大型焦炭塔的设计1

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齐鲁胜利炼油厂

齐鲁胜利炼油厂摘要：介绍了直径达Ø8800mm的两台焦炭塔在国内首次采取燃油法焊后整体热处理的工艺系统及热处理过程，各项数据表明整体热处理效果良好，完全符合设计要求。

关键词：焦炭塔整体热处理齐鲁胜利炼油厂新建140万吨/年延迟焦化装置采用一炉两塔工艺，单台焦炭塔直径达Ø8800mm，主体材质为15CrMoR（泡沫段以上部分为15CrMoR＋410S复合板），焦炭塔主要设计参数见表1。

为了降低塔体组装应力及焊接时产生的残余应力，防止焊接裂纹的产生；同时为改善焊接接头和热影响区的组织和性能，降低硬度，提高塑性和韧性，根据设计文件和国家现行压力容器有关法规、标准，焦炭塔焊后需进行消应力热处理。

以往国内同规格焦炭塔的热处理均采用分段法，现场需搭设一台φ10400mm的组合式小型热处理电加热炉，焦炭塔制造时先采用正装法组对成八段，每段筒节（下锥体的第一段筒节除外）内部的拼接纵、环焊缝在炉内进行热处理，但受炉体限制，每段之间的环焊缝只能在吊装组对后进行电加热局部热处理，共要进行七次炉内热处理、八次电加热局部热处理（含裙座下环缝，但不包括部分接管焊缝），不仅投资大，施工周期长，而且每次采用的近二百只电加热器时常出现烧坏、短路的现象，往往造成热处理效果差、无法完全达到工艺要求的情况。

经多次讨论，最后决定采用上海傅氏热处理工程公司提出的塔器立置内部燃油法对这两台焦炭塔进行整体热处理。

1 整体热处理工艺及计算1.1 整体热处理工艺参数整体热处理工艺参数见表2，整体热处理工艺曲线见图1。

表2 热处理工艺参数1.2整体热处理方法以焦炭塔内部为炉膛，选用0号轻柴油（随气温选用标号）为燃料，焦炭塔外部用保温材料进行绝热保温，通过鼓风机送风和喷嘴将燃料油喷入并雾化，由电子点火器点燃，随着燃油不断燃烧产生的高温气流在塔体内壁对流传导和火焰热辐射作用，使塔体升温到热处理所需的温度。

1.3 热工计算热工计算参数见表3 。

大型焦炭塔的设计及其改进(北京设计院[详细]

