一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法及其對流段模塊的製作方法
2023-06-09 09:58:56 1
一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法及其對流段模塊的製作方法
【專利摘要】本發明為一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法及其對流段模塊，該方法通過將第一承載柱利舊，將對流段中的各部件預製為一體式的對流段模塊，並將其安裝在第一承載柱上，完成對流段模塊化改造；該對流段模塊包括換熱管束、管板、隔煙板、模塊化鋼結構以及襯裡；管板設置在對流段模塊末端，隔煙板設置在管板內側，管板與隔煙板沿對流段模塊的長度方向間隔布置；模塊化鋼結構與第一承載柱固定連接；本發明實現了對裂解爐對流段的局部模塊化改造，且不需要對第一承載柱進行更換，能夠保證頂平臺、風機、汽包等設備不需移位，具有提高製造質量、縮短施工周期、降低施工難度、減少安裝成本等特點。
【專利說明】一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法及其對流段模塊
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油化工設備領域，具體涉及一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法及其對流段模塊。
【背景技術】
[0002]裂解爐是乙烯裝置的核心設備之一，對流段是裂解爐中的核心部件之一，它主要作用是回收高溫煙氣中的熱量以預熱原料和蒸汽，進而降低排煙溫度，提高裂解爐的熱效率。早期設計並建設的裂解爐由於技術的局限性，在長期運行後，各項技術指標相對落後。為達到提高生產能力、節能減排、提高原料靈活性等目的，須對裂解爐的對流段進行改造。現有的改造方法如下:
[0003]1、散件安裝方法
[0004]即現場安裝鋼結構、管板、襯裡散件，然後將預製成J型的換熱管束按一定順序穿入管板開孔，再進行現場焊接的安裝方法。此種方法無需對結構柱進行改造，具有較強靈活性。但由於換熱管束數目多、間距小，此方法現場焊接和檢驗工作量大、操作空間小、且多為高空作業，難於控制工期和施工質量。
[0005]2、管束整體安裝方法
[0006]即先將預製成管束的換熱管束和管板現場安裝就位，而後安裝鋼結構、襯裡散件(或先安裝鋼結構及襯裡，再吊入管束)的施工方法。此種方法無需對結構柱進行改造，較散件安裝方法施工量小，但襯裡和鋼結構仍需現場安裝。
[0007]3、帶第一承載柱的模塊整體安裝方法
[0008]即將第一承載柱作為模塊鋼結構一部分，將襯裡、管束、管板、彎頭箱等整體預製並吊裝的方法。此種方法施工簡單，模塊質量易於控制。但由於第一承載柱承擔頂平臺、風機、汽包等大型設備的重量，此方法只適用於整體改造方案中對承載柱進行更換的項目。
[0009]中國專利CN202359075U提供了一種裂解爐對流段鋼結構，其特徵是:對流段主體、頂部鋼結構及尾部煙箱煙道均安裝在兩側支撐鋼結構上組裝成一體進行安裝。本專利是一種模塊化的布置方法，並未涉及在現有基礎上進行模塊化改造；
[0010]國內期刊《石油工程建設》第30卷第6期記載了一篇文獻，題目為《大慶10萬t/a乙烯裂解爐對流段模塊組隊與吊裝》，該文獻主要介紹了新建裂解爐對流段模塊現場組裝和吊裝方法，與本發明無相關關係。
[0011]國內期刊《化工科技》第17卷第3期記載了一篇文獻，題目為《裂解爐對流段的模塊化設計》，該文獻主要介紹了新建裂解爐模塊化設計特點，與本發明無相關關係。
【發明內容】
[0012]為了解決現有對流段改造均需要在施工現場安裝造成的安裝周期較長且安裝質量不佳的問題，本發明提供了一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法及其對流段模塊，在實現模塊化改造的同時，又能夠保證原裂解爐整體承載結構不發生變化。
