一種分支集合管回彎布置的轉(zhuǎn)油線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油煉制和石油化工生產(chǎn)裝置中的工藝管道設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及加熱爐輻射室爐管分支出口到分餾塔進料段的一段工藝管道，進一步地說，是涉及一種可調(diào)節(jié)加熱爐爐管出口壓力的對稱布置的轉(zhuǎn)油線。
【背景技術(shù)】
[0002]在煉油化工領(lǐng)域，通常將連接加熱爐輻射室爐管出口到分餾塔進料口之間的工藝管道稱為轉(zhuǎn)油線，一般由分支管、分支集合管和總管組成。分支管、分支集合管往往稱為過渡段，也就是加熱爐輻射室爐管出口到與分餾塔進料口直接相連的總管道之間的一段管道；而與分餾塔進料口直接相連的總管道，有時會稱之為低速段。
[0003]加熱爐輻射室爐管出口轉(zhuǎn)油線是石油化工裝置分餾系統(tǒng)的重要工藝管道，它的操作條件比較苛刻，一般操作溫度在360°C以上，對于原油常減壓蒸餾裝置的減壓蒸餾，減壓轉(zhuǎn)油線的操作溫度可達400?420°C;管內(nèi)流速有時可達60?70m/s ;高溫汽液兩相介質(zhì)離開加熱爐輻射室爐管出口進入轉(zhuǎn)油線后，隨著壓降的增加，壓力逐漸降低，油品在管道內(nèi)的蒸發(fā)量增大，使得溫度逐步下降，汽化率也隨之發(fā)生改變，整個過程近似于絕熱過程。
[0004]隨著裝置大型化的發(fā)展，加熱爐輻射室爐管出口個數(shù)增加，其轉(zhuǎn)油線經(jīng)常為多路操作，設(shè)計除應(yīng)滿足管道的熱應(yīng)力補償需要外，還應(yīng)該使加熱爐輻射室爐管各路分支出口的操作壓力基本一致。高溫的汽液兩相流介質(zhì)自加熱爐輻射室爐管分支出口經(jīng)過轉(zhuǎn)油線進入分餾塔。由于加熱爐是為蒸餾塔提供熱量的重要設(shè)備，提供的熱量越多，蒸餾塔的產(chǎn)品收率就越大(或產(chǎn)品質(zhì)量越好)，相應(yīng)的爐分支出口溫度就越高。而爐出口溫度又受油品的熱敏感性限制，過高的溫度會導(dǎo)致油品在爐管內(nèi)發(fā)生裂解和結(jié)焦，因此，加熱爐輻射室爐管分支出口溫度的均一性，是獲取最大負荷的重要保證，而操作壓力的均一是操作溫度均一的重要條件。
[0005]加熱爐輻射室爐管內(nèi)的油品通過爐管壁受熱獲得熱量，溫度升高。隨著溫度的升高，爐管內(nèi)的油品逐漸開始汽化，出口的幾根爐管為汽液兩相流態(tài)。在汽液兩相流體的爐管內(nèi)，爐管內(nèi)壁會有一層油膜，油膜溫度就是介質(zhì)所受的最高溫度，穩(wěn)定的油膜有利于降低油膜溫度，而油膜的穩(wěn)定性和薄厚則取決于流體流動的狀態(tài)，加熱爐的出口壓力正是對加熱爐爐管內(nèi)流體流動狀態(tài)起關(guān)鍵作用的因素。因此，轉(zhuǎn)油線設(shè)計的一個重要條件就是要控制壓力降，以滿足加熱爐出口操作壓力的需要。
[0006]轉(zhuǎn)油線的設(shè)計必須滿足:
[0007]a)穩(wěn)定的環(huán)霧流、霧狀流流態(tài)可避免兩相流管道因流態(tài)不穩(wěn)或不適宜流態(tài)(如塊狀流等)的出現(xiàn)引起管道的震(晃)動或沖蝕。轉(zhuǎn)油線的設(shè)計必須滿足管道內(nèi)介質(zhì)逐級汽化要求、汽液兩相流態(tài)平穩(wěn)流動的要求，須避免因壓力急速波動引起的流態(tài)不穩(wěn)定。
[0008]b)保證各加熱爐輻射室各分支爐管出口壓力的基本一致，這是轉(zhuǎn)油線設(shè)計的重要要求。壓力一致才能保證介質(zhì)的汽化率一致，達到各分支爐管受熱一致，以及各爐管分支出口溫度一致，從而實現(xiàn)加熱爐熱負荷一定的情況下，爐出口極限最高溫度最低。
[0009]c)加熱爐的出口壓力是影響加熱爐輻射室爐管內(nèi)汽液兩相介質(zhì)流態(tài)的重要因素，穩(wěn)定的環(huán)霧流和環(huán)狀流流態(tài)，有利于降低油膜溫度，減少油品裂解或結(jié)焦的可能性。因此，轉(zhuǎn)油線的設(shè)計應(yīng)在滿足熱應(yīng)力補償要求的前提下，通過恰當?shù)霓D(zhuǎn)彎和管道直徑及其變化的選擇，滿足加熱爐出口操作壓力的要求。
[0010]中國專利CN101532594B提供了一種低壓降減壓轉(zhuǎn)油線，由90度漸擴式彎頭、30?60度彎頭、過流段和低速段組成，可以減小流動過程的阻力損失，降低轉(zhuǎn)油線壓降。該專利追求的是低壓力降轉(zhuǎn)油線設(shè)計，不能夠?qū)崿F(xiàn)加熱爐出口對操作壓力的要求。也就是不能夠通過轉(zhuǎn)油線的設(shè)計，滿足加熱爐出口操作壓力的需要，以達到爐管內(nèi)汽液兩相流的流態(tài)需要。
