一种乙烯裂解炉对流段模块化改造方法及其对流段模块的制作方法
【专利摘要】本发明为一种乙烯裂解炉对流段模块化改造方法及其对流段模块，该方法通过将第一承载柱利旧，将对流段中的各部件预制为一体式的对流段模块，并将其安装在第一承载柱上，完成对流段模块化改造；该对流段模块包括换热管束、管板、隔烟板、模块化钢结构以及衬里；管板设置在对流段模块末端，隔烟板设置在管板内侧，管板与隔烟板沿对流段模块的长度方向间隔布置；模块化钢结构与第一承载柱固定连接；本发明实现了对裂解炉对流段的局部模块化改造，且不需要对第一承载柱进行更换，能够保证顶平台、风机、汽包等设备不需移位，具有提高制造质量、缩短施工周期、降低施工难度、减少安装成本等特点。
【专利说明】一种乙烯裂解炉对流段模块化改造方法及其对流段模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油化工设备领域，具体涉及一种乙烯裂解炉对流段模块化改造方法及其对流段模块。
【背景技术】
[0002]裂解炉是乙烯装置的核心设备之一，对流段是裂解炉中的核心部件之一，它主要作用是回收高温烟气中的热量以预热原料和蒸汽，进而降低排烟温度，提高裂解炉的热效率。早期设计并建设的裂解炉由于技术的局限性，在长期运行后，各项技术指标相对落后。为达到提高生产能力、节能减排、提高原料灵活性等目的，须对裂解炉的对流段进行改造。现有的改造方法如下:
[0003]1、散件安装方法
[0004]即现场安装钢结构、管板、衬里散件，然后将预制成J型的换热管束按一定顺序穿入管板开孔，再进行现场焊接的安装方法。此种方法无需对结构柱进行改造，具有较强灵活性。但由于换热管束数目多、间距小，此方法现场焊接和检验工作量大、操作空间小、且多为高空作业，难于控制工期和施工质量。
[0005]2、管束整体安装方法
[0006]即先将预制成管束的换热管束和管板现场安装就位，而后安装钢结构、衬里散件(或先安装钢结构及衬里，再吊入管束)的施工方法。此种方法无需对结构柱进行改造，较散件安装方法施工量小，但衬里和钢结构仍需现场安装。
[0007]3、带第一承载柱的模块整体安装方法
[0008]即将第一承载柱作为模块钢结构一部分，将衬里、管束、管板、弯头箱等整体预制并吊装的方法。此种方法施工简单，模块质量易于控制。但由于第一承载柱承担顶平台、风机、汽包等大型设备的重量，此方法只适用于整体改造方案中对承载柱进行更换的项目。
[0009]中国专利CN202359075U提供了一种裂解炉对流段钢结构，其特征是:对流段主体、顶部钢结构及尾部烟箱烟道均安装在两侧支撑钢结构上组装成一体进行安装。本专利是一种模块化的布置方法，并未涉及在现有基础上进行模块化改造；
[0010]国内期刊《石油工程建设》第30卷第6期记载了一篇文献，题目为《大庆10万t/a乙烯裂解炉对流段模块组队与吊装》，该文献主要介绍了新建裂解炉对流段模块现场组装和吊装方法，与本发明无相关关系。
[0011]国内期刊《化工科技》第17卷第3期记载了一篇文献，题目为《裂解炉对流段的模块化设计》，该文献主要介绍了新建裂解炉模块化设计特点，与本发明无相关关系。
【发明内容】
[0012]为了解决现有对流段改造均需要在施工现场安装造成的安装周期较长且安装质量不佳的问题，本发明提供了一种乙烯裂解炉对流段模块化改造方法及其对流段模块，在实现模块化改造的同时，又能够保证原裂解炉整体承载结构不发生变化。
[0013]本发明采用的技术方案如下:
[0014]一种乙烯裂解炉对流段模块化改造方法。
[0015]所述方法通过将第一承载柱6利旧，将乙烯裂解炉对流段中的各个部件按照设计要求预制为一体式的对流段模块，并将所述对流段模块与所述第一承载柱6进行现场固定连接，完成所述乙烯裂解炉的对流段模块化改造。
[0016]所述方法的具体步骤为，
