关于塔体材料的选择
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另外，随着装置大型化，焦炭塔的直径需要增 大，但因为受除焦机械能力所限 ， 塔直径不能无限增大，目前美国在役焦炭塔最大直径为28〜29英尺。提高单塔处 理 能力， 通常采 用缩短 循环周 期的办 法来实 现。
据资料介绍，鲁姆斯(Lummus)规定的切换周期时间为36小时，时间分 配如下：
生焦
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目前生焦周期时间
图1生 焦周期 时间
目前的 焦炭塔 设计，提高了 材质等 级，改 进了设 计结 构，采 取了一 系列抗 疲劳 措 施，疲 劳寿命 大大提 高了， 完全有 能力适 应缩短 生焦周 期的工 况。例 如，裙 座与 塔体是最 容易出 现失效 的部位。据计 算，早期 设计的焦炭塔 的搭接结构 疲劳寿命为478次，对接结 构为598次，而改进的堆焊结 构可达5503次，锻焊结构疲劳寿命更 长 ，达 到14508次。
目前我国使用405型（即0Cr13A1）作复层的不锈 钢复合板很多，还未见有0Cr13A1脆化的报导，但为了稳定可靠起见，焦炭塔壳体复层长期处于430〜495C之间，还 是选用0Cr13（即410S）为好。
图4材料选择的趋势
（壳/锥复层）
安装年份
4、关于复层焊接材料的选择
据API调查，I960年以前，使用三 种材料 即ENiCrFe-3,ENiCrFe-2和308/
据API调查，1950〜1959年，大量采用碳钢和C—Mo钢。1980〜1997年大量 使用Cr-Mo钢，见图2。CrMo钢 中经常 用的是1Cr-1/2Mo、11/4Cr-1/2Mo和21/4Cr-1.0Mo钢。见图3。从1970年以后，Cr-Mo钢塔的数 量不断 增加，尤其是11/4Cr-1/2Mo钢塔增加很快。因为11/4Cr-1/2Mo钢和1Cr-1/2Mo钢相比，许用应力 高，对缺口敏感 性小，耐热性 更好。见下表：
表1
材料
1Cr-0.5Mo
1.25Cr-0.5Mo-Si
注
许用应力475C(Mpa)
107
116
按ASMEVIII篇第一分篇
高温屈服强度475E(Mpa)
176.5
185.5
按ASMEII篇D分篇
11/4Cr-1/2Mo钢，我国的 钢号 为14Cr1MoR，据调查，舞阳钢厂能 生产，性能 符合设计要求，我们准备设计11/4Cr-1/2Mo钢的大型焦炭塔。
图8改进型裙座结构
图9整体型裙座结构
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1&5Q19551驰13C5H701&7S1W01W5'卿1905
安装年份
5、关于裙座结构型式
焦炭塔裙座受力最复杂，是最容易出现裂纹的部位。API调查给出了裂纹的位 置，见下 图。A、B、C都有裂纹 的占报 告的56%,最严重 的裂纹即延 伸到筒 体的 裂纹（A）占报 告的43%,从外表 面开裂的裂纹（B）占63%,从内表 面开裂的裂 纹占26%,从 膨胀缝槽孔开裂（D）占76%,有A、B、C、D四种裂纹的塔占
我们认为，焦炭塔工作温度高达440〜495C，并周期变化，膨胀是 应该首先考 虑的重要因素，虽然镍 基材料贵一些，但仍应选用它。
图5材料选择的趋势
(复层接头的焊接材料)
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1、 关于操 作循环 周期
2、பைடு நூலகம்于塔 体材料 的选择
3、关于复 层材料 的选择
4、关于复 层焊接 材料的 选择
5、关于裙座的结 构型式
6焦炭塔要不要膨胀缝
7、关于焦炭塔最大直径
8、关于焦炭塔的保温
9、关于减缓对焦炭塔热冲击的措施
1、关于操作循环周期
目前国内设计的焦炭 塔操作循环周期大都是48小时，生焦时 间为24小时。为 了提高处 理能力和节省 投资，国外缩 短了生焦时间，通常为10〜24小时，平均生 焦时间为15〜16小时。根据API调查的54份报告，其中 有15份生焦周期为16小 时，有11份报告生焦时间为18小时（见图1）。
第四种 整体型，见图9,即采用整体锻件，应力集中系数最小，但制造难度 大。
1995年ASME石油化工设 备与服 务部的一份报 告，介 绍了对这四种结构的应 力分析，并进行了比较。分析结果表明第四种型式的疲劳寿命最长，第三种型式次 之，见下表2。
图2焦炭塔裙座连接——一般的对接型式
图6焦炭塔裙座连接-一般的对接型式
图2材料选择的趋势
材料选择的趋势
（壳锥材料）
材
料
图3材料选择的趋势
（壳体和锥体）
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Cr-Mo
调 查 份 数
ICr-1/2Uo
1950-19£5
1970-1979
rs星
iMCr-IMa
19FKkf997
安装时期
材料选择的趋势
（壳锥材料）
309型不锈钢焊条。从此以后，仅使用镍基材料。ENiCrFe-2使用率是100%,ENiCrFe-3(INCO.182型)使用率是92%,见图5。对309型不 锈钢的 评价是从好 到坏都有，有一份调查介绍，在第一次操作期间就产生大范围的龟裂而全部被消除。
