炼油塔设备基础知识讲座

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1、塔设备基础知识 塔设备种类塔设备种类 塔设备的主要构件及作用塔设备的主要构件及作用 塔设备的一般结构塔设备的一般结构 塔设备的载荷种类及对强度的影响 常见腐蚀部位、形态及腐蚀原因 塔设备运行中常见故障及处理方法塔设备运行中常见故障及处理方法 一、塔设备主要功能 塔设备是石油化工、化学工业、石油工业等生产中最重要的设备之一。它可使气（汽）液或液液相之间进行充分接触，达到相际传热及传质的目的。在塔设备中能进行的单元操作有：精馏、吸收、解吸，气体的增湿及冷却等。 二、塔设备的分类l塔设备的种类很多，为了便于比较和选型，必须对塔设备进行分类，常见的分类方法有：l 按操作压力分有加压塔、常压塔及减压塔；

2、l 按单元操作分有精馏塔、吸收塔、解吸塔、淬取塔、反应塔、干燥塔等；l 按内件结构分有板式塔、填料塔。 板式塔是一种逐级（板）接触的气液传质设备。塔内以塔板为基本构件，气体自塔底以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气-液相密切接触而进行传质传热，两相的浓度呈阶梯式变化。 填料塔属于微分接触型的企业传质设备。塔内以填料为气液接触和传质的基本元件。液体在填料表面呈膜状自上而下流动，气体呈连续相自下而上与液体做逆流流动，并进行气液两相间的传质与传热。两相的浓度或温度延塔高呈连续变化。第二部分 塔设备的主要构件及作用 l由上图可见，无论是板式塔还是填料塔，除了各种内件之外，均由塔体、支座、人孔或手孔

3、、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台等组成。 a.塔体塔体 塔体即塔设备的外壳，常见的塔塔体即塔设备的外壳，常见的塔体由等直径、等厚度的圆筒及上下封头体由等直径、等厚度的圆筒及上下封头组成。塔设备通常安装在室外，因而塔组成。塔设备通常安装在室外，因而塔体除了承受一定的操作压力（内压或外体除了承受一定的操作压力（内压或外压）、温度外，还要考虑风载荷、地震压）、温度外，还要考虑风载荷、地震载荷、偏心载荷。此外还要满足在试压、载荷、偏心载荷。此外还要满足在试压、运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要求求 lb.支座支座 塔体支座是塔体与基础的连接结构。因为塔设塔体支座是

4、塔体与基础的连接结构。因为塔设备较高、重量较大，为保证其足够的强度及刚度，通备较高、重量较大，为保证其足够的强度及刚度，通常采用裙式支座。常采用裙式支座。lc.人孔及手孔人孔及手孔 为安装、检修、检查等需要，往往在塔为安装、检修、检查等需要，往往在塔体上设置人孔或手孔。不同的塔设备，人孔或手孔的体上设置人孔或手孔。不同的塔设备，人孔或手孔的结构及位置等要求不同。结构及位置等要求不同。ld.接管接管 用于连接工艺管线，使塔设备与其他相关设备用于连接工艺管线，使塔设备与其他相关设备相连接。按其用途可分为进液管、出液管、回流管、相连接。按其用途可分为进液管、出液管、回流管、进气出气管、侧线抽出管、取

5、样管、仪表接管、液位进气出气管、侧线抽出管、取样管、仪表接管、液位计接管等。计接管等。le.除沫器除沫器 用于捕集夹带在气流中的液滴。除沫器工作用于捕集夹带在气流中的液滴。除沫器工作性能的好坏对除沫效率、分离效果都具有较大的影响。性能的好坏对除沫效率、分离效果都具有较大的影响。lf.吊柱吊柱 安装于塔顶，主要用于安装、检修时吊运塔内安装于塔顶，主要用于安装、检修时吊运塔内件。件。 第三部分第三部分 塔设备的一般结构塔设备的一般结构 l1、泡罩塔泡罩塔 l 泡罩塔是工业应用最早的板式塔，而且在相当泡罩塔是工业应用最早的板式塔，而且在相当长的一段时期内是板式塔中较为流行的一种塔长的一段时期内是板式

6、塔中较为流行的一种塔型。泡罩塔盘的结构主要由泡罩、升气管、溢型。泡罩塔盘的结构主要由泡罩、升气管、溢流堰、降液管及塔板等部分组成，如下图所示。流堰、降液管及塔板等部分组成，如下图所示。l泡罩塔的气液接触元件是泡罩，有圆形与条形泡罩塔的气液接触元件是泡罩，有圆形与条形两种，应用最广泛的圆形泡罩。圆形泡罩的直两种，应用最广泛的圆形泡罩。圆形泡罩的直径有径有 80mm 100mm 150mm三种。 优点： 操作弹性大，因而在负荷波动范围较大时，仍能保持塔的稳定操作及较高的分离效率；气液比的范围大，不易堵塞等。 缺点 结构复杂、造价高、气相压降大、以及安装维修麻烦等。目前，只是在某些情况如生产能力变化

