煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置，以對現(xiàn)有催化裂化煙氣輪機葉片結(jié)垢原因進行探索研究試驗，為解決煙氣輪機葉片結(jié)垢問題提供試驗依據(jù)。該裝置包括空氣預(yù)熱器、催化劑儲罐、三氧化硫發(fā)生器、蒸汽發(fā)生器、混合預(yù)熱器、反應(yīng)器和沉降器，蒸汽發(fā)生器與反應(yīng)器連接，催化劑儲罐通過透明計量器與混合預(yù)熱器連接，空氣預(yù)熱器和三氧化硫發(fā)生器均與混合預(yù)熱器連接，混合預(yù)熱器進一步與反應(yīng)器連接，反應(yīng)器進一步與沉降器連接。
【專利說明】煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于石油化工行業(yè)中的煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置，特別是涉及一種催化裂化煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煙氣輪機是煉油廠催化裂化裝置的核心設(shè)備之一，它的主要作用是將催化劑再生燒焦過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔獾膲毫δ芎蜏囟饶苻D(zhuǎn)化為機械能，對外做功，回收能量、降低裝置能耗。它對催化裂化裝置乃至整個煉油廠的經(jīng)濟效益都有著舉足輕重的作用。近年來，隨著加工原料油質(zhì)量的不斷變差，以及具有特殊功能的催化劑和助劑的應(yīng)用，許多煉油廠催化裂化裝置的煙氣輪機都發(fā)生了不同程度的結(jié)垢現(xiàn)象，煙氣輪機的非計劃停工次數(shù)大大增加，安全平穩(wěn)運行周期大大縮短，節(jié)能效果大打折扣，甚至引發(fā)事故。
[0003]煙氣輪機結(jié)垢的原因和機理很多，主要有以下幾點:①煙氣中大量催化劑粉塵的存在為煙氣輪機的結(jié)垢提供了物質(zhì)基礎(chǔ)煙氣中含有硫、磷等元素，形成的硫和磷的化合物如H2S04、CaSOx, P2O5等均能起到粘結(jié)劑的作用；③催化劑中含有鈉、鉀、鈣、釩等的化合物，易形成低熔點共晶體，在高溫下也起到了粘結(jié)劑的作用煙氣輪機中大量冷卻蒸汽的存在經(jīng)過三級旋風(fēng)分離器之后的高溫?zé)煔庵械拇呋瘎┓蹓m極為細(xì)小，存在靜電吸附作用。目前沒有條件驗證哪些是主要原因，哪些是次要原因，只能認(rèn)為進入煙氣輪機的高溫?zé)煔庠谏厦鎺讉€因素的共同作用之下，催化劑粉塵在煙氣輪機的通流部分發(fā)生沉積，特別是動葉上的沉積，不均勻的脫落導(dǎo)致機組振動值增大，引發(fā)非計劃停工，嚴(yán)重的造成葉片斷裂。經(jīng)常發(fā)生結(jié)垢的部位有:動葉片、靜葉片、圍帶、輪盤等部位。
[0004]煙氣輪機結(jié)垢原因非常復(fù)雜，因此有必要開發(fā)建立相應(yīng)的煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置，考察某個原因的單獨影響和某些原因的共同影響，有針對性的提出解決方法。
[0005]CN201010101734.0提供了一種煙氣輪機用阻垢劑組合物，該阻垢劑是由氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、銨鹽的一種或幾種混合配制而成。阻垢劑的加入量為煙氣中粉塵含量的
I?20%，這樣會增加煙氣中的粉塵含量，加劇煙機葉片的磨損。該專利公開的評價裝置流程圖中沒有模擬煙機的詳細(xì)介紹。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于提供一種煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置，利用該裝置可以進行催化裂化煙氣輪機葉片結(jié)垢原因的探索研究試驗，為解決煙氣輪機葉片結(jié)垢問題提供試驗依據(jù)。
[0007]本實用新型提供一種煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置，其特征在于:該裝置包括空氣預(yù)熱器、催化劑儲罐、三氧化硫發(fā)生器、蒸汽發(fā)生器、混合預(yù)熱器、反應(yīng)器和沉降器，空氣管線一方面通過第I閥門和第II閥門與空氣預(yù)熱器連接，另一方面通過第I閥門和第VI閥門與催化劑儲罐連接，二氧化硫管線通過第III閥門與三氧化硫發(fā)生器連接，氧氣管線通過第IV閥門與三氧化硫發(fā)生器連接，蒸餾水管線通過泵和第V閥門與蒸汽發(fā)生器連接，蒸汽發(fā)生器進一步與反應(yīng)器連接，催化劑儲罐進一步通過透明計量器與混合預(yù)熱器連接，空氣預(yù)熱器和三氧化硫發(fā)生器均進一步與混合預(yù)熱器連接，混合預(yù)熱器進一步與反應(yīng)器連接，反應(yīng)器進一步與沉降器連接。
