裝置電氣儀表基礎知識培訓教材正稿

2021-03-04 02:01:55 字數 4271 閱讀 7775

目錄第一章化工裝置第2頁

第一節塔器第2頁

第二節加熱爐第6頁

第三節換熱裝置第8頁

第四節容器第10頁

第五節幫浦第11頁

第六節壓縮機第16頁

第七節化工裝置材料第18頁

第八節問答題第23頁

第二章電氣、儀表第24頁

第一節電氣概況第24頁

第二節電氣基礎知識第30頁

第三節常用電氣基本操作第38頁

第四節儀表自控基本知識第40頁

第三章思考題第頁

第一章化工裝置

第一節塔器

塔器是化工生產中實現氣相和液相或液相和液相間傳質的最重要的裝置之一,設計壓力低於10.0mpa(包括真空),設計溫度高於-40℃低於550℃。在塔器中所進行的工藝過程雖然各不相同,結構型別各異,但總的來說僅可劃分為板式塔和填料塔兩大類。

不論板式塔或填料塔,從裝置設計的角度來看,其基本結構可以概括為:塔體,包括筒節、端蓋和聯接法蘭等;內件,指塔板或填料及其支撐裝置及噴淋裝置;支座,一般均用裙式支座;附件,包括人孔、進出料接管、各類儀表接管、液體和氣體的分配裝置,以及塔外的扶梯、平台、保溫層等。

塔按內件分為板式塔和填料塔。下面以板式塔為例。

1.1.1 塔體(筒體、封頭、聯接法蘭等)

(1) 筒體:筒體由數段筒節拚焊而成。常用來製造筒體的材料有16mnr,20r,有時用0cr18ni9ti以及復合鋼板。

(2) 封頭:常見的壓力容器的封頭又稱端蓋,有半球形、橢圓形、蝶形、錐形及平板等。在實際生產中,大多數塔器採用橢圓形封頭,而半球形封頭受力最均勻,因而常用在高壓容器上;平板封頭應力突變最大,一般應用於常壓容器。

1.1.2 內件〔塔盤、各種氣體液體出入管、除霧器、擋板及過濾器等〕

塔盤結構型式很多,常見的有圓形泡罩、槽形泡罩塔盤,s型塔盤,舌型塔盤,浮閥塔盤,浮舌塔盤,浮動噴射塔盤以及篩孔塔盤,在石油、化工中,用的較多的是圓形泡罩、浮閥、浮舌和篩孔等幾種。這裡就主要介紹浮閥和篩孔塔盤結構。

(1) 浮閥塔盤:浮閥按其結構又分為兩大類:一是盤狀浮閥,也就是浮閥是圓盤形,塔板上開圓孔,三條腿固定浮閥公升高位置,另外是十字架固定公升高位置,其中以fi型為多。

另外一種是條狀浮閥,是帶支腿的長條片,塔板上是長條孔。

浮閥的特點是:操作彈性大,最宜工作區範圍大,由於氣體從浮閥下吹出是靠近塔板處水平吹入液層內;因此霧沫夾帶也小,氣體流量可提高,生產能力大;由於塔板上只有浮閥片,流動障礙少,所以液面落差也少;全塔盤鼓泡均勻,效率可提高;另外還有壓降較小,結構簡單,安裝方便,造價低等一系列優點。

對於浮閥塔板的結構型式可分為兩種,一種是整塊式;另一種是分塊式,對於實際使用的塔盤,特別是煉油工業常採用分塊式,而整塊的僅用於塔徑較小的塔。分塊式塔盤都可以從人孔中進出,以便於安裝和檢修。在塔內圓周上每隔一定距離焊有支承圈,用以支承塔盤。

塔板通過螺栓聯接或特製固定件與支承圈相聯,塔盤之間通常採用螺栓或卡子互相聯接從而組成整塊塔盤。

從塔盤液體流向來看,塔盤可分為單流式和雙流式塔盤。單流式適用於塔徑較小的塔;一般塔徑為φ200~φ2400mm時採用單流式;當塔徑在φ2000mm以上時可用雙流式。

