[发明专利]一种焦炭塔及其制造方法

说明书

本发明公开了一种焦炭塔，包括焦炭塔的塔体，塔体下方套接有裙座，裙座的内径D₂满足以下公式：D₂＝D₁‑δ，其中，D₁为焦炭塔塔体的外径，δ为塔体外壁与裙座内壁之间常温过盈量，P_1,2为热套压力，μ为裙座材料泊松比，R_s、t_s分别为塔体外壁的半径值与塔体厚度，R_k、t_k分别为裙座内壁的半径值与裙座厚度。本发明还公开了一种焦炭塔裙座的制造方法。

技术领域

本发明涉及一种能够解决焦炭塔对接焊缝开裂问题的新结构、新方法，特别是一种焦炭塔及其制造方法。

背景技术

焦炭塔，作为延迟焦化工艺的核心设备，其受载相当复杂，除了常规塔器设计时必须考虑的，如内压、风载、雪载及地震载荷外，还承载着高温温度循环。焦炭塔的操作工况非常苛刻，其单个生产周期一般为48小时。单个周期中，焦炭塔需要经历蒸汽预热、油气预热、进油生焦、吹气冷焦、进水冷焦及放水除焦6个阶段。温度则从常温～490℃之间循环，并且其内部介质，包含了油气预热时的气态、进油生焦时的液态、进水冷却时的固态。面对如此恶劣的生产工况，焦炭塔下封头与裙座间的对接焊缝的使用安全一直备受关注。

采用了传统结构设计的焦炭塔，在使用若干年(3～5年)后即出现对接焊缝(连接下封头与裙座的焊缝)发生开裂，即使将裂纹补焊后，使用一段时间仍然继续开裂，这一现象已经严重威胁到了焦炭塔的使用安全。随后，为了解决这一问题，设计者们摒弃了对接焊缝，转而采用整体锻件的形式，以提高使用寿命，但是整体锻件造价却很高昂，并且制造工艺也很烦绪复杂，这导致相当一部分焦炭塔制造商，宁愿采用对接焊缝的修补形式，也不太愿意使用整体锻件。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种焦炭塔及其制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种焦炭塔，包括焦炭塔的塔体，塔体下方套接有裙座，裙座的内径D₂满足以下公式：

D₂＝D₁-δ，

其中，D₁为焦炭塔塔体的外径，δ为塔体外壁与裙座内壁之间常温过盈量，P_1,2为热套压力，μ为裙座材料泊松比，R_s、t_s分别为塔体外壁的半径值与塔体厚度，R_k、t_k分别为裙座内壁的半径值与裙座厚度。

本发明还公开了一种焦炭塔的制造方法，包括以下步骤：

步骤(1)准备用于套在焦炭塔塔体上的裙座；

步骤(2)裙座与塔体发生热套的高度为h，使裙座内壁与塔体外壁的粗糙度达到3.2μm，设裙座内壁与塔体外壁间的热套压力为P_1,2；

步骤(3)将裙座整体加热至温度T_c；

步骤(4)将塔体放置进裙座中；

步骤(5)使裙座在整体冷却至室温；

步骤(6)依据接触热阻，确定出热套压力P_1,2的取值范围为P_1,2≥1.0MPa；

步骤(7)依据静摩擦力，确定出热套压力P_1,2的取值范围为其中，G为焦炭塔总重；S为高度h所包含的接触面积为hπD₁(mm²)；γ为粗糙度3.2μm下，焦炭塔材料的静摩擦系数为0.27；