炼油化工设备基础知识

炼油化工设备基础知识第一章液体输送设备第一节概述在石油和化学生产工厂，流体输送是必不可少的单元操作。执行输送工作的机器或设备称为“流体输送装置”。流体传动装置是石油、化学和其他领域最常用的机械设备。对生产上流体输送的要求大不相同，输送的流体流动和升力各不相同。各种流体，数千种特性的特性；温度、压力和其他操作条件也有很大差异。为了适应生产上的各种要求，输送机种类多，规格更广，像泵、风扇、压缩机等一般。泵通常是为液体提供能量的流体输送设备。离心泵是工业生产中应用最广泛的液体输送装置之一，具有广泛的性能范围、均匀的流量、简单的结构、可靠的运行和方便的维护。除了高压和低流量或测量常用的往复泵、包含液体气体时常用的涡流泵和容积泵、高粘度介质中常用的转子泵外，大多数情况下还使用离心泵。据统计，在石油和化学生产设备中，离心泵的使用量占总泵容量的70% 80%。第二节泵的分类和特性离心泵的类型包括：根据叶轮数，可以分为单级泵(一个叶轮)和多级泵(两个或更多叶轮，系列越多，叶越高)。根据叶轮吸入法，可以分为单吸(液体从一侧进入叶轮)和双吸(液体从叶轮两侧吸入，吸性能好，流量大的离心泵中发现更多)。根据泵壳剖分形式，可分为水平剖面泵和泵轴上的垂直剖面泵。泵壳的结构也可以分为蜗牛壳形泵壳和涡轮泵(叶轮周围有多个固定刀片的泵)。泵扬程的大小分为低压泵(小于20米的扬程)、中压泵(20-160米的水柱)和高压泵(超过160米的水柱)。根据泵速度的高低，分为普通离心泵和高速离心泵。桉木输送介质分为泵、轻烃泵、泵和防腐泵。用途可以分为供应泵、循环泵、回流泵、塔底泵或再沸泵、产品泵等。根据密封形式分为屏蔽泵、磁力泵、附加密封泵等。2.1离心泵分类根据离心泵的结构，请参阅表1.2.1表1.2.1泵按结构分类分类方法类类型特价陶瓷艺术按吸入方式单吸泵液体从一侧流入叶轮，具有轴向力图1.2.1双吸泵液体从两侧流入叶轮，没有轴向力，泵流量几乎比单个吸入泵增加两倍图1.2.2根据供水单级泵泵轴只有一个叶轮图1.2.1多级泵在同一泵轴上安装两个或更多叶轮，液体依次通过每个叶轮，系列越多，叶越高图1.2.3按泵轴方向卧式泵轴水平放置图1.2.1、1.2.2、1.2.3立式泵轴垂直于水平面图1.2.4按抽壳样式分段泵外壳被分割成垂直于轴的平面，线束段和线束段之间用长螺栓连接图1.2.2中间型泵薄壳在穿过轴心线的平面中分割蜗壳泵具有螺旋压力室的离心泵，例如典型的端吸悬臂离心泵图1.2.1特殊结构潜水泵制作泵和马达浸入水中液体泵泵浸入液体中图1.2.4管道泵泵用作管道的一部分，安装时无需更改线路屏蔽泵(磁力泵)叶轮与电机转子相结合，位于同一个密封外壳内，或者以磁力传动方式将密封改为静态密封，属于泄漏泵，不使用密封结构图1.2.5图1.2.1单级单吸卧式泵图1.2.2双吸油泵1-泵盖；2-泵壳；3-叶轮；4轴；5密封环；6-套筒；7-密封部件；8-轴承图1.2.3多级泵1-吸入段；2-中间；3-平衡盘；4轴；5-轴承；6-一级叶轮；7-密封环；8-最终叶轮；8密封组件图1.2.4液体泵根据离心泵的工作介质，见表1.2.2。表1.2.2按工作介质分类类类型特价泵清泵铸铁泵，最常用的离心泵作为填料密封锅炉给水泵(1)泵的压力高，必须保证法兰连接的紧密性。(2)防止泵入口发生汽蚀，过流部件应使用耐腐蚀性和电化学腐蚀的材料。(3)防止温度变化引起不均匀变形热水循环泵(1)需要高吸气压力、高温度、稳定泵强度；(2)充电器在高压和高温下，所以要考虑减压和冷却。(3)使用端吸悬臂泵时，由于轴向推力大，轴承需要可靠性凝结水泵(1)需要泵的汽蚀性能，通过添加诱导轮或增加叶轮进口直径和宽度，经常提高泵的汽蚀性能。(2)泵运行容易发生气穴，过流部件有时使用硬质合金、磷青铜等抗气蚀材料。(3)充电器在负压下工作，应防止空气入侵油泵通用油泵(1)石油易燃易爆，泵密封性能好，经常使用机械密封、防污马达。