工业炉
石油化工设备技术，2017，38（2）·45， Petro-Chemical Equipment Technology
裂解炉辐射盘管弯曲分析及改进措施
刘敬坤
（中国石化工程建设有限公司，北京100101）
摘要：针对某企业裂解炉辐射盘管产生严重弯曲变形的情况，从此次改造前辐射盘管的构型、平均热强度、结构设计缺陷以及固外部原因导致的一程管入口处恒力弹簧吊架失效或部分失效等多方面，分析了导致辐射盘管产生弯曲变形的原固；对此，从辐射盘管管径、结构机械设计、辐射盘管的吊挂、导向和限位结构等方面进行分析和提出改进措施，并采用了扭曲片管技术，以减缓管壁的结焦趋势，降低因辐射盘管管壁金属温度局部过热对炉管产生弯曲变形的影响。
关键词：裂解炉辐射盘管弯曲变形恒力弹簧吊架 doi:10.3969/i.issn.1006—8805.2017.02.011
乙烯裂解炉是乙烯装置中最重要的设备之
一，而辐射盘管是裂解炉最核心部件之一。裂解反应在辐射盘管内发生，辐射盘管的运行好坏直接关系到乙烯收率、运行周期、热效率、以及全厂能耗。
某企业裂解炉于2001年在原SRT-Ⅲ型炉基础上采用TECHNIP专利技术对其进行改造而成，改造后的炉型为GK-IV型，生产能力由4.5万 t/a提高到6方t/a；但投产后其生产能力并未达到设计要求，且辐射盘管开始弯曲，运行儿年后，炉管弯曲变形加剧，至2007年年初，其运行周期已不到20天。
因此，该企业委托中国石化工程建设有限公
司（SEI)对该裂解炉辐射盘管进行技术改造。 1辐射盘管弯曲原因分析
一般而言，引起辐射盘管弯曲变形的因素较多，原因也较为复杂，就该裂解炉来讲，主要由以
下原因所致。 1.1盘管构型
该裂解炉辐射盘管构型为双排炉管，分别置于辐射段中线两侧，每排炉管中线距辐射段中线均为250mm。对双排布置的炉管而言，存在有近火点和远火点，同时两排炉管间也会产生相互遮蔽，所以每根炉管表面温度将会产生周向温差，炉管在运行中存在周向温差，则会产生弯矩，从而导致炉管产生弯曲变形。
当然万亦数辑重等因素，会部分抵消炉管因周
向温差引起的弯曲变形。对双排布置的炉管而言，尽管周向温差不可避免，但可通过调节燃烧器使其燃烧均匀和减小炉管表面热强度的方法来减小周向温差，进而可减轻因周向温差而产生炉管弯曲变形的程度。
1.2炉管平均热强度较大
此次改造前，炉管平均热强度较高。众所周
知，在同一操作条件下，炉管平均热强度越高，管壁金属温度就越高，而管壁金属温度降直接影响到裂解炉的运行周期和炉管的使用寿命。
尽管炉管平均热强度不是导致炉管产生弯曲
变形的最直接原因，一且1.1和上述条件同时具备，将加速炉管弯曲变形的产生。
1.3连接一、二程管间跨管结构存在缺陷
此次改造前，辐射盘管中连接一、二程管间跨管结构为一直管，由于此结构刚性较大，吸收和协调一、二程管间的伸长量不同的能力较差：同时其自身也有约20mm的热膨胀量，在1.1和1.2同时具备的前提下，必将加速炉管弯曲变形的产生。 1.4底部导向结构存在缺陷
此次改造前，辐射段底部的导向结构如图1 收稿日期：2016-11-07
作者简介：刘敬坤，男，2000年毕业于中国石油大学（华东）化工设备与机械专业、管理工程专业，工学和管理学双学士学位，长期从事工业炉设计及管理工作，已发表论文1篇，
现任工业炉室主任助理，高级工程师， Email:liujk@sei.com.cn.