专利名称：高耐磨防堵临界流速喷嘴的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石化行业催化裂化装置余热余能回收系统的设备，具体涉及一种 高耐磨防堵临界流速喷嘴。
背景技术：
近年来，国家、地方及各行业的节能降耗政策的施行，人们对节能降耗技术、设备 的开发特别的关注，特别石油化工为高耗能的行业，装置节能降耗的主要系统为余热余能 回收系统，而临界流速喷嘴为此系统的关键设备，所以临界流速喷嘴的技术开发、设计和加 工制造引起了人们的注意。目前，石化行业的催化裂化装置所采用的临界流速喷嘴结构形 式，主要有三种孔板式临界流速喷嘴、喉管式临界流速喷嘴、金属陶瓷复合临界流速喷嘴。孔板式临界流速喷嘴是用两片法兰将中间有孔的不锈钢厚圆板夹在中间，在孔板 的周围表面堆焊钴基耐磨硬质合金，将法兰的两端连接在阀门上。高速流动的含有固体催 化颗粒的流体对喷嘴及喷嘴前后的阀门，管件及管道有很强的冲蚀和破坏力，这样，就会使 孔板式的喷嘴在使用很短的时间后，堆焊的钴基耐磨硬质合金被冲蚀掉，喷嘴及管路被磨 损，法兰泄露，影响设备使用寿命，缩短设备使用周期。喉管式临界流速喷嘴，是铸造一个两边都是喇叭型的钴基耐磨硬质合金，焊在一 个不锈钢筒里面，焊接处用堆焊过渡层连接，然后两端用法兰连接在管道中。这种喷嘴在 使用过程中，堆焊过渡层很容易被高速流体冲蚀和破坏掉，从而使喇叭型的钴基耐磨硬质 合金铸件被损坏，引起催化剂跑损。另外铸造的钴基耐磨硬质合金，体积大、废品率高、成本
尚ο孔板式、喉管式临界流速喷嘴为较传统的两种结构型式。金属陶瓷复合临界流速喷嘴(专利ZL200820070157. 1)主要由法兰、套管、陶瓷喷 嘴、紧固螺丝、定位螺丝、衬里挡圈、龟甲网刚玉衬里组成。其特征为①陶瓷喷嘴采用多晶 陶瓷整体烧制而成，其结构形式为喇叭型，取代了传统的金属喷嘴，具有耐磨性能好(耐磨 度为传统金属材料的两倍以上)、使用寿命长(平均为孔板、喉管式喷嘴的2倍)；②喷嘴与 套筒的组装，采用紧固螺丝、填充龟甲网刚玉衬里紧固及定位螺丝定位，取代了传统的焊接 工艺，具有加工方便、制造成本低的优点；③设备与余热余能回收系统烟气管道的连接采用 35°斜插式，取代了传统的法兰对接式，具有检查维修方便、烟气泄露量小等优点。虽然金 属陶瓷复合临界流速喷嘴解决了设备的冲蚀磨损问题，延长了设备使用周期，减少了烟气 跑损，降低了环境污染。但是还是存在以下缺点①陶瓷喷嘴型式为喇叭型，流体力学性能 较差，高速的烟气通过时易产生涡流，导致喷嘴的垂直端面冲蚀磨损严重，影响设备的使用 寿命；②用于紧固陶瓷喷嘴的龟甲网刚玉衬里需焊接龟甲网，制造加工难度大，特别是较小 直径的临界流速喷嘴，根本不能进行龟甲网焊接；③临界流速喷嘴与烟气管道采用35°斜 插式，由于斜插的角度较小，不利于达到临界流速烟气的扩散，导致对系统烟气管道冲蚀磨 损严重。所以，孔板式、喉管式、金属陶瓷复合三种临界流速喷嘴都存在需加以改进的地方。同时，由于近年催化裂化装置原料油重质化，从而加工工艺变得苛刻，使得各种助 剂(一氧化碳助燃剂、金属钝化剂和降低再生烟气NOx等助剂)的大量使用，导致烟气中小直 径的固体微粒比例增大，进一步出现了孔板式、喉管式、金属陶瓷复合三种临界流速喷嘴都 结垢堵塞的现象，特别是临界流速喷嘴的喉径周围较为严重。临界流速喷嘴的结垢堵塞问 题严重影响了三级旋风分离器的压力平衡，造成三级旋风分离器的分离效率降低和烟气轮 机运行不稳定，堵塞严重时导致整个临界流速喷嘴失效，所以临界流速喷嘴的结垢堵塞问 题急需得到解决。