(2)泵的材料和结构应考虑内耗和耐磨性。(3)为了确保泵的持续稳定运行，必须采取特殊的冷却、密封、冲洗和润滑等措施冷泵粘度 20m m2/s (20cst)需要考虑粘度对泵性能的影响热泵(1)考虑到各构件的热膨胀，必要时应采取隔热措施。(2)采用高温材料的过流部件；(3)第一级叶轮的吸力性能要优。(4)轴承和轴密封必须冷却。(5)打开泵之前需要预热(通常通过热油循环加热添加热泵，一般泵体温度不能低于入口温度40 )液态烃泵(1)泵吸压力高，泵体的强度和密封性必须得到保证。(2)第一级叶轮的吸力性能要优。(3)液态烃泄漏容易发生结冰，对轴封要求高，不允许泄漏。(4)泵内部必须防止液体碳氢化合物的气化，并保证气体分离。(5)选择电动机时，应考虑装置开始试验运行时的功耗，或采取限制泵试运行流量的措施，以免电动机过载渣浆泵(1)介质中有固体颗粒，过流部件应使用具有耐磨性的材料和结构。(2)为了防止固体颗粒进入轴密封，如果颗粒较少，则使用压力高于密封腔的清洗液冲洗轴密封，如果颗粒较多，则使用叶轮(或后叶片)和填料密封轴密封结构防腐泵一般特征：(1)用于运输酸、碱和其他腐蚀性化学药品，过流部件必须使用防腐材料。(2)必须在结构上考虑防腐蚀构件(如支架)的防腐蚀。(3)密封环间隙必须大于泵。(4)液体温度增加，应避免在小流量下工作，以免腐蚀加剧。(5)停车时要及时关闭吸气阀，或者使用停车密封，以免介质离开泵体。防腐金属泵(1)必须根据典型的耐腐蚀金属泵、介质特性和温度范围选择不同的材料，该泵具有普通铸铁、高硅铸铁、不锈钢、高镍合金钢、钛及其合金等过流零件材料。(2)高镍合金钢、钛及其合金的高价格一般应避免选择。(3)耐腐蚀金属泵通常比非金属泵具有更好的温度、压力和操作稳定性非金属泵(1)非金属泵过流部件的材料包括PVC、FRP、聚丙烯、F46、氟合金、PVDF、超高分子量聚乙烯、石墨、陶瓷、玻璃衬层、玻璃等。根据介质的特性和温度范围，必须选择不同的材料。(2)非金属泵等耐蚀性比金属好，但非金属泵的耐热性和耐压性一般不如金属泵。常用于流量不大、温度低、使用压力低的情况杂质泵(1)携带固体颗粒的浆、浆、污水、残渣的泵总是称为杂质泵。过流部件应使用耐磨材料和结构。(2)采用宽旁路防止堵塞，叶轮叶片数少，采用开式或半开放式叶轮。(3)轮轴密封应防止固体颗粒的侵入，如果颗粒少，可以用注入比密封腔更高压力的清洗液冲洗轴封。如果有很多粒子，可以使用带有辅助叶轮(或后叶片)和填料密封(或冲洗机械密封)的轴密封结构第二章气体压缩和运输设备第一节压缩机的分类及应用石油化学工厂广泛使用气体压缩机来输送气体，增加气体的压力。压缩机可根据种类分为速度型和体积型两类。图2-1所示。图2-1压缩机分类速度式(也称为涡轮)压缩机依靠高速旋转的工作叶轮，将机械能传递给气体介质，将其转换为气体的压力能。容积压缩机依靠体积的周期性变化实现气体的加压和输送。根据氢压缩机、空气压缩机、裂解气体压缩机、乙烯压缩机等用途分类。出口压力PD可以分为风扇、PD (0.0142 MPa)。鼓风机，0.0142 MPaPD0.245 MPa；压缩机，PD0.245 MPa压缩机由于原理和结构上的差异，性能特性不同，各种压缩机的适用范围见图2-2。第三章汽轮机基础第一节概述一、概述蒸汽轮机是用蒸汽操作的一种旋转热源动力，具有功率高、效率高、结构简单、脆弱的部件少、运行安全、调节速度容易、振动小、噪音小、防爆等优点，并且炼油厂充分利用炼油工艺的余热，以机械泵的动力生产蒸汽，综合利用热能的优点。由于这种优点，蒸汽轮机在炼油厂得到了广泛的应用。二、汽轮机的种类汽轮机的种类可以根据其工作原理、性能、结构特点等分类如下。