[0008]本實用新型進一步技術(shù)特征在于:所述的空氣預(yù)熱器的長度一般為0.5-3米，由內(nèi)直徑為30-60毫米的不銹鋼管構(gòu)成，三氧化硫發(fā)生器的長度一般為0.5-2米，由內(nèi)直徑為
4-20毫米的不銹鋼管構(gòu)成，混合預(yù)熱熱器的長度一般為0.5-2米，由內(nèi)直徑為30-60毫米的不銹鋼管構(gòu)成，蒸汽發(fā)生器的長度一般為0.5-1米，由內(nèi)直徑為4-20毫米的不銹鋼管構(gòu)成，反應(yīng)器的長度一般為0.5-1.5米，由內(nèi)直徑為30-80毫米的不銹鋼管構(gòu)成。
[0009]本實用新型進一步技術(shù)特征在于:所述空氣預(yù)熱器、三氧化硫發(fā)生器、蒸汽發(fā)生器、混合預(yù)熱器和反應(yīng)器均可設(shè)電加熱裝置。
[0010]所述空氣預(yù)熱器用于預(yù)熱空氣，三氧化硫發(fā)生器用于二氧化硫和氧氣反應(yīng)生成三氧化硫，蒸汽發(fā)生器用于產(chǎn)生蒸汽，催化劑儲罐用于存儲催化劑，混合預(yù)熱器用于預(yù)熱空氣、三氧化硫和催化劑的混合物流，反應(yīng)器用于結(jié)垢反應(yīng)。
[0011]空氣經(jīng)過空氣預(yù)熱器到達混合預(yù)熱器中，催化劑儲罐內(nèi)的催化劑在空氣的作用下流化，催化劑通過空氣輸送到混合預(yù)熱器中，二氧化硫和氧氣在三氧化硫發(fā)生器中反應(yīng)生成三氧化硫，生成的三氧化硫和部分沒反應(yīng)的二氧化硫、氧氣一起進入混合預(yù)熱器，空氣、催化劑、三氧化硫、少量沒反應(yīng)的二氧化硫和氧氣組成的混合物流在混合預(yù)熱器中預(yù)熱后進入反應(yīng)器，蒸餾水通過泵進入蒸汽發(fā)生器，產(chǎn)生的蒸汽直接進入反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)后的物流進入沉降器，大部分催化劑沉降下來，氣體夾帶少部分催化劑高空排放。
[0012]本實用新型可用于單獨考察各結(jié)垢原因的作用，也可綜合考察各結(jié)垢原因的作用，還可以評價各種解決結(jié)垢問題的方法。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下效果:本實用新型提供的煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置，能夠提供煙機葉片可能結(jié)垢的各種物質(zhì)條件，完成煙機葉片結(jié)垢原因的探索性研究試驗，為解決葉片結(jié)垢問題提供試驗依據(jù)。
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行進一步的詳細(xì)說明，但并不限制本實用新型的使用范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型一種煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中所示附圖標(biāo)記為:1-空氣預(yù)熱器，2-三氧化硫發(fā)生器，3-泵，4-蒸汽發(fā)生器，
5-催化劑儲罐，6-透明計量器，7-混合預(yù)熱器，8-反應(yīng)器，9-沉降器，11-空氣管線，12-二氧化硫管線，13-氧氣管線，14-蒸餾水管線，15-第I閥門，16-第II閥門，17-第III閥門，18-第IV閥門，19-第V閥門，20-第VI閥門。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，一種煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置包括空氣預(yù)熱器1、催化劑儲罐5、三氧化硫發(fā)生器2、蒸汽發(fā)生器4、混合預(yù)熱器7、反應(yīng)器8和沉降器9，空氣管線11 一方面通過第I閥門15和第II閥門16與空氣預(yù)熱器I連接，另一方面通過第I閥門15和第VI閥門20與催化劑儲罐5連接，二氧化硫管線12通過第III閥門17與三氧化硫發(fā)生器2連接，氧氣管線13通過第IV閥門18與三氧化硫發(fā)生器2連接，蒸餾水管線14通過泵3和第V閥門19與蒸汽發(fā)生器4連接，蒸汽發(fā)生器4進一步與反應(yīng)器8連接，催化劑儲罐5進一步通過透明計量器6與混合預(yù)熱器7連接，空氣預(yù)熱器I和三氧化硫發(fā)生器2均進一步與混合預(yù)熱器7連接，混合預(yù)熱器7進一步與反應(yīng)器8連接，反應(yīng)器8進一步與沉降器9連接。
[0018]所述的空氣預(yù)熱器I的長度一般為0.5-3米，由內(nèi)直徑為30-60毫米的不銹鋼管構(gòu)成，三氧化硫發(fā)生器2的長度一般為0.5-2米，由內(nèi)直徑為4-20毫米的不銹鋼管構(gòu)成，混合預(yù)熱熱器7的長度一般為0.5-2米，由內(nèi)直徑為30-60毫米的不銹鋼管構(gòu)成，蒸汽發(fā)生器4的長度一般為0.5-1米，由內(nèi)直徑為4-20毫米的不銹鋼管構(gòu)成，反應(yīng)器8的長度一般為0.5-1.5米，由內(nèi)直徑為30-80毫米的不銹鋼管構(gòu)成。
