外取热器交流

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1、气控式外取热器,我公司专利证书,1,3,下流式： 北京设计院专利技术，于1984年开始工业应用 特点： 有上电动闸阀 下部滑阀调节 有TDH空间,3,一.外取热技术介绍,再生器,上流式：1982年开始投用，首先在上海高桥三催化上应用。,4,二.气控外取热器技术及选用,自1989年首台气控式外取热器开发成功以来，国内已开发了三代共5种型式的气控式外取热器，气控内循环式和气控外循环式为第一代，无循环式和半气控下流式为第二代，1996年开发成功，第三代为串联式，1999年开发成功。 1.气控式外取热器的技术特点 取消了全部滑阀及烟气闸阀，减小了投资和检修量，安装方便，系统简捷。 换热管束采用肋片单套

2、管式，不存在接叉点，从根本上避免了结构缺陷导致的开裂。水汽流向合理，消除了气泡汽蚀对管束的破坏，大幅度提高了寿命。 催化剂循环和取热量均采用气动调节，灵活方便。 放弃了以往下流式取热器上部留有TDH高度的设计思想，使取热器内催化剂与再生器内催化剂以密相状态连通，且明显降低了催化剂流速，缓解了对管束的磨损。 利用流态化的微循环原理，使流化风进一步用来强化取热器与再生器间的热量传递，增加了气动调节性能。,气控内循环式：催化剂循环管线设置在取热器壳体内,6,第一代气控式外取热器,气控内循环式,国内首台气控式外取热器即为这种形式，于1989年12月在洛阳炼油实验厂建成。其结构特点为：取消了外部催化剂循

3、环管线，取热器与再生器只有一个接口，循环催化剂用管线设置在取热器内部，结构简洁。用气动方式控制催化剂循环量，实现了热负荷调节的气控化。已成功用于北临邑，南阳等数套装置。缺点是：催化剂循环管开停工启动较困难，易堵塞，易磨损；检修时需将管束下部抽出。 气控外循环式 首台外循环式于1990年在长岭炼油厂投用。原理与内循环式相同，只是把催化剂循还管线设在了取热器外部。优点是：循环管可以做成冷壁，磨损问题容易解决。缺点是：循环催化剂耗风较多通常占总用风的60%；风压要求较高，已投用的装置大多需增压0.07Mpa以上；操作费用高；调节范围窄，50%以下负荷不易控制。目前洛阳石化工程公司设计部设计的催化裂化

4、装置基本选用这种形式。 洛阳石化工程公司工程院对外循环式设计进行了改进，称改进外循环式,气控外循环式：催化剂循环管线设置在取热器壳体外,原理：与内循环式相同。 优点：适用于风压高，负荷大的情况 缺点：循环催化剂耗风多，50%负荷以下不宜控制,于1995年开发成功。这种形式在设计思想上产生了变革。以往取热器设计以催化剂循环为基础。上流式、下流式均通过催化剂循环量调节取热量，即使在此以前的气控式，解决的也是催化剂循环问题，只是用气动代替了阀控。而在这种取热器中，完全取消了催化剂循环，仅通过流化风产生的流态化微观混合作用实现热负荷的调节与控制。优点是：结构简洁，操作更方便，开停工更容易，风压要求低。

5、缺点是：换热管不宜做长。常适用于负荷小于1000104Kcal/h的情况。特别适用与开停工频繁的装置。 气控（半）下流式取热器 国内第一台工业装置由洛阳石化工程公司（原公司设备研究所）于1996年开发设计成功，分别在临邑及玉门炼厂投用。该形式是在下流式基础上的改进，取消了上滑阀及烟气管线，改造了上斜管。同样的设备，最大负荷可较原下流式提高约20%30%，且调节更方便，操作更平稳，事故率更低。,气控无循环式取热器,10,气控无循环式： 取消循环管线（1995年在马岭炼厂应用成功）,气控无循环式：汽包与取热器一体式（1996年中捷一催化）,11,气控半下流式：有滑阀控制（1997年玉门一催化,北临

6、邑）,12,2.气控式外取热器的各种改进形式,串联式返混强化型取热器 于1999年底开发成功。该形式的取热器综合了内、外循环式及无循环式的优点，使循环和微混合相结合，是一种性能优良的取热器。 特点：仅在上部供剂管路部分设置催化剂循环，换热区仍采用无循环方式。 形成上下串联结构。 优点：即实现了催化剂循环又降低了风压，输送催化剂可用主风； 解决了催化剂循环管路堵塞及启动困难问题； 催化剂循环用风少(较外循环式节省50%)；能耗低 抗磨损，使用寿命长。 低负荷性能突出。流化风作为主调节手段及双功能分布器设计，使取热器真正能在2030%低负荷区内平稳运行，且调节灵活。 通过大量工业实验得知，再生器与