板式塔填料塔

塔的結構簡圖

常用的分塊式塔板有自身梁式和槽式兩種結構,自身梁式塔板的連線分為與支承圈的連線、塔板與塔板之間的連線。常用的塔盤緊韌體有卡子、螺栓和龍門鐵。卡子由下卡(包括卡板及m10螺栓)、橢圓墊板及螺母等零件組成,當擰緊螺母時,通過橢圓墊板和卡板把塔板緊固在支援圈或支援板上,為便於安裝,塔板上的卡子孔通常開成長圓形,塔盤板之間也可用m10螺釘直接相連。

龍門鐵結構可用於塔盤板之間、塔盤板與支援圈或支援板之間的連線,其結構型別甚多,它具有結構簡單、製造方便、能節省不鏽鋼等優點,但安裝時要施焊,拆卸時要鎚擊,因此不宜用於易燃易爆及腐蝕的介質。

槽式塔板與支援圈連線結構與自身梁式大致相同,而槽式塔板的連線則採用螺栓連線。螺栓若在上面,即為上拆結構;若在下面,即為下拆結構,有的可做成上下可拆結構。

(2) 篩孔塔盤:篩孔塔盤的結構很簡單,就是在鋼板上鑽了許多三角形排列的小孔, 小孔直徑在φ10~φ25不等。氣流從小孔中穿出吹入液體內鼓泡,液體以橫流過塔板從降液管中流下,這種塔盤開孔率、生產能力也可較大,氣流沒有拐彎,壓降也較小,塔板上無障礙物,液面落差較小,鼓泡可以較均勻,但它的操作彈性小,氣流負荷變小時,就易洩漏,效率下降。

在塔板上,篩孔的排列一般採取順排和叉排兩種方式。整個篩孔塔板由一塊塊矩形板組合而成,每塊塔板由人孔送入塔內進行組裝。

1.1.3 支座

裙式支座由裙座體、基礎環板、螺栓座、基礎螺栓等部分組成。裙座體一般有圓筒形和圓錐形兩種。

1.1.4 附件(人孔、各類進出料接管及儀表接管、塔的外平台等)

(1) 人孔:對於塔徑較大的塔,為了方便檢修,對裝置內部進行清洗、安裝及拆卸內部部件,在塔上常開設有人孔。人孔的結構一般分為圓形和橢圓形兩種,圓形人孔製造方便,因此應用較廣泛;橢圓形人孔製造較困難,但它對壓力容器的器壁削弱較小,為減少對器壁的削弱和減少密封面,人孔尺寸盡量要小,目前所有人孔已標準化,其大小為400,450,500,600mm這四種。

(2) 接管:為控制操作過程,需測量溫度、壓力及液面等,在容器上裝有安裝這些儀表的接管,此類接管直徑都較小,因此一般採用帶有內、外管的短接管直接焊接在裝置上,這些接管常採用與塔體材質相同的材質來製造。

煉化部丁二烯裝置的2#常減壓的常減壓塔和1#芳烴裝置的1#常減壓的常減壓塔的結構形式就如圖所示的板式塔。

煉化部共有各類塔器286臺,包含各種型別的塔。常減壓裝置中的減壓塔是比較典型的一種。減壓塔的功能是用來分餾粗餾塔中沸點高於大約7000f (3700c)的烴類。

減壓塔的壓力,在汙重油收集盤下,可降低到大約1.0磅/平方英吋(絕對壓力)。從粗餾塔塔底到粗餾塔的總壓力降為28.

