復(fù)合空冷器的布置優(yōu)化

郭曉瑩，張 洋，侯珍珍，王曉寧

(中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250010)

復(fù)合空冷器的布置優(yōu)化

郭曉瑩，張 洋，侯珍珍，王曉寧

(中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250010)

在我公司某項(xiàng)目中，吹掃工況下，復(fù)合濕式空冷器進(jìn)出口管道的自然補(bǔ)償彎較大，橫向跨度達(dá)到了4.5 m，導(dǎo)致空冷器的布置空間加大，空冷器布置平臺(tái)投資費(fèi)用高昂。針對(duì)以上問題，本文進(jìn)行了分析研究，將空冷器的補(bǔ)償空間降到了3.8 m，節(jié)約布置面積276 m2，減少投資59.4萬元。

復(fù)合濕式空冷器；自然補(bǔ)償；布置

在我公司承接的某項(xiàng)目中，設(shè)置了14臺(tái)復(fù)合濕式空冷器。進(jìn)出空冷器的物料為油氣、芳烴、環(huán)丁砜等介質(zhì)。結(jié)合以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，裝置管道易堵，在裝置開車及檢修階段，需用1.0MPa蒸汽對(duì)管道進(jìn)行吹掃及清理，以保證后期開車時(shí)管道正常運(yùn)行。

1 吹掃工況下管道應(yīng)力分析

吹掃蒸汽的溫度為180℃，高于管道的操作溫度(空冷器進(jìn)口管道的操作溫度在60～148℃之間，出口管道溫度介于40～53℃)，為最苛刻工況。

在吹掃工況下對(duì)空冷器管道進(jìn)行應(yīng)力分析發(fā)現(xiàn)，空冷器進(jìn)口管道補(bǔ)償長(zhǎng)度為4 m時(shí)，管道應(yīng)力超標(biāo)；管道補(bǔ)償長(zhǎng)度為4.5 m時(shí)，滿足空冷器應(yīng)力及管口荷載要求，如圖1所示。

圖1 空冷器進(jìn)口管道應(yīng)力分析圖

據(jù)此，空冷器之間凈空設(shè)計(jì)為5m。根據(jù)這個(gè)原則進(jìn)行了設(shè)備布置，在空冷的主布置層布置12臺(tái)，剩余兩臺(tái)布置于相鄰框架之上，如圖2所示。該布置方案占用平臺(tái)面積2292 m2，其中主布置層2016 m2，相鄰框架276 m2，布置空間大，且存在布置分散，不利于后期集中巡檢的問題。

圖2 空冷器設(shè)備布置方案

2 吹掃條件分析

裝置工藝介質(zhì)主要為汽油，形成的污油成分主要為C6～C10的烷烴、烯烴、環(huán)烷烴、芳烴，考察同類裝置生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在150℃下，污油即可吹掃干凈，而裝置的吹掃蒸汽采用的是1.0MPa飽和蒸汽，飽和溫度180℃，蒸汽選擇存在品位過高問題，與工藝包商協(xié)商后，將吹掃蒸汽改為0.4MPa飽和蒸汽，飽和溫度151.7℃。

3 管道應(yīng)力分析及設(shè)備布置優(yōu)化

吹掃蒸汽為0.4MPa飽和蒸汽時(shí)，對(duì)管道進(jìn)行了應(yīng)力分析，結(jié)果如圖3。由此可知，在新的吹掃溫度下，管道的自然補(bǔ)償可降低至3.5 m。

圖3 降低蒸汽品位后應(yīng)力分析結(jié)果

據(jù)此原則，進(jìn)行了新的設(shè)備布置，空冷器布置凈空3.8 m，如圖4所示?？绽淦骷胁贾糜谥鞑贾闷脚_(tái)之上，省去了原南北相鄰框架的布置平臺(tái)，節(jié)約布置平臺(tái)面積276 m2，節(jié)約投資費(fèi)用59.4萬元。

圖4 降低吹掃蒸汽品位后的設(shè)備布置

進(jìn)行三維管道建模如圖5所示。

圖5 復(fù)合濕式空冷器配管三維模型

3 結(jié)語

空冷器進(jìn)口管道采用1.0 MPa蒸汽吹掃時(shí)，管道應(yīng)力補(bǔ)償長(zhǎng)度需4.5 m，采用0.4 MPa蒸汽時(shí)，管道應(yīng)力補(bǔ)償長(zhǎng)度可降低至3.5 m，據(jù)此要求，空冷器之間的凈距定為大于等于3.8 m。由此做出的設(shè)備布置既滿足管道布置空間，又節(jié)約平臺(tái)費(fèi)用，在本裝置中節(jié)約平臺(tái)面積276 m2，節(jié)約投資費(fèi)用約59.4萬元。

[1] 鄭志偉,朱大亮,王 輝,等.空冷器的設(shè)備及管道布置[J].化工設(shè)計(jì),2014,24(3):30-33.

[2] 劉衛(wèi)坤.煤制合成氣氣液兩相流管道布置探討[J].化工設(shè)計(jì)通訊,2006,32(3):42-43.

[3] 樊玉光，趙志杰，季宇明.加氫裝置空冷器管束變形分析及防止[J].石油化工設(shè)備，2000，29(6):47-49.

(本文文獻(xiàn)格式：郭曉瑩，張 洋，侯珍珍，等.復(fù)合空冷器的布置優(yōu)化[J].山東化工,2017,46(13):105,108.)

2017-05-02

郭曉瑩(1984—)，女，山東鄒平人，工程師，碩士，主要從事化工工程工藝及管道設(shè)計(jì)工作。

TQ055.8

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1008-021X(2017)13-0105-01