[0013]本發明採用的技術方案如下:
[0014]一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法。
[0015]所述方法通過將第一承載柱6利舊，將乙烯裂解爐對流段中的各個部件按照設計要求預製為一體式的對流段模塊，並將所述對流段模塊與所述第一承載柱6進行現場固定連接，完成所述乙烯裂解爐的對流段模塊化改造。
[0016]所述方法的具體步驟為，
[0017]步驟1，將所述對流段中的管板2向彎頭箱側外移一段距離L，同時將換熱管束I的長度向所述彎頭箱側延長L ;所述管板2左、右兩端固定在模塊化鋼結構的第二承載柱8上；
[0018]步驟2，在所述管板2的原位置處設置隔煙板3，所述隔煙板3上設置有與管板2一致的開孔，所述換熱管束I穿過所述隔煙板3上的開孔；所述隔煙板3左、右兩端固定在所述模塊化鋼結構上；
[0019]步驟3，採用密封元件4將所述隔煙板3開孔與換熱管束I之間的縫隙塞實；
[0020]步驟4，將所述換熱管束1、管板2、隔煙板3、模塊化鋼結構以及襯裡預製成所述對流段模塊，將所述對流段模塊安裝在所述第一承載柱6上，並通過所述模塊化鋼結構將所述換熱管束1、管板2、隔煙板3以及襯裡的載荷傳遞至所述第一承載柱6。
[0021 ] 在所述步驟I中，所述管板2的外移距離L大於300mm，所述換熱管束I的延長距離L大於300_ ；
[0022]在所述步驟4中，在所述對流段模塊安裝就位後，所述隔煙板3 —端位於所述第一承載柱6內側，並固定在所述模塊化鋼結構上。
[0023]根據一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法製造的對流段模塊，所述對流段模塊包括所述換熱管束1、管板2、隔煙板3、模塊化鋼結構以及襯裡；
[0024]所述換熱管束I兩端分別與彎頭箱連接，形成換熱流道；
[0025]所述管板2設置在所述對流段模塊末端，所述隔煙板3設置在所述管板2內側，且所述管板2與隔煙板3沿所述對流段模塊的長度方向間隔布置；
[0026]所述隔煙板3上設置有與管板2 —致的開孔，所述換熱管束I依次穿過所述管板2以及隔煙板3上的開孔；
[0027]所述隔煙板3開孔與所述換熱管束I之間的縫隙處設置有所述密封元件4 ；
[0028]所述管板2和隔煙板3兩端分別固定在所述模塊化鋼結構上，所述模塊化鋼結構與所述第一承載柱6固定連接。
[0029]所述第一承載柱6的上、下兩端分別設置有連接板5，所述連接板5沿水平方向布置，連接板5在所述對流段模塊安裝就位後進行現場連接。
[0030]所述模塊化鋼結構包括鋼板7、第二承載柱8、槽鋼9以及爐壁板10 ；
[0031]所述鋼板7沿垂直方向布置，在對流段模塊安裝就位後，所述鋼板7設置在所述隔煙板3與所述第一承載柱6之間，並與所述第一承載柱6進行現場連接固定；所述鋼板7左、右兩端分別與所述爐壁板10相連接。
[0032]所述第二承載柱8設置在所述管板2左、右兩端；
[0033] 所述槽鋼9的數量為一對，一對所述槽鋼9槽口相向設置在所述對流段模塊的上、下臨界面處；所述槽鋼9內側緊扣所述爐壁板10，待所述對流段模塊安裝就位後，所述槽鋼9通過所述連接板5與所述第一承載柱6進行現場固定連接。
[0034]所述爐壁板10沿所述對流段模塊的長度方向設置在其兩側，所述第一承載柱6固定設置在所述爐壁板10外側。
[0035]所述對流段模塊中，位於所述第一承載柱6對立側的所述模塊化鋼結構包括第二承載柱8、H型鋼11、槽鋼9以及爐壁板10 ；
[0036]所述第二承載柱8的數量為一對，其分別設置在所述管板2左、右兩端，所述H型鋼11與所述第一承載柱6對稱設置在所述隔煙板3左、右兩端；
[0037]所述槽鋼9的數量為一對，一對所述槽鋼9槽口相向向設置在所述對流段模塊的上、下臨界面處；所述槽鋼9內側緊扣所述爐壁板10，所述槽鋼9的上臨界面設置在所述第二承載柱8頂端、下臨界面設置在所述第二承載柱8底端。
[0038]所述管板2與隔煙板3的間距大於300mm。
