专利名称：一种带热电偶测温的加氢空冷器专用管束的制作方法
技术领域：
一种带热电偶测温的加氢空冷器专用管束技术领域[0001]本实用新型涉及本实用新型涉及一种反应流出物空冷器管束系统，具体地说是涉及一种带热电偶测温的加氢空冷器专用管束。
背景技术：
[0002]加氢反应流出物空冷器系统(Reactor Effluent Air Coolers, REAC)在石油化工、煤化工领域应用极为广泛，该类设备作为化工领域的重要装备系统，长期承受高温、高压、临氢工况，发生流动腐蚀失效的风险极大。20世纪90年代，随着原料油劣质化、装置大型化、运行工况苛刻化的发展，许多加氢裂化装置在经历高硫扩能改造后REAC系统发生了多起管束泄漏、爆管等流动腐蚀引起的非计划停工事故。例如国内^公司中压加氢裂化装置自2005年1至次年6月，2006年10月至2008年2月，累计发生8次由REAC管束泄漏引发的非计划停工事故，装置的安全性受到严重影响。[0003]为扭转加氢REAC系统频繁泄漏的被动局面，中国石油化工集团公司于2006年专门组织针对高压空冷器的全国性调研；2009年，中国石油化工集团公司在广州专门组织了关于炼油企业工艺防腐暨电脱盐运行的专题座谈会，再一次强调了加氢REAC系统的工艺防腐重要性；2010年，中国石油天然气集团公司专门组织针对炼化企业腐蚀与防护的全国性调研，调研发现包括DQ石化、LH石化、JZ石化等众多炼油企业的加氢装置，包括换热器、空冷器等关键装备的流动腐蚀失效问题极为严峻，其中尤以常减压塔顶系统换热器、高压加氢换热器及空冷器的流动腐蚀失效最为突出。针对上述设备，以加氢REAC系统为例， 前期研究表明，该类设备的流动腐蚀失效与加工中东高硫劣质原油密切相关。由于原料中富含氮、硫化合物和少量氯化物，加氢反应过程中生成&S、HCl、NH3等，进而生成NH4HS和 NH4Cl两种铵盐，随着反应流出物的冷却，所述两种铵盐直接由气相冷凝成固相堵塞管束。 为防止铵盐结晶沉积堵塞管束，通常在加氢REAC系统的上游注水，虽然注水能有效防止铵盐堵塞，对结晶沉积的铵盐予以有效洗涤，但负面影响却是会产生腐蚀浓度较高的腐蚀溶液，流速过慢则会引起铵盐垢下腐蚀，流速过快则又易引起局部冲蚀，所以系统的流速受到极大制约。[0004]现有研究表明，NH4HS和NH4Cl的结晶沉积温度不同，对于不同的设备系统，由于原料油的氮、硫、氯含量不同，运行工况也不同，故其结晶温度也各不相同，针对一般装置而言，NH4Cl的结晶沉积温度高于160°C，而NH4HS的结晶温度则约为40°C，故为防止铵盐结晶沉积，加氢REAC系统不同位置的流动腐蚀机理不同。就NH4Cl盐的结晶沉积而言，由于加氢REAC系统的入口温度约为140°C，故加氢REAC系统入口温度高于水的露点温度，一旦注水的量特别是液态水量不足，发生NH4Cl堵塞第一排管束的风险就极高。而对于NH4HS,由于其结晶温度较低，在此温度下注水形成的液态水量较大，若流速过快，则极易引发多相流冲蚀事故，故针对加氢REAC系统进行翅片管束温度的科学监控至关重要。发明内容[0005]本实用新型的目的在于提供一种带热电偶测温的加氢空冷器专用管束，可有效监控加氢REAC系统运行过程中的铵盐流动沉积和各管束流场的平衡分布情况，从而为加氢 REAC系统的优化操作提供科学指导，可显著提升加氢REAC系统在加工高硫劣质原油的抗流动腐蚀能力，尤其是降低第一管程管束的抗NH4Cl和末管程管束抗NH4HS结晶沉积的流动腐蚀风险，延长加氢REAC系统的安全、稳定、可靠运行周期。