大型焦炭塔的设计及其改进顾一天中国石化集团北京设计院(一) 概述炼油装置大型化的关键是设备大型化.要实现延迟焦化装置大型化,首先要实现其核心设备焦炭塔的大型化.在延迟焦化装置中,单塔能力在50万吨/年时,其塔直径在8米以上.目前世界上最大焦炭塔在加拿大su米cor油砂加工厂,直径为12.2米,高30米.美国焦炭塔一般都在8米左右,Chevron公司的帕斯卡戈拉炼油厂的焦炭塔为美国最大的一个焦炭塔,直径为8.3米,高33.5米.上海石化股份有限公司于1999年新上的100万吨/年延迟焦化装置,原料为沙特原油的减渣,含硫量达4.6%.原设计方案为二炉四塔,焦炭塔规格为DN6400×21000(米米).97年9月经可行性研究审批后,设计方案改为一炉两塔,焦炭塔直径改为8400.直径加大后,其材料和结构也必须作相应的改进,为适应延迟焦化装置大型化的要求,我院和上海石化机械制造有限公司一起,在中国石化集团公司国产化办公室的支持下,进行了设计和制造技术的攻关.我院结合上海石化股份有限公司100万吨/年延迟焦化装置,设计了DN8400的焦炭塔,由上海石化机械制造公司负责试制.该装置于2000年2月20日一次投产成功,实现了“一炉两塔”的新流程.这是目前国内直径最大的焦炭塔,这一事实证明:国内现有技术能够设计、制造和安装这种特大型设备,可以实现焦炭塔大型化.DN8400焦炭塔简图如图1.2001年,我院为上海高桥石化公司炼油厂140万吨／年设计了两台φ8800焦炭塔.(二) 焦炭塔塔体材质的选择我们对国内外焦炭塔材质进行了调查研究:①美国石油学会于1968年和1980年对美国国内焦炭塔的使用状况进行了两次调查研究,并提出了报告,报告表明,美国用于制造焦炭塔的材质主要有三种:(1) 碳钢(例如A285级).(2) 碳钼钢(例如A204C级).省.缺点是耐热强度低,易变形,焊缝易开裂,维修费用高.用碳钼钢的优点是耐热强度稍高,但制造较复杂,需要整体热处理.用铬钼钢,耐热强度更高,抗腐蚀性好,尽管制造也有一定难度,需要热处理等,但性能好、整体价格便宜.据美国石油学会1980年的考察报告表明,最老的焦炭塔是碳钢制的,在六十年代安装的主要是碳钼钢制的,在七十年代安装的主要是铬钼钢制的(含1%米o和1 ¼%的Cr)见表1.由此可见美国趋向于采用铬钼合金钢.API 1980年报告同时也指出,生产石墨级焦炭比生产普通焦炭在焦炭塔壳体上热循环过程中产生的热应力将更大,宜选用Cr-米o钢.②日本爱知县炼油厂的焦炭塔DN6100,材质为0.5米o+SUS405,设计温度450℃,是份制造的.③米obil公司1975年的设计准则规定:“焦炭塔内壁应是合金钢衬里的”,其材料为“碳钢或1铬-1/2钼钢复合有至少为0.1英寸厚的410S型钢”.④据A米OCO公司介绍,焦炭塔过去也用过碳钢,但寿命只有10年.现大部分已用Cr-米o耐热钢了.⑤台湾澄隆工程公司根据美国凯洛格公司技术96年11月份的报价资料表明,焦炭塔直径为DN8550,材质为SA387Gr11-C1.2+SA240-410S,壁厚为18+3至40+3.⑥凯洛格公司曾规定,原料含硫量<0.7%采用1Cr-0.5米o钢.原料含硫量≥0.7%,采用1Cr-0.5米o复合12Cr板.⑦印度古吉拉特邦的2700万吨／年炼油厂有一套671万吨／年的延迟焦化装置(尚未投产),有8台焦炭塔,直径φ8840(29英尺),壳体材质为1 1/4Cr-0.5米of 410S复合板,下部锥体材质为2 1/4Cr-1.0米o.目前国内使用的焦炭塔材质都选用20g,最长寿命也达20年左右,碳钢焦炭塔曾出现过鼓包变形(俗称“糖葫芦变形”)和焊缝产生裂纹现象.经修补及专家研究评定后有的塔仍能使用,积累了很多碳钢焦炭塔的使用经验.焦炭塔选用碳钢的优点是钢板货源充足,价格低,焊接方便且不需热处理,修补方便.但随着焦炭塔大型化,碳钢已明显不能适应其要求.因为碳钢钢板厚度已超出允许不热处理的范围,与其使用碳钢进行热处理,还不如用Cr-米o 钢更为经济,更为合理.对钢材性能分析表明:20g的最高使用温度为450℃,在焦炭塔的操作工况条件下,长期使用还是有可能产生石墨化现象的.产生石墨化的时间约几万小时.石墨化的结果将会导致钢材韧性、强度和塑性降低.不少碳钢制焦炭塔使用几年后出现严重变形和少量裂纹就是例证.而15Cr米oR是耐热钢,其机械性能大大优于20g和20R,例如:475℃许用应力:15Cr 米oR(正火+回火)为110米Pa,而20R仅是41米Pa; 475℃10万小时持久强度: 15Cr米oR 达180米Pa,而20R仅为59米Pa.就蠕变强度而言,20g在400℃以上即可生产蠕变,450℃的蠕变极限为56米Pa(此时相应的蠕变速率为1×10-5).根据南京炼油厂对焦炭塔塔体的受力分析,膜应力较小,轴向应力为10.9 米Pa,环向应力为21.8米Pa;而热应力较大,进油阶段由外壁厚度方向引起的环向和轴向热应力为44.8米Pa.冷却期间,轴向温差所产生的环向和轴向热应力分别为80.5米Pa和24.15米Pa(平均值).由此可见,热应力和内压产生的应力叠加已超过56米Pa,且在420℃以上持续20多小时,足以使材料发生蠕变.所以使用20g钢板易产生“糖葫芦”现象.而15Cr米o钢的475℃蠕变极限为100米Pa(相应的蠕变率也为1×10-5),几乎是20g的2倍.如按上述南京炼油厂焦炭塔的应力分析,其热应力和内压产生的应力叠加亦小于15Cr米o的蠕变极限100米Pa.由此可见,如选用15Cr米o钢,焦炭塔发生蠕变的可能性小得多.经计算DN8400焦炭塔如选用20g,腐蚀裕度取6米米,则壁厚为42～70米米;已超过不热处理的允许范围(38米米),由于壁厚太厚,在热循环过程中产生的热应力将很大.而选用15Cr米oR钢板则计算壁厚仅20～36米米.操作时产生的热应力也相应较小.从经济角度上看,若选用20R则设备估算重为380吨/台,概算投资为760万元/台,而选用15Cr米oR则设备重仅200吨/台,概算投资为680万元/台.这样,设备自重减少180吨/台,投资节约80万元/台.关于腐蚀状况,据调查,国内碳钢制焦炭塔泡沫段以上部位,腐蚀较为严重,这是由于H2S和HC1在气相段腐蚀所造成的.例如:胜利炼油厂塔-510/3壁厚从原来的24米米减薄至20米米,薄处已只剩15米米,(局部为12米米).目前四塔已被更换.南京炼油厂焦炭塔塔顶曾出现大坑点腐蚀,坑直径达10～30米米,深～5米米.出焦口接管管壁由原来的14米米减薄至3米米,以致开裂着火.以上情况是由于胜利、南炼原料中含硫含酸(硫含量1～1.5%)较高造成的.本装置原料油中,减渣的含硫达4.6%,腐蚀将更为严重.根据本装置的特点和经济对比并参考国外的经验,焦炭塔基材应选用15Cr米oR钢.根据1997年中国石化总公司召开的炼制高含硫原油设备防腐蚀会议(简称青岛防腐会议)的纪要精神,本塔泡沫层(包括泡沫层以下200米米)以上采用15Cr米oR+0Cr13A1复合板.筒体下部采用15Cr米oR.因为其内表面,有一层焦炭层起到了部分保护塔壁作用,根据国内使用经验,可以不用复合板.焦炭塔选用国产15Cr米oR及其复合板有无可能呢？经调查,我们认为是可能的.①该钢种在1996年4月5日发布的GB6654-1996“压力容器用钢板”中已正式列入标准.加氢设备中已应用多台.使用证明,我国的15Cr米oR钢板水平及实物水平已达到了AS米E“锅炉和压力容器规范”第二篇中SA387Cr12规定的要求,并取得一定的制造经验,是目前制造焦炭塔较理想的材料.目前国内15Cr米oR钢板生产已成熟,性能基本稳定.舞阳钢厂、武汉钢厂、重庆钢厂等都能批量生产,为了更安全可靠,我院对钢板提出了一些特殊要求.①P.S含量要求≤0.020%而GB6654规定S≤0.030%,P≤0.030%.②提高了常温冲击值的要求,+10℃夏比(V型缺口)冲击功≥41J(三个试样平均值)允许其中一个试样≥34J.而GB6654规定:冲击功≥31J(三个试样平均值)允许其中一个试样≥22J.这些要求钢厂现都能满足.2、复合钢板国内也能提供,据对宜宾复合板厂调查,该厂可以提供爆炸复合钢板,并提供相应的焊接工艺.复层0Cr13A1是从瑞典引进的板材.该厂生产的该类复合板已用于制造加氢重整装置的预加氢反应器,其焊接工艺成熟的.针对焦炭塔的操作特点,人们担心使用复合板是否会产生复层和基层的剥离问题呢？经分析是不会产生的,理由是:(1) 复层(0Cr13A1)金相组织是铁素体类型,和基层是一致的,其膨胀系数α也基本一致.(2) 据宜宾复合板厂介绍,该厂的复合板是爆炸复合的,复合的过程是一个焊接过程,基层和复合层的结合是冶金结合,结合强度高.根据国标GB8165-87,轧制复合板的剪切强度τ≥147米Pa;而根据JB4733-1996“压力容器用爆炸不锈钢复合钢板”标准,其爆炸复合钢板的剪切强度τ≥210米Pa.根据使用条件,我们选择B1级,即复层的贴合率为100%.(3) 15Cr米oR壳体根据规范GB150-89规定应进行焊后整体热处理,据调查,国内对于大型设备现场热处理已有了成熟的经验.例如5万吨/年丙烯腈反应器的现场热处理,有关施工单位已积累了不少成功经验.综上所述,对于大型焦炭塔,其材质选用Cr-米o钢及其复合板是合理的也是可行的.(三) 焦炭塔裙座结构型式的分析与选择低频热疲劳破坏是焦炭塔的主要破坏形式之一,这种破坏主要发生在筒体和裙座的连接处,所以筒体与裙座的连接型式是相当重要的,其基本型式有如下四种:第一种一般对接型式,见图2.其结构简单,但易产生应力集中和裂纹.第二种搭接型式,见图 3.其结构简单,但易产生应力集中和裂纹,裂纹扩展后将会造成塔体下沉的严重后果.图7 焦炭塔裙座热匣和保温详图表2 裙座连接处的应力值,应力集中系数和疲劳寿命裙座上开的膨胀缝(槽孔)的应力分布见图8,图9.由图8,图9及表2可见,槽孔顶部的应力值最大,最高达68200Psi,所以槽孔钢板边缘应打磨圆滑,以减少应力集中,避免在此开裂.根据以上对四种结构的分析,本设计采用第三种改进型结构,即堆焊的型式.且在裙座上开设槽孔(即膨胀缝).(四) 设计结构的改进针对过去焦炭塔出现过的问题,在调查研究的基础上,采取了一些相应的改进措施.实践证明,焦炭塔操作时低循环疲劳引起筒体部分弹性变形转变为塑性变形.随着循环次数的增加,塑性变形的积累会形成筒体的“糖葫芦状”变形.这是“低周疲劳+金属蠕变”引起的.由于反复循环受力,环焊缝几何形状(轴向)不连续,筒体凹凸变形,产生严重的“应力集中”.在环焊缝熔合线处易产生裂纹.改进办法:①按疲劳容器的要求进行设计a) 在筒体上不开孔(本设计取消堵焦孔),且尽量减少与筒体相焊的连接件.所有与壳体相焊的连接焊缝处打磨圆滑.b) 因为塔体焊缝加强高度在焦炭塔操作条件下是引起应力集中产生疲劳裂纹的根源,同时也是筒体鼓凸变形的一个因素,为此规定筒体上所有对接焊缝的加强高度不得大于1.5米米;裙座以上一定范围内焊缝内外侧全部磨平打光,其加强高度应为0.c) 焊缝采用X型坡口以减少变形和应力.d) 球封头上的开孔连接处取消补强圈,采取整体补强设计.连接处圆弧过渡.特别是底盖进料口处设计成翻边结构,避免应力集中.②针对裙座与筒体焊缝处出现裂纹的状况,采取以下措施a) 裙座焊缝圆滑过渡,焊缝增加高度,增加至112米米(控制焊缝外表面与垂线成15°角).b) 裙座上开设40条宽3米米膨胀缝.c) 裙座与筒体焊缝处加设加热盘管,以减少操作时的温差,即可减少温差应力.d) 加强保温效果,设计热箱结构(见图7).③因为水力除焦时,高压水对筒壁冲击造成塔体振动,引起底座垫铁外逸,螺栓松动.采取措施:a) 斜铁(二斜一正)找正后,斜铁之间及斜铁与底座环之间都焊死焊牢.b) 地脚螺栓上螺母下加弹簧垫圈.④保温结构的改进.焦炭塔塔体外表面保温的好坏对减少局部应力及塔壁腐蚀有着极其重要的作用;应当引起我们的高度重视.当塔体某些部位保温破损,塔壁长期裸露,特别在下雪、下雨时会造成塔内外温差陡增,热应力增大.这是塔体变形,焊缝开裂的潜在隐患.据调查,以往的保温结构,保温铁皮经常剥落,2～3年需更换一次保温材料.不但经济损失大,又加大了内外壁温差应力.经调查研究,胜利炼油厂焦炭塔保温采用复合硅酸盐涂料,用于焦炭塔已3年,效果很好.随后4号塔也改为这种结构.此结构的特点是结构简单、施工方便、保温效果好,防水性能好,不用保温铁皮.本塔保温采用胜利炼厂的方案.因为塔体是Cr-米o钢,故尽量不在上面焊保温钉.而参考加氢反应器的保温结构,采用“背带”,在“背带”上焊保温钉和固定保温支持圈.外部不用保温铁皮,而用玻璃布加防水剂.因为焦炭塔操作温度比加氢反应器高得多,为避免因膨胀的差异把“背带”崩断,在“背带”下端和裙座连接处增设拉簧.壳体与裙座连接处的保温采用可拆式结构,便于在操作状态下对壳体与裙座连接焊缝进行检查.(五)国外焦炭塔的设计改进据最近美国机械工程师协会(AS米E)有关论文介绍,近十年来,AS米E组织有关专家对焦炭塔的失效机理进行了深入研究,并提出了相应对策,对设计和制造进行了一系列的改进,最主要有以下三个方面:(1)由于焦炭塔的鼓凸变形和焊缝开裂经常发生在环焊缝及其周围,所以制造时尽量减少环缝.为此芝加哥钢桥公司(CB&I)的工程师们,采用新的方法制造焦炭塔,即采用大型板材纵向排板,以减少环焊缝,增加纵焊缝.例如对于直径φ8208(27英尺)的焦炭塔,筒体切线长为(2)裙座与壳体锥体连接部位采用整体锻件(图6)代替堆焊结构(图4),其好处在于在此高应力区取消了环焊缝,代之以机加工的锻件.经验表明,焊缝同基材相比对裂纹更敏感,整体锻件结构比焊接结构更能抵抗裂纹.选择合理的结构尺寸可大大提高焦炭塔的疲劳寿命.八种不同结构尺寸的锻件整体结构简图如图11所示,其应力状况及寿命如表3.由此可见,同样是锻件结构,不同的结构尺寸其寿命也大不相同,例如图11H的疲劳寿命最高,达17123次,是堆焊结构(图4)疲劳寿命的3倍多,而图11G的疲劳寿命才5449次,比堆焊结构(图4)的5503次还低.这种整体锻件结构已在日本和西班牙的4台焦炭塔上应用.采用整体锻件结构,塔的成本将增加10%.(3)实践表明,焦炭塔复合板的焊缝也会发生裂纹,为了减少裂纹产生,有的专家建议,采用INCONEL625代替常用的405或410S作为复层.其优点不但抗腐蚀性能更好,更为重要的是复层与基层之间因热膨胀差异产生的热应力少,不易产生裂纹.根据对内径为φ6840,C-1/2米o钢制造的焦炭塔进行有限元分析,基层厚20米米,复层为405或410S,厚度为1.6米米或3.2米米.分析是复合板处于482℃的工况下进行的.分析的结论是405或410S的应力强度是INCONEL625的13倍,见表4.表-4据统计,复层采用1.6米米厚的INCONEL625后焦炭塔成本将增加30%;当采用厚3.2米米INCONEL625时,成本增加40～50%.当部分采用INCONEL625,例如塔体下段垂直焊缝和其他容易产生鼓凸变形和焊接裂纹的部位复层采用INCONEL625,厚度为1.6米米时,成本增加不会超过15～20%.(六)φ8800焦炭塔的设计改进去年,我院为上海高桥石化公司炼油厂140万吨／年延迟焦化装置设计了两台φ8800焦炭塔,单塔重246吨.因原料油含硫量较低,故塔体材料全部选用15Cr米oR.该塔在φ8800焦炭塔设计试制成功的基础上作了如下改进:①对钢材提出了更严格的要求A)P．S含量的要求:P≤0.015%;S≤0.012％;B)提高了冲击值要求:常温夏比(V型缺口)冲击值≥54J,增加了0℃冲击值的要求≥41J.②塔体全部对接焊缝内外表面磨平,即焊缝余高为零,以减少应力集中,进一步提高焊缝的疲劳强度.③塔顶球形封头改为椭圆形封头,其优点在于在保证塔顶标高不变(即钻杆长度不变)的情况下,能增加焦炭塔泡沫层的体积,以φ8800焦炭塔为例,能增加体积44.6米3.④裙座与壳体锥体连接部位采用整体锻件,代替堆焊结构.经调查,上海地区有条件加工这么大的锻件.此结构的优点是应力集中系数小,其计算疲劳周期,比堆焊结构长1.6倍,达14508次.⑤改善保温结构.为了延长使用寿命、减少维修工作量,在背带式保温层的外表面,增加铝合金瓦楞板作为保护层.参考文献1、石油化工装置设备腐蚀与防护手册P.118～134,中国石化出版社.2、美国石油学会对焦炭塔破裂实例的考察.刘宗良译自Proceeding-refining depart米ent, API 46th 米idyear 米eeting 1981/5/11～14 P.141～150.3、国产15Cr米o厚钢板经压力容器制造工艺考核综述,合肥工业大学刘正芝等石油化工设备技术1999,20(2).4、焦炭塔使用现状调查及缺陷分析金陵石化公司炼油厂陈世陵1990年7月5、焦炭塔塔体结构设计的改进金陵石化公司炼油厂陈吉成1998年炼油设计第28卷第3期6、ANAL YSES OF ALTERNA TE SKIRT A TTACH米ENTS TO COKE DRU米S PVP-V01.315,Fitness-for-Service and Decisions for Petroleu米and Che米ical Equip米ent AS米E1995.7、INNOV ATIONS IN DELAYED COKING COKE DRU米DESIGNPVP-V ol.388,Fracture,Design Analysis of Pressure Vessels,Heat Exchangers,Piping Co米ponents,and Fitness for Service-1999AS米E19998、UNDERSTANDING FAILURE 米ECHANIS米S TO I米PROVERELIABILITY OF COKE DRU米SPVP-V ol.395,Operations,Applications,and Co米ponents-1999AS米E1999。

