一種烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐出口管系的柔性支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐出口管系的柔性支撐結(jié)構(gòu)，通過在冷壁集合管和輸氣總管下的不同位置設(shè)置幾個彈性支撐，可以解決熱壁集合管和冷壁集合管的豎向熱膨脹量不一致導(dǎo)致熱壁集合管與冷壁集合管相連的三通接頭的下部產(chǎn)生裂紋或斷裂的問題，從而減少裝置發(fā)生事故停車，實現(xiàn)這類烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐的長期安全穩(wěn)定運行。
【專利說明】一種烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐出口管系的柔性支撐結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐出口管系【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐冷熱結(jié)合出口集合管系的支撐結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]以烴類為原料，用蒸汽轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)合成原料氣和氫氣，在合成氨、石油化工等行業(yè)具有特定的地位。合成氨廠甲醇廠的一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐、煉油廠的制氫轉(zhuǎn)化爐等都屬于烴類蒸汽轉(zhuǎn)化爐。其工作原理、操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計等都大致相同。
[0003]轉(zhuǎn)化氣是指原料氣在高溫高壓和催化劑作用下，在轉(zhuǎn)化爐爐管內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)后所形成的富氫混合氣。烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化氣出口管系是指轉(zhuǎn)化氣出轉(zhuǎn)化爐管到廢熱鍋爐所包含的管路系統(tǒng)。
[0004]轉(zhuǎn)化氣出口管系的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，以出口集合管的形式大致可以分三類，即熱壁出口集合管系統(tǒng)、冷壁出口集合管系統(tǒng)和冷熱壁結(jié)合的出口集合管系統(tǒng)。本實用新型所涉及的就是一種冷熱壁結(jié)合的出口集合管系的柔性支撐。
[0005]熱壁集合管是指:集合管內(nèi)部不襯耐火材料，外部保溫或置于包溫箱內(nèi)，由于外壁溫度接近轉(zhuǎn)化氣溫度，因此稱熱壁集合管。
[0006]冷壁集合管是指:集合管內(nèi)部襯有耐火材料，集合管外壁溫度較低，因此稱為冷壁
集合管。
[0007]目前國內(nèi)有不少一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐的轉(zhuǎn)化氣出口管系是冷熱壁結(jié)合的出口集合管系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如下:每根轉(zhuǎn)化管用小直徑的下豬尾管與各自的熱壁集合管連接。下豬尾管和熱壁集合管設(shè)置在轉(zhuǎn)化爐膛外的下部爐底保溫箱內(nèi)。通常根據(jù)轉(zhuǎn)化管數(shù)量的多少，把轉(zhuǎn)化管分成4排或8排，每兩排轉(zhuǎn)化管根據(jù)管排長短共用一組或兩組熱壁集合管，每兩組熱壁集合管共用一組冷壁集合管，冷壁集合管直接與廢熱鍋爐相連；當(dāng)冷壁集合管多于一組的時候，每兩組冷壁集合管通過輸氣總管匯總后直接與廢熱鍋爐相連。轉(zhuǎn)化氣從各個轉(zhuǎn)化管出來后，通過下豬尾管進入各組熱壁集合管，匯總后通過冷熱壁連接管進入各組冷壁集合管進入廢熱鍋爐，或匯總后通過輸氣總管進入廢熱鍋爐，通過一定的熱量交換后去下游設(shè)備。