[0006]为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是[0007]本实用新型包括第一管箱、第二管箱、第三管箱、第四管箱、第五管箱、第六管箱、 五排并联翅片管束；反应流出物经第一管箱顶部对称布置的两个流体介质入口进入到第一管箱，然后经第一排并联翅片管束、第二管箱、第二排并联翅片管束、第三管箱、第三排并联翅片管束、第四管箱、第四排并联翅片管束、第五管箱、第五排并联翅片管束和第六管箱，最后从第六管箱底部对称开设的两个流体介质出口流出。沿管束长度方向在离第一管箱出口与第一排并联翅片管束连接处1 : !与两个流体介质入口相对应的两个管束区域内的每根翅片管顶部均安装热电偶；沿管束长度方向在离第二管箱进口、第三管箱进口、第四管箱进口和第五管箱进口与各自对应的并联翅片管束连接处1 an的位置两个流体介质入口相对应的管束区域内以及所述的中间管箱两端区域与中间区域内的每根翅片管顶部均安装热电偶；沿管束长度方向在离第六管箱进口与第五排并联翅片管束连接处0. 2 Im的管箱两端区域内与中间区域的每根翅片管相对应的三个管束区域内的每根翅片管底部均安装热电偶；所述的热电偶的一端通过焊接或卡子方式与每根并联翅片管束固定，另一端通过数据线连接至DCS数据采集系统。[0008]所述的两个流体介质入口相对应的两个管束区域内的翅片管为1 6根。[0009]所述的中间管箱两端区域内的翅片管为2 5根。所述的中间区域内的翅片管为 3 5根。所述的热电偶外部均安装有防护罩。[0010]本实用新型具有的有益效果是[0011]本实用新型提出的一种带热电偶测温的加氢空冷器专用管束，可有效监测和控制第一排管束入口 1 : !出现干区引发的NH4Cl堵塞管束问题。同时由于各管程管束末端均安装有测温热电偶，可有效监控加氢REAC系统流场的平衡分布情况，一旦出现管束偏流现象，可及时采取相应的措施防止管束穿孔、泄漏，切实降低加氢REAC系统的长周期运行风险。
[0012]图1为本实用新型的结构示意图。[0013]图2是第一管箱与第一排并联翅片管束连接的主视图。[0014]图3是中间管箱与并联翅片管束连接的主视图。[0015]图4是第六管箱与第五排并联翅片管束连接的主视图。[0016]图中1、流体介质入口 ；1’、流体介质入口 ；2、流体介质出口 ；2’、流体介质出口 ；3、第一管箱；4、第二管箱；5、第三管箱；6、第四管箱；7、第五管箱；8、第六管箱；9、并联翅片管束；10、热电偶；11、防护罩。
具体实施方式
[0017]
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。[0018]如图1所示，本实用新型包括第一管箱3、第二管箱4、第三管箱5、第四管箱6、第五管箱7、第六管箱8、五排并联翅片管束；反应流出物经第一管箱3顶部对称布置的两个流体介质入口 1、1’进入到第一管箱3，然后经第一排并联翅片管束、第二管箱4、第二排并联翅片管束、第三管箱5、第三排并联翅片管束、第四管箱6、第四排并联翅片管束、第五管箱 7、第五排并联翅片管束和第六管箱8，最后从第六管箱8底部对称开设的两个流体介质出口 2、2’流出。沿管束长度方向在离第一管箱3出口与第一排并联翅片管束9连接处1 :3m与两个流体介质入口 1、1’相对应的两个管束区域A、B内的每根翅片管顶部均安装热电偶；沿管束长度方向在离第二管箱4进口、第三管箱5进口、第四管箱6进口和第五管箱7 进口与各自对应的并联翅片管束连接处1 an的位置两个流体介质入口 1、1’相对应的管束区域A、B内以及所述的中间管箱两端区域C、E与中间区域D内的每根翅片管顶部均安装热电偶；沿管束长度方向在离第六管箱8进口与第五排并联翅片管束连接处0. 2 Im的管箱两端区域C、E内与中间区域D的每根根翅片管相对应的三个管束区域内的每根翅片管底部均安装热电偶；所述的热电偶的一端通过焊接或卡子方式与每根并联翅片管束9固定，另一端通过数据线连接至DCS数据采集系统。