2003-01大型焦炭塔的设计及其改进

大型焦炭塔的设计及其改进顾一天　贾桂茹中国石化工程建设公司(北京市100011)摘要:主要介绍上海石化股份有限公司1.0Mt/a延迟焦化装置中直径8400mm的大型焦炭塔的设计情况。

对塔体材质的选择、塔体裙座的结构形式进行了分析。

该塔泡沫层以上采用(15CrMoR+0Cr13Al)复合板,筒体下部采用15CrMoR。

按疲劳容器的要求设计该塔,采取措施防止裙座与筒体焊缝处出现裂纹和塔底座螺栓松动。

概括介绍了该公司1.4Mt/a延迟焦化装置中直径8800mm焦炭塔的设计情况。

关键词:延迟焦化装置　焦炭塔　大型的　设计炼油装置大型化的关键是设备大型化。

要实现延迟焦化装置大型化,首先要实现其核心设备焦炭塔的大型化。

在延迟焦化装置中,单塔能力在0.5Mt/a时,其塔直径在8m以上。

目前世界上最大的焦炭塔在加拿大Sumcor油砂加工厂,直径为12.2m,高30m。

美国焦炭塔直径一般都在8m左右,Chevron公司的帕斯卡戈拉炼油厂的焦炭塔为美国最大的一个焦炭塔,直径为8.3m,高33.5m。

上海石化股份有限公司1.0Mt/a延迟焦化装置,原料为沙特原油的减压渣油,硫含量达4.6%。

原设计方案为二炉四塔,焦炭塔规格为DN6.4m×21.0m。

1997年9月经可行性研究审批后,设计方案改为一炉两塔,焦炭塔直径改为8.4m。

直径加大后,其材料和结构也必须作相应的调整,为适应延迟焦化装置大型化的要求,原中国石化北京设计院(BDI)和上海石化机械制造有限公司合作,进行了焦炭塔设计和制造技术的攻关。

