催化裂化裝置煙氣輪機(jī)結(jié)垢預(yù)測與阻垢評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于石油化工【技術(shù)領(lǐng)域】，提出了一種煉油廠催化裂化裝置煙氣輪機(jī)(簡稱催化煙機(jī))結(jié)垢預(yù)測與阻垢劑評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。針對煙機(jī)普遍性的結(jié)垢現(xiàn)象，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際的煙氣流動特性，發(fā)明了可以直接連接在催化煙機(jī)入口管線上的評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，該設(shè)備可模擬煙氣在催化煙機(jī)內(nèi)的流動狀態(tài)，采用工業(yè)生產(chǎn)裝置的實(shí)際煙氣，有效反映煙機(jī)結(jié)垢狀況，并能夠及時(shí)觀測內(nèi)部結(jié)垢狀態(tài)；該設(shè)備設(shè)計(jì)的阻垢劑加料倉可用于開展阻垢劑開發(fā)及其阻垢性能測試。
【專利說明】催化裂化裝置煙氣輪機(jī)結(jié)垢預(yù)測與阻垢評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種催化裂化裝置煙氣輪機(jī)結(jié)垢預(yù)測與阻垢評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，該設(shè)備屬于石油化工【技術(shù)領(lǐng)域】，提出了一種煉油廠催化裂化裝置煙氣輪機(jī)(簡稱催化煙機(jī))結(jié)垢預(yù)測與阻垢劑評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，煉油廠催化裂化裝置煙機(jī)在各煉廠均出現(xiàn)因嚴(yán)重結(jié)垢而導(dǎo)致的震動現(xiàn)象:⑴煙機(jī)產(chǎn)生振動#)嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)煙機(jī)葉片損壞甚至斷裂煙機(jī)葉片表面生成沉積物。由此帶來一系列的工藝和設(shè)備問題:(1)引起設(shè)備損壞；⑵操作人員通常降低煙機(jī)煙氣流量以減少振動，其后果是煙機(jī)回收能量大大減少，裝置的能耗上升；(3)長期的問題積累將引起設(shè)備損壞，而導(dǎo)致非正常停工，損失嚴(yán)重；⑷煙機(jī)結(jié)垢引起煙機(jī)效率下降而導(dǎo)致裝置能耗上升。這些問題一方面增加了工藝與設(shè)備維護(hù)人員的工作量，另一方面也增加了裝置節(jié)能和日常管理上的難度，為催化裂化裝置長周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)帶來困難。前人把解決方法的重點(diǎn)放在煙機(jī)設(shè)備的監(jiān)控和煙機(jī)結(jié)垢的元素分析，以期望得到煙機(jī)結(jié)垢模型和解決辦法，本發(fā)明從工藝過程入手，經(jīng)科學(xué)分析得出如下催化裂化裝置煙機(jī)結(jié)垢和震動的影響因素有:⑴反應(yīng)原料變重，或回?zé)捈哟?，或反?yīng)深度太大而導(dǎo)致產(chǎn)焦增加，如果沒有及時(shí)地調(diào)整一再的燃燒負(fù)荷，一再出來的催化劑細(xì)末上的殘?zhí)繒黾樱瑹煔庵幸谎趸紳舛纫矔龃?，進(jìn)入煙機(jī)后容易結(jié)垢，由于結(jié)垢不均勻或部分垢片脫落，煙機(jī)產(chǎn)生振動；⑵煙氣中一氧化碳含量較大，在合適的溫度壓力下，碳析出增加，導(dǎo)致煙機(jī)結(jié)垢和振動；⑶一再的催化劑旋風(fēng)分離器故障或者旋分能力不夠，導(dǎo)致未燃燒完的催化劑粉末跑入煙機(jī)，導(dǎo)致煙機(jī)結(jié)垢與震動。
[0003]催化裂化煙機(jī)在催化裂化裝置扮演著人的心臟功能，尤其對于三機(jī)高度整合的催化裂化裝置更是如此。解決煙機(jī)因結(jié)垢而導(dǎo)致的進(jìn)氣量減少和震動現(xiàn)象將大大改善催化裂化裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)問題，同時(shí)也為節(jié)能降耗提供有力保證。
[0004]盡管催化煙機(jī)如此重要，目前為止沒有針對煙機(jī)結(jié)垢在線預(yù)測和阻垢技術(shù)的技術(shù)開發(fā)工作開展。本發(fā)明主要針對催化裂化裝置中煙機(jī)普遍存在的一些共性的化學(xué)工程問題，包括煙氣流動、煙氣結(jié)垢等方面的研究，提出一種煙機(jī)結(jié)垢預(yù)測和阻垢實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為煉化企業(yè)催化裂化裝置的煙機(jī)高效長周期運(yùn)行，提供必要的預(yù)測和評價(jià)技術(shù)支持，最終為節(jié)能、減排、降耗服務(wù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及的催化煙機(jī)結(jié)垢預(yù)測與阻垢實(shí)驗(yàn)設(shè)備由進(jìn)料管線與閥組、噴頭、噴涂倉、掛片、變徑管筒、轉(zhuǎn)動葉輪、加料倉和相應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(簡稱SCADA)組成，按功能可分為:
[0006]1.進(jìn)料配氣部分