7磅/平方英吋(絕對壓力)。這樣大的壓力差能使大量的烴類在減壓塔塔頂內蒸出來,而塔底溫度,可維持在不超過730~7800f,這要由所進的原料來決定。為了從塔底中更好地取出有用的產品,以及生產出有良好針入度的瀝青,可以從塔底集油槽匯入汽提蒸汽,來降低塔底液的分壓。

與大多數的分餾塔相比較,減壓塔的進料管是很大的。這是由於低壓,使減壓塔進料幾乎大部份被汽化了。同樣還需要使用一種叫切線分配器的特殊分配器,使進料發生旋轉,避免分配器上部的裝置由於原料進入低壓的減壓塔後急劇膨脹而造成損失。

減壓塔的內件按最小壓降來設計。汙重油收集盤、格柵板和破沫網是貫穿整個塔橫截面的內件。格柵板和破沫網使夾帶在快速上公升的氣體中的液滴凝聚而得以去除。

噴淋分配器有助於格柵板和破沫網的去除液滴的作用。在減壓塔內設有塔板,所謂的塔板僅是一種間隔排列的擋板。擋板的邊緣鑽有孔,並有金屬網路加強。

擋板交錯安裝,對凝液有一種階梯效應。熱氣體通過階梯使液體中低沸點組份在次氣化。收集盤設計成為在側線切割料抽出幫浦進口液體中不含有氣體。

在幫浦啟動時,將不凝性氣體排放回塔內,這將極大地有助於幫浦的啟動。當幫浦運轉正常時,將排放關閉。減壓塔的頂部是鍛成直徑縮小的,因為在頂部物料的流動比塔的側線要少些。

事實上,原料中如果輕餾份過多,或塔底料由於熱裂解生成的輕餾份過多,會使得對減壓塔抽空並維持減壓塔低壓的真空噴射幫浦負荷過重。減壓塔一般設計成能承受內壓50磅/平方英吋(表壓)(3.5公斤/厘公尺2)和絕對外壓14.

7磅/平方英吋。為了加強塔壁承受這二個壓力,採取了加強肋措施。就是每隔幾英呎圍繞塔身焊接乙個加強圈。

在2號乙烯70萬噸改造專案中引進一種波紋篩板塔,波紋篩板塔是s&w公司專利塔盤,該塔盤塔徑小通量大的優點。波紋板顧名思義是波紋形狀的塔板,在波紋的波谷和波紋上開有小孔,也就是說把開孔的平板軋制成波紋板,若干個小塔板組裝成乙個完整塔板。

① da-2135 急冷油塔

該塔的作用與da101的作用相同,都是分離裂解氣中的重組份,產出急冷油和燃料油。現將da2135與da101作一下比較,從中找出兩者的差異。

從外形上看,兩塔塔徑相同,不過da2135上部6200mm段塔徑小400mm,從高度上看,da2135比da101高5850mm。

從內部結構看,da2135不用傳統的浮伐塔板和折流板,而用先進的不結垢、無活動部件的波紋篩板,不會出現類似浮閥沖掉現象。由於塔板結構不同,所採用的回流進料管的形式有差異。

② da-2140 急冷水塔

急冷水塔的作用是把從急冷油塔塔頂來的裂解氣中的c1~c4分離出來,進入裂解氣壓縮區,而塔釜的水與烴類分層,水用於換熱網路系統,使熱量充分利用後返回急冷水塔,烴類汽油一部分用於急冷油塔塔頂回流,其餘部分作為精餾汽提塔的進料。現將da2140與da104作一下比較。

從外形上看,新塔塔徑小於老塔,但新塔比老塔高出9550mm。

從內部結構看,da2140不用傳統的浮伐塔板與填料想結合的塔型,而是採用先進的波紋篩板塔板,不會出現類似浮閥沖掉現象,由於塔板結構不同,10#與11#塔板之間的進料管結構形式是枝狀形,而5#~6#塔板之間的進料管結構形式是指狀形。da2140塔釜設有v型擋板油水分離器,而da104塔在塔外設fa120油水分離器。

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