[0011]中國專利CN 201533999 U提供了一種減壓蒸餾轉(zhuǎn)油線裝置，其在滿足油品分離總時間的要求下可有效地縮短轉(zhuǎn)油線總長度且應(yīng)力分布合理、流線順暢的減壓蒸餾轉(zhuǎn)油線裝置。這也是一種低壓力降設(shè)計理念的一種減壓轉(zhuǎn)油線，而且由于加熱爐輻射室爐管出口位置的限制，采用這種方法布置的轉(zhuǎn)油線，難以實現(xiàn)加熱爐輻射室分支爐管出口操作壓力的基本一致,也難以滿足爐出口操作壓的要求
[0012]上述兩個專利考慮的重點是如何降低轉(zhuǎn)油線的壓力降，以達到降低加熱爐出口溫度的目的，而本發(fā)明的關(guān)鍵點是如何保證加熱爐出口壓力滿足設(shè)計需要，一般情況這一出口壓力要遠高于上述兩個專利所描述的加熱爐出口壓力。
[0013]綜上所述，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)油線布置受到加熱爐輻射室爐管出口位置限制，分支管和分支集合管不能夠?qū)崿F(xiàn)完全對稱布置，來保證爐管分支出口壓力的一致，同時追求的又是低壓力降要求，不能保證必要的加熱爐出口操作壓力要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種分支集合管回彎布置的轉(zhuǎn)油線。保證滿足熱應(yīng)力補償要求的前提下，以爐管出口轉(zhuǎn)油線分支、分支集合管對稱布置為原貝U，保證加熱爐輻射室爐管分支出口壓力基本一致；分支集合管的布置采用回彎布置，即通過一段垂直管道連接2個90度彎頭(或彎管)實現(xiàn)管道的回彎布置，回彎布置方向與轉(zhuǎn)油線物料流動方向的夾角在O?90度的任一角度，完全對稱布置的轉(zhuǎn)油線，各路分支管、分支集合管實現(xiàn)長度一致，彎頭一致，介質(zhì)走向一致，保證加熱爐分支出口操作壓力基本一致。通過管徑、彎頭、大小頭和管道走向的選擇，滿足管道內(nèi)介質(zhì)流態(tài)的需要和加熱爐輻射室爐管分支出口操作壓力的需要。
[0015]本發(fā)明的目的是提供一種分支集合管回彎布置的轉(zhuǎn)油線。
[0016]連接加熱爐輻射爐管出口和分餾塔入口，由分支管、分支集合管以及總管組成，分支管連接加熱爐輻射爐管出口，總管連接分餾塔入口，分支集合管連接分支管和總管，所述分支管包括直管段、彎頭和大小頭，所述分支集合管包括直管段、彎頭和大小頭；所述分支管對稱布置在分支集合管兩側(cè)；分支集合管對稱布置在總管左右兩側(cè)；
[0017]分支集合管采用回彎布置，即通過一段垂直管道連接兩個90度彎頭或彎管實現(xiàn)管道的回彎布置；
[0018]所述分支集合管的回彎布置方向與轉(zhuǎn)油線總管的物料流動方向的夾角為O?90度。
[0019]其中，優(yōu)選:
[0020]加熱爐輻射室兩側(cè)的分支集合管采用鏡像對稱布置；
[0021]分支集合管采用褲型三通或斜插對稱合并至轉(zhuǎn)油線總管；斜插角度不超過45度。
[0022]分支集合管采用褲型三通或斜插對稱合并至轉(zhuǎn)油線總管之前，通過直管或彎管連接與褲型三通或斜插管連接，彎管的角度不超過40度；
[0023]分支集合管的水平管段或垂直管段上設(shè)置大小頭。
[0024]本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0025]一種分支集合管采用回彎布置的轉(zhuǎn)油線，連接于加熱爐各輻射室的爐管出口和分餾塔入口之間，加熱爐具有至少一個輻射室，所述轉(zhuǎn)油線由出口分支管、分支集合管以及總管組成。
[0026]所述加熱爐輻射室的爐管出口開設(shè)于所述加熱爐輻射室的頂面，垂直向上；每一個輻射室設(shè)置2根或4根爐管分支，多于4根爐管分支的情況則采用多個輻射室；只有2根爐管分支，則對稱布置于加熱爐輻射室頂部兩側(cè)，此種情況轉(zhuǎn)油線分支管和分支集合管為同一根管道，所述的分支集合管也即分支管；4根爐管分支出口由所述分支管每2根一組對稱連接I根分支集合管，所述分支集合管每2根一組對稱連接至總管。
[0027]所述分支管、分支集合管對稱布置；所述分支管由直管段、彎頭和大小頭等組成；所述分支集合管也是由直管段、彎頭和大小頭等組成。
[0028]所述彎頭可以采用回彎彎頭，也可以采用標準彎頭，彎頭的轉(zhuǎn)彎角度可以根據(jù)需要采用任意角度。
[0029]所述分支集合管自分支管水平布置伸向分餾塔，在適當位置可水平方向向內(nèi)轉(zhuǎn)一角度(O?90度)并進一步向前延伸，可根據(jù)需要在水平管道上設(shè)置大小頭，經(jīng)90度彎頭垂直向上接垂直管道。垂直管道上可根據(jù)需要設(shè)置大小頭，并經(jīng)90度彎頭返回方向接水平管道，在這個水平管道上也可根據(jù)需要設(shè)置大小頭，并經(jīng)90度彎頭垂直向上接垂直管道。