控制管道流動腐蝕失效的工藝注劑裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種噴嘴霧化結(jié)構(gòu)裝置，具體的說是涉及一種控制管道流動腐蝕失效的工藝注劑裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]石油化工、煤化工等產(chǎn)業(yè)是推動社會經(jīng)濟(jì)不斷向前發(fā)展的重要動力之一，對整個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定有著舉足輕重的影響力。在石油化工、煤化工等流程型工業(yè)中，工藝注劑(注射)點和工藝混合點是為了滿足生產(chǎn)需要、維護(hù)裝置操作穩(wěn)定而設(shè)置的重要部件。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前僅在石化系統(tǒng)的煉油企業(yè)存在的不同壓力、不同溫度、不同介質(zhì)組成的工藝混合點及緩蝕劑、阻垢劑、除氧化劑、中和劑、水等各種注劑的注射點，就高達(dá)上千處，主要分布在常減壓裝置、加氫裝置、催化及焦化裝置等工藝系統(tǒng)中。注劑(注射)點結(jié)構(gòu)及工藝混合方式多變，例如逆流、順流、間歇、連續(xù)等，而且長期承受高壓差、腐蝕、流動、相變等復(fù)雜苛刻工況，失效風(fēng)險極大。
[0003]在裝置大型化、原料劣質(zhì)化、工況苛刻化的發(fā)展過程中，注射點及工藝混合點普遍出現(xiàn)的管道穿孔、泄漏及設(shè)備損壞等失效事故，具有明顯的局部性、突發(fā)性和風(fēng)險性。在常減壓系統(tǒng)中，塔頂多相流介質(zhì)在注緩蝕劑、中和劑、液氨的過程中，若注射點的霧化混合效果不佳，造成氣相HCl溶于第一滴液態(tài)水中，形成pH值極低的強酸溶液，直接引發(fā)管道系統(tǒng)及換熱管束的露點腐蝕穿孔，后果特別嚴(yán)重。而對于加氫空冷器系統(tǒng)，工藝注點的結(jié)構(gòu)及混合效果更為重要，其原因在于:由于加氫原料油中富含N、S和少量Cl雜質(zhì)，在加氫反應(yīng)過程中生成NH3、H2S, HCl，在傳熱相變過程中進(jìn)一步生成NH4Cl和NH4HS兩種銨鹽。隨著介質(zhì)的溫度降低，銨鹽直接由氣相冷凝成固相，并迅速堵塞管束造成管束彎曲變形。為避免銨鹽堵塞管束，通常在加氫空冷器系統(tǒng)上游設(shè)置工藝注劑點(注水)以洗滌結(jié)晶的銨鹽。雖然注水能夠沖洗銨鹽，但吸濕后的銨鹽同樣對工藝注劑系統(tǒng)及管道、管束有較強的腐蝕作用，已出現(xiàn)了多起工藝注劑系統(tǒng)和管道的流動腐蝕失效問題。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，工藝注劑系統(tǒng)誘發(fā)的流動腐蝕失效大致分為三類，第一類是直接對管道沖擊造成沖蝕減薄，特別是焊縫的開裂問題，引起泄漏；第二類是無噴嘴結(jié)構(gòu)，注劑系統(tǒng)無法起到霧化效果，注入的緩蝕劑、中和劑及水等無法達(dá)到工藝需求；第三類是工藝注劑的注射效果分配不平衡，例如空冷器系統(tǒng)、換熱器系統(tǒng)通常采用8臺、4臺對稱布置的結(jié)構(gòu)形式，而只在入口總管僅設(shè)置一個工藝注劑點，在沿程阻力的影響下無論是注入的緩蝕劑還是軟化洗滌水都無法有效的平均分配到各臺設(shè)備中，部分空冷器或換熱器入口的液態(tài)水根本無法達(dá)到API 932-A推薦的不小于25%的液態(tài)水要求，勢必會造成空冷器或換熱器中的銨鹽無法被有效洗滌，繼而引發(fā)銨鹽垢下腐蝕。
