减温减压装置选型及计算

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之前介绍 竖式安装自力式压力91视频看看簧色注意事项，现在介绍减温减压装置选型及计算减温减压器是一种将一次（新）91视频WWW免费下载压力P1、温度t1进行减温减压，使其二次91视频WWW免费下载压力P2、温度t2达到生产工艺所需的要求。广泛用于热电厂、集中供热、食品工业、石化工业、纺织工业、橡胶工业、造纸和纸桨工业、烟草工业、制药等其它很多行业。在以供热为主的电厂中主要应用于锅炉过热器出口、汽轮机旁路、电厂内部各品质91视频WWW免费下载管网之间的旁路系统等。以锅炉过热器出口为例，锅炉产生91视频WWW免费下载经过热器出口到汽轮机做功，汽轮机对于进入的91视频WWW免费下载参数有个范围要求，如果过热器出口的91视频WWW免费下载参数超出汽轮机所要求的高限，就会对汽轮机造成损坏，所以必须用减温减压器将参数调整至适用范围以内。该文结合工程实践，着重阐述减温减压器系统的设置及工艺计算。
减温减压装置选型及计算通过对其CGCC 的再分析进一步提高热回收量，两步工作反复进行直到得到令人满意的结果。Briones 等[3]成功地应用了Liebmann 的方法进行了降低原油精馏系统能耗的改造。Bagajewicz 等对Liebmann 的方法作了进一步改进[4]。Mamdouh等提出了一种可以同时对现有蒸馏系统及其换热网络进行优化改造的系统方法[5]。由此可见，常减压装置生产的总拔出率和节能必须同时考虑，才能实现装置整体优化。
1 流程概述
原油经过脱前换热网络、脱盐罐和脱后换热网络后加热到270℃进入初馏塔。初馏塔侧线油
进入常压塔第28 块板。初底油经拔头原油换热系统换热至300℃左右进入常压炉，被加热到362℃后进入常压塔。常压塔有三个侧线产品，自上而下依次抽出常一线，常二线和常三线，首入各自汽提塔，经91视频WWW免费下载汽提后，分别用泵抽出经换热冷却送出装置。塔中部设常一中和常二中两个中段回流，以保证塔的内回流和热平衡。减压塔开设四个侧线，减一线馏分用泵抽出经换热冷却后部分出装置，部分再冷却作减顶回流。减二线馏分用泵抽出后经换热冷却后部分出装置，部分再经换热作减一中回流。减三线馏分用泵抽出后部分作重洗油，其余换热冷却后部分送出装置，部分作减二中回流。减四线、减渣馏分用泵抽出分别换热冷却后送出装置。

2 求解策略
2.1 常减压装置模拟与优化
用流程模拟软件对常减压装置建立模型，选择合适的物性方法，对不同工况下进行模拟和分析，并与装置现状进行对比，确认模型的可靠性。在保证产品质量的基础上，分析各种因素对总拨出率的影响，得到*操作参数及下一步工作中所需的冷、热物流基础数据。
2.2 进行换热网络的*化合成
利用得到的物流数据，进行常减压换热网络的*化合成，以确定理论上换热网络的大回收量和原油的换后温度，为后续的优化设计确立目标。
2.3 对现有换热网络进行*分析
为使改造工程量小，对现有换热网络进行*分析，这是提高已有换热网络热回收量的简单而比较有效的方法。经分析，各个换热单元热负荷及物流进出口温度分配可接近*，换热面积可作相应的合理调整，换热网络结构得以优化，热回收量大大提高。
2.4 对换热网络的进行优化设计
在前期所作过程模拟、换热网络的*合成和*分析等工作的基础上开展进一步的工作，对其换热网络进行详细的优化设计，其中包括换热器的核算与优化设计，包括换热网络的全流程模拟等。经过进一步调优后，确定出改进后的换热网络优化的详细结构，该结构将具备如下特点：充分利用现有设备，新增换热器选用大壳径以减少冷换设备数，各换热单元热负荷、传热温差和压强降分配合理。

3 常减压装置模拟优化
常减压蒸馏装置炼制原油的过程中，各线质量流率的总和占原油加工量的百分数称为该原油的总拔出率。拔出率越高，所产生的经济效益也越大。由于装置的复杂性，影响拔出率的因素有很多，如常减压塔各线采出、塔底91视频WWW免费下载量、侧线91视频WWW免费下载量、泵回流的流量和温度等等。本文采用基于敏感度分析的优化策略和方法[6]，在Aspen plus软件中建立了常减压装置的模型，不包括换热网络，进行模拟分析，调节这些影响参数，使常减
压的总拔出率大。