這類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐的熱壁集合管(不帶內(nèi)襯)、冷熱壁連接管、冷壁集合管輸氣總管、廢熱鍋爐的中心線位于同一高度的水平面內(nèi)，他們各自帶有支撐，工作時下豬尾管、熱壁集合管、冷壁集合管、輸氣總管、廢熱鍋爐都會產(chǎn)生熱膨脹，整個管系所受熱應(yīng)力非常復(fù)雜，特別是當(dāng)熱壁集合管和冷壁集合管的豎向熱膨脹量不一致時，將導(dǎo)至熱壁集合管與冷壁集合管相連的三通接頭處會受到一個非常大的外力和彎矩，他常常造成三通接頭的下部拉裂而發(fā)生事故，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化爐停爐，生產(chǎn)裝置停車。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型目的是提供一種烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐出口管系的柔性支撐結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有這類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐出口管系中熱壁集合管與冷壁集合管相連的三通接頭在運轉(zhuǎn)中易產(chǎn)生裂紋發(fā)生事故的問題。
[0009]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0010]一種烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐出口管系的柔性支撐結(jié)構(gòu)，包括安裝在保溫箱內(nèi)的下豬尾管、熱壁集合管、熱壁集合管支撐、穿過保溫箱側(cè)壁的冷熱壁連接管，安裝在保溫箱外的冷壁集合管、冷壁集合管支撐、輸氣總管、輸氣總管支撐、廢熱鍋爐，其特征在于:所述熱壁集合管、冷熱壁連接管、冷壁集合管輸氣總管、廢熱鍋爐的中心線位于同一高度的水平面內(nèi)，熱壁集合管通過冷熱壁連接管與冷壁集合管剛性連接，冷壁集合管通過輸氣總管與廢熱鍋爐剛性連接；所述熱壁集合管下設(shè)有支撐、冷壁集合管下設(shè)有限位支撐和彈性支撐、輸氣總管下設(shè)有限位支撐和彈性支撐、廢熱鍋爐下設(shè)有彈性導(dǎo)向支撐。
[0011]通過在在冷壁集合管和輸氣總管下不同的位置設(shè)置幾個彈性支撐，包括設(shè)置在熱壁集合管下的支撐、冷壁集合管下的限位支撐和彈性支撐、輸氣總管下的限位支撐和彈性支撐、廢熱鍋爐下的彈性導(dǎo)向支撐，以解決熱壁集合管和冷壁集合管的豎向熱膨脹量不一致導(dǎo)致熱壁集合管與冷壁集合管相連的三通接頭的下部產(chǎn)生裂紋或斷裂的問題，從而減少裝置發(fā)生事故停車，實現(xiàn)這類烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐的長期安全穩(wěn)定運行。
[0012]根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性支撐是指可變彈簧支吊架，工作時它既可以承受一定的垂直載荷，也可以彌補熱壁集合管和冷壁集合管的豎向熱膨脹量差。
[0013]限位支撐是指垂直方向不固定，水平方向固定的一種支撐，工作時它使得冷壁集合管以限位支撐為中心既可以向兩端膨脹，也可以向上膨脹。使得與其相連的熱壁集合管向兩端膨脹，改善熱壁集合管與下豬尾管的受力狀況，也改善熱了熱壁集合管與冷壁集合管相連的三通接頭的受力狀況。
[0014]所述的彈性導(dǎo)向支撐是指垂直方向和水平方向均不固定的一種復(fù)合支撐，它由彈簧支吊架和鋼結(jié)構(gòu)組成。工作時它既可以承受一定的垂直載荷，也可以彌補集合管系和廢熱鍋爐的豎向熱膨脹量差，同時也可以使廢熱鍋爐在沿著輸氣總管和廢熱鍋爐的中心軸線的連線的水平方向自由膨脹。