分类名字说明根据工作原理分成脉冲式汽轮机蒸汽主要在喷嘴叶栅处膨胀反动式汽轮机蒸汽在静态级联和动态级联中膨胀按存在的级数分割单级涡轮流动部分只有一个级别多级汽轮机流部分包含两个或多个标高蒸汽沿汽轮机内部流动的方向分流轴流式水轮机蒸汽流动方向平行于轴径向汽轮机蒸汽流动方向垂直于轴日间流动涡轮蒸汽流动方向沿圆周流动根据汽轮机热力系统的特点分类冷凝汽轮机排气压力低于大气压力萃取背压涡轮排气压力高于大气压力，中间有蒸汽背压涡轮排气压力高于大气压力按用途划分电站汽轮机用来发电工业汽轮机用于驱动泵、压缩机泵船用汽轮机作为船的动力装置汽轮机引起的蒸汽压力分数低压涡轮1.2-1.5 MPa中压汽轮机2-4 MPa二次高压汽轮机5-6 MPa高压汽轮机6-12 MPa超高压汽轮机12-14 MPa根据转速除以低速涡轮N 3000旋转/分钟第四章热交换设备热交换器或热交换器是石油、化学、生产的重要化学设备之一。它在石油、化工工厂建设总投资中约占20%，在整个工厂的化工设备总重量中约占40%。第一节换热器分类及工作原理1、换热器分类将温度高的热流体的热量传递到温度低的其他冷流体的装置称为传热装置。温度不同的两种流体通过热的交换冷却一种流体，加热另一种流体以满足各自的要求。传热装置的形式也很多，按用途分为加热器、冷却器、冷凝器、再锅炉的出现。主要用于加热材料的加热器。利用水冷却材料被称为分馏塔的蒸馏线冷却器等冷却器。热流体是气体，传热后凝结成液体，称为分馏塔塔塔、塔、汽油、冷凝器等冷凝器；液体加热蒸发成气体，称为再沸器或汽化器。根据换热器的结构，可分为管换热器和板换热器。管换热器的传热表面由管表面组成。这意味着管壁(如三维布管、套管、翅片管等)在冷流体和冷水流体之间形成。板式换热器的传热面由板面组成。也就是说，温热流体之间有螺旋板、平板等板间壁。传热设备的常用材料主要是钢，其次是铝、铜等。还有用非金属材料(如石墨、特氟龙等)制造的传热设备，大部分具有高耐受性、低温和耐蚀性等特殊特性。第二节完整结构和shell路径典型的管壳式换热器如图6-2、6-3所示，每个引出序号对应的零部件名称列在表6-2中。图6-2 AES，BES浮头换热器(有关部件名称，请参阅表6-2)图6-3bem垂直固定管板换热器(有关部件名称，请参阅表6-2)表6-2组件名称我们把有管道和出口的一侧称为前端管箱(在浮头换热器中也称为固定端管箱)，另一侧称为后端(或者在背面有管道出口的情况下)。图6-2是水平浮头换热器。图左侧的固定端管盒部分表示以中心线为边界的两种不同结构。上半部是平盖管盒，平盖用法兰连接到管盒，可以拆卸。下半部分是头管盒，头不能单独分解。圆6-3是垂直固定管板换热器。管壳式换热器使用多个挡板(图6-2引出序号11)，允许壳流体通过管束依次流动，并允许与管内流体充分错误流动的传热。挡板管孔和热交换管之间存在间隙，因为结构和制造原因，挡板和外壳之间存在间隙。此外，换热管不能完全均匀地排列在管板上，与外部周或管路的分割隔板相对应的地方更为稀薄。因此，壳流体除了管束的主流(第一流径b(参见图6-4)外，还有四个泄漏流和侧流径a、c、e、f。这种流向炉的流体与热交换管接触少，传热条件不足，影响了整个热交换机的效率。图6-4 shell路径第五章塔式设备第一节概述在石油炼制产业中，各种塔式设备占重要地位，塔式设备的性能对整个设备的产品质量、生产能力、能源消耗、3废处理及环境保护有很大影响。塔设备经过长期的发展，为了满足各方面的特殊要求，形成了很多种形式的结构。从不同角度对塔式设备进行分类，以便于比较。塔式设备的用途可以分为：1.分馏塔也称为精馏塔，精炼厂的分馏塔也称为精馏塔，其作用是分离液体混合物的各种成分。像往常一样，减压装置大气压力塔和减压塔、加氢裂化装置主汽提塔和分馏塔等可以将原料油分为汽油、石脑油、煤油、柴油和润滑油等产品。2.吸收塔，可拆卸塔通过溶剂溶解，吸收气体的塔是吸收塔；吸收液通过加热等方式释放熔化的气体，称为解吸塔。催化裂化装置的吸收解吸塔、加氢裂化装置的燃料气体脱硫塔、溶剂再生塔等。3.萃取塔通过溶剂选择性溶解液体混合物的特定(部分)成分，萃取塔称为萃取塔。4.洗涤塔水去除气体中的无用或固体灰尘