一種聯合水力除焦器的製作方法

2023-06-19 08:32:21 1

專利名稱：一種聯合水力除焦器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種聯合水力除焦器，用於從煉油廠延遲焦化的焦炭塔中除去石油焦。
目前，煉油廠延遲焦化裝置焦炭塔中的石油焦，都是採用水力除焦器除焦，除焦過程分為鑽孔、切換、切焦三個工序，一般除焦器為聯合水力除焦器，即有鑽孔噴咀和切焦噴咀，通常切焦噴咀為13°錐角園錐迴轉面流道結構，參閱雜誌《石油煉製》1988年第5期第42頁「聯合水力除焦器的設計與應用」一文。此種噴咀流量係數小，等速核長較短，能量損失大，使切焦時間長，效率低。鑽孔斜噴咀與除焦器軸線的夾角一般為40°－45°，夾角大，鑽孔速度較慢，有時易發生卡鑽事故或其它機械事故，操作可靠度低。
本實用新型的目的是提供一種聯合水力除焦器，它能提高水束衝擊力，減少流道阻力，增大流量係數，延長等速核長，提高鑽孔速度，縮短切焦時間，減少或避免卡鑽和機械事故，提高效率和操作可靠度。
本實用新型的目的是這樣實施的(1)、切焦噴咀(6)內腔採用等變速流道結構，該噴咀的流道母線為一連續曲線，使得液體在噴咀中流動時沿噴咀軸線方向的速度變化為一常數。切焦噴咀(6)內腔也可採用流線型流道結構，液體流動方向與噴咀軸線正方向的夾角是一個連續變量，其母線是由夾角變化而變化，按
形成連結軌道的一條曲線。使液體射流擴散角小，流量係數大，等速核長大。
(2)、主筒體(1)外側連接固定筋板(2)，當除焦器鑽孔時，筋板(2)隨著除焦器旋轉，刮削孔壁，防止鑽孔或切焦時發生卡鑽現象，同時保護除焦器外露部份的部件，以防碰損。
(3)、切焦噴咀(6)用的堵頭(9)採用內藏式結構，堵頭(9)的外螺紋與絲扣套(8)的內螺紋相聯接，並內藏於絲扣套(8)內，除焦器鑽孔操作時，堵頭(9)不與孔壁碰撞，避免堵頭鬆動發生脫落。
(4)、鑽孔斜噴咀(11)與除焦器軸線的夾角為25°－35°最好為30°，減小夾角可提高鑽孔速度。
本實用新型由於切焦噴咀改錐形噴咀為等變速流道結構噴咀或流線型流道結構噴咀，水力學性能好，流量係數和等速核長都增大，提高了衝擊力，切焦速度快。鑽孔斜噴咀與除焦器軸線的夾角縮小，提高了鑽孔速度，雖然鑽孔孔徑減小，但由於除焦器上裝有筋板，鑽孔時刮削孔壁，能避免卡鑽事故。另外切焦噴咀用堵頭採用內藏式結構，避免了鑽孔時因碰撞而發生鬆動，脫落等機械事故，提高了操作可靠度，除焦時間也明顯縮短。
本實用新型附圖如下