发明内容本实用新型的目的是提供一种高耐磨防堵临界流速喷嘴，使之具有良好的耐磨性 和可靠性，而且具有防堵、加工难度小、使用寿命长的特性；解决现有临界流速喷嘴涡流冲 蚀磨损、高速流体对系统管道的冲蚀磨损和临界流速喷嘴结垢堵塞等问题。本实用新型实现其发明目的所采取的技术方案是一种高耐磨防堵临界流速喷 嘴，具有套管，在套管内安装陶瓷喷嘴；所述陶瓷喷嘴具有收缩段、喉部、扩散段，收缩段、喉 部、扩散段按介质流向从后至前设置；其中，扩散段、喉部为由多晶陶瓷烧制而成的整体结构， 与多晶陶瓷烧制而成的收缩段粘接连接一体，收缩段与扩散段、喉部的连接面为凸凹结合。本实用新型提出的高耐磨防堵临界流速喷嘴，陶瓷喷嘴由收缩段、喉部、扩散段三 个部分组成，符合缩放喷管理论，完全满足流体动力学要求，改善了流体的流动状态，降低 了喷嘴的紊流度，提高了设备的节流性能，解决了现有临界流速喷嘴涡流冲蚀磨损、高速流 体对系统管道的冲蚀磨损和临界流速喷嘴结垢堵塞等问题。本实用新型提供的高耐磨防堵临界流速喷嘴，不仅适用于催化裂化装置，而且可 应用于具有相似要求的其它炼油、化工、电力等装置。
图1是本实用新型临界流速喷嘴的结构示意图。图2是本实用新型中陶瓷喷嘴的结构示意图。图中，1、法兰盖，2、套管，3、陶瓷喷嘴，4、定位螺丝，5、无龟甲网刚玉衬里，6、衬里 挡圈，7、收缩段，8、喉部，9、扩散段。
具体实施方式
结合附图和实施例对本实用新型加以说明如图1所示的高耐磨防堵临界流速喷嘴，设置有带法兰盖1的套管2，套管2的一 端为45°斜面；在套管2的内壁安装陶瓷喷嘴3，将陶瓷喷嘴3用定位螺丝4与套管2定位 并固定牢靠；用无龟甲网刚玉衬里5及衬里挡圈6将陶瓷喷嘴3与套管2密封并完全紧固。参照图2，陶瓷喷嘴3具有收缩段7、喉部8、扩散段9，收缩段7、喉部8、扩散段9 按介质流向从后至前设置，图2中的箭头表示介质流向；其中，扩散段9、喉部8为由多晶陶 瓷烧制而成的整体结构，与多晶陶瓷烧制而成的收缩段7粘接连接一体，收缩段7与扩散段 9、喉部8的连接面为凸凹结合。
权利要求1. 一种高耐磨防堵临界流速喷嘴，具有套管(2)，在套管(2)内安装陶瓷喷嘴(3);其 特征在于所述陶瓷喷嘴(3)具有收缩段(7)、喉部(8)、扩散段(9)；收缩段(7)、喉部(8)、 扩散段(9)按介质流向从后至前设置；其中，扩散段(9)、喉部(8)为由多晶陶瓷烧制而成的 整体结构，与多晶陶瓷烧制而成的收缩段(7)粘接连接一体，收缩段(7)与扩散段(9)、喉部 (8)的连接面为凸凹结合。
专利摘要本实用新型属于石化行业催化裂化装置余热余能回收系统的设备，提出一种高耐磨防堵临界流速喷嘴，具有套管(2)，在套管(2)内安装陶瓷喷嘴(3)；所述陶瓷喷嘴(3)具有收缩段(7)、喉部(8)、扩散段(9)，收缩段(7)、喉部(8)、扩散段(9)按介质流向从后至前设置；其中，扩散段(9)、喉部(8)为由多晶陶瓷烧制而成的整体结构，与多晶陶瓷烧制而成的收缩段(7)粘接连接一体。本实用新型提出的高耐磨防堵临界流速喷嘴，满足流体动力学要求，改善了流体的流动状态，降低了喷嘴的紊流度，提高了设备的节流性能，解决了现有临界流速喷嘴涡流冲蚀磨损、高速流体对系统管道的冲蚀磨损和临界流速喷嘴结垢堵塞等问题。
文档编号C10G11/00GK201880620SQ20102060420
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者代学禹 申请人:洛阳卓达石化工程技术有限公司