[0019]所述的两个流体介质入口 1、1’相对应的两个管束区域A、B内的翅片管为1 6根。[0020]所述的中间管箱两端区域C、E内的翅片管为2 5根。所述的中间区域D内的翅片管为3 5根。所述的热电偶外部均安装有防护罩。[0021]如图1所示，为本实用新型的结构示意图之一。其中共包括第一管箱 第六管箱共六个管箱，第一管箱3至第六管箱8之间，相邻管箱之间通过一排并联翅片管束连接，一排并联翅片管束的数量为50个，本实用新型中共有六个管箱，即有五排并联翅片管束，管束规格完全相同，管束外部焊接有散热翅片管。在图1中，第一管箱3的顶部沿着管箱的长度方向垂直中心面对称布置两个流体介质入口 1、1’，第六管箱8底部沿着管箱的长度方向垂直中心面对称布置两个流体介质出口 2、2’，其中两个流体介质入口和两个流体介质出口在管箱上的几何位置相同。沿管束长度方向上在距离第一管箱3出口与第一排并联翅片管束9连接处的Im与两个流体介质入口 1和1’相对应的两个管束区域A、B内的每根翅片管顶部均安装测温热电偶，A、B区域内各有五根热电偶，沿管束的长度方向A、B区域内翅片管顶部热电偶安装位置相同；沿管束长度方向在距离第二管箱4进口、第三管箱5进口、第四管箱6进口和第五管箱7进口与各自对应的并联翅片管束连接处1. 5m的位置两个流体介质1、1’相对应的管束区域A、B内以及所述的第二管箱 第五管箱两端区域C、E与中间区域D内的每根翅片管顶部均安装测温热电偶，C、E、D三个区域同A、B区域内包含的翅片管数量相同，即均包括五根翅片管，C、E、D三个区域和A、B对应的区域，翅片管顶部的热电偶沿管束长度方向的安装位置相同；沿管束长度方向在距离第六管箱8进口与第五排并联翅片管束连接处0. 5m的管箱两端区域C、E内与中间区域D的每根翅片管相对应的三个管束区域内的每根翅片管底部均安装测温热电偶，管箱两端区域C、E内与中间区域D的翅片管底部的热电偶沿管束长度方向的安装位置相同。对于第一管箱3、第二管箱4、第三管箱5、 第四管箱6、第五管箱7和第六管箱8之间的第一排至第五排并联翅片管束，相邻排翅片管束的上下对应位置相同，即所述的不同管箱的区域均可视为相同的管束区域，用以界定和5描述翅片管的空间位置。[0022]如图2所示，为第一管箱与第一排并联翅片管束连接的主视图，流体介质入口 1、 1’沿着管箱长度方向对称布置，且两个流体介质入口之间的距离恰是整个管箱长度的1/2， 管箱与并联翅片管束连接的侧面布设有50个翅片管束连接孔，A、B区域内各包括五根翅片管。同样地，若管束的直径较小，则在A、B区域内可包括更多的管束数量。此处安装的测温热电偶要求监测温度低于加氢空冷器系统入口压力下水的露点温度。[0023]如图3所示，为中间管箱与并联翅片管束连接的主视图。此处中间管箱包括第二管箱4、第三管箱5、第四管箱6、第五管箱7，标注的A、B两个区域为第一排管束对应的翅片管束区域，C、E、D三个区域分别位于管箱长度方向两端和中间，各包括五根管束，不同的中间管箱均视为包含C、E、D三个区域，在此区域内管束顶部安装热电偶。[0024]如图4所示，为第六管箱8与第五排并联翅片管束连接的主视图。共包括C、E、D 三个区域，即第五管箱7的C、E、D对应的第五排并联翅片管束末端底部3个区域，在此区域内管束底部安装热电偶，要求热电偶的监测温度要高于NH4Cl的结晶温度，通常NH4HS的结晶沉积温度控制在40 50°C。[0025]本实用新型提出的一种带热电偶测温的加氢空冷器专用管束，相邻管箱之间的一排或多排翅片管束为一个管程，同一管程不同管排的管束数量相同，但不同管程之间，管束的数量可以相同也可以不同。本实用新型的具体工艺过程是流体介质经流体介质进口 1 和1’进入第一管箱3，然后依次经第一排并联翅片管束、第二管箱4、第二排并联翅片管束、 第三管箱5、第三排并联翅片管束、第四管箱6、第四排并联翅片管束、第五管箱7、第五排并联翅片管束，进入到第六管箱8，最后经流体介质出口 2和2’流出，流体介质流经加氢空冷器过程中达到流体介质的冷却，完成整个工艺过程，其中本实用新型提出的热电偶测温主要用于流体介质冷却过程中的监测和控制。[0026]上述具体实施方式
