5B-2路250?280°C循环油浆，5-250?280°C循环油浆总管。
[0013]图3是另一种防止高温换热设备管板开裂方法和装置的示意图。
[0014]1-300?350°C循环油浆总管，5-250?280°C循环油浆总管，6_第I组，7-第2组，8-中间温度循环油浆管，9-1组I路循环油浆蒸汽发生器，9A-1组2路循环油浆蒸汽发生器，10-2组I路循环油浆蒸汽发生器，10A-2组2路循环油浆蒸汽发生器。
【具体实施方式】
[0015]见图1，是应用于中小型催化裂化装置循环油浆蒸汽发生器系统，采用3台2管程或耐高温单管程蒸汽发生器串联，依次是I路循环油浆蒸汽发生器1-2，I路循环油浆蒸汽发生器2-3，I路循环油浆蒸汽发生器3-4，其前端与300?350°C循环油浆总管-1连接，后端与250?280°C循环油浆总管-5连接。
[0016]见图2，是应用于大型催化裂化装置循环油浆蒸汽发生器系统，采用6台2管程或耐高温单管程蒸汽发生器，设计为2路并联、每路3台串联；第I路3台串联，依次是I路循环油浆蒸汽发生器1-2，I路循环油浆蒸汽发生器2-3，I路循环油浆蒸汽发生器3-4，其前端与I路300?350°C循环油浆-1A连接，后端与I路250?280°C循环油浆-5A连接?’第2路3台串联，依次是2路循环油浆蒸汽发生器1_2A，2路循环油浆蒸汽发生器2-3A，2路循环油浆蒸汽发生器3-4A，其前端与2路300?350°C循环油浆-1B连接，后端与2路250?280°C循环油浆-5B连接；1路300?350°C循环油浆_1A、2路300?350°C循环油浆-1B的前端与300?350°C循环油浆总管-1连接，I路250?280°C循环油浆_5A、2路250?280°C循环油浆-5B的后端与250?280°C循环油浆总管_5连接。
[0017]见图3，是应用于大中型催化裂化装置循环油浆蒸汽发生器系统，采用4台2管程或耐高温单管程蒸汽发生器，设计为2组串联、每组2台并联；第I组-6包括I组I路循环油浆蒸汽发生器_9、I组2路循环油浆蒸汽发生器-9A ;第2组-7包括2组I路循环油浆蒸汽发生器-10，2组2路循环油浆蒸汽发生器-1OA ;第I组前端与300?350°C循环油浆总管-1连接，后端与中间温度循环油浆管-8连接，第2组前端与中间温度循环油浆管-8连接，后端与250?280°C循环油浆总管-5连接。
[0018]参见图1，300?350°〇循环油浆经300?3501:循环油浆总管-1进入3台串联的蒸汽发生器(2、3、4)，通过产生蒸汽进行热量交换，使循环油浆温度降到250?280°C经250?280°C循环油浆总管-5排出。每台蒸汽发生器循环油浆进出温差只有20?30°C，而常规并联方案蒸汽发生器进出温差70?100°C，进出温差降低了 50%?70%。
[0019]参见图2，300?350°C循环油浆经300?350°C循环油浆总管-1进入系统，然后分为2路；第I路3台串联，300?350°C循环油浆经I路300?350°C循环油浆-1A依次进入I路循环油浆蒸汽发生器1-2、I路循环油浆蒸汽发生器2-3、I路循环油浆蒸汽发生器3-4，通过产生蒸汽进行热量交换，使循环油浆温度降到250?280°C经I路250?280°C循环油浆_5A、250?280°C循环油浆总管_5排出；第2路3台串联，300?350°C循环油浆经2路300?350°C循环油浆-1B依次进入2路循环油浆蒸汽发生器1_2A、2路循环油浆蒸汽发生器2-3A、2路循环油浆蒸汽发生器3-4A，通过产生蒸汽进行热量交换，使循环油浆温度降到250?280°C经2路250?280°C循环油浆_5B、250?280°C循环油浆总管_5排出。每台蒸汽发生器循环油浆进出温差只有20?30°C，而常规并联方案蒸汽发生器进出温差70?100°C，进出温差降低了 50%?70%。
[0020]参见图3，300?350°C循环油浆经300?350°C循环油浆总管-1进入系统，然后进入第I组_6，再分2路并联，I组I路循环油浆蒸汽发生器_9、I组2路循环油浆蒸汽发生器-9A，通过产生蒸汽进行热量交换，使循环油浆温度降到中间温度进入中间温度循环油浆管-8 ;然后进入第2组-7，再分2路并联，2组I路循环油浆蒸汽发生器_10、2组2路循环油浆蒸汽发生器-10A，通过产生蒸汽进行热量交换，使循环油浆温度降到250?280°C，经250?280°C循环油浆总管-5排出。每台蒸汽发生器循环油浆进出温差30?50°C，与常规并联方案比进出温差降低了 40%?50%。
【主权项】
1.一种防止高温换热设备管板开裂方法，包括换热设备、管程介质、壳程介质、管程介质进入、管壳程介质热量交换、管程介质排出，其特征是:将管程介质换热过程设计成2?4段顺序换热，使每段换热管程介质进入与排出温差降低，从而降低管板进入与排出区域温差及热应力，避免换热设备管板裂纹断裂。2.一种防止高温换热设备管板开裂装置，包括若干台2管程或耐高温单管程换热设备；将管程介质换热过程设计成I?4路并联，每路2?4台换热设备串联；或将管程介质换热过程设计成2?3组串联，每组I?4台换热设备并联。
【专利摘要】一种防止高温换热设备管板开裂方法，属于石油化工、热能利用、过程装备技术领域，用于解决高温换热设备管板裂纹断裂问题。包括换热设备、管程介质、壳程介质、管程介质进入、管壳程介质热量交换、管程介质排出，其特征是：将管程介质换热过程设计成2～4段顺序换热，使每段换热管程介质进入与排出温差降低，从而降低管板进入与排出区域温差及热应力，避免换热设备管板裂纹断裂。还提供了实现本发明方法的换热设备及其串联与并联方案。该方法和装置可使换热设备管板区域温差大幅度降低，避免因温差热应力过大导致管板裂纹断裂，尤其适用于催化裂化装置高温循环油浆换热、蒸汽发生器系统。
【IPC分类】F28F13/14
【公开号】CN105222637
【申请号】CN201410250824
【发明人】刘英聚
【申请人】刘英聚
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年6月9日