一种侧向安装的中心进料装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种侧向安装的中心进料装置，包括进料喷管（4），所述进料喷管（4）为一端开口另一端封闭的中空管，封闭端端部侧壁开设有孔；进料喷管（4）的一部分能够穿过焦炭塔（3）下部侧壁进入焦炭塔内部；其一端即开口端位于焦炭塔（3）外，为渣油入口；另一端即封闭端能够越过焦炭塔（3）的竖直中心轴线，此时开设在进料喷管（4）管侧壁的孔朝向焦炭塔顶部方向，形成进料喷口（5）。本发明主要用于优化延迟焦化装置焦炭塔底部进料方式，减少因进料方式不合理引起的焦炭塔腐蚀、冲刷、汽蚀、热变形不均匀及由内应力产生的裂纹，延长焦炭塔的使用寿命，同时降低相关设备发生严重事故概率，提高生产效益。
【专利说明】一种侧向安装的中心进料装置
【技术领域】
[0001]本发明属于延迟焦化水力除焦【技术领域】，具体涉及一种用于优化延迟焦化装置中焦炭塔底部进料的设备装置。
【背景技术】
[0002]现有的延迟焦化装置中焦炭塔的进料(高温渣油)方式为从罐体底部加压注入，为了提高自动化程度，焦炭塔底部通常采用自动(闸板式)底盖机，安装在焦炭塔的底出口上。当油气在焦炭塔内进行焦化反应的过程中，底盖机关闭并将塔内介质严密封闭；当塔内生焦完成需要除焦作业时，底盖机可在规定的时间内迅速打开。由于结构和空间限制，进料通常会采用侧向进料方式，如附图1。在延迟焦化装置焦炭塔3的底部，下端安装有自动底盖机1，通常进料是通过侧面的进料短接管2，将高温渣油加压后打入焦炭塔内。
[0003]这种侧向进料方式会带来如下问题，首先，高温渣油从焦炭塔底部侧面进入焦炭塔后会造成塔底加热不均匀，易引起塔的“香蕉”变形，使得塔体倾斜，并产生裂纹、鼓胀和其它缺陷，使塔的可靠性下降；其次，无法形成中心生焦通道，当给水冷焦时，冷焦水会沿着高温的塔壁走，从而对焦碳塔锥段形成汽化腐蚀；最后，由于受热不均匀，会造成自动(闸板式)底盖机闸板及法兰受热变形不均，易产生泄露着火或开关困难。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明的目的是 针对上述问题而提供的一种侧向安装的中心进料装置，既不影响自动(闸板式)底盖机的正常使用，又可以避免上述问题发生，达到提高焦炭塔使用寿命、降低相关设备发生严重事故概率的一种或多种技术效果。
[0006]为了解决前述技术问题，达到上述技术效果，本发明提供了如下的技术方案:
一种侧向安装的中心进料装置，包括进料喷管，所述进料喷管为一端开口另一端封闭
的中空管，进料喷管的一部分能够穿过焦炭塔下部侧壁进入焦炭塔内部；其一端即开口端位于焦炭塔外，为渣油入口 ；另一端即封闭端端部的进料喷管侧壁上开设有孔，形成进料喷□。
[0007]优选地，进料喷管另一端即封闭端能够越过焦炭塔的竖直中心轴线，此时开设在进料喷管管侧壁的孔朝向焦炭塔顶部方向，形成进料喷口。
[0008]优选地，进料喷管选用耐热钢材料，以提高在高温条件下的机械力学性能。
[0009]优选地，喷口的形状可为任意形状，如圆形、椭圆形、多边形中任一种或其组合；优选地，多边形可为方形、三角形。
[0010]优选地，喷口沿焦炭塔的竖直中心轴线向上开设；或者，喷口对称于焦炭塔的竖直中心轴线向上开设；或者，多个喷口环绕焦炭塔的竖直中心轴线向上开设。