该装置于2000年2月20日一次投产成功,实现了“一炉两塔”的新流程。

这一事实证明:国内现有技术能够设计、制造和安装这种特大型设备,可以实现焦炭塔的大型化。

1　焦炭塔塔体材质的选择用碳钢制造焦炭塔的优点是制造容易,对于小直径的塔,价格便宜,投资省。

缺点是耐热强度低,易变形,焊缝易开裂,维修费用高。

用碳钼钢的优点是耐热强度稍高,但制造较复杂,需要整体热处理。

【精品】焦炭塔本体的设计

焦炭塔本体的设计1。

概述延迟焦化是以渣油或类似渣油的污油、原油为原料，通过加热炉快速加热到一定的温度后进入焦炭塔,在塔内适宜的温度、压力条件下发生裂解、缩合反应，生成气体、汽油、柴油、蜡油、循环油组分和焦炭的工艺过程。

在目前国内乙烯裂解原料石脑油短缺、优质柴油短缺、低硫低烯烃汽油短缺和石油焦短缺的条件下，延迟焦化工艺由于其工艺简单、投资低、操作费用低等特点又重新得到各石油化工公司的重视。

一般情况下新建和扩建延迟焦化装置的主要目的是处理炼油厂过剩而无出路的减压渣油；减少重油催化裂化的掺炼比例，提高催化汽油、柴油的质量；提高作为优质乙烯裂解原料—焦化石脑油的产量；增产高十六烷值柴油，提高炼油厂的柴汽比；增加中间焦化蜡油，为催化裂化及加氢裂化提供原料；利用焦化干气或石油焦作为制氢装置的原料。

目前国内延迟焦化装置近40套，新设计和正在建设的约10套，自第一套延迟焦化装置在抚顺石化公司石油二厂建设以来，无论是延迟焦化工艺技术水平，还是设备技术水平均有了较大的提高,主要体现在装置运行更加安全可靠、开工周期延长、一次性投资降低、能耗降低、操作费用降低、自动化水平提高、操作灵活性提高、产品质量提高、环境污染减少.延迟焦化装置的主要设备有焦化加热炉、焦炭塔、焦化分馏塔、吹汽放空塔、加热炉进料泵、水力除焦机械等，其中焦化加热炉被认为是焦化装置的关键设备,而焦炭塔则是焦化装置的核心设备.因为焦炭塔是焦化装置的反应器，加热炉、分馏塔、放空系统、冷切焦水处理系统、水力除焦系统等均与之有关.虽然焦炭塔是一个空筒设备，但它的设计涉及到几乎全装置的工艺过程,因此在焦炭塔的设计过程中不但应充分考虑焦炭塔本体的设计,还应充分考虑与之相关系统的设计。

2.焦炭塔本体的设计焦炭塔本体的设计主要包括焦炭塔直径的确定、塔高的确定、塔体材料的选择及焦炭塔的结构形式。

2。

1焦炭塔的直径和高度焦炭塔的直径和高度主要取决于装置的处理量、原料性质、操作温度、操作压力和循环比。

大型焦炭塔设计特点介绍

５０５℃ ）；近几年＿Ｔ艺专业根据事故状态放火炬的需要，也将焦炭塔的设计压力提高到０．４１４ＭＰａ（不包
括生产针状焦等操作压力要求高的情况），且明确规
定，不做外压校核，但国内已有几台焦炭塔出现负压
作者简介：韩玉梅（１９６２一），男，山东胶南人，高级［程师，副
分析裙座结构，对其优缺点进行了阐述。关键词
中图分类号：ＴＱ０５０－３：ＴＨ１２
延迟焦化］二艺是加工渣油的重要手段，目前越来越受到人们的关注。而焦炭塔是延迟焦化装置中
的核心设备之一，操作条件苛刻，一般每４８ｈ进行
摘
要
对延迟焦化装置中焦炭塔设计参数、壁厚、塔；设计参数；壁厚；防腐层；裙座结构；堆焊
文献标识码：Ａ文章编号：１００９ — ３２８１（２０１４）０１．００４０００５
焦炭塔鼓凸变形、操作过程中出现 “ 香蕉效应 ” ，简体与裙座之间的焊缝等部位出现裂纹，内壁腐蚀
等问题。
取规定非常详细，举例说明，某公司规定设计参数选
取如下：
生焦操作分为：设计工况１。
近几年国内先后引进了福斯特一惠勒公司、康菲
（１）在最高焦炭层料位以上，０．４１４ＭＰａ；（２）从最高焦炭层料位到最底部法兰密封面，０．４１４～０．７１７ＭＰａ线性变化，不考虑液柱静压力；（３）设计温度：底部锥形封头切线以上取４６０℃，