[0017]步骤1，将所述对流段中的管板2向弯头箱侧外移一段距离L，同时将换热管束I的长度向所述弯头箱侧延长L ;所述管板2左、右两端固定在模块化钢结构的第二承载柱8上；
[0018]步骤2，在所述管板2的原位置处设置隔烟板3，所述隔烟板3上设置有与管板2一致的开孔，所述换热管束I穿过所述隔烟板3上的开孔；所述隔烟板3左、右两端固定在所述模块化钢结构上；
[0019]步骤3，采用密封元件4将所述隔烟板3开孔与换热管束I之间的缝隙塞实；
[0020]步骤4，将所述换热管束1、管板2、隔烟板3、模块化钢结构以及衬里预制成所述对流段模块，将所述对流段模块安装在所述第一承载柱6上，并通过所述模块化钢结构将所述换热管束1、管板2、隔烟板3以及衬里的载荷传递至所述第一承载柱6。
[0021 ] 在所述步骤I中，所述管板2的外移距离L大于300mm，所述换热管束I的延长距离L大于300_ ；
[0022]在所述步骤4中，在所述对流段模块安装就位后，所述隔烟板3 —端位于所述第一承载柱6内侧，并固定在所述模块化钢结构上。
[0023]根据一种乙烯裂解炉对流段模块化改造方法制造的对流段模块，所述对流段模块包括所述换热管束1、管板2、隔烟板3、模块化钢结构以及衬里；
[0024]所述换热管束I两端分别与弯头箱连接，形成换热流道；
[0025]所述管板2设置在所述对流段模块末端，所述隔烟板3设置在所述管板2内侧，且所述管板2与隔烟板3沿所述对流段模块的长度方向间隔布置；
[0026]所述隔烟板3上设置有与管板2 —致的开孔，所述换热管束I依次穿过所述管板2以及隔烟板3上的开孔；
[0027]所述隔烟板3开孔与所述换热管束I之间的缝隙处设置有所述密封元件4 ；
[0028]所述管板2和隔烟板3两端分别固定在所述模块化钢结构上，所述模块化钢结构与所述第一承载柱6固定连接。
[0029]所述第一承载柱6的上、下两端分别设置有连接板5，所述连接板5沿水平方向布置，连接板5在所述对流段模块安装就位后进行现场连接。
[0030]所述模块化钢结构包括钢板7、第二承载柱8、槽钢9以及炉壁板10 ；
[0031]所述钢板7沿垂直方向布置，在对流段模块安装就位后，所述钢板7设置在所述隔烟板3与所述第一承载柱6之间，并与所述第一承载柱6进行现场连接固定；所述钢板7左、右两端分别与所述炉壁板10相连接。
[0032]所述第二承载柱8设置在所述管板2左、右两端；
[0033] 所述槽钢9的数量为一对，一对所述槽钢9槽口相向设置在所述对流段模块的上、下临界面处；所述槽钢9内侧紧扣所述炉壁板10，待所述对流段模块安装就位后，所述槽钢9通过所述连接板5与所述第一承载柱6进行现场固定连接。
[0034]所述炉壁板10沿所述对流段模块的长度方向设置在其两侧，所述第一承载柱6固定设置在所述炉壁板10外侧。
[0035]所述对流段模块中，位于所述第一承载柱6对立侧的所述模块化钢结构包括第二承载柱8、H型钢11、槽钢9以及炉壁板10 ；
[0036]所述第二承载柱8的数量为一对，其分别设置在所述管板2左、右两端，所述H型钢11与所述第一承载柱6对称设置在所述隔烟板3左、右两端；
[0037]所述槽钢9的数量为一对，一对所述槽钢9槽口相向向设置在所述对流段模块的上、下临界面处；所述槽钢9内侧紧扣所述炉壁板10，所述槽钢9的上临界面设置在所述第二承载柱8顶端、下临界面设置在所述第二承载柱8底端。
[0038]所述管板2与隔烟板3的间距大于300mm。
[0039]所述钢板7的厚度大于10mm。
[0040]所述第一承载柱6和第二承载柱8均为支撑型钢，所述第一承载柱6的形状为H型，所述第二承载柱8的形状为T型。
[0041]所述密封元件4为陶纤毯。