[0039]所述鋼板7的厚度大於10mm。
[0040]所述第一承載柱6和第二承載柱8均為支撐型鋼，所述第一承載柱6的形狀為H型，所述第二承載柱8的形狀為T型。
[0041]所述密封元件4為陶纖毯。
[0042]本發明在保證裂解爐第一承載柱6利舊的前提下，以對流段模塊整體供貨、整體安裝的方式，對裂解爐對流段進行局部改造。對流段模塊是由管板2、隔煙板3、換熱管束1、模塊化鋼結構、襯裡、彎頭箱組裝成的整體結構。
[0043]改造前的對流段，在第一承載柱6的位置處存在管板，該管板承擔換熱管束I的重量，並將力傳遞給第一承載柱6。
[0044]在進行模塊化改造時，不可以將管板繼續設置在這個位置，因為此處的第一承載柱6利舊，製造的整體模塊此處僅能設置一塊鋼板7，為保證模塊尺寸，並且安裝於原位置，與上、下的其他利舊模塊能夠匹配，鋼板7無法承受整套換熱管束I的重量，無法運輸和吊裝。
[0045]因此，本發明的對流段末端的管板2位置向彎頭箱側外移，外移後的管板2，安裝在第二承載柱8上，通過第二承載柱8和槽鋼9將力傳遞給第一承載柱6。
[0046]外移管板使得換熱管束I長度延長，換熱面積增大，為保證滿足工藝要求，在原管板位置處設置隔煙板3，隔煙板3開孔與換熱管束I間的縫隙用陶纖毯塞實，使延長段的換熱管束I處無煙氣流動，不參與換熱；換熱管束I的重量仍然由管板承擔，隔煙板3不承載，只起到隔斷煙氣流通的作用。
[0047]在安裝時，本發明對流段的鋼結構通過鋼板7、連接板5與利舊的第一承載柱6相連，且在吊裝後進行現場焊接。
[0048]與現有的對流段相比，本發明具有以下優點:
[0049]1、本發明的對流段是由鋼結構、襯裡、管板、換熱管束等部件構成的整體模塊結構，其先在製造廠預製完成後，再運至現場安裝，減少了現場焊接和檢驗的工作量，具有提高製造質量，降低現場施工難度、縮短建設周期等優點。
[0050]2、本發明的對流段不需要對第一承載柱進行更換，能夠保證頂平臺、風機、汽包等不需移位，降低了施工成本，縮短施工周期。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0051]圖1為本發明的一種裂解爐用對流段的結構示意圖；
[0052]圖2為圖1的A-A方向視圖；
[0053]附圖標記說明:
[0054]1-換熱管束；2_管板；3_隔煙板；4_密封套；5_連接板；
[0055]6-第一承載柱；7_鋼板；8 —第二承載柱；9_槽鋼；10_爐壁板；
[0056]11-H 型鋼；
[0057]下面結合實施例，進一步說明本發明。
【具體實施方式】
[0058]如圖1、圖2所示，圖只表示了對流段模塊化結構的一部分，其上部和下部還有別的利舊模塊；並且，圖示為簡化畫法，各個換熱管束I在圖中沒有相連，實際上，各個換熱管束I之間是通過彎頭連接的，即物料在盤管裡流動。
[0059]一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法，所述方法通過將第一承載柱6利舊，將乙烯裂解爐對流段中的各個部件按照設計要求預製為一體式的對流段模塊，並將所述對流段模塊與所述第一承載柱6進行現場固定連接，完成所述乙烯裂解爐的對流段模塊化改造。
[0060]所述方法的具體步驟為:
[0061]步驟1，將所述對流段中的管板2向彎頭箱側外移330mm，同時將換熱管束I的長度向所述彎頭箱側延長330mm ;所述管板2左、右兩端固定在模塊化鋼結構的第二承載柱8上；
[0062]步驟2，在所述管板2的原位置處設置隔煙板3，所述隔煙板3上設置有與管板2一致的開孔，所述換熱管束I穿過所述隔煙板3上的開孔；所述隔煙板3左、右兩端固定在所述模塊化鋼結構上；
[0063]步驟3，採用陶纖毯將所述隔煙板3開孔與換熱管束I之間的縫隙塞實；
[0064]步驟4，將所述換熱管束1、管板2、隔煙板3、模塊化鋼結構以及襯裡預製成所述對流段模塊，所述對流段模塊與所述第一承載柱6固定連接，並通過所述模塊化鋼結構將所述換熱管束1、管板2、隔煙板3以及襯裡的載荷傳遞至所述第一承載柱6。
