一种用于压力管道结晶物流动沉积的温度监测装置的制造方法

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一种用于压力管道结晶物流动沉积的温度监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及管道或管束类设备易结晶组分流动沉积的在线监测,具体地说是 涉及一种用于压力管道结晶物流动沉积的温度监测装置。
【背景技术】
[0002] 我国是世界上最大的原油进口国,也是劣质原油加工的主要加工国。鉴于尚硫、尚 氮、高酸、含氯等腐蚀性劣质原油加工难度大、采购成本低,是我国石化企业追求盈利而炼 制的常态油种。上世纪九十年代至今,我国石化工业在经历设备国产化、装置大型化、原油 劣质化、工况苛刻化的发展过程中,加氢反应流出物空冷器管束及相联管道普遍出现易结 晶组分的流动沉积堵塞、冲蚀爆管等非计划停工事故,酿成了多起火灾、爆炸等安全事故, 损失非常惨重。
[0003] 加氢反应流出物空冷器管束及管道/管束类设备的失效问题由来已久,其中易结 晶组分的流动沉积堵塞、堵塞后的垢下腐蚀穿孔、局部堵塞后的冲蚀减薄爆管是引发管道 或管束类设备失效的三种主要形式。其中,首当其冲的原因则是易结晶组分的流动沉积问 题。以加氢反应流出物空冷器为例,由于劣质原料油中的N、S、C1杂质含量高,经加氢(?) 反应生成NH3、HC1和H2S,冷却过程中进一步反应生成NH4C1和NH4HS。随着反应流出物的 冷却,气相中的NH4C1和NH4HS会直接从气相冷凝成固相,形成结晶沉积并堵塞管束。为防 止结晶的铵盐堵塞管束,通常在加氢反应流出物空冷器的上游注水以溶解和洗涤冷凝析出 的铵盐。尽管注水可以有效冲洗铵盐,但铵盐吸湿溶解形成腐蚀性强的水溶液。若管束内 流速偏低则引起垢下腐蚀,反之则表现为穿孔。为了对铵盐的结晶沉积问题进行针对性预 测和防控,API932-A/B中将易结晶的组分NH3、HC1、H2S视为理想气体进行简化,以此获得 的结晶温度误差很大,严重影响管束类设备铵盐等结晶产物的冲洗位置选择、注水量设定 等工艺防护策略的制定,以致许多石化设备,例如高压换热器、空冷器及管道尽管设置了连 续注水点或间歇注水点进行冲刷或洗涤铵盐,但仍然出现了铵盐堵塞管束或管道的现象, 造成管束与管箱管板连接处开裂、管束弯曲变形等失效问题,设备的运行风险极大。近十年 来的多次调研发现:许多炼油企业的铵盐结晶工艺注水冲洗系统千差万别,既存在单点注 水的工艺,又有多点注水的情况,注水量方面基本上是满足API932-A/B中关于注水量液 态相分率大于25%的要求,但管束/管道类设备仍然出现了铵盐结晶及堵塞变形问题。其 原因在于,尽管工艺注水点的位置液态水相分率是大于25%的,但是油、气、水多相流在管 道系统中流动时又会因密度差、结构突变造成管道内部的流场不均匀,特别是某一位置液 态水量不足导致铵盐越积越多,直至堵塞。当并联的管束或管道堵塞的根数越来越多时,未 堵塞的管道流速偏高造成薄壁管道的多相流冲蚀穿孔问题。 【实用新型内容】
[0004] 为准确把握管道系统内易结晶组分的结晶及流动沉积规律,本实用新型目的在 于提供一种用于压力管道结晶物流动沉积的温度监测装置,满足两个方面的功能,一是通 过温度场的测试定性的判断管道/管束内是否出现了易结晶组分的结晶沉积,进行风险识 另IJ;二是结合热电偶温度场的监测结果,通过注水点、注水量的调节消除铵盐结晶沉积堵塞 管道的风险。
[0005]为了达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
[0006] 本实用新型是沿压力管道外侧周向同一圆周上均布有四个堆焊层,每个堆焊层的 外表面上均焊有热电阻,每个热电阻分别引出两根热电偶接线连接各自的热电偶;四只堆 焊层的外表面分别与正方形连接架的各自边框平行,四个热电偶分别穿过各自正方形连接 架的边框与各自热电阻外表面垂直连接;正方形连接架四个边框的侧面均焊有紧固支撑 块,每根紧固支撑杆的一端分别穿过紧固支撑块中心孔后,支撑在压力管道外侧,紧固支撑 杆的另一端紧固在紧固支撑块上。
