【摘要】石油化工的生产加剧了设备腐蚀，在此基础上应加强设备的改造，文中主要介绍延迟焦化装置、重油裂化催化装置和常减压装置的设备结构设计，以期最大限度地提高效率，降低腐蚀。
【关键词】焦炭塔 换热器 催化裂化 结构设计
21世纪以来，国家的工业发展迅猛，尤其是石油化工行业，大规模的炼油量已经成为评判一个国家综合国力的标志。因此随着石油化工的生产，要想在竞争如此激烈的环境中占有一席之地，就必须对技术的要求越来越高，在炼油厂的各个装置都有待进一步的改造。
1 延迟焦化装置—焦炭塔
焦炭塔是炼油厂延迟焦化的关键设备，然而在长期的高温作业下运行，容易产生疲劳现象，在塔体常出现腐蚀现象影响总工序的进行。因此要更加注重焦炭塔的结构设计。
设计原则：避免焦炭塔中的异种金属直接接触，有效防止发生接触腐蚀，即我们提到的电偶腐蚀；在焦炭塔的结构实际中要避免存在死角，要特别注意把容易产生腐蚀的部位彻底清除干净，防止因介质滞留造成点蚀和垢下腐蚀；在进行焊缝时，要避免产生缝隙因为大多数的集中应力都产生在焊缝的熔合线处，容易产生气孔和夹渣，因此要防止发生缝隙腐蚀；避免管线突然的变径和急弯，防止发生冲蚀和空泡腐蚀（气蚀）； 避免尖角过渡和十字焊缝，防止因应力集中导致应力腐蚀 。
焦炭塔裙座与底部封头的连接结构，采用堆焊结构，部分采用锻焊结构，在设计的堆焊结构中均要求内外壁焊后打磨光滑，在裙座方面，要采用整体锻件，整体断焊的能够有效地防止焦炭塔疲劳，占有很大的优势，因此在对焦炭塔的结构设计中，为了有效地防止设备的疲劳破坏，保证其安全性，要充分降低沿裙座高度的温度梯度，还要降低焊缝中的高度集中应力。首先为了降低应力集中，要在裙座的圆周上开挖均匀的窄槽，还要在槽的两端进行钻孔工作，需要注意的是，草鱼草之间还要空出一定的距离，以便在均匀分布的同时，保证能够承受水平的剪力；其次为了保证裙座焊接的质量，同时又降低应力，要在与裙座对接焊的筒体部位堆焊出一个构件，同时加大焊接面积，这样就能确保全焊透焊接，即环焊透，不仅增加了裙座底部的挠度，还降低了其刚性约束点；最后要控制温差，可在裙座上部设置热温箱结构或加热盘管，有效降低内外壁的温差，减少热应力，缓解热冲击，增加抗疲劳寿命。
2 重油催化裂化装置——油浆蒸汽发生器
油浆蒸汽发生器是催化裂化装置的重要设备之一，对炼油的过程起着关键性的作用，因此要对此发生器的结构进行设计，以期发挥他最大的作用，延长寿命，降低腐蚀。
（1）在管板应力集中地地方容易产生腐蚀，为了有效地防止腐蚀介质进入到管板与发生器的连接处，要将换热管与管板连接牢固，使焊缝的受力减小，最根本的是改变其与管板的连接形式，将原来的强度焊之后胀贴改为强度焊加强度胀，强强联手增大密封效果，防止裂纹的产生。
（2）在进行油浆蒸汽换热器的制造时，常常会出现焊缝内出现明显缺陷的问题，导致出现油污外漏，缩短发生器的寿命。为了防止这一现象的发生，就要改变换热器的制造工艺，即从传统的先胀后焊改为现如今流行的先焊后胀，对胀接松弛的现象也能有效预防。
（3）为了有效防止焊缝处产生裂纹，要在对焊之前进行预热，预热的温度应在100～200度的间距选取，预热的方法可采用电加热板，如果条件允许的话还可采用煤气均匀加热，焊前进行加热不仅可以减低冷却的速度，在预热的同时还可以加深焊缝的熔深，，能够有效地避免焊缝开裂现象，防止焊口产生腐蚀。
3 常减压装置——螺旋折流板换热器
将圆截面的特制板安装在“拟螺旋折流试验” 中，每块折流板占换热器壳程中横剖面的四分之一，其倾角朝向换热器的轴线，即与换热器轴线保持一倾斜度度。相邻折流板的周边相接，与外圆处成连续螺旋状。折流板的轴向重叠，如欲缩小支持管子的跨度，也可得到双螺旋设计。螺旋折流板换热器对传统折流板换热器进行了大胆的创新，采用与壳体轴线成某一角度状排列的螺旋板作为折流板。使介质在壳体内螺旋推进流动，实现了在较小泵功能消耗条件下较高的传热效果。目前采用的双壳程螺旋折流板换热器是一种新型的高效节能换热器，与传统不同的是管束各元件的结构设计：
（1）采用同心圆布管方式布管，分程时要考虑两程间的布管数量应大致相等，使两程的流通面积基本相同，以保证两程间的介质有相同的流速，这样分程后分程筒体的直径大小也就随之确定了，然后再根据筒体直径来确定隔板槽的位置；
（2）分隔板的厚度、筒体的厚度以及筒体长度可根据具体情况来确定，分隔板上开有与管板相对应的管孔，筒外的换热管从管孔中穿过，在分隔板外圆处装设有密封弹簧片，并用压板和螺栓加以固定，用它来密封与壳体内壁之间的环向间隙以避免介质在两程之间发生短路，这种结构与纵向隔板式的相同，只是弹簧片和压板的形状由长方形板条改变为环形板片。分隔板与分程筒体之间的联接采用密封焊接，使其连成一个整体结构，这样不仅便于安装和拆卸，而且还可起到防止漏流的作用。
石油化工作为国家重要的行业，不仅关系着国民的经济命脉，还对环境的质量起着决定性的作用，因此要大力发展高新技术，培养相关工作人员的创新意识，紧跟世界潮流，对炼油过程中用到的设备进行详细的结构设计，在延长设备寿命的同时，有效防治设备腐蚀，减少经济损失，起到事半功倍的效果。
4 结语
笔者结合多年的工作经验，对焦炭塔、油浆蒸汽发生器以及螺旋折流板换热器这些设备的结构设计进行论述，以期给同行提供借鉴，也鞭策自己及时掌握最新技术，为石化工作贡献力量。
参考文献
[1] 徐彬，张麦贵.螺旋折流板换热器在常减压装置中的应用[J].石油化工设备，2003
[2] 侯春宇，韩放，王莉.焦炭塔热应力的推导计算[J].化工装备技术，2009
[3] 赵克勤，王秀珍，王正.石油化工容器及设备.华中理工大学出版社
作者简介
杨巍（1963，06，16-），汉族，河南省洛阳市人，职称：工程师，学位：大专，现在中石化洛阳工程有限公司设备室工作，主要从事石油化工静设备的设计工作。