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摘 要：三级旋风分离器是决定流化催化裂化炼油系统能量回收装置使用寿命的关键 三级分离器是用于炼油工业中针对催化裂化程序的主要回收装置，在炼油系统中担任第三极旋风分离器，在催化裂油程序中，前两级分离装备并没有全部把烟气清理干净，第三级分离器主要任务就是把再生机器旋风分离器未能完成的任务高质量完成，从在再生烟气中分离出催化微粒，为烟气透平机提供高温高压烟气，保证透平机的使用寿命。
关键词：重油催化装置 三级旋风分离器 问题分析及改进措施
重油在催化裂化过程中会造成严重的能量流失问题，大量的能量随着烟气被放空，如果采取一定的技术措施，采用再生烟气能量回收技术，那么得到的结果会是相当可观的。提高重油催化裂化能量回收技术是非常重要的，针对能量回收，研发制定合格的旋风分离器是至关重要的。
一、三级旋风分离器
重油催化裂化过程中会产生较多的具有高温高压的再生烟气，这些烟气有很大的位能，炼油过程中往往会通过烟气轮机来回收再生烟气所具备的能量，烟气产生的同时伴有催化颗粒的产生，损坏烟机，造成烟叶磨损，转盘等部位的损伤，影响烟机的工作效率及使用寿命。重油催化裂化过程中，对于再生烟气产生的催化颗粒有严格要求，包括含烟浓度和颗粒大小。在烟气轮机回收压力能的前提工作中，需要对再生烟气进行规划和清理，固化分离，进一步分化再生烟气，按照分化器的分化顺序称之为第三级旋风分离器。
二、旋风分离器的种类
旋风分离器的工作原理依据于离心率，利用含尘气体旋转时产生的离心力把粉尘从气流中分离出来，属于一种干式气固分离装置。
1.气流导入方式的不同，分离器分为切流反转式旋风分离器和轴流式旋风分离器。
其中切流反转式分离器是最常见的型号，从筒体的侧面导入烟尘气体，气流旋转向下进入椎体，到达端点之后反转向上，通过排气管排出清洁气体。轴流式旋风器利用气流旋转原理，尘烟进入筒体之后，呈圆周运动，气流向下向锥体移动，呈螺旋形。通过重力和离心力的作用，粉尘顺着器壁落入锥体中，轴流式旋风器旋转的切向速度随着锥体的半径变化而变化，切向速度到达临界点的同时气流会由向下螺旋运动变为向上螺旋运动，称之为内旋气流。
2.我国使用的三旋器主要是多管式三旋，有两种类型分别是立管式三旋和卧管式三旋。多管式三旋的优势是拥有共同的进气室，集气室和集尘室。再生烟气进入室管后流向各个并联的分气单管。由单管净化后放入集气室，再经排气管进入烟气轮机。
三、旋风分离器的比较
多管式三旋器存在一些不足之处：单管的高效率在多管并联之后没有体现出来，组合后整体效率降低，单管抗返混能力差；旋风管的风叶转动速率过大，过分粉碎催化颗粒，增加旋风器的工作量，降低粉尘排除率，影响气轮机的运作；旋风管管口过小不容易装备耐磨陈力，增加了旋风器的磨损风险；在膨胀节和隔板两个环节中容易发生破损，使得旋风器失效。而且多管式三旋的结构比较复杂不便维修。
研制的旋风式三旋器的单管数量减少，并用大直径高效旋转器替代小直径旋风管。其优点如下：大直径旋风管装置耐磨衬里，增加旋风管的耐磨性，延长其使用寿命；没有装置旋风导风叶片，减少进入烟气轮机的粉末量；使用的大直径普通旋风管成本低，维修方便简单；每一台旋风分离器抗返混能力综合提高。
四、影响旋风分离器工作效果的因素
1.操作条件对于分离器性能的影响
旋风分离器的外部操作条件包括气体的流速，温度，密度，粉尘的密度，浓度和颗粒的大小。相同尺寸的旋风分离器入口气速越大处理气量也变大，旋转产生的离心力由之增加，使得分离效率增加。到达一个数值时，分离力由于过大的压力减小，分离效率降低；气温上升时，气体粘度增大，粉尘颗粒受到的向心阻力增加影响分离效率，气体的密度随着温度的升高减小，在分离过程中压降减小降低分离效率；颗粒的密度越大效率越高，到一定程度上效果就会不明显，在一定范围内，分离效率随着颗粒浓度的增加而增高；