[0004]針對煉油廠普遍存在的注劑點及工藝混合點失效問題，國際上NACE協(xié)會對北美多家煉油企業(yè)開展了大量的調(diào)研工作，先后出版了 NACE 34101技術(shù)文件，歸納總結(jié)經(jīng)驗性的防控措施。但由于工藝混合及注劑系統(tǒng)的設(shè)計缺乏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，面對不同腐蝕性及工藝介質(zhì)的注射及混合要求，工藝注劑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單一，無法滿足注射霧化混合效果。因此，本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種控制管道流動腐蝕失效的工藝注劑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，既要滿足工藝注射緩蝕劑、液氨、中和劑或水的霧化混合要求，又要保證進(jìn)入到多臺并聯(lián)設(shè)備的注劑量相對平衡，從不同角度提高工藝注劑系統(tǒng)的混合效果及設(shè)備系統(tǒng)的長周期運行安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種控制管道流動腐蝕失效的工藝注劑裝置，解決【背景技術(shù)】中存在的工藝注劑霧化效果不佳的問題，提高水、液氨、緩蝕劑或中和劑與多相流介質(zhì)的混合效果及多臺設(shè)備并聯(lián)時的平衡分配效果，避免或降低流動腐蝕風(fēng)險，從本質(zhì)上提高常減壓裝置、加氫裝置等石化關(guān)鍵設(shè)備系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行周期。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明包括90°彎頭、注劑管道、下法蘭、上法蘭、霧化噴嘴、限流孔板和注劑套管；90。彎頭背部豎直設(shè)有注劑套管，注劑套管下端與90°彎頭構(gòu)成組合彎頭，注劑套管上端與下法蘭下端面固接，下法蘭上端面與上法蘭下端面間設(shè)有第一密封圈、第二密封圈，上法蘭和下法蘭用螺栓連接，注劑管道從上法蘭、下法蘭插入至90°彎頭中，注劑管道下端面固接有霧化噴嘴，注劑管道下端的外壁從下至上依次安裝第一輻板和第二輻板與注劑套管構(gòu)成浮動支撐，注劑管道固定在上法蘭中心孔中，位于上法蘭外的注劑管道經(jīng)中心開有限流孔的限流孔板與第三直管段連通；90°彎頭的兩端分別與第一直管段和第二直管段經(jīng)對焊焊縫連通。
[0007]所述上法蘭、下法蘭、注劑套管和第一直管段同軸安裝。
[0008]所述霧化噴嘴的上表面中心開設(shè)圓柱形孔，下表面中心開設(shè)圓錐形孔，注劑依次經(jīng)圓柱形孔、圓錐形孔節(jié)流后能形成霧化扇形區(qū)域。
[0009]所述第一輻板和第二輻板均分別由6塊規(guī)格相同的支撐板沿注劑管道中心軸等距陣列構(gòu)成，所述兩塊輻板最外側(cè)與注劑套管內(nèi)壁的距離為5~8 mm。
[0010]所述的注劑管道內(nèi)流動的注劑類型為水或緩蝕劑。
[0011]本發(fā)明具有的有益效果是:
