文档介绍：È
专家讲座乙烯工业
2010, 22( 2)
62~ 64
ETHYLENE IN DU STRY
乙烯装置裂解炉本体机械设计
郭玉萍
(中国石化工程建设公司, 北京, 100101)
摘
要: 对裂解炉本体各主要组成部分的机械设计进行介绍, 阐述了裂解炉炉本体机械设计的基本
原则, 以便对裂解炉炉本体的机械设计有一个简要的了解。
关键词: 裂解炉; 机械设计; 盘管; 耐火材料; 对流段模块
乙烯装置裂解炉本体是指本体壁板(包括加金的离心铸造管, 通过静态铸造的管件连接构成
强用的型钢)及以内的结构及附件。按位置分包辐射盘管(见图 1)。
括辐射段、对流段和烟道及烟囱; 按材料分则包括
盘管、钢结构、炉衬及附件。裂解炉本体的投资约
占整个裂解炉总投资的 30% ~ 35% , 是裂解炉的
重要组成部分。其机械设计直接影响到裂解炉的
投资和运行成本、安全可靠性等诸多方面。文中
仅简单地将各主要部分的设计原则和材料选用加
以介绍, 以便对裂解炉的本体机械设计有一个概
括性的了解。图 1
辐射盘管示意
辐射盘管的几何参数主要有长度、管间距、管
1
盘管径和构型。
裂解炉设有辐射盘管和对流盘管。盘管设计裂解炉辐射盘管在材质、长度、管间距、管径
的最小壁厚按照工艺介质的不同而采用相应的标和构型等均已确定的情况下, 影响炉管使用寿命
准, 通常按 SH /T 3037或 API S530的规定。的内在因素也即确定, 但并不是说仅这些因素起
1. 1
辐射盘管决定性作用。在使用过程中, 炉管的吊架设计和
裂解炉的辐射盘管是裂解原料发生化学反应燃烧的稳定性起着决定性作用。
生成裂解产物的部位。辐射盘管构型要求能适应设置辐射盘管吊挂系统, 除了平衡炉管及物
高温、短停留、高热强度和受热均匀等, 它是裂解料的重量外, 主要目的是消除在高温操作条件下,
炉的最核心的部分。不同的专利商选用的盘管构炉管产生的热应力等二次应力, 从而延长炉管的
型各不相同。通常需考虑材料、几何参数和吊挂使用寿命。
系统, 它们对盘管的使用寿命有决定性的影响。 1. 2
对流盘管
由于裂解炉辐射盘管长期在高温下工作, 即裂解炉的对流盘管其主要作用是通过加热或
使应力低于材料的屈服强度也会发生蠕变。因而过热工艺介质以回收高温烟气余热。同时, 完成
要求炉管材料具有强度高, 特别是高温持久强度;
良好的抗氧化、耐腐蚀性能、抗渗碳性能、高温组收稿日期: 2010 - 04 - 20。
作者简介: 郭玉萍( 1966 - ), 女, 北京市人, 1988 年毕业于大
织稳定性、热加工性能, 特别是可焊性; 经济合理。
连理工大学化工机械及设备专业, 现从事裂解炉机械设计工
通常材料选用 25C r- 35N i和 35C r- 45N i等高合作, 高级工程师。
第 22卷郭玉萍. 乙烯装置裂解炉本体机械设计
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对原料介质的汽化并达到进入辐射盘管的温度要
求。由于对流盘管采取分段回收热量, 分段越细,
即段数分得越多, 越有利于提高热效率。因此对
流盘管的材料选择涵盖了碳钢、铬钼钢、不锈钢。
个别炉型的最下段