[0042]本发明在保证裂解炉第一承载柱6利旧的前提下，以对流段模块整体供货、整体安装的方式，对裂解炉对流段进行局部改造。对流段模块是由管板2、隔烟板3、换热管束1、模块化钢结构、衬里、弯头箱组装成的整体结构。
[0043]改造前的对流段，在第一承载柱6的位置处存在管板，该管板承担换热管束I的重量，并将力传递给第一承载柱6。
[0044]在进行模块化改造时，不可以将管板继续设置在这个位置，因为此处的第一承载柱6利旧，制造的整体模块此处仅能设置一块钢板7，为保证模块尺寸，并且安装于原位置，与上、下的其他利旧模块能够匹配，钢板7无法承受整套换热管束I的重量，无法运输和吊装。
[0045]因此，本发明的对流段末端的管板2位置向弯头箱侧外移，外移后的管板2，安装在第二承载柱8上，通过第二承载柱8和槽钢9将力传递给第一承载柱6。
[0046]外移管板使得换热管束I长度延长，换热面积增大，为保证满足工艺要求，在原管板位置处设置隔烟板3，隔烟板3开孔与换热管束I间的缝隙用陶纤毯塞实，使延长段的换热管束I处无烟气流动，不参与换热；换热管束I的重量仍然由管板承担，隔烟板3不承载，只起到隔断烟气流通的作用。
[0047]在安装时，本发明对流段的钢结构通过钢板7、连接板5与利旧的第一承载柱6相连，且在吊装后进行现场焊接。
[0048]与现有的对流段相比，本发明具有以下优点:
[0049]1、本发明的对流段是由钢结构、衬里、管板、换热管束等部件构成的整体模块结构，其先在制造厂预制完成后，再运至现场安装，减少了现场焊接和检验的工作量，具有提高制造质量，降低现场施工难度、缩短建设周期等优点。
[0050]2、本发明的对流段不需要对第一承载柱进行更换，能够保证顶平台、风机、汽包等不需移位，降低了施工成本，缩短施工周期。
【专利附图】
【附图说明】
[0051]图1为本发明的一种裂解炉用对流段的结构示意图；
[0052]图2为图1的A-A方向视图；
[0053]附图标记说明:
[0054]1-换热管束；2_管板；3_隔烟板；4_密封套；5_连接板；
[0055]6-第一承载柱；7_钢板；8 —第二承载柱；9_槽钢；10_炉壁板；
[0056]11-H 型钢；
[0057]下面结合实施例，进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0058]如图1、图2所示，图只表示了对流段模块化结构的一部分，其上部和下部还有别的利旧模块；并且，图示为简化画法，各个换热管束I在图中没有相连，实际上，各个换热管束I之间是通过弯头连接的，即物料在盘管里流动。
[0059]一种乙烯裂解炉对流段模块化改造方法，所述方法通过将第一承载柱6利旧，将乙烯裂解炉对流段中的各个部件按照设计要求预制为一体式的对流段模块，并将所述对流段模块与所述第一承载柱6进行现场固定连接，完成所述乙烯裂解炉的对流段模块化改造。
[0060]所述方法的具体步骤为:
[0061]步骤1，将所述对流段中的管板2向弯头箱侧外移330mm，同时将换热管束I的长度向所述弯头箱侧延长330mm ;所述管板2左、右两端固定在模块化钢结构的第二承载柱8上；
[0062]步骤2，在所述管板2的原位置处设置隔烟板3，所述隔烟板3上设置有与管板2一致的开孔，所述换热管束I穿过所述隔烟板3上的开孔；所述隔烟板3左、右两端固定在所述模块化钢结构上；
[0063]步骤3，采用陶纤毯将所述隔烟板3开孔与换热管束I之间的缝隙塞实；
[0064]步骤4，将所述换热管束1、管板2、隔烟板3、模块化钢结构以及衬里预制成所述对流段模块，所述对流段模块与所述第一承载柱6固定连接，并通过所述模块化钢结构将所述换热管束1、管板2、隔烟板3以及衬里的载荷传递至所述第一承载柱6。
[0065]根据一种乙烯裂解炉对流段模块化改造方法制造的对流段模块，所述对流段模块包括所述换热管束1、管板2、隔烟板3、模块化钢结构以及衬里；
