竖琴式转化炉转化管系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明所涉及竖琴式转化炉领域，尤指一种竖琴式转化炉转化管系统。
【背景技术】
[0002] 国内目前大量正在运行的竖琴管系式转化炉，由于转化管系上部恒力弹簧载荷选 择偏大，均是按照转化管系垂直总荷载（炉管自重+催化剂重+介质重）的100%进行设 置，同时由于转化管系热态时下集气管顶部和底部存在温差（顶部比底部温度高约70~ 80°C)，在以上两种不利因素的共同作用下，经常会出现冷壁式下集气管（带隔热衬里）热 态向上拱起，导致其内部隔热衬里破裂甚至脱落，集气管内的高温气体（~860°C )与集气 管金属外壁（15CrMo,设计耐热上限420°C )直接接触，引起金属外壁超温，造成整个转化炉 的操作安全隐患。
[0003] 下集气管顶部和底部存在温差，是竖琴式转化管系的固有特性，通常很难消除。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一种稳定的竖琴式转化炉转化管系，为达该目的则需要解决 上述下集气管热态上拱的问题，为此本发明提供一种新的竖琴式转化炉转化管系统参考分 析后给予当前竖琴式转化炉转化管系以指导。
[0005] 本发明所提供的竖琴式转化炉转化管系统具体包含：固定装置、上集气管、猪尾 管、转化管、下集气管、第一恒力弹簧模块和第二恒力弹簧模块；所述固定装置用于固定所 述模型；所述上集气管和所述猪尾管通过第一恒力弹簧模块固定于所述固定装置上；所述 上集气管与所述猪尾管相连，所述上集气管用于导入待转化气体并输出至所述猪尾管；所 述转化管通过所述第二恒力弹簧模块固定于所述固定装置上；所述转化管与所述猪尾管相 连，用于对所述猪尾管输出的待转化气体进行转化处理并输出转化后气体；所述下集气管 与所述转化管相连，用于收集所述转化后的气体；所述转化管重量由所述下集气管与所述 固定装置通过第二恒力弹簧模块分担。
[0006] 在上述竖琴式转化炉转化管系统中，优选的还包含，所述转化管包含复数个转化 炉管，所述第二恒力弹簧模块包含复数个第二恒力弹簧；每个所述第二恒力弹簧吊挂两个 所述转化炉管。
[0007] 在上述竖琴式转化炉转化管系统中，优选的还包含，所述模型还包含下集气总管， 所述下集气总管用于将所述下集气管收集的所述转化后的气体导出。
[0008] 在上述竖琴式转化炉转化管系统中，优选的还包含，所述下集气管上还设置有固 定支架，所述固定支架用于固定所述转化管。
[0009] 在上述竖琴式转化炉转化管系统中，优选的还包含，所述下集气管上还设置有复 数个导向滑动支架。
[0010] 在上述竖琴式转化炉转化管系统中，优选的还包含，所述转化管重量的60%至 70%由所述固定装置通过第二恒力弹簧模块承担，所述转化管剩余重量由所述下集气管承 担。
[0011] 在上述竖琴式转化炉转化管系统中，优选的还包含，所述转化管重量包含转化管 自重、催化剂重和介质重。
[0012] 在上述竖琴式转化炉转化管系统中，优选的还包含，所述第一恒力弹簧与所述第 二恒力弹簧包含：固定架、主弹簧、复数个辅弹簧、滑刀和滚轴；所述复数个辅弹簧的一端 分别固定设置在所述固定架内相对的两侧壁上；所述滑刀与所述辅弹簧的另一端相连；所 述主弹簧一端通过所述滚轴与所述滑刀相接，所述主弹簧的另一端与弹簧负载相连。
[0013] 本发明的有益技术效果在于：本发明中将转化管上部恒力弹簧的荷载按照转化炉 管系垂直总荷载的60%~70%进行设计选型，剩余的30~40%的荷载分配给下集气管， 给下集气管施加一个向下的外部荷载，有效抑制了下集气管的热态上拱趋势，降低下集气 管内衬里开裂甚至脱落的可能性，从而避免了高温气体与下集气管外壁直接接触，最终可 避免集气管外壁超温，还保证整个装置的安全平稳运行、消除安全隐患、减少维修费用和时 间、增加企业经济效益等方面均具有很高的实用价值和广泛的应用前景。
【附图说明】
[0014] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本发明的限定。在附图中：
[0015] 图1为本发明所提供的竖琴式转化炉转化管系统透视图；
[0016] 图2为本发明所提供的竖琴式转化炉转化管系统侧视图；
[0017] 图3为本发明所提供的竖琴式转化炉转化管系统的恒力弹簧图内部结构图。
【具体实施方式】
[0018] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附 图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 但并不作为对本发明的限定。
[0019] 轻烃蒸汽转化炉是合成氨、甲醇、制氢等装置中的核心设备，轻烃蒸汽转化反应是 在转化炉内进行的，转化反应所需要的热量由安装在转化炉顶部的烧嘴提供。转化炉的形 式一般分为顶烧炉和侧烧炉，目前国内的甲醇、制氢装置大多均采用顶烧炉的形式，而本发 明涉及的竖琴式转化管系的转化炉是顶烧炉的一种，本申请中转化管系通常是由上集气 管、猪尾管、转化管、下集气管和下集气总管组成，具体结构如下：
[0020] 本发明所提供的竖琴式转化炉转化管系统透视图请参考图1至图2所示，所述竖 琴式转化炉转化管系统具体包含：固定装置、上集气管1、猪尾管2、转化管3、下集气管4、第 一恒力弹簧模块和第二恒力弹簧模块6 ;所述固定装置用于固定所述模型；所述上集气管1 和所述猪尾管2通过第一恒力弹簧模块固定于所述固定装置上；所述上集气管1与所述猪 尾管2相连，所述上集气管1用于导入待转化气体并输出至所述猪尾管2 ;所述转化管3通 过所述第二恒力弹簧模块6固定于所述固定装置上；所述转化管3与所述猪尾管2相连，用 于对所述猪尾管2输出的待转化气体进行转化处理并输出转化后气体；所述下集气管4与 所述转化管3相连，用于收集所述转化后的气体；所述转化管3重量由所述下集气管4与所 述固定装置通过第二恒力弹簧模块6分担。
[0021] 由于国内目前大量正在运行的转化炉，转化管上部的恒力弹簧载荷是按转化管系 垂直总荷载100%进行设计的，同时由于下集气管顶部和底部存在固有温差，两种不利因素 相互叠加、共同作用下，最终导致了下集气管热态向上拱起。为解决该问题，在本发明提供 的竖琴式转化炉转化管系统中，将转化管3的重量分配为固定装置与下集气管共同承担， 其中固定装置通过第二恒力弹簧模块6来承担部分转化管3的重量，剩余重量介由下集气 管4来承担，以此，当下集气管4热态向上供起时，因上端对所述下集气管4有施加部分作 用力（即转化管3的部分重量），该作用力与下集气管4热态上供的力相抵消，从而解决了 下集气管热态上拱的问题。
[0022] 其中上述固定装置可为一常见的上钢架结构，该结构作用在于固定上述竖琴式转 化炉转化管系统，提供所述上集气管1和猪尾管