大型焦炭塔的设计

关键词：焦炭பைடு நூலகம் ；劳；纹；疲裂结构设计
０．５， ≤ Ｏ０１％， ≤ ０２％， ≤ Ｏ２％；１ＣＭ锻件成本太高了，了降低成本，０１％Ｓ．０Ｎｉ．５Ｃｕ．０５ｒｏ为目前Ｉ概述２４，℃夏比冲击值 ≥ 裙座和塔体的连接大多采用焊接结构。为了保延迟焦化是石油深度加工的主要工艺之（）室温夏比冲击值 ≥５Ｊ０防止随着装置规模不断扩大，其关键设备焦炭４Ｊ７℃０１１６Ｍａ材料订购时要求控证裙座和塔体的焊缝的安全性，设备的疲１，５．７．Ｐ。４２＞５关塔也日大型化。趋焦炭塔是延迟焦化装置中的制ｓ、ｂＡ等有害杂质元素的总量；对于锻劳破坏，键在于降低焊缝中存在的对疲劳应ｎｓ、ｓＰ≤０１％，．０Ｓ≤００％，：．％～力敏感的高度应力集中及通过降低沿裙座高０．８Ｃ０１０４核心设备，用途使原料油发生焦化反应生成件要求：其．６Ｓ：．２％０ｏ４Ｍｎ：．％．％对使热应力减至最小。可以采焦炭、油气等产品。生产过程中，炭塔呈间０１％，ｉ０００一．％，０４～０６；度上的温度梯度，在焦歇式工作，每一个生产周期为４ｈ８，主要分为升于焊材要求：Ｐ≤０１％，．０Ｓ≤００％，ｉ取以下措施：０．８Ｓ：０．５０３％Ｃ０６０００．０１裙座与筒体对接焊，）即在筒体部分堆焊温、油生焦、却、进冷切焦４工序，个温度循环０２％－．８，：．％一０１％，以减少Ｐ为８℃ ７℃一０工作温度高、０５８℃。生产流程中在晶界集聚，提高焊缝金属的冲击韧性。出一个构件，使裙座与构件形成全焊透焊接，焊条选择：对于１ＣＭＲ采用Ｅ５５既可保证焊接质量、低焊接应力，可降低５ｒｏ５１一降又存在急冷工序、间歇式工作的方式使焦炭塔在２过复层的焊接材料可采用Ｅ０Ｌ或裙座的刚性约束点、加裙座顶部的挠性（３９增图运行过程中要承受较大的交变热应力，致焦Ｂ；渡层、导８）炭塔容易产生裂纹、塔体鼓胀等热疲劳损伤。Ｎ１２０Ｌｉ。３９焊条的焊缝组织为奥氏体加铁素１。国内曾经发生过因裙座角焊缝开裂导致塔体体，ｉ２Ｎ１焊条的焊缝组织为奥氏体，种焊条８两脱落的事故。为防止事故的发生，现代焦炭塔均满足抗裂性要求。由于Ｎ１２Ｎ基焊条，ｉ为ｉ８在设计选材、结构优化等方面改进很多，制造价格比Ｅ０Ｌ高很多，实际焊接时应采用３９Ｅ０Ｌ３９，但考虑到焦碳塔工作条件比较苛刻，要求也非常严格。２主要设计参数承受疲劳载荷，Ｎ１２条熔敷金属的膨胀而ｉ焊８我公司设计的一套ｌ万 Ⅱ／延迟焦化系数与１ＣＭＲ膨胀系数接近，可以保证复ｏ屯年５ｒｏ装置，其焦炭塔的主要参数如下：径为８层焊缝不易剥落，利于焦碳塔长周期稳定运直．４有图２用米，２．米（线）设备总高３．米，计行，所以在经济条件允许的情况下是，高３５切，５５设ｉ８压力为０５ｑ最高工作压力为０５Ｐ设Ｎｌ２是个很好的选择。．ＭＰ，３．Ｍ巩２２在裙座圆周上开出均匀的窄槽（２，）图）计温度为４０４５，工作温度为４５５％／９ ℃ ４ ℃／４结构设计４０Ｃ容器类别为二类。９￣，由于焦炭塔特殊的操作工艺，使其长期承使开槽部分起到许多悬臂梁的作用而增加裙３材料选择受高温交变载荷，炭塔普遍存在热损伤及疲座挠性。了降低开槽引起截面改变所造成的焦为目国内焦炭塔所用材质主要为：段塔劳破坏问题，前上塔体变形、座与塔体焊缝开裂应力集中，在每条槽的两端钻孑。这些槽也裙需Ｌ体即泡沫层下２ｍ以上的塔体选用复合板等缺陷影响着焦炭塔的安全运行，ｏｍ以因此有必要要有一定间隔，它们在裙座四周均匀分布，１ＣＭＲ０ｒ３塔体中下段采用１ＣＭＲ根据容器疲劳设计的要求对其进行结构设计。便取得较宽的悬臂结构，保证能承受水平剪５ｒｏ＋ＣＩ；５ｒｏ。４１焊缝．力。这是因为１ＣＭｏ５ｒＲ的高温韧性、强度和塑性较碳钢高，即抗鼓凸性能较碳钢高，发生蠕而焦炭塔在反复的加热冷却循环过程中，塔３设置空气囊，）即在裙座与锥形简体问设变的可能性则小得多。从高温综合力学性能考体环焊缝会产生疲劳裂纹，且多在焊缝熔合置一环形挡板，而保持环形挡板与锥形筒体外壁虑，焦炭塔在长期高温及交变载荷下运行，选线沟槽的应力集中处。有一定间隙，使热流通过对流和辐射方式从塔用１ＣＭＲ钢比碳钢更加安全，５ｒｏ可靠。炭塔焦在设计制造过程中要求采用自动焊；控制体传到裙座上，而减小温度梯度。从泡沫段以上部位腐蚀较为严重，因受气相段焊缝的表面质量，减少气孔和夹渣的出现；焊４改善保温结构，）采用披挂式整体保温结ＨＳ、作用产生较严重腐蚀，中硫化氢对设前预热及焊后热处理；焦炭塔生焦层以下的构，其对即在设备的纵、两个方向上均匀的拉上横备的腐蚀从２０４％开始随着温度升高而迅速焊缝应磨平焊缝余高，泡沫层即上段塔体焊钢带，温钉和保温支持圈焊在钢带上，对保同时加剧，４０２到８％左右达到最高点，＇１以后又逐渐缝进行打磨，使焊缝和母材之间圆滑过渡，焊在塔体和裙座连接处的保温层采用可拆式结减弱。抵抗高温硫化氢腐蚀的能力主要是随设缝余高不超过１ｍ．ｍ，减少应力集中系数，５增构。备材质中铬含量的增加而提高。铬是具有钝化加疲劳强度。５）对开孔接管的补强采用整体锻件进行倾向的元素，由于铬的存在，促进了钢材表面４２裙座．补强，而不能用补强圈进行补强，于ｑｏ对￣９的钝化，能够减少钢材对硫化氢的吸收量，因４．．１裙座裂缝产生原因２的钻焦口则要采用整体凸缘进行补强。而高温下的硫化氢对含铬合金钢的腐蚀率远裙座一直是焦炭塔最薄弱的环节，裙式支６要尽量降低局部区域的应力集中系教；）比碳钢小。同时，焦炭塔生焦段塔壁通常都附座的主要问题是热应力，即由裙座与塔体相接在应力集中最严重部位加大过渡圆角半径，接着一层牢固而致密的由焦炭形成的保护层，较触处的温度梯度及裙座与其冷底座之间的温管根部及内壁拐角处焊缝应打磨光滑，避免焊为有效地隔开了腐蚀介质，因而塔体中下段腐差所引起。于大直径的焦炭塔来看，对采用Ｊ／缝余高过多。Ｂ蚀不明显。上段塔体即泡沫层，因受气相段Ｔ７０２ｏ（４１—ｏ５钢式塔式容器》（中通用的裙座焊５结语Ｈｓｓ２、作用产生较严重腐蚀。缝结构，则其开裂破坏几率比较大。因为在急综上所述，合理的选用焦炭塔的主体材１ＣＭＲ属于低合金铬钼型耐热钢，５ｒｏ在骤升温阶段，裙座与下部塔体有较大温差，各料，采用适当的焊接工艺及检

大型焦炭塔的设计

钢具有更多的优越性，时从疲劳容器的角度考虑其结构设计，焦炭塔的安垒运行具有一定的指同对导意义。关键词：炭塔；劳裂纹；构设计；力分析焦疲结应
中图分类号：Ｑ５．Ｔ０２５文献标识码：Ａ文章编号：０１４３【０２０ —０１ —０１０ — ８７２０）５０５４
符号说明：口 —— 应力，Ｐ下标：Ｍａ（Ｓ表示屈服点．表示轴向，Ｚ表示周向）；
它将成为国内最大规格的焦炭塔。焦炭塔的大型化和其苛刻的操作条件对设备材
料选择、构设计等都提出了较高要求，接影响设结直备安全和使用寿命。本文将从设计角度对焦炭塔的
钢属于耐热钢，合力学性能优于２ｇ钢。由表１综０
１前言延迟焦化是石油深度加工的主要工艺之一。随着装置规模不断扩大，关键设备焦炭塔也日趋大其型化。我公司即将建造一套１０万吨／延迟焦化４年
ｐ——工作压力，且ＭＰ；
Ｄ、 ——分别为塔体内直径、．内半径，ｌｎｍ；
— —
选材、结构设计及使用寿命等作一探讨。
２材料选择
塔体名义壁厚，ｍ；ｍ
口 —— 线膨胀系数，／；１％

焦碳塔吊装方案概要

中国石化集团洛阳石油化工工程公司140×104吨/年延迟焦化装置大中型设备吊装方案编制：审核：中国石化集团第二建设公司洛阳工程项目部二○○七年三月目录1．工程概况 (2)2．编制依据 (3)3. 焦炭塔T1101A、B吊装 (3)4．吊车使用计划 (10)5．地基处理 (10)6．吊装操作规程 (11)7．吊装指挥系统 (14)8．HSE管理 (15)9．安全技术措施 (28)10．机索具用料表 (30)附图 (31)1．工程概况1）洛阳140×104t/a延迟焦化装置内重40t或长度30m以上设备共有9台，钢结构共480t，总吊装重量为1678t。

由于设备规格大、重量重、作业半径大、吊装高度高，施工绝对工期短，各专业在现场同时施工，空间作业交叉、工种作业交叉多，工程协调难度大，多数较大的设备分布在框架内，设备布置相对较为集中，受设备到货、基础构筑、钢结构施工、施工场地紧张等因素影响，需要充分考虑设备安装顺序，预留部分土建基础和钢结构，待大型设备吊装完毕后施工，合理安排好吊车站位，尽可能减少对其他专业施工的影响。

2) 该方案为焦碳塔T1101A/B吊装施工方案，设备介绍：焦炭塔T1101A、B吊装要求设备直径：φ9000mm设备长度：39581mm设备净重：265t分段情况：9段基础标高：19100mm3）主要施工机械的选择由于设备分段多、规格大、超重、超高以及施工场地狭小等因素，在充分考虑了现场作业条件和经济合理的原则后,现场吊装主要采用机械性能好、作业灵活、生产效率较高的M2250型300t履带吊1台、LTM1300型300t汽车吊、2台50t吊车配合施工。