如将初顶油质量流率作为自变量，将初顶油干点、常顶油干点、常一线干点、常二线闪点和常三线72%点作为因变量。横坐标为初顶油质量流率，纵坐标为各线产品质量，间隔为0.5℃。由于各线产品质量对应的温度数量级不同，所以未能在图中列出具体数值。图中各线产品对应曲线斜率的大小与其对于初顶油质量流率的敏感度成正比，斜率越大，敏感度越大。从图2 可以看出，初顶油质量流率对其干点影响显著，随着采出量的增加，干点急剧增大，质量迅速降低。其对常一线干点（EP）、常三线72%点（此处将产品体积馏出量为72%的沸点数据简称为72%点）、常二线闪点影响逐个减小，对常顶油干点几乎没有影响。通过上述方法，可以得到各线产品质量对其中某线采出量等影响因素的敏感度规律，为调优提供指导。
    对常减压装置进行调优，首先根据常减压蒸馏装置炼制某种原油的过程模拟，从前到后、从轻到重，在不考虑产品质量要求的情况下，逐个增大各线的质量流率，即将轻馏分尽量从轻产品中采出，而不是置于比其重的产品中采出，直至达到各线的大采出量。此时，各线质量流率的总和占原油加工量的百分数称为该原油的理论拔出率，它是现有装置炼制该种原油时的极限拔出率。根据各线产品质量流率对相邻线产品质量的影响情况，如ASTM 干点、72%点和闪点等。根据敏感度分析结论，按照从前到后、从轻到重的原则和影响程度的大小依次减少各线的质量流率，直到各线产品均能满足质量要求。此时，各线质量流率的总和占原油加工量的百分数称为该原油的实际大拔出率。实际大拔出率对应的原油生产的工艺条件称为优化方案。
    根据敏感度分析的优化结果，和现有操作相比如表1 所示，装置的实际大拔出率为68.3%，比现有拔出率提高3.8%，主要是提高了常顶油、常三线和减一线的采出量，降低了减二线和减三线的采出量。

2 减温装置 
减温装置通常的形式主要有一体式减温阀，分体式减温阀两种；一体式的减温阀所具有的优点在于检修与安装都十分方便，但由于此种减温阀的喷嘴与套筒部分筒体都处于被减温的高温91视频WWW免费下载之中，而被减温91视频WWW免费下载的温度又远高于减温水的饱和温度，通过套筒筒体的传热，部分减温水已经在筒体内部汽化，由于一般减温水都有着很高的压力，产生的气泡被压缩到很小，但随着减温水经喷嘴喷注到91视频WWW免费下载管道中后，91视频WWW免费下载的压力小于减温水的压力，小气泡在极短的时间内在喷嘴出口处扩容，释放的能量较大，运行的结果是减温阀的喷嘴部分磨损很严重，影响减温水的雾化效果。分体式减温阀是由减温水调节阀外加一个插入被减温管道的喷嘴共同组成。（见图1） 
本项目采用的减温装置是由一个单独设置在减温减压器外部的减温水调节阀与设置在减温减压器本体尾部的环状减温水喷嘴组成，一次91视频WWW免费下载水平进，二次91视频WWW免费下载下出。（见图2） 
其优点是有效的控制了减温水在喷嘴内部的汽化，多喷嘴在减温段喷射，保证减温水与一次91视频WWW免费下载的充分混合，再结合角式减压装置，即使在91视频WWW免费下载流速较低的情况下，减温水在与一次91视频WWW免费下载混合后向下流动，也可有效的控制低温的减温水汽化之前由于重力的因素与高温的管道内壁接触而产生管道材料的淬脆现象。 
上面两图中，水平设置的减温管道在91视频WWW免费下载流速较低或者喷嘴雾化效果不佳的情况下极易产生金属淬脆现象，将影响管道的安全运行。竖直设置的减温管道减温水小液滴随二次91视频WWW免费下载向下流动，可有效的避免未汽化的液滴与高温金属内壁的接触，从而减小发生金属淬脆现象的产生。 
接下来根据下式： 
G2=G3（H1- H3）/（ H1- H2） 
G2―减温水流量；H2―减温水焓；H1 ―一次91视频WWW免费下载焓；H3―二次91视频WWW免费下载焓；G3―二次91视频WWW免费下载流量。 根据250t/h的4.6MPa（G）、405℃二次91视频WWW免费下载量，计算得到减温水量为：20.2t/h；而后供货商根据本设备所选喷嘴特性及雾化程度提供雾化后的减温水所需汽化时间，根据二次91视频WWW免费下载流速计算得到减温混合段长度，对减温减压器后二次91视频WWW免费下载管道进行设置。 