本發(fā)明是基于90°彎管結(jié)構(gòu)設(shè)計控制流動腐蝕失效的工藝注劑裝置，注劑套管與彎頭通過整體的厚壁鑄造聯(lián)接，保證高壓注劑時的可靠性；注劑管道末端固接有霧化噴嘴，可使注入的水或緩蝕劑等注劑霧化成小液滴與彎頭內(nèi)的油、氣相介質(zhì)充分混合，降低多相流介質(zhì)的腐蝕性，避免或降低露點腐蝕或銨鹽結(jié)晶垢下腐蝕等流動腐蝕風(fēng)險；工藝注劑裝置設(shè)計有限流孔板，可提升多臺空冷器或換熱器并聯(lián)時多點同時注射時的自平衡效應(yīng)，提高平衡分配效果。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是圖1所示A-A向的剖視圖。
[0014]圖3是圖1中M的放大圖。
[0015]圖4是圖1中N的放大圖。
[0016]圖5是本發(fā)明在管道系統(tǒng)中的安裝位置示意圖
圖中:1、第一直管段，2、對焊焊縫，3、90°彎頭，4、霧化扇形區(qū)域，5、圓錐形孔，6、霧化噴嘴，7、圓柱形孔，8、第一輻板，9、第二輻板，10、下法蘭，11、上法蘭，12、注劑管道，13、第一密封圈，14、第二密封圈，15、螺栓孔，16、第二直管段，17、限流孔板，18、限流孔，19、注劑套管，
20、第三直管段。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0018]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明包括90°彎頭3、注劑管道12、下法蘭10、上法蘭11、霧化噴嘴6、限流孔板17和注劑套管19 ;90°彎頭3背部豎直設(shè)有注劑套管19，注劑套管19下端與90°彎頭3通過鑄造構(gòu)成一體式組合彎頭，注劑套管19上端通過對焊焊縫2與下法蘭10下端面固定連接，下法蘭10上端面與上法蘭11下端面間設(shè)有第一密封圈13和第二密封圈14，兩個密封圈均為“O”型彈性密封圈，上法蘭11和下法蘭10通過四周的螺栓孔15用螺栓連接，注劑管道12依次從上法蘭11、下法蘭10、注劑套管19插入至90°彎頭3中，注劑管道12下端面固接有霧化噴嘴6，注劑管道12下端的外壁從下至上依次安裝第一輻板8和第二輻板9與注劑套管19構(gòu)成浮動支撐，注劑管道12固定在上法蘭11中心孔中，位于上法蘭11外的注劑管道12經(jīng)中心開有限流孔18的限流孔板17與第三直管段20通過對焊焊縫焊接連通；90°彎頭3的兩端分別與第一直管段I和第二直管段16通過對焊焊縫2焊接連通。
[0019]所述上法蘭11、下法蘭10、注劑套管19和第一直管段I同軸安裝。
[0020]所述霧化噴嘴6的上表面中心開設(shè)圓柱形孔7，下表面中心開設(shè)圓錐形孔5，注劑依次經(jīng)圓柱形孔7、圓錐形孔5節(jié)流后能形成霧化扇形區(qū)域4。
[0021]如圖2所示，所述第一輻板8和第二輻板9均分別由6塊規(guī)格相同的支撐板沿注劑管道12中心軸等距陣列構(gòu)成。由于注劑管道12與上法蘭11固定連接后構(gòu)成懸臂梁結(jié)構(gòu)，油、氣構(gòu)成的多相流介質(zhì)無論是經(jīng)第一直管段I流入，或是經(jīng)第二直管段16流入均會對注劑管道12末端產(chǎn)生徑向力造成左右震動，故在注劑管道12下端的外壁安裝第一輻板8、第二輻板9同注劑套管19之間構(gòu)成浮動支撐，所述兩塊輻板最外側(cè)與注劑套管19內(nèi)壁的距離為5~8 _。
[0022]所述的注劑管道12內(nèi)流動的注劑類型為水或緩蝕劑；其中水為軟化水，緩蝕劑類型為有機(jī)氨、無機(jī)氨、二甲基二乙醇胺、二甲基丙醇胺、乙二胺、甲氧基丙胺中的一種或多種組合。
[0023]如圖3所示，圖3為圖1所示的M區(qū)域的放大圖。霧化噴嘴6的上表面中心開設(shè)圓柱形孔7，下表面中心開設(shè)圓錐形孔5 ;水或緩蝕劑構(gòu)成的工藝注劑依次經(jīng)圓柱形孔7、圓錐形孔5節(jié)流后形成霧化扇形區(qū)域4。其中，根據(jù)實際需要