[0007]進(jìn)料配氣部分包括煙氣、空氣、水蒸氣和氮?dú)夤艿兰伴y門等部件。
[0008]進(jìn)料配氣部分可以調(diào)整進(jìn)入噴涂倉混合氣體組份的線速度、細(xì)粉濃度和溫度。
[0009]2.煙氣流動模擬實(shí)驗(yàn)部分
[0010]煙氣流動模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要包括噴頭、噴涂倉、變徑管筒、轉(zhuǎn)動葉輪等部件。
[0011]本實(shí)驗(yàn)設(shè)備根據(jù)壓縮機(jī)內(nèi)部壓力、流量和溫度的變換設(shè)計(jì)了可調(diào)變徑和轉(zhuǎn)動葉輪。轉(zhuǎn)動葉輪采用輪盤葉輪和動葉片的組合形式，此形式與催化煙氣輪機(jī)的實(shí)際設(shè)計(jì)方式保持一致。
[0012]3.阻垢劑加料倉部分
[0013]本實(shí)驗(yàn)設(shè)備中的阻垢劑加料倉采用全封閉式設(shè)計(jì)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案需要在實(shí)驗(yàn)過程中加入阻垢劑，可篩選和評價(jià)阻垢劑，阻垢劑加入速度和總量通過加料倉下端閥門開度控制。
[0014]阻垢劑加料倉的設(shè)備材質(zhì)可選20#鍍鋅和不銹鋼。
[0015]4.與實(shí)驗(yàn)設(shè)備配套的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)
[0016]本實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用了 SCADA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和過程監(jiān)測。主要的采集點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)設(shè)備減溫減壓點(diǎn)的溫度、壓力和流量數(shù)據(jù)。
[0017]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最終將通過工業(yè)液晶顯示器實(shí)時(shí)顯示在現(xiàn)場或者中央控制室內(nèi)，通過該USB存儲介質(zhì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖1為催化裂化煙機(jī)結(jié)垢預(yù)測與阻垢劑評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)備示意圖
[0019]附圖2為轉(zhuǎn)動葉輪示意圖
[0020]附圖3為加料倉示意圖
[0021]圖1中，I為空氣(儀表風(fēng))管線，2為水蒸汽管線，3為氮?dú)夤芫€，4為煙氣管線，5為流量計(jì)，6為手動閥門，7為引壓線，8為U型測速皮托管，9為加料倉，10為配氣管線，11為噴涂倉，12為噴頭，13為掛片，14為電阻測量，15為熱電偶測溫，16為變徑管筒，17為轉(zhuǎn)動葉輪。
[0022]圖2中，18為進(jìn)氣錐，19為靜葉，20為動葉，21為輪盤，22為轉(zhuǎn)動軸。
[0023]圖3中，23為手動閥門，24為料位觀測線，25為加料罐體，26為透明觀測管。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合附圖好實(shí)施例來詳敘本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn):
[0025]在實(shí)際操作中，本發(fā)明是按照以下實(shí)施路線展開:
[0026]a)在催化煙機(jī)入口導(dǎo)凝閥閥組前加裝本實(shí)驗(yàn)設(shè)備
[0027]本實(shí)驗(yàn)原料氣取自實(shí)際生產(chǎn)裝置，推薦采用煙機(jī)入口煙氣，可選擇煙機(jī)入口導(dǎo)凝處管線與管線4相連，設(shè)備示意圖參見圖1。同時(shí)需要連接的還包括:空氣(凈化風(fēng))、水蒸汽和氮?dú)馊N公用工程介質(zhì)分別與管線1、2、3相連。空氣(凈化風(fēng)公用工程介質(zhì)與加料倉頂部閥門23相連)。試驗(yàn)設(shè)備出口可以與排煙管道相連。轉(zhuǎn)動葉輪設(shè)計(jì)葉型和尺寸將根據(jù)實(shí)際煙機(jī)動葉氣體動力學(xué)性能參數(shù)設(shè)計(jì)，葉輪示意圖參加圖2。
[0028]b)連接實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)
[0029]本設(shè)備配套開發(fā)儀表監(jiān)測點(diǎn)和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)(SCADA)，需要根據(jù)現(xiàn)場情況予以調(diào)試安裝。主要的儀表監(jiān)測點(diǎn)包括溫度、壓力和流量，具體為7引壓線、14電阻測量、15熱電偶測溫等內(nèi)容。
[0030]c)開展煙機(jī)結(jié)垢預(yù)測實(shí)驗(yàn)。
[0031]在實(shí)驗(yàn)設(shè)備和SCADA系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢后，打開煙氣管線入口閥門6可以開展煙機(jī)結(jié)垢預(yù)測實(shí)驗(yàn)。按照不同的實(shí)驗(yàn)周期進(jìn)行結(jié)垢預(yù)測實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)垢預(yù)測模型。