7、取热器内的催化剂交换阻力主要发生在供剂管内，而换热区内的气动混合能力很强，催化剂循环对取热量的贡献主要是提高了供剂管路的交换能力。只要解决了供剂管路部分的催化剂循环问题，即解决了主要矛盾。串联式取热器即实现了催化剂循环，又降低了风压，减少了能耗。串联式取热器主控操作点只有一个，仍以取热器壳程流化风作为主操作点，但设计了双功能气体分布器，增设了低负荷流化风喷管，增加了调节区。 该型取热器已在南京炼厂100万吨/年，榆林炼厂50万吨/年,锦西80万吨/年等多套催化装置投用，最大负荷2300万 大卡/小时。水汽采用自然循环。,气控串联式（第三代）（1999年在马岭炼厂首先投入使用）,综合了内,外循环

8、及无循环式的优点. 特点:供剂管路部分设置催化剂循环,换热区无催化剂循环,形成上下串联结构. 优点:输送风压低;输送风量少;负荷范围宽,易调节;低负荷区性能优越;循环管线不宜堵塞;开停工方便.,再生器,气控串联组合式：设置催化剂外部循环管线气控串联式,再生器,特点： 克服外循环式的不足，发挥其在大负荷的优点。 适用于低负荷及开工时取热要求 节省增压风，能耗更小 应用2008年在中捷三催应用,各种取热器的特点及适用场合对比表,各种 情况,宽,低,低,简,少,1,串联式,低风压 改造,宽,低,低,简,少,1,无循环,大负荷 高风压,窄,高,高,中,中,2,外循环,大负荷 新建,宽,低,低,高,复杂

9、,多,3,下流式,适用 范围,操作 范围,风压,操作费,造价,安装,所占 空间,再生器开口,串联组合式,2,中,中,低,低,宽,各种 情况,3. 外取热器选型及设计,尽管设计院一般有标准系列，但我们认为催化裂化装置的外取热器不应成为定型系列设计，而应 首先根据催化裂化装置形式、负荷大小、框架结构、系统情况选择合适的取热器形式； 然后对每台进行单独设计，才能实现低耗，高效，调节灵活，操作方便，且原系统改动最小的目标。 应考虑的因素按重要性依次为： 安、稳、长。应能实现事故率低，长周期运行。 操作费用、能耗。此项是个相当大的数字，比制造费重要。 操作性能。方便简单、易调节、负荷范围宽。 安装和检修

10、。 就国内情况看，串联式是最新技术，可较好的适合与各种催化裂化装置，是我们首先推荐的形式；由于新催化工艺的应用，如FDFCC-技术的特点，再生器热负荷变化范围太大，大装置宜采用串联式组合式技术。 热力循环：应尽可能采用自然循环。 汽包结构：水质合格，负荷较稳定，直径小于2米时可采用汽包联体式，可节省大量管线、阀门及检修工作量（阀门泄漏是常见的）。,新建装置,热负荷较大，如大于1000104Kcal/h，则可选气控串联式。在高压风富裕时，也可选用串联式组合式技术，增大取热负荷的调节范围。 负荷大于2500104 Kcal/h时，建议采用串联式组合式技术。 热负荷较小时：如小于1000104Kca

11、l/h，可选用串联式和无循环式。 老装置改造 首先应考虑与原系统协调。此时往往框架所限，应以外型简单，工程量小，便于安装为宜。应选用串联式或无循环式。若原有风压较低，则应将取热器设计的短些，以利用原有风；若原有风压较高，则可设计的细长些，以使风压充分利用，减少风量，节约能耗。若热负荷大于2000104Kcal/h，也可选用改进的气控外循环式，能耗会高些。 下流式主要适用于前置烧焦罐式再生器。,4.已有外取热器改造,阀控下流式用气控式技术改造（方案曾于1992年催化裂化年会提出） 取消上滑阀，改造上斜管； 取消上烟气管线； 水汽改为自然循环； 取热管束改为单套管。下滑阀可保留（也可取削） 气控外

12、循环式改造 主要问题有：负荷低式不好调节控制，要求风压高，能耗高，开停工不方便。原因：催化剂循环设计不佳。,5.管束质量,好的管束技术包括以下三个方面： 1.合理的工艺设计。包括传热工艺和热工工艺。 2.正确的管束结构设计。 3.可靠的制造质量。 工艺设计要注意的问题 热工工艺方面 环隙内的汽化率不应太大； 环隙内的汽泡体积应尽量小； 环隙内的汽泡流速尽量快； 以防止汽泡滞留，破裂，产生汽蚀，破坏管束。 设计时要有合理的循环倍率和环隙面积。 传热工艺方面 管束不宜过长； 热流强度不宜过高； 催化剂温度尽量采用低温方案； 催化剂流速尽量降低。 管束设备设计问题 肋片温度及热应力要认真计算； 肋顶缺口形式不合理，极易开裂； 肋片缺口错排。 管束制造质量： 焊透，减少肋片温差；控制焊接电流；控制变形； 避免原始裂纹； 材料质量。,五.应用情况,可以承担全套取热器的设计(包括工艺、设备、热工、仪表)，负荷自(652300)104kcalh均己有工业应用实例。水汽采用自然循环，也可采用强制循环。 可以承担上、下流式外取热器的改造工作。 上流式可改为密相传热的气控式，本体设备基本不动，通过改管束及催化剂进出管线，可使用风量降低50，热负荷提高30以上。,