[0065]根據一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法製造的對流段模塊，所述對流段模塊包括所述換熱管束1、管板2、隔煙板3、模塊化鋼結構以及襯裡；
[0066]所述換熱管束I兩端分別與彎頭箱連接，形成熱管流道；
[0067]所述管板2設置在所述對流段模塊末端，所述隔煙板3設置在所述管板2內側，且所述管板2與隔煙板3沿所述對流段模塊的長度方向間隔布置；
[0068]所述管板2與隔煙板3的間距為330mm。
[0069]所述隔煙板3上設置有開孔，所述隔煙板3的開孔位置與所述管板2 —致，所述換熱管束I依次穿過所述管板2以及隔煙板3上的開孔；
[0070]所述隔煙板3開孔與所述換熱管束I之間的縫隙處設置有所述陶纖毯；
[0071]所述管板2和隔煙板3兩端分別固定在所述模塊化鋼結構上，並與所述第一承載柱6固定連接。
[0072]所述第一承載柱6的上、下兩端分別設置有連接板5，所述連接板5沿水平方向布置，連接板5在所述對流段模塊安裝就位後進行現場連接。
[0073]所述模塊化鋼結構包括鋼板7、第二承載柱8、槽鋼9以及爐壁板10 ；
[0074]所述鋼板7沿垂直方向布置，在對流段模塊安裝就位後，所述鋼板7設置在所述隔煙板3與所述第一承載柱6之間，並與所述第一承載柱6進行現場連接固定；所述鋼板7左、右兩端分別與所述爐壁板10相連接。
[0075]所述鋼板7的厚度為10mm。
[0076]所述第二承載柱8設置在所述管板2左、右兩端；
[0077]所述槽鋼9的數量為一對，一對所述槽鋼9槽口相向設置在所述對流段模塊的上、下臨界面處；所述槽鋼9內側緊扣所述爐壁板10，待所述對流段模塊安裝就位後，所述槽鋼9通過所述連接板5與所述第一承載柱6進行現場固定連接。
[0078]所述爐壁板10沿所述對流段模塊的長度方向設置在其兩側，所述第一承載柱6固定設置在所述爐壁板10外側。
[0079]所述對流段模塊中，位於所述第一承載柱6對立側的所述模塊化鋼結構包括第二承載柱8、H型鋼11、槽鋼9以及爐壁板10 ；
[0080]所述第二承載柱8的數量為一對，其分別設置在所述管板2左、右兩端，所述H型鋼11與所述第一承載柱6 對稱設置在所述隔煙板3左、右兩端；
[0081]所述槽鋼9的數量為一對，一對所述槽鋼9槽口相向向設置在所述對流段模塊的上、下臨界面處；所述槽鋼9內側緊扣所述爐壁板10，所述槽鋼9的上臨界面設置在所述第二承載柱8頂端、下臨界面設置在所述第二承載柱8底端。
[0082]所述第一承載柱6和第二承載柱8均為支撐型鋼，所述第一承載柱6的形狀為H型，所述第二承載柱8的形狀為T型。
[0083]上述技術方案只是本發明的一種實施方式，對於本領域內的技術人員而言，在本發明公開了應用方法和原理的基礎上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限於本發明上述【具體實施方式】所描述的結構，因此前面描述的方式只是優選地，而並不具有限制性的意義。
【權利要求】
1.一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法，其特徵在於: 所述方法通過將第一承載柱(6)利舊，將乙烯裂解爐對流段中的各個部件預製為一體式的對流段模塊，並將所述對流段模塊與所述第一承載柱(6)固定連接，完成所述乙烯裂解爐的對流段模塊化改造。
2.根據權利要求1所述的一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法，其特徵在於: 所述方法的具體步驟為， 步驟I，將對流段中的管板(2)向彎頭箱側外移一段距離L，同時將換熱管束(I)的長度向所述彎頭箱側延長L ;所述管板(2)左、右兩端固定在模塊化鋼結構上； 步驟2，在所述管板(2)的原位置處設置隔煙板(3)，所述隔煙板(3)上設置有與管板(2)—致的開孔，所述換熱管束(I)穿過所述隔煙板(3)上的開孔；所述隔煙板(3)左、右兩端固定在所述模塊化鋼結構上； 步驟3，採用密封元件(4)將所述隔煙板(3)開孔與換熱管束(I)之間的縫隙塞實；步驟4，將所述換熱管束(I)、管板(2)、隔煙板(3)、模塊化鋼結構以及襯裡預製成所述對流段模塊，將所述對流段模塊安裝在所述第一承載柱(6 )上，並通過所述模塊化鋼結構將所述換熱管束(I)、管板(2 )、隔煙板(3 )以及襯裡的載荷傳遞至所述第一承載柱(6 )。