2.结构参数对旋风分离器性能的影响
旋风分离器的进气结构有蜗壳式，直切式，导行入口和螺旋顶等，入口截面比和矩形入口高宽比对于分离效率都有影响。入口截面比是指筒段的横截面与入口截面的比值，通过旋风器筒段的气体量一定时，入口截面越大效率越高，入口管径随着入口截面的增大而增大，提高了成本，消耗增加。矩形入口比是指高度和宽度的比值，入口过宽形成短路流，高宽比过大，分离时间段降低分离效率。分离效率随着管径直径的增大和管径高度的增加而提高，但要考虑到成本和修理经费，把分离效率和成本完美结合。
五、旋风分离器的改进措施
1.平衡离心力和耐磨机制
过大的离心率会导致管径受到的磨损增加，较大的粉尘颗粒会变成细末，不容易排出分离器，保证分离管径的标准直径是标准离心率的标准，根据实际制定相应的管径直径，通过平衡离心力和磨损机制，保障分离效率。
2.提高单管并联整体效率
由于单管组合之后压降不均衡，造成部分单管失效甚至返混现象，安装单管的隔板做工粗糙，使得单管隔板变形，与其他装置的精准度不同。在单管加工过程中严格遵守制作规格，生产高精确度的单管以及单管隔板，保证其装置的实用性，提高分离效率。
3.波形管膨胀节的材料选择
波行管膨胀节遭到破坏是导致分离器失效的主要原因，由于波行管膨胀节的材料不符合标准，造成操作是尾燃超温，喷水冷却等失误，形成裂纹和穿孔。在材料的选择上必须按照标定标准选择，确保波形管膨胀节的安全。
六、总结
重油催化裂化的烟尘处理工作主要依靠于三级旋风分离器，分离器是回收能量，保护烟气轮机的重要保障。通过研究总结，旋风分离器的性能是受多方面影响的，综合实际，提高分离效率，保证能量回收，确保烟尘排除率。加强科技研究，提高三级旋风分离器的工作性能，为重油催化裂化过程提供一个有力的除烟尘平台。
参考文献
[1]袁超，重油催化装置三级旋风分离器故障分析及改造[J]，化工设备与管道，2010，46：96～97.
[2]段少丽，重油催化裂化装置三级旋风分离器的动态特性分析[J]，石油机械，2011，04：33～35.
[3]房家贵，催化裂化第三级旋风分离器的现状及发展方向[J]，石油化工设备技术，2010，03：66～67.
关键词：重油催化装置 三级旋风分离器 问题分析及改进措施
重油在催化裂化过程中会造成严重的能量流失问题，大量的能量随着烟气被放空，如果采取一定的技术措施，采用再生烟气能量回收技术，那么得到的结果会是相当可观的。提高重油催化裂化能量回收技术是非常重要的，针对能量回收，研发制定合格的旋风分离器是至关重要的。
一、三级旋风分离器
重油催化裂化过程中会产生较多的具有高温高压的再生烟气，这些烟气有很大的位能，炼油过程中往往会通过烟气轮机来回收再生烟气所具备的能量，烟气产生的同时伴有催化颗粒的产生，损坏烟机，造成烟叶磨损，转盘等部位的损伤，影响烟机的工作效率及使用寿命。重油催化裂化过程中，对于再生烟气产生的催化颗粒有严格要求，包括含烟浓度和颗粒大小。在烟气轮机回收压力能的前提工作中，需要对再生烟气进行规划和清理，固化分离，进一步分化再生烟气，按照分化器的分化顺序称之为第三级旋风分离器。
二、旋风分离器的种类
旋风分离器的工作原理依据于离心率，利用含尘气体旋转时产生的离心力把粉尘从气流中分离出来，属于一种干式气固分离装置。
1.气流导入方式的不同，分离器分为切流反转式旋风分离器和轴流式旋风分离器。
其中切流反转式分离器是最常见的型号，从筒体的侧面导入烟尘气体，气流旋转向下进入椎体，到达端点之后反转向上，通过排气管排出清洁气体。轴流式旋风器利用气流旋转原理，尘烟进入筒体之后，呈圆周运动，气流向下向锥体移动，呈螺旋形。通过重力和离心力的作用，粉尘顺着器壁落入锥体中，轴流式旋风器旋转的切向速度随着锥体的半径变化而变化，切向速度到达临界点的同时气流会由向下螺旋运动变为向上螺旋运动，称之为内旋气流。