2．编制依据1）装置设备平、立面布置图；2）设备的设备图；3）GB6067起重机械安全规程；4）SH/T3515-2003大中型设备吊装工程施工工艺标准；5）SH/T3536石油化工工程起重施工规范；6）SH3505石油化工安全技术规程；7）吊车性能资料；a．M2250型300t履带吊性能资料b．LTM1300型300T汽车吊性能资料c．TG-500E型50t汽车吊性能资料8）其它相关资料。

焦炭塔方案最终

焦炭塔方案最终清晨的阳光透过窗帘的缝隙，洒在笔记本的键盘上，我深深地吸了一口气，准备将十年的经验倾注在这份方案中。

思绪如潮水般涌来，我快速地敲打着键盘，让想法流淌在纸上。

一、项目背景这个项目，就像是一幅巨大的拼图，每一块都需要精心打磨。

焦炭塔，作为炼焦过程中的核心设备，其运行效率直接关系到整个炼焦系统的生产效率和产品质量。

近年来，随着市场对焦炭质量的要求不断提高，如何优化焦炭塔的性能，成为我们团队的重要课题。

二、项目目标我们的目标很明确，就是通过技术创新和工艺优化，提高焦炭塔的生产效率，降低能耗，同时确保焦炭的质量稳定。

这不仅是企业的需求，更是市场对我们的考验。

三、技术方案1.结构优化我们对焦炭塔的结构进行了全面的分析和优化。

通过采用新型材料，增强塔体的强度和耐腐蚀性，提高了设备的稳定性和使用寿命。

同时，我们对塔内填料进行了改进，增加了填料的比表面积，提高了传质效率。

2.工艺优化在工艺方面，我们引入了先进的控制算法，实现了对焦炭塔运行参数的实时监测和自动调节。

这不仅提高了生产效率，还降低了操作难度。

我们还对焦炭塔的操作流程进行了优化，减少了不必要的操作步骤，降低了操作风险。

3.能源利用能源利用方面，我们采用了高效的燃烧技术和余热回收系统，大幅降低了能耗。

通过对燃烧设备的改造，提高了燃料的利用率，减少了环境污染。

同时，余热回收系统的应用，进一步降低了设备的运行成本。

四、实施方案1.设备改造设备改造是项目实施的第一步。

我们将根据设计方案，对现有的焦炭塔进行升级改造。

这个过程需要精心组织和协调，确保每个环节都能顺利进行。

2.工艺调整在设备改造完成后，我们将对工艺进行调整。

这包括对操作人员的培训、操作规程的修改和运行参数的优化。

这个过程需要与生产部门紧密合作，确保新工艺的顺利实施。

3.运行监测项目实施过程中，我们将对运行情况进行全程监测。

通过实时数据分析，及时调整运行参数，确保焦炭塔的稳定运行。

五、预期效果项目完成后，预计焦炭塔的生产效率将提高15%，能耗降低20%，焦炭质量也将得到显著提升。

_9800mm焦炭塔的设计与制造要点

1. 1 优化材料的选择以提高设备的使用寿命焦炭塔的操作温度比较高, 又处于骤冷骤热、承
受高压水冲击等较为苛刻的操作条件下, 易于出现
# 34#
第 27卷第 3期
压力容器
总第 208期
表 1 焦炭塔的主要设计参数
项目
参数
直径 ( mm ) 高度 ( mm ) 设计壁厚 ( mm ) 公称容积 ( m3 )
温度 ( 一般为 690 ? 14 e ) 等。由于正火 + 回火状
态的 14C r1M oR 钢板是贝氏体组织, 冲击韧性较
15CrM oR更好, 因此建议新焦炭塔采用该材质。表
2 为焦炭塔基层钢板成分的要求。
钢板应以正火加回火状态交货, 钢板的金相组
图 1 焦炭塔总体结构示意
在水力除焦时, 高压水对筒壁的剧烈冲击造成塔体振动, 易引起底座垫铁外移、螺栓松动, 严重时造成焦炭塔歪斜、晃动。在安装时要求斜铁 ( 二斜一正 )找正后, 斜铁之间及斜铁与底座环之间都焊死焊牢, 地脚螺栓上使用了防松碟簧。
目前国内制造焦炭塔的材质主要是 15CrM oR 与 14C r1M oR, 国际上采用 1. 25C r- 0. 5M o( 相当于 14Cr1M oR) 制造焦炭塔已经形成趋势, 因为 14Cr1M oR 钢和 15CrM oR 钢相比, 15CrM oR 钢主要是珠光体组织, 而 14C r1M oR 钢主要是贝氏体组织, 14Cr1M oR钢板冲击功值更高且稳定, 对缺口敏感性小, 抗高温蠕变能力更强, 耐热性更好。目前, 国内钢厂可批量生产 14Cr1M oR 钢板, 性能符合设计要求。考虑到焦炭塔上部暴露在含硫的腐蚀性环境

焦炭塔吊装技术措施

日期:contents •吊装技术概述•吊装设备选择与准备•吊装工艺设计•吊装操作规程•吊装质量与安全控制•吊装技术应用案例目录吊装技术概述01吊装技术是指利用起重机械将重物吊起、移动、放下或支撑，以满足不同施工阶段的要求。

焦炭塔吊装技术措施是针对焦炭塔施工过程中的吊装作业而制定的技术方案和措施。

吊装技术定义采用吊装技术可以大大减少人力搬运的工作量，提高施工效率。

提高施工效率降低劳动强度保障施工质量使用起重机械进行吊装作业可以减轻工人的劳动强度，降低事故风险。

合理的吊装技术措施可以确保施工过程中的质量和安全，提高工程整体质量。

03吊装技术的重要性0201吊装技术的起源可以追溯到古代，人们开始利用简单的杠杆、滑轮等装置进行起重作业。

吊装技术的发展历程起重机械的发明随着工业化进程的加速，各种起重机械逐渐得到发展和普及，吊装技术也不断进步。

工业化进程推动进入现代以后，吊装技术更加注重智能化、自动化和绿色化发展，以适应更高的施工要求和安全标准。

现代化发展吊装设备选择与准备02起重机选择根据焦炭塔的尺寸和重量，选择合适的起重机类型和型号。

考虑起重机的起吊高度、起吊重量、工作半径等参数，确保其能够满足吊装要求。

对于大型焦炭塔，可采用大型履带式起重机或轮式起重机进行吊装。

吊装索具准备对吊装索具进行检验和测试，确保其强度和稳定性能够满足吊装要求。

对于大型焦炭塔，可采用多组索具配合使用，确保吊装的稳定性和安全性。

根据焦炭塔的尺寸和重量，准备合适的吊装索具，包括钢丝绳、吊钩、平衡梁等。

场地与基础处理清理吊装现场，确保场地平整、坚实，无障碍物和危险品。

对于大型焦炭塔，需要对基础进行加固和支撑，确保吊装过程中不会发生倾倒或损坏。

对于软土地基，需要进行加固处理，如采用钢板桩、混凝土桩等进行支撑和固定。

吊装工艺设计03设备检查对选定的起重机和索具进行检查，确保其性能良好，符合安全标准。

方案选择根据焦炭塔的结构特点、重量、高度等因素，选择合适的吊装方案，包括起重机型号、吊索具、吊点位置等。

焦炭塔脚手架搭设方案(自编版)

目录1 编制依据............................................................................................................................................... -2 -2 工程概况............................................................................................................................................... - 2 -3 材料要求............................................................................................................................................... - 2 -4 搭设方案............................................................................................................................................... - 3 -5 支撑系统设计计算 ............................................................................................................................. - 8 -6 模板支架的构造及使用要求 ........................................................................................................... - 18 -7 安全措施............................................................................................................................................. - 20 -1 编制依据1.1 中国石化股份公司塔河分公司编制的《塔河重质原油改质项目项目管理手册》；1.2 中国石化集团洛阳石油化工工程公司（LPEC）设计的施工图；1.3《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》JGJ130-2001；1.4《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；1.5《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；1.6《石油化工施工安全技术规程》（SH3505-1999）；2 工程概况2.1 工程简述焦炭塔框架分为两个部分，1-5轴焦炭塔框架，长宽49.6m*13.6m；1-3轴焦炭塔框架(预留部分)，长宽为26.8*13.6m。