3.根據權利要求2所述的一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法，其特徵在於: 在所述步驟I中，所述管板(2)的外移距離L大於300mm，所述換熱管束(I)的延長距離L大於300_ ； 在所述步驟4中，所述隔煙板(3) —端設置在所述第一承載柱(6)內側。
4.根據權利要求1~3之一所述的一種乙烯裂解爐對流段模塊化改造方法製造的對流段模塊；其特徵在於: 所述對流段模塊包括所述換熱管束(I)、管板(2)、隔煙板(3)、模塊化鋼結構以及襯裡； 所述管板(2)設置在所述對流段模塊末端，所述隔煙板(3)設置在所述管板(2)內側，且所述管板(2)與隔煙板(3)沿所述對流段模塊的長度方向間隔布置； 所述隔煙板(3)上設置有與所述管板(2) 一致的開孔，所述換熱管束(I)依次穿過所述管板(2)以及隔煙板(3)上的開孔； 所述隔煙板(3)開孔與所述換熱管束(I)之間的縫隙處設置有所述密封元件(4)； 所述管板(2)和隔煙板(3)兩端分別固定在所述模塊化鋼結構上，所述模塊化鋼結構與所述第一承載柱(6)固定連接。
5.根據權利要求4所述的一種乙烯裂解爐對流段的模塊化結構，其特徵在於: 所述第一承載柱(6)的上、下兩端分別設置有連接板(5)，所述連接板(5)沿水平方向布置； 所述模塊化鋼結構包括鋼板(7)、第二承載柱(8)、槽鋼(9)以及爐壁板(10)； 所述鋼板(7)沿垂直方向布置，並設置在所述隔煙板(3)與所述第一承載柱(6)之間；所述鋼板(7)左、右兩端分別與所述爐壁板(10)相連接； 所述第二承載柱(8)設置在所述管板(2)左、右兩端； 所述槽鋼(9)的數量為一對，一對所述槽鋼(9)槽口相向設置在所述對流段模塊的上、下臨界面處；所述槽鋼(9)內側緊扣所述爐壁板(10)，所述槽鋼(9)通過所述連接板(5)與所述第一承載柱(6)固定連接。
6.根據權利要求4所述的一種乙烯裂解爐對流段的模塊化結構，其特徵在於: 所述對流段模塊中，位於所述第一承載柱(6)對立側的所述模塊化鋼結構包括第二承載柱(8)、H型鋼(11)、槽鋼(9)以及爐壁板(10)； 所述第二承載柱(8)的數量為一對，其分別設置在所述管板(2)左、右兩端，所述H型鋼(11)與所述第一承載柱(6)對稱設置在所述隔煙板(3)左、右兩端； 所述槽鋼(9)的數量為一對，一對所述槽鋼(9)槽口相向向設置在所述對流段模塊的上、下臨界面處；所述槽鋼(9)內側緊扣所述爐壁板(10)，所述槽鋼(9)的上臨界面設置在所述第二承載柱(8)頂端、下臨界面設置在所述第二承載柱(8)底端。
7.根據權利要求4所述的一種乙烯裂解爐對流段的模塊化結構，其特徵在於: 所述管板(2)與隔煙板(3)的間距大於300mm。
8.根據權利要求5所述的一種乙烯裂解爐對流段的模塊化結構，其特徵在於: 所述鋼板(7)的厚度大於10mm。
9.根據權利要求5或6所述的一種乙烯裂解爐對流段的模塊化結構，其特徵在於: 所述第一承載柱(6)和第二承載柱(8)均為支撐型鋼，所述第一承載柱(6)的形狀為H型，所述第二承載柱(8)的形狀為T型。
10.根據權利要求4所述的一種乙烯裂解爐對流段的模塊化結構，其特徵在於: 所述密封元件(4)為陶纖毯。
【文檔編號】C10G9/20GK104130797SQ201310157905
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年5月2日 優先權日:2013年5月2日
【發明者】袁慕軍, 高景芬, 劉克剛, 劉敬坤 申請人:中國石化工程建設有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司