[0007] 四只热电偶分别穿过各自正方形连接架的边框,再穿过包覆在压力管道外侧的保 温层与各自热电阻外表面垂直连接;所述每根紧固支撑杆的一端分别穿过紧固支撑块中心 孔后,支撑在压力管道外侧设置的保温层外壁。
[0008] 在焊有紧固支撑块的正方形连接架四个边框的另一侧面均开有螺纹孔,分别通过 压紧螺钉压紧各自的热电偶。
[0009] 本实用新型具有的有益效果是:
[0010] 本实用新型应用于单根或多根并联管道的热电偶温度监测装置,可有效检测单根 管道横截面的上、下、左、右四个位置温度场是否平衡,以及并联管道相互之间的温度场是 否平衡,通过分析温度场的温度逸度(平衡情况)判定管道内是否出现结晶物的流动沉积, 进行风险的识别。针对热电偶监测获得的温度场分布,提出了一种基于工艺注水调节的消 除结晶物流动沉积的防控方法,有效降低压力管道因结晶物的流动沉积造成的堵塞管道、 局部冲蚀及垢下腐蚀风险。
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0012] 图2是图1的左视图。
[0013] 图3是本实用新型的三维结构示意图。
[0014] 图4是图1的局部剖视图。
[0015] 图5是图4的侧视剖视图。
[0016]图6是本实用新型在并联管道中的安装示意图。
[0017] 图7是图6中A、B、C、D四个区域的局部放大图。
[0018] 图中:1、压力管道,2、堆焊层,3、热电阻,4、第一支架,5、联接螺栓,6、热电偶,7、第 一根热电偶接线,8、第二根热电偶接线,9、第二支架,10、保温层,11、紧固支撑杆,12、压紧 螺钉,13、第一调节阀,14、第二调节阀,15、第三调节阀,16、第四调节阀,17、工艺注水管线, 18、多相流管道入口。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0020] 如图1、图2所示,本实用新型包括压力管道1、堆焊层2、热电阻3、第一支架4、第 二支架9、热电偶6和紧固支撑杆11 ;沿压力管道1外侧周向同一圆周上均布有四个堆焊层 2,每个堆焊层的外表面上均焊有热电阻3,每个热电阻3分别引出两根热电偶接线7和8连 接各自的热电偶6 ;四只堆焊层2的外表面分别与正方形连接架的各自边框平行,四个热电 偶6分别穿过各自正方形连接架的边框与各自热电阻3外表面垂直连接。
[0021] 如图3所示,对应图1中未设置保温层10的发明结构示意图。其中,正方形连接 架四个边框的侧面均焊有紧固支撑块,每根紧固支撑杆11的一端分别穿过紧固支撑块中 心孔后,支撑在压力管道1外侧,紧固支撑杆11的另一端紧固在紧固支撑块上。若压力管 道外侧设置了保温层10,则每根紧固支撑杆11的一端分别穿过紧固支撑块中心孔后,支撑 在保温层外侧,紧固支撑杆11的另一端紧固在支撑块上。
[0022] 结合图1可知,为压力管道1外侧设置了保温层10的情况。由扁钢组成的第一支 架4、第二支架9通过两只联接螺栓5组成所述的正方形连接架,四只热电偶6分别穿过各 自正方形连接架的边框,再穿过包覆在压力管道1外侧的保温层10与各自热电阻3外表面 垂直连接;所述每根紧固支撑杆11的一端分别穿过紧固支撑块中心孔后,支撑在压力管道 1外侧设置的保温层10外壁。
[0023] 在焊有紧固支撑块的正方形连接架四个边框的另一侧面均开有螺纹孔,分别通过 压紧螺钉12压紧各自的热电偶6,防止轴向窜动。
[0024] 如图4所示,为图1中拆除了正方形支撑架、保温层10和热电偶6的压力管道结 构,即在压力管道1的上、下、左、右四个方位各设置1个堆焊层2,继而在铣平的堆焊层外表 面设置热电阻3。结合图1所示可知,对于不需保温的管道1,则可在图1的基础上,参照图 4所示的方式,将紧固支撑杆11的一端直接与压力
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