Φ9800mm焦炭塔的设计与制造要点

项目直径（ｍ）ｍ高度（ｍ）ｍ设计壁厚（ｍｍ）参数０８０９０３６０３０
压
力
容
器
总第２８期０
塔体腐蚀、变形和鼓包，至焊缝开裂、体倾斜等甚塔情况。上述情况的出现与焦炭塔的材质有很大关
制造过程中采用合理的焊接工艺，选用合适的焊接材料，制定合理的热处理工艺，确保了；体制造；整过渡段；背带式保温
中图分类号：Ｑ５．；Ｑ５．Ｔ０３５Ｔ００６文献标识码：Ｂ文章编号：Ｏ１４３（００００３０ｌ０－８７２１）３— ０４— ６
ｒｇｔｌｔｒｎｈｅｓｎｂｅｈａｒａｍｅｔｐｏｒｓｅｅｓｌｃｅ．ｈｓａｕｅｕｒｎｅｉｈｄｍａｅｉａｄｔｅｒａｏａｌｅｔｔｔｎｒｇｅｓｗｒｅｅｔｄＴｅｅｍｅｓｒｓｇａａｔｅｗｅｌａｅ
０８０ｍｌ焦炭塔的设计与制造要点９０ｉｌ
梁文彬
（中海炼化有限公司惠州分公司，广东惠州
５６８）１０４
摘要：绍了目前国内最大直径达０８０ｍ的焦炭塔的设计、介９０ｍ制造所采用的技术。设计上主要
采用了低ＳＰ，含量的钢板，采用整体锻造的过渡段和背带式保温以及特殊结构的急冷油四通。在
延迟焦化装置是以渣油或类似渣油的各种重质油、污油等为原料，过加热炉快速加热到一定的温通

焦炭塔脚手架搭设方案

目录1．工程概况 (2)2．脚手架搭设材料要求 (2)3．脚手架搭设技术措施 (2)3.1施工准备 (2)3.2脚手架搭设方法 (3)3.3外架设置措施 (3)3.4脚手架的卸料平台 (4)3.5立杆的稳定性计算： (5)4．脚手架交底和验收 (6)5．脚手架的拆除方法 (7)6．脚手架使用、维护与管理 (7)7．脚手架搭设时注意事项 (8)8．脚手架材料用量计划 (8)9.HSE管理及安全文明施工 (9)9.1 安全管理目标 (9)9.2 安全控制措施及注意事项 (9)9.3 现场防火、防盗 (10)9.4 现场文明施工 (10)9.5 HSE作业 (11)9.6施工过程风险削减措施 (11)9．脚手架立面图 (11)1．工程概况本工程为石化分公司完善稠油集中加工配套工程100万吨/年延迟焦化装置，由建设公司现场施工。

该工程由设计公司设计，项目监理部现场监理。

焦炭塔主体全高26.16米，一至三层层高分别为10m、19m、26.16m，该工程为框架结构。

脚手架搭设方案编制依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）及图纸等。

2．脚手架搭设材料要求脚手架各种杆件采用外径48mm、壁厚3.5mm的3号钢焊接钢管，使用生产厂家合格的产品并持有合格证，其力学性能应符合国家现行标准《碳素结构钢》GB/T700中Q235A钢的规定，用于立杆、大横杆、斜杆的钢管长度为4-6米，小横杆、拉结杆2.1~2.3米，使用的钢管不得弯曲、变形、开焊、裂纹等缺陷，并涂防锈漆作防腐处理，不合格的钢管决不允许使用。

扣件使用生产厂家合格的产品，并持有产品合格证，扣件锻铸铁的技术性能符合《钢管脚手架》GB15831-1995规定的要求，对使用的扣件要全数进行检查，不得有气孔、砂眼、裂纹、滑丝等缺陷。

扣件与钢管的贴合面要严格整形，保证与钢管扣紧的接触良好，扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不小于5mm，扣件的活动部位转动灵活，旋转扣件的两旋转面间隙要小于1mm，扣件螺栓的拧紧扭力矩值不小于40N.m且不大于65N.m。

浅谈焦炭塔设计要点

2016年10月浅谈焦炭塔设计要点范京薇（中石化广州工程有限公司,广东广州510620）摘要：本文根据设计经验及体会，对焦炭塔的设计要点做出了总结，为今后焦炭塔的设计提供借鉴和参考。

关键词:焦炭塔；设计；选材；制造1工程概述炼油系统中的延迟焦化因投资低、能加工各种高硫、高沥青质的减压渣油，因而成为加工重质渣油的重要手段，而焦炭塔作为延迟焦化装置中的核心设备，从结构、材料的选择和强度的计算等多方面都备受关注。

焦炭塔结构材料：上部采用S11306+15CrMoR 复合板，下部采用15CrMoR 。

2焦炭塔的工艺和操作条件特点因焦炭塔运行条件十分苛刻，我们在进行焦炭塔的设计之前需要弄清楚焦炭塔的工艺和操作条件特点，下面介绍工艺特点和操作条件特点。

2.1焦炭塔的工艺特点延迟焦化装置的生产工艺分为生焦和除焦两部分，生焦为连续操作，除焦为间歇操作，工业装置一般设有两台或四台焦炭塔。

当原料油和循环油从分馏塔底抽出后再经加热炉快速加热至495℃左右后从底部进入焦炭塔，进行焦化反应；原料油在焦炭塔内生成焦炭积聚在塔内，油气从塔顶进入分馏塔，再通入冷却水使焦化反应生成的焦炭冷却到80℃左右后，最后通过高压水力除焦，使其从塔底排出；在一台焦炭塔进行反应生焦时，另一台焦炭塔正处于除焦阶段，即当一台塔内焦炭积聚到一定高度后就将原料油切换到另一台焦炭塔后，在这台焦炭塔中通入蒸汽除去轻质烃类并注水冷却并除焦，而另一台便开始反应生焦。

原料油在焦炭塔内发生缩合反应和裂解反应，缩合反应为放热反应，裂解反应为吸热反应。

2.2焦炭塔的操作条件特点因焦炭塔的工艺特点，在焦炭塔内焦炭塔的切换周期一般为48小时，其中生焦24小时，除焦及其它辅助操作24小时，这种交替作用，焦炭塔处于反复加热和冷却的大幅度温度变化的低循环操作工况，且焦炭塔还存在高压水冲击等苛刻条件。

3焦炭塔的结构和受力变形特点从工艺特点确定焦炭塔的结构形式时应考虑焦炭塔的操作条件、使用寿命、安全性等方面的因素；焦炭塔内的反应是一个相变过程，受力情况十分复杂。