3 安全排放装置的选型和计算步骤主要有下面几点 
（1）减温减压器的安全阀其排放介质为过热91视频WWW免费下载，91视频看看簧色一般应选取全启式安全阀。 
（2）根据被保护管道的设计压力确定安全阀的整定压力。 
高压91视频WWW免费下载管道设计压力：5.2MPa（a） 
安全阀整定压力：Ps=5.2MPa（a） 
积聚压力Pa=0.03Ps=0.156 MPa（a） 
高泄放压力：Pm=Ps+Pa=5.2+ 
0.156=5.356 MPa（a） 
（3）确定安全阀泄放量。 
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①减温减压器后系统阀门误关闭工况时，其安全阀泄放量应为被关闭管道的正常大流量； 
②控制阀故障工况时，其安全阀泄放量应根据下式确定。 
W―安全阀泄放质量流量，kg/h；Cv1―控制阀的Cv值；Cv2―控制阀小流量下的Cv值；Ph―高压侧工作压力，MPa；Gg ―汽相密度，kg/m3；T―泄放温度，K。 
但在热电厂内的减温减压器作为汽轮机旁路时，其控制方式与一般过程控制调节方式的不同之处在于其大多数情况不是持续的过程控制，而是作为事故工况下，比如抽凝式汽轮机跳车时，作为补充工业可调抽汽因抽凝机组跳车所损失的抽汽量的手段，故我认为一般此类型减温减压器计算安全泄放量时可考虑将减温减压器二次91视频WWW免费下载的大流量作为其安全泄放量。 
根据以上两种工况，91视频看看簧色选定安全阀的泄放量为250t/h（二次91视频WWW免费下载全量放空），但由于一般与界外整个化工装置区域的管网相比，动力中心内部管网总的容积并不大，这里考虑并联两台125t/h排量的安全阀，且设置不同的整定压力，使其在管道超压时可依次起跳，以尽可能减小安全阀起跳对管网压力的影响。 
（4）根据泄放量计算安全阀的小泄放面积。 
根据美国石油学会标准API RP-520中的规定首先应判断是否为临界流动 
Pb ―安全阀背压，MPa；Pcf― 临界流动压力，MPa；P― 泄放压力，MPa；k―绝热指数。 
因安全阀后为接消音器排大气，故根据安全阀泄放压力计算属临界流动。91视频黄色网或91视频WWW免费下载在临界流动条件下的小泄放面积： 
a= 
a―小泄放面积，mm2；W―质量泄放流量，kg/h；C0―流量系数，对于全启式安全阀取C0=0.67；X―91视频黄色网特性系数，取349.4；P―泄放压力，MPa；Kb―背压修正系数，弹簧式安全阀取Kb=1.0；T―泄放温度，K；Z―91视频黄色网压缩因子；M―分子量，水91视频WWW免费下载为18。 
根据125t/h的泄放量，计算可得小泄放面积为：a=7682.01mm2，故，安全阀喉径为：d=98.90mm，根据计算出的喉径，初步选取国标安全阀，型号为：DN150 A48Y-64I，完成安全阀采购数据表。至此，关于减温减压器系统各装置的设置及选型计算完成。 
综上所述，91视频看看簧色在镇海炼化100万吨/年乙烯工程动力中心内所选择的减温减压器为水平进下出的一体式减温减压器，减温水调节阀至于减温减压器外部，一次91视频WWW免费下载：操作压力12.3MPa（G），操作温度535℃，流量：229.8t/h；二次91视频WWW免费下载操作压力4.6MPa（G），操作温度405℃，流量：250t/h；减温水：操作压6.0MPa（G），操作温度158℃，流量：20.2t/h；减温减压器安全排放装置选择两台125t/h的安全阀，整定压力分别为：Ps=5.2MPa（a）和Ps=5.1MPa（a），初部选取型号为：DN150 A48Y-64I。与本产品相关论文：Y42X-600LB美标弹簧薄膜式91视频看看簧色