7、大，操作稳定性要求高，要求有相当稳定的分离能力等要求时，可考虑使用泡罩塔。 l2、浮阀塔 浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有一个可上下浮动的阀片，阀片本身连有几个阀腿，插入阀孔后将阀腿底脚拨转90，以限制阀片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。阀片周边冲出几个略向下弯的定距片，当气速很低时，由于定距片的作用，阀片与塔板呈点接触而坐落在阀孔上，在一定程度上可防止阀片与板面的粘结。浮阀的类型很多，国内常用的F1型、V-4型及T型等 。 l浮阀塔 优点：l 生产能力大；l 操作弹性大；l 塔板效率较高，；l塔板结构及安装较泡罩简单，重量较轻 。l浮阀塔的缺点为：l 在气速较低

8、时，仍有塔板漏液，故低气速时塔板效率有所下降；l 浮阀阀片有卡死和吹脱的可能，这会导致操作运转及检修的困难；l 塔板压力降较大，妨碍了它在高气相负荷及真空塔中的应用。l3、筛板塔 l筛板塔也是应用历史较久的塔型之一，与泡罩塔相比，筛板塔结构简单，筛板塔结构及气液接触状况如下图所示。筛板塔塔盘分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等部分。 l 优点 l结构简单，制造和维修方便，相同条件下生产能力高于浮阀塔；l塔板压力降较低，适用于真空蒸馏；l塔板效率较高，但稍低于浮阀塔；l具有较高的操作弹性，但稍低于泡罩塔。l缺点 l小孔径筛板易堵塞，不适于处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液。 l4、舌形塔及浮动

9、舌形塔舌形塔及浮动舌形塔l（1）舌型塔盘产生的原因）舌型塔盘产生的原因 l一般情况下，塔盘上气流垂直向上喷射（如筛板塔），这样往往造成较大的雾沫夹带，如果使气流在塔盘上沿水平方向或倾斜方向喷射，则可以减轻夹带，同时通过调节倾斜角度还可以改变液流方向，减小液面梯度和液体返混。（2）舌形塔 舌型塔应用较早的一种斜喷型塔。气体通道为在塔盘上冲出的以一定方式排列的舌片。舌片开启一定的角度，舌孔方向与液流方向一致，如下图a所示。 l 舌形塔结构简单，安装检修方便，但这种塔的负荷弹性较小，塔板效率较低，因而使用受到一定限制。l舌孔有两种，三面切口上图（b）及拱形切口上图（c）。通常采用三面切口的舌孔。舌片

10、的大小有25mm和50mm两种，一般采用50mm如上图（d），舌片的张角常用20 (3)浮动舌形塔 浮动舌形塔是20世纪60年代研制的一种定向喷射型塔板。它的处理能力大，压降小，舌片可以浮动。因此，塔盘的雾沫夹带及漏液均较小，操作弹性显著增加，板效率也较高，但其舌片容易损坏。浮动舌片的结构见下图 ，其一端可以浮动，最大张角约20。舌片厚度一般1.5mm，质量约为20g。5、穿流式栅板塔、穿流式栅板塔穿流式栅板塔（如右图）属于无溢流堰装穿流式栅板塔（如右图）属于无溢流堰装置的板式塔，在工业上也得到广泛的应置的板式塔，在工业上也得到广泛的应用。根据塔盘上所开的栅缝或筛孔，分用。根据塔盘上所开的栅缝

11、或筛孔，分别称为穿流式栅板塔或穿流式筛板塔。别称为穿流式栅板塔或穿流式筛板塔。这种塔没有降液管，气液两相同时相向这种塔没有降液管，气液两相同时相向通过栅缝或筛孔。操作时蒸气通过孔缝通过栅缝或筛孔。操作时蒸气通过孔缝上升进入液层，形成泡沫；与蒸气接触上升进入液层，形成泡沫；与蒸气接触后的液体不断地通过孔缝流下。后的液体不断地通过孔缝流下。l 优点 ：l 由于没有降液管，所以结构简单，加工容易、安装维修方便，投资少；l 因节省了降液管所占的塔截面（一般约为塔盘截面的15%30%），允许通过更多的蒸气量，因此生产能力比泡罩塔大20%100%；l 因为塔盘上开孔率大，栅缝或筛孔处的压力降较小，比泡罩塔