[0019]空氣預(yù)熱器1、三氧化硫發(fā)生器2、蒸汽發(fā)生器4、混合預(yù)熱器7和反應(yīng)器8均可設(shè)電加熱裝置，分段加熱，控制溫度。
[0020]本實用新型的煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置的操作條件為:空氣流量5-20Nm3/h，二氧化硫流量0.5-10g/Nm3,氧氣流量0.25-5g/Nm3，蒸餾水流量100_300g/h，催化劑流量50-500g/h。
[0021]蒸汽發(fā)生器4的溫度為240-300°C，混合預(yù)熱器7末端的溫度620-660°C，反應(yīng)器8 的溫度 640-700°C.[0022]本實用新型的煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置的操作過程如下:
[0023]試驗前，先將催化劑加入到試驗裝置催化劑儲罐5中。
[0024]如果考察各結(jié)垢原因的綜合作用，要預(yù)熱空氣預(yù)熱器1、三氧化硫發(fā)生器2、蒸汽發(fā)生器4、混合預(yù)熱器7、反應(yīng)器8。當(dāng)空氣預(yù)熱器I達到規(guī)定溫度時，打開第I閥門15、第
II閥門16，使空氣流量為5-20Nm3/h。當(dāng)混合預(yù)熱器7末端的溫度達到620_660°C時，打開第VI閥門20，觀察透明計量器，調(diào)節(jié)第VI閥門20，使催化劑流量達到50-500g/h。當(dāng)反應(yīng)器8的溫度達到640-700時，先打開第IV閥門18，使氧氣流量為0.25-5g/Nm3 ;然后打開第III閥門17，使二氧化硫流量為0.5-10g/Nm3 ;當(dāng)蒸汽發(fā)生器4的溫度達到240_300°C時，啟動泵3，打開第V閥門19，調(diào)節(jié)泵3，使蒸餾水流量為100-300g/h。各個參數(shù)穩(wěn)定后開始計時，3-10天后，停止加熱空氣預(yù)熱器1、三氧化硫發(fā)生器2、蒸汽發(fā)生器4、混合預(yù)熱器7、反應(yīng)器8，依次關(guān)閉第VI閥門20、第III閥門17、第IV閥門18，第V閥門19，泵3，繼續(xù)通空氣，當(dāng)裝置反應(yīng)器8的溫度降到室溫后，關(guān)閉第I閥門15、第II閥門16，打開反應(yīng)器8，觀察結(jié)垢情況。
【權(quán)利要求】
1.一種煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置，其特征在于:該裝置包括空氣預(yù)熱器、催化劑儲罐、三氧化硫發(fā)生器、蒸汽發(fā)生器、混合預(yù)熱器、反應(yīng)器和沉降器，空氣管線一方面通過第I閥門和第II閥門與空氣預(yù)熱器連接，另一方面通過第I閥門和第VI閥門與催化劑儲罐連接，二氧化硫管線通過第III閥門與三氧化硫發(fā)生器連接，氧氣管線通過第IV閥門與三氧化硫發(fā)生器連接，蒸餾水管線通過泵和第V閥門與蒸汽發(fā)生器連接，蒸汽發(fā)生器進一步與反應(yīng)器連接，催化劑儲罐進一步通過透明計量器與混合預(yù)熱器連接，空氣預(yù)熱器和三氧化硫發(fā)生器均進一步與混合預(yù)熱器連接，混合預(yù)熱器進一步與反應(yīng)器連接，反應(yīng)器進一步與沉降器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置，其特征在于:所述的空氣預(yù)熱器的長度為0.5-3米，由內(nèi)直徑為30-60毫米的不銹鋼管構(gòu)成，三氧化硫發(fā)生器的長度為0.5-2米，由內(nèi)直徑為4-20毫米的不銹鋼管構(gòu)成，混合預(yù)熱熱器的長度為0.5-2米，由內(nèi)直徑為30-60毫米的不銹鋼管構(gòu)成，蒸汽發(fā)生器的長度為0.5-1米，由內(nèi)直徑為4-20毫米的不銹鋼管構(gòu)成，反應(yīng)器的長度為0.5-1.5米，由內(nèi)直徑為30-80毫米的不銹鋼管構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣輪機葉片結(jié)垢試驗裝置，其特征在于:所述空氣預(yù)熱器、三氧化硫發(fā)生器、蒸汽發(fā)生器、混合預(yù)熱器和反應(yīng)器均設(shè)電加熱裝置。
【文檔編號】G01M13/00GK203385544SQ201320475752
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】楊金輝, 潘延民, 徐平義, 楊少鋒, 田洪芹, 劉九林, 楊瑩, 李小苗 申請人:中石化洛陽工程有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司