[0066]所述换热管束I两端分别与弯头箱连接，形成热管流道；
[0067]所述管板2设置在所述对流段模块末端，所述隔烟板3设置在所述管板2内侧，且所述管板2与隔烟板3沿所述对流段模块的长度方向间隔布置；
[0068]所述管板2与隔烟板3的间距为330mm。
[0069]所述隔烟板3上设置有开孔，所述隔烟板3的开孔位置与所述管板2 —致，所述换热管束I依次穿过所述管板2以及隔烟板3上的开孔；
[0070]所述隔烟板3开孔与所述换热管束I之间的缝隙处设置有所述陶纤毯；
[0071]所述管板2和隔烟板3两端分别固定在所述模块化钢结构上，并与所述第一承载柱6固定连接。
[0072]所述第一承载柱6的上、下两端分别设置有连接板5，所述连接板5沿水平方向布置，连接板5在所述对流段模块安装就位后进行现场连接。
[0073]所述模块化钢结构包括钢板7、第二承载柱8、槽钢9以及炉壁板10 ；
[0074]所述钢板7沿垂直方向布置，在对流段模块安装就位后，所述钢板7设置在所述隔烟板3与所述第一承载柱6之间，并与所述第一承载柱6进行现场连接固定；所述钢板7左、右两端分别与所述炉壁板10相连接。
[0075]所述钢板7的厚度为10mm。
[0076]所述第二承载柱8设置在所述管板2左、右两端；
[0077]所述槽钢9的数量为一对，一对所述槽钢9槽口相向设置在所述对流段模块的上、下临界面处；所述槽钢9内侧紧扣所述炉壁板10，待所述对流段模块安装就位后，所述槽钢9通过所述连接板5与所述第一承载柱6进行现场固定连接。
[0078]所述炉壁板10沿所述对流段模块的长度方向设置在其两侧，所述第一承载柱6固定设置在所述炉壁板10外侧。
[0079]所述对流段模块中，位于所述第一承载柱6对立侧的所述模块化钢结构包括第二承载柱8、H型钢11、槽钢9以及炉壁板10 ；
[0080]所述第二承载柱8的数量为一对，其分别设置在所述管板2左、右两端，所述H型钢11与所述第一承载柱6 对称设置在所述隔烟板3左、右两端；
[0081]所述槽钢9的数量为一对，一对所述槽钢9槽口相向向设置在所述对流段模块的上、下临界面处；所述槽钢9内侧紧扣所述炉壁板10，所述槽钢9的上临界面设置在所述第二承载柱8顶端、下临界面设置在所述第二承载柱8底端。
[0082]所述第一承载柱6和第二承载柱8均为支撑型钢，所述第一承载柱6的形状为H型，所述第二承载柱8的形状为T型。
[0083]上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述【具体实施方式】所描述的结构，因此前面描述的方式只是优选地，而并不具有限制性的意义。
【权利要求】
1.一种乙烯裂解炉对流段模块化改造方法，其特征在于: 所述方法通过将第一承载柱(6)利旧，将乙烯裂解炉对流段中的各个部件预制为一体式的对流段模块，并将所述对流段模块与所述第一承载柱(6)固定连接，完成所述乙烯裂解炉的对流段模块化改造。
2.根据权利要求1所述的一种乙烯裂解炉对流段模块化改造方法，其特征在于: 所述方法的具体步骤为， 步骤I，将对流段中的管板(2)向弯头箱侧外移一段距离L，同时将换热管束(I)的长度向所述弯头箱侧延长L ;所述管板(2)左、右两端固定在模块化钢结构上； 步骤2，在所述管板(2)的原位置处设置隔烟板(3)，所述隔烟板(3)上设置有与管板(2)—致的开孔，所述换热管束(I)穿过所述隔烟板(3)上的开孔；所述隔烟板(3)左、右两端固定在所述模块化钢结构上； 步骤3，采用密封元件(4)将所述隔烟板(3)开孔与换热管束(I)之间的缝隙塞实；步骤4，将所述换热管束(I)、管板(2)、隔烟板(3)、模块化钢结构以及衬里预制成所述对流段模块，将所述对流段模块安装在所述第一承载柱(6 )上，并通过所述模块化钢结构将所述换热管束(I)、管板(2 )、隔烟板(3 )以及衬里的载荷传递至所述第一承载柱(6 )。