如果抗硫腐蚀是首先要考虑的因素，则309型不锈钢性能比镍基材料较好些，但如 果相应的热膨胀系数是关键，那么采用镍基材料比采用奥氏体不锈钢更好。
切 换塔
小 吹气
大 吹气
小 给水
大 给水
排水
顶 底头盖 拆卸
水 力除焦
装 头盖/压 力试 验 塔 预热升 温 闲置
尽管缩 短循环 周期会 给目前 的操作 习惯造成冲 击。但不可 否认，这是生产 发展 的 必然趋 势。
2、关于塔 体材料 的选择
过去我国的焦炭塔材质都采用碳钢，大多数是20g。随着技术进步及延迟焦化 装置大型化的需要，焦炭塔大型化是必然趋势。从2000年我国第一个Cr-Mo钢塔 问世以来，Cr-Mo钢塔不断出现，至U目前为 止已有12台Cr-Mo钢塔投入 使用。
——
筒体与裙座的连接方式有如下四种：
第一种 一般对接型式，见图6。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7。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。
第三种 堆焊型，见图8,应力集中系数较小，产生裂纹的可能性小,但制造 较复杂，焊接工作量较大。裙座开槽孔（即膨胀缝），有利于应力释放，防止焊缝 开裂。
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安装年份
3、关于复层材料的选择
据资料调查，国外的焦炭塔几乎全部采用不锈钢复合板制造。根据我国的经验， 因为焦炭塔中下部有一层焦炭保护，腐蚀很轻，可以不用复合板。根据SH/T3096-2001“加工高硫原油重点装置主要设备设计选材导则”规定，从顶部至泡沫层200mm处应采用不 锈钢复 合板，复层 为0Cr13A1或0Cr13。
关 于塔体 材料的 选择
大 型焦炭 塔几个 设计问 题的探 讨
延迟焦化工艺是加工渣油的重要手段，目前越来越受到人们的关 注。采用先进 技 术改进 焦炭塔 设计， 提高焦 炭塔操 作的稳 定性 ，延长 焦炭塔 的寿命 是当务 之急。 美国石油学会1996年至1998年对焦炭塔作了第三次调查（以下简称API调查）, 收到了54份报告，调查了17家公司的145台焦炭塔。我国1995年曾对国内十家 炼油厂的延迟焦化装置作了调查。最近我公司也对国内部分炼厂的焦炭塔作了调 查 。本文 就其中 的一些 共性问 题再结 合美国 焦炭 塔网站 的有关 资料进 行讨论 。
API调查指出： 新塔的材料选择趋向于提高Cr-Mo合金元素的含量。为了进 一步提高焦炭塔寿命，美国已开始采用21/4Cr-1.0Mo钢，例如福斯特.维勒
(Foster-Wheeler)公司为印度设计的直径29英尺的焦炭塔下部锥体采用
2 1/4Cr-1.0Mo钢，上部采用11/4Cr-1/2Mo钢。据资料介绍，美国目 前正在研究 采用3Cr-1.0Mo钢制造焦炭塔。
复层采 用0Cr13A1（即405钢）和0Cr13（即410S），明附更 好呢？据API调查， 美国1969以前基本 都采用405钢，1970年以后 基本都 采用410S钢，见图4。据资 料介绍，采用405型不锈钢应限制在343C以下，长期 处于371〜538C会使405型 材料变脆。超过343C（650°F）时只可使用410S不锈钢作内部构件。
据资料介绍，鲁姆斯(Lummus)规定的切换周期时间为36小时，时间分 配如下：
生焦
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目前生焦周期时间
图1生 焦周期 时间
目前的 焦炭塔 设计，提高了 材质等 级，改 进了设 计结 构，采 取了一 系列抗 疲劳 措 施，疲 劳寿命 大大提 高了， 完全有 能力适 应缩短 生焦周 期的工 况。例 如，裙 座与 塔体是最 容易出 现失效 的部位。据计 算，早期 设计的焦炭塔 的搭接结构 疲劳寿命为478次，对接结 构为598次，而改进的堆焊结 构可达5503次，锻焊结构疲劳寿命更 长 ，达 到14508次。
目前我国使用405型（即0Cr13A1）作复层的不锈 钢复合板很多，还未见有0Cr13A1脆化的报导，但为了稳定可靠起见，焦炭塔壳体复层长期处于430〜495C之间，还 是选用0Cr13（即410S）为好。
图4材料选择的趋势
（壳/锥复层）
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4、关于复层焊接材料的选择
据API调查，I960年以前，使用三 种材料 即ENiCrFe-3,ENiCrFe-2和308/
据API调查，1950〜1959年，大量采用碳钢和C—Mo钢。1980〜1997年大量 使用Cr-Mo钢，见图2。CrMo钢 中经常 用的是1Cr-1/2Mo、11/4Cr-1/2Mo和21/4Cr-1.0Mo钢。见图3。从1970年以后，Cr-Mo钢塔的数 量不断 增加，尤其是11/4Cr-1/2Mo钢塔增加很快。因为11/4Cr-1/2Mo钢和1Cr-1/2Mo钢相比，许用应力 高，对缺口敏感 性小，耐热性 更好。见下表：
表1
材料
1Cr-0.5Mo
1.25Cr-0.5Mo-Si
注
许用应力475C(Mpa)
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按ASMEVIII篇第一分篇
高温屈服强度475E(Mpa)
176.5