[0032]d)阻垢劑開發(fā)與評價(jià)實(shí)驗(yàn)
[0033]本實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)了阻垢劑加料倉，阻垢劑加料倉示意圖參見圖3，打開加料倉頂端閥門充壓后，打開加料倉的底端閥門可以控制阻垢劑加入速度和總量。
【權(quán)利要求】
1.一種催化裂化煙氣輪機(jī)結(jié)垢預(yù)測與阻垢劑評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，該裝置是由進(jìn)料配氣部分、煙氣流動模擬實(shí)驗(yàn)部分、阻垢劑加料倉部分以及與實(shí)驗(yàn)設(shè)備配套的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成，其特征在于各部分的構(gòu)成如下: 1)進(jìn)料配氣部分 進(jìn)料配氣部分包括煙氣、空氣、水蒸氣和氮?dú)夤艿兰伴y門各部件； 進(jìn)料配氣部分是用于調(diào)整進(jìn)入噴涂倉混合氣體組份的線速度、細(xì)粉濃度和溫度； 2)煙氣流動模擬實(shí)驗(yàn)部分 煙氣流動模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括噴頭、噴涂倉、變徑管筒、轉(zhuǎn)動葉輪各部件； 該實(shí)驗(yàn)設(shè)備是根據(jù)壓縮機(jī)內(nèi)部壓力、流量和溫度的變換設(shè)計(jì)有可調(diào)變徑和轉(zhuǎn)動葉輪，轉(zhuǎn)動葉輪采用輪盤葉輪和動葉片的組合形式，此形式與催化煙氣輪機(jī)的實(shí)際設(shè)計(jì)方式保持一致； 3)阻垢劑加料倉部分 該實(shí)驗(yàn)設(shè)備中的阻垢劑加料倉采用全封閉式設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案需要在實(shí)驗(yàn)過程中加入阻垢劑，用于篩選和評價(jià)阻垢劑，阻垢劑加入速度和總量通過加料倉下端閥門開度控制； 4)與實(shí)驗(yàn)設(shè)備配套的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng) 該實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用SCADA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和過程監(jiān)測，其采集點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)設(shè)備減溫減壓點(diǎn)的溫度、壓力和流量數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化裂化煙氣輪機(jī)結(jié)垢預(yù)測與阻垢劑評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于在實(shí)際操作中應(yīng)該如下步驟進(jìn)行操作: ⑴在催化煙機(jī)入口導(dǎo)凝閥閥組前加裝本實(shí)驗(yàn)設(shè)備 原料氣取自實(shí)際生產(chǎn)裝置，即采用煙機(jī)入口煙氣，并選擇煙機(jī)入口導(dǎo)凝處管線與管線4相連，同時(shí)連接的還包括:空氣、水蒸汽和氮?dú)馊N公用工程介質(zhì)分別與管線1、2、3相連；試驗(yàn)設(shè)備出口與排煙管道相連；轉(zhuǎn)動葉輪設(shè)計(jì)葉型和尺寸是根據(jù)實(shí)際煙機(jī)動葉氣體動力學(xué)性能參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)； ⑵連接實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng) 本設(shè)備配套開發(fā)儀表監(jiān)測點(diǎn)和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)，即SCADA，并根據(jù)現(xiàn)場情況予以調(diào)試安裝；儀表的監(jiān)測點(diǎn)包括溫度、壓力和流量，具體為7引壓線、14電阻測量、15熱電偶測溫等內(nèi)容； ⑶開展煙機(jī)結(jié)垢預(yù)測實(shí)驗(yàn) 在實(shí)驗(yàn)設(shè)備和SCADA系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢后，打開煙氣管線入口閥門6可以開展煙機(jī)結(jié)垢預(yù)測實(shí)驗(yàn)；按照不同的實(shí)驗(yàn)周期進(jìn)行結(jié)垢預(yù)測實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)垢預(yù)測模型； ⑷阻垢劑開發(fā)與評價(jià)實(shí)驗(yàn) 本實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)了阻垢劑加料倉，打開加料倉頂端閥門充壓后，并用加料倉底端的閥門控制阻垢劑加入速度和總量。
【文檔編號】G01N33/00GK104237455SQ201310240776
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月18日
【發(fā)明者】胡仁波, 金有海, 趙輝, 騰康, 楊朝合, 山紅紅 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 中國石油大學(xué)