用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种带热电偶测温的加氢空冷器专用管束，包括第一管箱(3)、第二管箱(4)、第三管箱(5)、第四管箱(6)、第五管箱(7)、第六管箱(8)、五排并联翅片管束；反应流出物经第一管箱(3)顶部对称布置的两个流体介质入口(1、1’)进入到第一管箱(3)，然后经第一排并联翅片管束、第二管箱(4)、第二排并联翅片管束、第三管箱(5)、第三排并联翅片管束、 第四管箱(6)、第四排并联翅片管束、第五管箱(7)、第五排并联翅片管束和第六管箱(8)， 最后从第六管箱(8)底部对称开设的两个流体介质出口(2、2’ )流出；其特征在于沿管束长度方向在离第一管箱(3)出口与第一排并联翅片管束(9)连接处1 : 与两个流体介质入口(1、1’)相对应的两个管束区域(A、B)内的每根翅片管顶部均安装热电偶；沿管束长度方向在离第二管箱(4)进口、第三管箱(5)进口、第四管箱(6)进口和第五管箱(7)进口与各自对应的并联翅片管束连接处1 an的位置两个流体介质入口(1、1’)相对应的管束区域(A、B)内以及所述的中间管箱两端区域(C、E)与中间区域(D)内的每根翅片管顶部均安装热电偶；沿管束长度方向在离第六管箱(8)进口与第五排并联翅片管束连接处0. 2 Im的管箱两端区域(C、E)内与中间区域(D)的每根翅片管相对应的三个管束区域内的每根翅片管底部均安装热电偶；所述的热电偶的一端通过焊接或卡子方式与每根并联翅片管束 (9)固定，另一端通过数据线连接至DCS数据采集系统。
2.根据权利要求1所述的一种带热电偶测温的加氢空冷器专用管束，其特征在于所述的两个流体介质入口(1、1’)相对应的两个管束区域(A、B)内的翅片管为1 6根。
3.根据权利要求1所述的一种带热电偶测温的加氢空冷器专用管束，其特征在于所述的中间管箱两端区域(C、E)内的翅片管为2 5根。
4.根据权利要求1所述的一种带热电偶测温的加氢空冷器专用管束，其特征在于所述的中间区域(D)内的翅片管为3 5根。
5.根据权利要求1所述的一种带热电偶测温的加氢空冷器专用管束，其特征在于所述的热电偶外部均安装有防护罩。
专利摘要本实用新型公开了一种带热电偶测温的加氢空冷器专用管束。反应物经第一管箱入口依次经并联管束与第六管箱串接后流出。第一管箱出口与管束连接处1～3m与入口相对应的两个管束区域内的每根翅片管顶部均安装热电偶；沿管束长度方向在离第2～5管箱进口与各自对应的并联管束连接处1～2m的位置两个入口相对应的管束区域内、中间管箱两端区域与中间区域内的每根翅片管顶部均安装热电偶；第六管箱进口与第五排翅片管束连接处0.2～1m的管箱两端与中间区域的每根翅片管相对应的三个区域内的每根翅片管底部均安装热电偶。各管层管束安装有热电偶，有效监测加氢REAC系统铵盐流动沉积和流场的平衡分布，降低加氢REAC系统的运行风险。
文档编号F28B1/06GK202254913SQ20112031293
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者偶国富, 金浩哲, 顾望平 申请人:杭州富如德科技有限公司