3.根据权利要求2所述的一种乙烯裂解炉对流段模块化改造方法，其特征在于: 在所述步骤I中，所述管板(2)的外移距离L大于300mm，所述换热管束(I)的延长距离L大于300_ ； 在所述步骤4中，所述隔烟板(3) —端设置在所述第一承载柱(6)内侧。
4.根据权利要求1~3之一所述的一种乙烯裂解炉对流段模块化改造方法制造的对流段模块；其特征在于: 所述对流段模块包括所述换热管束(I)、管板(2)、隔烟板(3)、模块化钢结构以及衬里； 所述管板(2)设置在所述对流段模块末端，所述隔烟板(3)设置在所述管板(2)内侧，且所述管板(2)与隔烟板(3)沿所述对流段模块的长度方向间隔布置； 所述隔烟板(3)上设置有与所述管板(2) 一致的开孔，所述换热管束(I)依次穿过所述管板(2)以及隔烟板(3)上的开孔； 所述隔烟板(3)开孔与所述换热管束(I)之间的缝隙处设置有所述密封元件(4)； 所述管板(2)和隔烟板(3)两端分别固定在所述模块化钢结构上，所述模块化钢结构与所述第一承载柱(6)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种乙烯裂解炉对流段的模块化结构，其特征在于: 所述第一承载柱(6)的上、下两端分别设置有连接板(5)，所述连接板(5)沿水平方向布置； 所述模块化钢结构包括钢板(7)、第二承载柱(8)、槽钢(9)以及炉壁板(10)； 所述钢板(7)沿垂直方向布置，并设置在所述隔烟板(3)与所述第一承载柱(6)之间；所述钢板(7)左、右两端分别与所述炉壁板(10)相连接； 所述第二承载柱(8)设置在所述管板(2)左、右两端； 所述槽钢(9)的数量为一对，一对所述槽钢(9)槽口相向设置在所述对流段模块的上、下临界面处；所述槽钢(9)内侧紧扣所述炉壁板(10)，所述槽钢(9)通过所述连接板(5)与所述第一承载柱(6)固定连接。
6.根据权利要求4所述的一种乙烯裂解炉对流段的模块化结构，其特征在于: 所述对流段模块中，位于所述第一承载柱(6)对立侧的所述模块化钢结构包括第二承载柱(8)、H型钢(11)、槽钢(9)以及炉壁板(10)； 所述第二承载柱(8)的数量为一对，其分别设置在所述管板(2)左、右两端，所述H型钢(11)与所述第一承载柱(6)对称设置在所述隔烟板(3)左、右两端； 所述槽钢(9)的数量为一对，一对所述槽钢(9)槽口相向向设置在所述对流段模块的上、下临界面处；所述槽钢(9)内侧紧扣所述炉壁板(10)，所述槽钢(9)的上临界面设置在所述第二承载柱(8)顶端、下临界面设置在所述第二承载柱(8)底端。
7.根据权利要求4所述的一种乙烯裂解炉对流段的模块化结构，其特征在于: 所述管板(2)与隔烟板(3)的间距大于300mm。
8.根据权利要求5所述的一种乙烯裂解炉对流段的模块化结构，其特征在于: 所述钢板(7)的厚度大于10mm。
9.根据权利要求5或6所述的一种乙烯裂解炉对流段的模块化结构，其特征在于: 所述第一承载柱(6)和第二承载柱(8)均为支撑型钢，所述第一承载柱(6)的形状为H型，所述第二承载柱(8)的形状为T型。
10.根据权利要求4所述的一种乙烯裂解炉对流段的模块化结构，其特征在于: 所述密封元件(4)为陶纤毯。
【文档编号】C10G9/20GK104130797SQ201310157905
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年5月2日 优先权日:2013年5月2日
【发明者】袁慕军, 高景芬, 刘克刚, 刘敬坤 申请人:中国石化工程建设有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司