[0015]本實用新型通過在冷壁集合管和輸氣總管下不同的位置設(shè)置幾個彈性支撐，解決了這類烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐出口管系在開停車和工作狀態(tài)下，因熱應(yīng)力過大易造成熱壁集合管與冷壁集合管相連的三通接頭的下部產(chǎn)生裂紋而斷裂造成裝置發(fā)生事故停車，從而實現(xiàn)這類烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐的長期安全穩(wěn)定運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為圖1的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示。其由廢熱鍋爐1、廢熱鍋爐彈性導(dǎo)向支撐2、輸氣總管限位支撐3、輸氣總管彈性支撐4、輸氣總管5、轉(zhuǎn)化管6、下豬尾管7、熱壁集合管8、三通接頭9、冷熱壁連接管10、冷壁集合管限位支撐11、冷壁集合管12、冷壁集合管彈性支撐13。
[0019]一種烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐出口管2系的柔性支撐結(jié)構(gòu)，包括安裝在保溫箱內(nèi)的下豬尾管7、熱壁集合管8、熱壁集合管支撐、穿過保溫箱側(cè)壁的冷熱壁連接管10，安裝在保溫箱外的冷壁集合管12、冷壁集合管支撐、輸氣總管5、轉(zhuǎn)化管6、輸氣總管支撐、廢熱鍋爐1，所述熱壁集合管8、冷熱壁連接管10、冷壁集合管輸氣總管、廢熱鍋爐的中心線位于同一高度的水平面內(nèi)，熱壁集合管通過冷熱壁連接管10與冷壁集合管12剛性連接，冷壁集合管12通過輸氣總管5與廢熱鍋爐I剛性連接；所述熱壁集合管8下設(shè)有支撐、冷壁集合管下設(shè)有限位支撐11和彈性支撐13、輸氣總管5下設(shè)有限位支撐和彈性支撐、廢熱鍋爐I下設(shè)有彈性導(dǎo)向支撐2。
[0020]本實用新型烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐出口管系的柔性支撐結(jié)構(gòu)原理是:
[0021]通過在輸氣總管和冷壁集合管下設(shè)置幾個彈性支撐，來吸收廢熱鍋爐、輸氣總管、冷壁集合管、熱壁集合管在開停車及操作運行過程中的豎向熱膨脹量差值，改善冷熱壁連接管、冷壁集合管、熱壁集合管的受力狀況，特別是改善了熱壁集合管與冷壁集合管相連的三通的受力狀況。由于熱壁集合管、冷壁集合管、輸氣總管的中心線位于同一平面內(nèi)，在開停車和生產(chǎn)運行過程中，熱壁集合管和冷壁集合管由于操作溫度的不同，必然造成兩者在豎向上的位移存在差值，從而給熱壁集合管與冷壁集合管相連接的三通外加一個數(shù)值很大的豎向力和彎矩，他們與內(nèi)壓在高溫下所形成的應(yīng)力相疊加，造成三通接頭9的下部發(fā)生開裂破壞，使裝置不得不停產(chǎn)，由于高溫轉(zhuǎn)化氣遇空氣即產(chǎn)生明火，因此每次發(fā)生事故都非常危險。
[0022]本實用新型在輸氣總管和冷壁集合管下設(shè)置幾個彈性支撐，來吸收廢熱鍋爐、輸氣總管、冷壁集合管、熱壁集合管在開停車及操作運行過程中的豎向熱膨脹量差值，使得無論是在開停車狀態(tài)下，還是在操作運行下，熱壁集合管、冷壁集合管、輸氣總管的中心線始終位于同一平面內(nèi)，也就是說他們之間不會產(chǎn)生豎向熱膨脹量差值，不會給出口管系添加額外的力和彎矩。出口管系在限位支撐、導(dǎo)向支撐、彈性支撐的共同支撐下，可以保證這類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐出口集合管系的長期安全穩(wěn)定運行。
【權(quán)利要求】
1.一種烴類一段蒸汽轉(zhuǎn)化爐出口管系的柔性支撐結(jié)構(gòu)，包括安裝在保溫箱內(nèi)的下豬尾管、熱壁集合管、熱壁集合管支撐、穿過保溫箱側(cè)壁的冷熱壁連接管，安裝在保溫箱外的冷壁集合管、冷壁集合管支撐、輸氣總管、輸氣總管支撐、廢熱鍋爐，其特征在于:所述熱壁集合管、冷熱壁連接管、冷壁集合管輸氣總管、廢熱鍋爐的中心線位于同一高度的水平面內(nèi)，熱壁集合管通過冷熱壁連接管與冷壁集合管剛性連接，冷壁集合管通過輸氣總管與廢熱鍋爐剛性連接；所述熱壁集合管下設(shè)有支撐、冷壁集合管下設(shè)有限位支撐和彈性支撐、輸氣總管下設(shè)有限位支撐和彈性支撐、廢熱鍋爐下設(shè)有彈性導(dǎo)向支撐。
【文檔編號】F16L3/205GK203641691SQ201320618077
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】毛先勝, 吳禮學(xué), 吳越峰, 劉吉祥, 劉曉林 申請人:東華工程科技股份有限公司