2.我国使用的三旋器主要是多管式三旋，有两种类型分别是立管式三旋和卧管式三旋。多管式三旋的优势是拥有共同的进气室，集气室和集尘室。再生烟气进入室管后流向各个并联的分气单管。由单管净化后放入集气室，再经排气管进入烟气轮机。
三、旋风分离器的比较
多管式三旋器存在一些不足之处：单管的高效率在多管并联之后没有体现出来，组合后整体效率降低，单管抗返混能力差；旋风管的风叶转动速率过大，过分粉碎催化颗粒，增加旋风器的工作量，降低粉尘排除率，影响气轮机的运作；旋风管管口过小不容易装备耐磨陈力，增加了旋风器的磨损风险；在膨胀节和隔板两个环节中容易发生破损，使得旋风器失效。而且多管式三旋的结构比较复杂不便维修。
研制的旋风式三旋器的单管数量减少，并用大直径高效旋转器替代小直径旋风管。其优点如下：大直径旋风管装置耐磨衬里，增加旋风管的耐磨性，延长其使用寿命；没有装置旋风导风叶片，减少进入烟气轮机的粉末量；使用的大直径普通旋风管成本低，维修方便简单；每一台旋风分离器抗返混能力综合提高。
四、影响旋风分离器工作效果的因素
1.操作条件对于分离器性能的影响
旋风分离器的外部操作条件包括气体的流速，温度，密度，粉尘的密度，浓度和颗粒的大小。相同尺寸的旋风分离器入口气速越大处理气量也变大，旋转产生的离心力由之增加，使得分离效率增加。到达一个数值时，分离力由于过大的压力减小，分离效率降低；气温上升时，气体粘度增大，粉尘颗粒受到的向心阻力增加影响分离效率，气体的密度随着温度的升高减小，在分离过程中压降减小降低分离效率；颗粒的密度越大效率越高，到一定程度上效果就会不明显，在一定范围内，分离效率随着颗粒浓度的增加而增高；
2.结构参数对旋风分离器性能的影响
旋风分离器的进气结构有蜗壳式，直切式，导行入口和螺旋顶等，入口截面比和矩形入口高宽比对于分离效率都有影响。入口截面比是指筒段的横截面与入口截面的比值，通过旋风器筒段的气体量一定时，入口截面越大效率越高，入口管径随着入口截面的增大而增大，提高了成本，消耗增加。矩形入口比是指高度和宽度的比值，入口过宽形成短路流，高宽比过大，分离时间段降低分离效率。分离效率随着管径直径的增大和管径高度的增加而提高，但要考虑到成本和修理经费，把分离效率和成本完美结合。
五、旋风分离器的改进措施
1.平衡离心力和耐磨机制
过大的离心率会导致管径受到的磨损增加，较大的粉尘颗粒会变成细末，不容易排出分离器，保证分离管径的标准直径是标准离心率的标准，根据实际制定相应的管径直径，通过平衡离心力和磨损机制，保障分离效率。
2.提高单管并联整体效率
由于单管组合之后压降不均衡，造成部分单管失效甚至返混现象，安装单管的隔板做工粗糙，使得单管隔板变形，与其他装置的精准度不同。在单管加工过程中严格遵守制作规格，生产高精确度的单管以及单管隔板，保证其装置的实用性，提高分离效率。
3.波形管膨胀节的材料选择
波行管膨胀节遭到破坏是导致分离器失效的主要原因，由于波行管膨胀节的材料不符合标准，造成操作是尾燃超温，喷水冷却等失误，形成裂纹和穿孔。在材料的选择上必须按照标定标准选择，确保波形管膨胀节的安全。
六、总结
重油催化裂化的烟尘处理工作主要依靠于三级旋风分离器，分离器是回收能量，保护烟气轮机的重要保障。通过研究总结，旋风分离器的性能是受多方面影响的，综合实际，提高分离效率，保证能量回收，确保烟尘排除率。加强科技研究，提高三级旋风分离器的工作性能，为重油催化裂化过程提供一个有力的除烟尘平台。
参考文献
[1]袁超，重油催化装置三级旋风分离器故障分析及改造[J]，化工设备与管道，2010，46：96～97.
[2]段少丽，重油催化裂化装置三级旋风分离器的动态特性分析[J]，石油机械，2011，04：33～35.
[3]房家贵，催化裂化第三级旋风分离器的现状及发展方向[J]，石油化工设备技术，2010，03：66～67.