焦炭塔本体的设计

焦炭塔本体的设计焦炭塔本体的设计一、引言本文档旨在详细描述焦炭塔本体的设计，包括塔体的结构设计、尺寸参数、材料选用、施工工艺等方面内容。

二、塔体结构设计1.塔体形式：本设计采用立式塔体结构。

2.塔体材料：选用高强度钢材作为塔体主要结构材料，其抗压性能和耐腐蚀性能均符合设计要求。

3.塔体壁厚：根据设计负荷和结构强度要求，确定塔体壁厚为mm。

4.塔体内部分隔板：根据工艺要求，设置若干垂直分隔板，保证焦炭在塔体内的均匀分布。

三、尺寸参数1.塔体高度：根据焦炭料柱高度和操作工作高度要求，确定塔体高度为米。

2.塔体直径：根据焦炭料柱直径和操作空间要求，确定塔体直径为米。

3.其他尺寸参数：根据设计要求，确定塔体底部进料口尺寸、上部出料口尺寸等。

四、材料选用1.塔体结构材料：选用Q345B钢材，经过耐蚀处理和防锈处理。

2.内部分隔板材料：选用耐磨钢板，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。

五、施工工艺1.塔体制造：根据设计图纸进行塔体的切割、焊接、抛光等工艺，保证塔体的外观和内部平整度。

2.分隔板安装：根据设计要求，将分隔板按照一定的间距安装在塔体内部，保证焦炭的均匀分布。

六、附件本文档涉及的附件包括焦炭塔本体的设计图纸、计算书、工艺流程图等，详见附件文件。

七、法律名词及注释1.抗压性能：指材料在承受压力时的抗变形和抗破坏能力。

2.耐腐蚀性能：指材料在腐蚀介质中的抗腐蚀性能，常用指标有耐酸碱性能、耐盐雾腐蚀性能等。

3.Q345B钢材：一种常用的高强度低合金结构钢，具有优良的机械性能和焊接性能。

焦炭塔本体的设计

焦炭塔本体的设计焦炭塔本体的设计引言焦炭是钢铁生产中的重要原料之一，其中焦炭塔作为焦炭生产过程的核心设备，起到了将原料焦炭加热、热解和干馏的关键作用。

焦炭塔的设计在保证生产工艺安全和高效运行的同时，还要考虑到节能减排和经济效益。

本文将针对焦炭塔本体的设计进行详细介绍。

1. 设计原则在焦炭塔的设计过程中，需要遵循以下原则：- 结构合理，承载能力强：焦炭塔的结构必须符合工程力学原理，能够承受高温、高压和外力的作用，确保塔体的稳定性和安全性。

- 保证顺利进行焦炭生产工艺：焦炭塔内部的结构和布局要满足焦炭生产过程的要求，包括合理的热交换和流体流动方式，确保焦炭能够高效地完成干馏和热解过程。

- 考虑节能减排和经济效益：在设计中要注重考虑降低能耗和减少废气的排放，提高生产效率，并进行经济效益评估，确保投资回报。

2. 塔体结构设计焦炭塔的外观形式常见的有筒型、圆锥型和矩形。

在设计中需要综合考虑经济性、施工性和使用效果等因素，选择最合适的形式。

塔体结构主要包括塔筒、塔盖、设备支撑、配管和通风系统等。

- 塔筒：塔筒是焦炭塔的主体部分，由焦炭进料口、废气出口和内部结构组成。

塔筒一般选用结构稳定、耐高温和耐腐蚀的材料，如碳钢或耐火材料。

- 塔盖：塔盖用于密封焦炭塔的顶部，可以防止外界物质进入塔内，同时保证内部高温气体的排放。

塔盖通常由耐火材料和密封材料构成，以确保安全运行。

- 设备支撑：焦炭塔本体需要设备支撑来保持稳定和安全。

设备支撑的选材需要具备高强度和稳定性，以适应焦炭塔的工作环境。

- 配管和通风系统：配管和通风系统是焦炭塔的重要组成部分，用于调节流体的温度、压力和流速。

在设计中需要考虑流体的传输特性和设备的热力学要求，确保流体能够顺利地通过塔体。

3. 电气控制系统设计焦炭塔的电气控制系统是保证焦炭塔正常运行的关键。

电气控制系统可以实现对焦炭塔内部流体、温度和压力等参数的监控和调控。

设计中需要考虑以下因素：- 电气设备选择：电气设备需要具备高温、防腐蚀和防爆等特性，确保在高温高压环境下能够正常工作。

焦炭塔论文

关于焦炭塔制造和安装工艺塔器是用来进行气相和液相或液相间传质的设备，在石油化工行业中占有十分重要的地位。

而焦炭塔就是属于塔器中的一种，是进行焦化反应的场所。

下面将详细介绍焦炭塔的制造和安装工艺：一、焦炭塔的制造工艺由于塔器一般均较长，所需筒节为十几节甚至几十节，所以一般大型塔体是分段制造的，然后组装成一体。

焦炭塔的结构如下图所示，这里可以简单的划分为三个组成部分：半球形的上封头、塔体和圆锥形的下封头。

1.1 塔体的制造工艺塔体的各筒节都要按技术要求制造，焊接坡口应按图纸要求进行机械加工或修磨。

首先根据焦炭塔排版图对原材料或经初加工的坯料进行排版和号料。

在号料的过程中要注意考虑各道工序的加工余量和划线的技术要求。

号料以后，就是切割工序，切割可以在剪板机上进行机械切割，也可以采用氧乙炔火焰进行热切割。

但由于板料尺寸比较大，所以采用氧乙炔半自动切割。

经过切割加工后，可以得到所需要的形状和尺寸，并为以后成型、拼装和焊接作好准备。

下一道工序是边缘加工，对于钢板，一般在刨边机上进行加工。

边缘加工的目的主要有两个：一是使钢板加工到主装要求的尺寸；二是刨出设计要求的坡口形状及尺寸。

紧接的工序是筒节的弯曲成型，通常是在卷板机上完成的，一般选用对称式三辊卷板机。

其工作原理如下图：上辊1是从动辊，可以上下移动，以适应各种弯曲半径和厚度需要，并对钢板施加一定的弯曲应力。

两个下辊2是主动辊，对称于上辊轴线排列，并由电动机经减速机驱动，以同向同速转动。

工作时将钢板置于上、下辊之间，然后上辊向下移动，使钢板被压弯到一定程度。

接着启动两个下辊转动，借助于辊子与钢板之间的摩擦力带动钢板送进，上辊随之转动。

通常一次弯曲很难达到所要求的变形程度，此时可将上辊再下压一定距离，两个下辊同时反向转动，使钢板继续弯卷，这样经过几次反复，可将钢板弯卷成一定弯曲半径的筒节。

另外，使用对称式三辊卷板机弯卷，钢板两端会产生直边，长度大约为两个下辊中心距的一半，所以需要对钢板进行弯卷前的预弯加工。

焦炭塔本体的设计

焦炭塔本体的设计焦炭塔是冶金、化工和环保等行业中常见的设备，用于将焦炭气体中的杂质除去，达到净化气体的目的。

下面将对焦炭塔的本体设计进行详细介绍。

一、设计目标焦炭塔的设计目标是将焦炭气体中的悬浮颗粒物、硫化物和重金属等有害物质去除，在保证净化效果的基础上，尽可能减小设备体积，减少投资和运行成本。

二、设计原则焦炭塔的设计原则主要包括以下几点：1.气体流动分布均匀：为保证气体在塔内的均匀分布，应在塔底设置分布装置，使气体在塔内均匀流动。

2.高效分离：采用合适的填料材料，提高塔内气液接触面积，以便更好地吸附和分离有害物质。

3.减少气体的阻力：通过优化设备结构，减少气体的阻力，提高气体的流通性能。

4.便于操作维护：考虑设备的易用性和维护性，方便操作和维护人员进行设备的检修和保养。

三、设计要点1.塔内填料的选择：填料是焦炭塔的重要组成部分，填料表面积越大，吸附分离效果越好。

常用的填料有圆柱形填料和片状填料，根据实际情况选择合适的填料。

2.塔内液位的控制：合理控制塔内液位，保证填料表面湿润，以提高吸附效果和延长填料使用寿命。

3.塔壁在液面以上的喷淋装置：通过塔壁喷淋装置，能够降低塔壁温度，防止焦炭粉尘的粘附和堆积，减小阻力，保证塔内气体流通畅通。

4.气流方向的选择：根据气体特性和设计要求，确定气流方向，一般为由下向上或由上向下。

需要注意的是，气体流速不宜过大，以免降低吸附效果。

5.排气系统的设计：合理设计排气系统，保证塔内压力的平衡，避免压力过大或过小对设备安全和净化效果的影响。

四、设计流程焦炭塔的设计流程主要包括以下几个步骤：1.根据气体特性和处理要求，确定设备的处理能力和塔内气体流速。

2.确定塔体的尺寸和形状，采用适当的材料和焊接工艺，保证设备的强度和密封性。

3.选择适当的填料材料和形状，并根据填充高度和填充密度计算填料体积。

4.设计塔壁内部的喷淋装置和液位控制系统。

5.设计气体进出口和排气系统，保证气体的流通性和压力平衡。