圖1、除焦器結構示意圖圖2、等變速流道結構噴咀內腔示意圖圖3、流線型流道結構噴咀內腔示意圖圖中(1)主筒體；(2)筋板；(3)彎管；(4)穩流管；(5)噴咀頭；(6)切焦噴咀；(7)密封圈；(8)絲扣套；(9)堵頭；(10)鑽孔噴咀；(11)鑽孔斜噴咀；(12)盲螺母。
下面根據附圖進一步說明本實用新型如
圖1所示，水力除焦器的主筒體(1)側邊經彎管(3)依次連接穩流管(4)、噴咀頭(5)，用絲扣套(8)和密封圈(7)將切焦噴咀(6)固定於噴咀頭(5)內，堵頭裝於絲扣套(8)內，鑽孔時堵住切焦噴咀的噴口，拆掉盲螺母，切焦時拆掉堵頭，同時裝上盲螺母。每個除焦器，可安二個或二個以上切焦噴咀，其相對位置必須對稱，本實例安裝了二個切焦噴咀。如圖2所示，切焦噴咀(6)採用了等變速流道結構的噴咀，其噴咀的流道母線使得液體在噴咀中流動時沿噴咀軸線方向的速度變化為一常數，該噴咀的出口仍有一段直園柱段(H0＝0.5d0)它的流道母線方程式是根據等變速dv／dy＝C(常數) (1)並知V＝ (Q)/(πX) (2)dv／dy＝ (Q)/(π) d(X－2)／dy＝C (3)此式可寫成 (d(X-2))/(dy) ＝C′(其中C′＝ (πC)/(Q) ) (4)分離變量得d(X－2)＝C′dy (5)兩端積分得X－2＝C1y＋C2(6)根據X和y和邊界條件可求出C1y和C2，當X＝1／2D時 y＝0代入(6)式得C2＝ 4/(D2) (7)
當X＝1／2do時，y＝H－Ho代入(6)式中得C1＝ 1/(H-Ho) ( 4/(do) － 4/(D2) ) (8)將C1，C2代入(6)式中得X－2＝ 1/(H－Ho) ( 4/(do) － 4/(D2) )y＋ 4/(D2)即
(9)式即為等變速型噴咀的流道母線方程式X和y坐標如圖2所示本實用新型實例，取D＝29mm，do＝14mmH＝59mmHo＝0.5do＝7mm將上述數值代入(9)式中可以等變速型噴咀的流道母線方程式為X2＝ 10192/(3y＋52) (10)依此計算出具體X和y的對應數據即可連成該噴咀的流道母線的連續曲線。
如圖3所示，切焦噴咀(6)也可採用流線型流道結構噴咀，其噴咀的流道母線軌跡是以液體的流動方向與噴咀軸線正方向的夾角為參數，按以下的方程式(11)求得的一條連續曲線。
式中β——液體流動方向與X正方向的夾角，代入由實驗得來的係數，可得下列曲線方程
式中H為噴咀流道長度，D和do分別為噴咀的入口和出口直徑，坐標原點在曲線中點，使之上下對稱於原點。曲線的上半段(即流道的前半截)在公式(12)中取「＋」號，曲線的下半段在公式(12)中取「－」號，設計噴咀時須先確定D，do和H，然後取β＝0～85°連續計算X和y值，即可連成曲線，按公式β中所用的坐標系Xoy(如圖3中所示)雖可以畫出流道母線，但比較麻煩，如按此坐標系進行加工，則困難更多，因機械加工時要從噴咀的入口端(即D端)開始，為方便加工，應將流道母線的坐標描述從圖中的XOy坐標系轉換為圖中的X′O′y′坐標系，新舊坐標系的轉換關係為
設計實例取噴咀的D、do、H值分別為0－28mm
按β＝0～35°連續取值，由(14)式計算X、y、經過(13)式的坐標系轉換，得到X′y′。
三種噴咀水力學性能對比，見表1
如
圖1所示，在主筒體(1)的外側設置(焊接)4塊對應的筋板(2)其長度和寬度以保護彎管(3)切焦噴咀(6)外的絲扣套(8)和鑽孔噴咀(11)的盲螺母(12)為度，使之在除焦過程中免於與焦炭碰撞，另外在鑽孔時，筋板(12)隨除焦器旋轉，可刮削孔壁，防止卡鑽事故。
將絲扣套(8)一端加工成外螺紋聯接於噴咀頭(5)，另一端加工成內螺紋，堵頭(9)的外螺紋旋緊於絲扣套(8)內，堵頭(9)受到絲扣套的保護，在鑽孔時，不會碰撞到孔壁上的焦塊以致震松發生脫落。
鑽孔斜噴咀(11)與除焦器軸線的夾角為30°，縮小夾角可使鑽孔速度加快，鑽孔孔徑相應變小，由於本實用新型採用了筋板結構，所以能避免卡鑽現象發生。
本實用新型在延遲焦化裝置上進行了工業應用試驗，效果很好。鑽孔速度為1－1.2公尺／分鐘與原除焦器相比速度提高一倍以上，試用45次沒有發生卡鑽事故，操作平穩可靠，該裝置結構簡單，體積小，重量輕，省水、省電，除焦速度快，除焦效率為平均0.26分鐘／噸焦。
權利要求1.一種聯合水力除焦器，它包括主筒體(1)，其側邊經彎管(3)依次相連接穩流管(4)、噴咀頭(5)，用絲扣套(8)和密封圈(7)將切焦噴咀(6)固定於噴咀頭(5)內，在主筒體(1)的下部連接鑽孔噴咀(10)和鑽孔斜噴咀(11)，其特徵在於(1)切焦噴咀(6)內腔採用等變速流道結構，該噴咀的流道母線為一連續曲線，使得液體在噴嘴中流動時沿噴咀軸線方向的速度變化為一常數，可使液體射流擴散角小，等速核長大，流量係數大；(2)主筒體(1)外側連接固定筋板(2)，當除焦器鑽孔時，筋板(2)隨著除焦器旋轉，刮削孔壁，防止鑽孔或切焦時發生卡鑽現象。同時保護除焦器外露部份的部件，以防碰損；(3)切焦噴咀(6)用的堵頭(9)採用內藏式結構，堵頭(9)的外絲扣與絲扣套(8)的內絲扣聯接，並內藏於絲扣套(8)內，除焦器在鑽孔操作時，堵頭(9)不與孔壁碰撞，防止堵頭發生鬆動或脫落；
2.一種聯合水力除焦器，它包括主筒體(1)，其側邊經彎管(3)依次相連接穩流管(4)、噴咀頭(5)，用絲扣套(8)和密封圈(7)將切焦噴咀(6)固定於噴咀頭(5)內，在主筒體(1)的下部連接鑽孔噴咀(10)和鑽孔斜噴咀(11)，其特徵在於切焦噴咀(6)內腔採用流線型流道結構，液體流動方向與噴咀軸線正方向的夾角是一個連續變量，其母線是由夾角變化而變化，按
形成連結軌跡的一條曲線，可使液體射流擴散角小，等速核長大，流量係數大；
3.根據權利要求1或2所述的除焦器，其特徵在於鑽孔斜噴咀(11)與除焦器軸線的夾角為25°－35°，減小夾角可提高鑽孔速度。
專利摘要一種新型聯合水力除焦器，切焦噴嘴採用等變速流道結構噴嘴，或流線型流道結構噴嘴，流量係數和等速核長增大，能量損失減小，水束衝擊力提高，切焦速度增大。鑽孔斜噴嘴與軸線夾角減小，提高鑽孔速度。除焦器的側邊安裝有筋板可以刮削孔壁，防止卡鑽。切焦噴嘴的堵頭採用內藏式堵頭結構，防止鑽孔時噴嘴被碰損，本裝置除焦速度快，省電省水，結構簡單，體積小，重量輕，可用於石油煉製廠延遲焦化裝置焦炭塔內除焦。
文檔編號C10B39/04GK2155373SQ9320389
公開日1994年2月9日 申請日期1993年2月11日 優先權日1993年2月11日
發明者劉海, 李風先, 施平, 王廣林 申請人:新疆石油管理局獨山子煉油廠, 哈爾濱工業大學