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按ASMEII篇D分篇
11/4Cr-1/2Mo钢，我国的 钢号 为14Cr1MoR，据调查，舞阳钢厂能 生产，性能 符合设计要求，我们准备设计11/4Cr-1/2Mo钢的大型焦炭塔。
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图9整体型裙座结构
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焦炭塔裙座受力最复杂，是最容易出现裂纹的部位。API调查给出了裂纹的位 置，见下 图。A、B、C都有裂纹 的占报 告的56%,最严重 的裂纹即延 伸到筒 体的 裂纹（A）占报 告的43%,从外表 面开裂的裂纹（B）占63%,从内表 面开裂的裂 纹占26%,从 膨胀缝槽孔开裂（D）占76%,有A、B、C、D四种裂纹的塔占
我们认为，焦炭塔工作温度高达440〜495C，并周期变化，膨胀是 应该首先考 虑的重要因素，虽然镍 基材料贵一些，但仍应选用它。
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2、பைடு நூலகம்于塔 体材料 的选择
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8、关于焦炭塔的保温
9、关于减缓对焦炭塔热冲击的措施
1、关于操作循环周期
目前国内设计的焦炭 塔操作循环周期大都是48小时，生焦时 间为24小时。为 了提高处 理能力和节省 投资，国外缩 短了生焦时间，通常为10〜24小时，平均生 焦时间为15〜16小时。根据API调查的54份报告，其中 有15份生焦周期为16小 时，有11份报告生焦时间为18小时（见图1）。
第四种 整体型，见图9,即采用整体锻件，应力集中系数最小，但制造难度 大。
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图2焦炭塔裙座连接——一般的对接型式
图6焦炭塔裙座连接-一般的对接型式
图2材料选择的趋势
材料选择的趋势
（壳锥材料）
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图3材料选择的趋势
（壳体和锥体）
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如果抗硫腐蚀是首先要考虑的因素，则309型不锈钢性能比镍基材料较好些，但如 果相应的热膨胀系数是关键，那么采用镍基材料比采用奥氏体不锈钢更好。
切 换塔
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尽管缩 短循环 周期会 给目前 的操作 习惯造成冲 击。但不可 否认，这是生产 发展 的 必然趋 势。
2、关于塔 体材料 的选择
过去我国的焦炭塔材质都采用碳钢，大多数是20g。随着技术进步及延迟焦化 装置大型化的需要，焦炭塔大型化是必然趋势。从2000年我国第一个Cr-Mo钢塔 问世以来，Cr-Mo钢塔不断出现，至U目前为 止已有12台Cr-Mo钢塔投入 使用。
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第一种 一般对接型式，见图6。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7。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。
第三种 堆焊型，见图8,应力集中系数较小，产生裂纹的可能性小,但制造 较复杂，焊接工作量较大。裙座开槽孔（即膨胀缝），有利于应力释放，防止焊缝 开裂。
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关 于塔体 材料的 选择
大 型焦炭 塔几个 设计问 题的探 讨
延迟焦化工艺是加工渣油的重要手段，目前越来越受到人们的关 注。采用先进 技 术改进 焦炭塔 设计， 提高焦 炭塔操 作的稳 定性 ，延长 焦炭塔 的寿命 是当务 之急。 美国石油学会1996年至1998年对焦炭塔作了第三次调查（以下简称API调查）, 收到了54份报告，调查了17家公司的145台焦炭塔。我国1995年曾对国内十家 炼油厂的延迟焦化装置作了调查。最近我公司也对国内部分炼厂的焦炭塔作了调 查 。本文 就其中 的一些 共性问 题再结 合美国 焦炭 塔网站 的有关 资料进 行讨论 。
API调查指出： 新塔的材料选择趋向于提高Cr-Mo合金元素的含量。为了进 一步提高焦炭塔寿命，美国已开始采用21/4Cr-1.0Mo钢，例如福斯特.维勒
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复层采 用0Cr13A1（即405钢）和0Cr13（即410S），明附更 好呢？据API调查， 美国1969以前基本 都采用405钢，1970年以后 基本都 采用410S钢，见图4。据资 料介绍，采用405型不锈钢应限制在343C以下，长期 处于371〜538C会使405型 材料变脆。超过343C（650°F）时只可使用410S不锈钢作内部构件。