[0011]进一步地，还包括壳体、进料管和执行机构；进料喷管与进料管固定连接，安装于壳体内，进料喷管与进料管的外圆表面均与壳体内孔形成间隙配合，以降低进料管、进料喷管在壳体内移动时的泄漏量；执行机构带动进料喷管与进料管沿进料喷管轴线方向移动，使用时不能沿轴向转动。
[0012]优选地，焦炭塔下部侧壁设置有进料短接管，进料喷管一端穿过进料短接管进入焦炭塔内部；壳体通过紧固件和密封件与进料短接管连接为一体，同时有部分壳体插入进料短接管中，以缩小安装空间。
[0013]优选地，在壳体外侧上部增加恒力吊架进行辅助支撑。
[0014]优选地，执行机构为电动机、减速机、滚柱丝杠螺母组合，电动机传递动力给减速机，减速机带动滚柱丝杠旋转从而带动丝杠螺母运动，丝杠螺母带动进料管运动，从而使得进料喷管与进料管在壳体内做直线运动。
[0015]进一步地，还包括连接管，丝杠螺母通过连接管驱动进料管运动。
[0016]优选地，在进料管靠近连接管的一端设置密封装置，所述密封装置包括设置于壳体内孔的密封座、密封环、蝶形弹簧；连接管直线运动作用在蝶形弹簧上，蝶形弹簧变形后压紧密封环，密封环压紧密封座形成密封。
[0017]优选地，密封座与密封环为锥形密封。
[0018]优选地，连接管在远离进料管的一端设置连接管密封；连接管密封为填料径向密封。
[0019]根据上述优选方案，执行机构由防爆电动机提供动力，通过减速机减速，带动螺母丝杠副中的丝杠转动，优选地，螺母丝杠副为滚柱螺母丝杠副，由于滚柱螺母不随丝杠转动，从而推动滚柱螺母沿丝杠轴线直线运动。更优选地，滚柱螺母与连接管一端连接，丝杠可以藏在连接管中，连接管随滚柱螺母左右移动，但不转动；连接管另一端与进料管连接，进一步带动进料管移动。
[0020]密封副主要是进料管一端与壳体形成一道密封，优选地，密封副为锥形硬密封，密封比压高，密封效果好。
[0021]更优选地，密封副中增加蝶形弹簧，以弥补高低温变化引起的轴向间隙，确保密封副在冷态和热态条件下均布失效，提高密封效率。
[0022]本发明具有以下优势或特点:
本发明的装置能改变渣油进入焦炭塔后的流动方向，避免高温渣油对焦炭塔下部一侧的塔壁的冲刷，同时也防止焦炭塔直径方向受热不均匀，引起焦炭塔向一方倾斜。进一步地，本发明的装置也能在原焦炭塔底部侧向进料的基础上实现上述功能。
[0023]由于采用电动机为动力源，设备工作时噪音≤86分贝，电机的机械效率为95%-98%，能耗降低，结构简单，减轻重量；同时由于采用滚柱丝杠副，机械效率可以达到90~98%(普通的滑动螺母丝杠的效率为30~40%)、承载力高，寿命长(滚柱丝杠副载荷和寿命是普通滚珠丝杠副的3倍和15倍)。
[0024]本发明的装置能在冷热交替的工作环境中确保密封不失效。
[0025]本发明的装置由于采用了结构优化设计，将丝杠设计在连接管中，缩小安装尺寸，同时实现了连接管外圆径向密封。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1是原有侧向进料效果示意图。[0027]图2是本发明的进料效果示意图。
[0028]图3是发明的主要组成示意图。
[0029]图4是图3的A向剖面视图。
[0030]图5是本发明的执行机构剖面示意图。
[0031]图6是本发明的密封结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0033]如图1至图6所示。
[0034]附图1是本发明 的【背景技术】。在延迟焦化装置焦炭塔3的底部设置有自动底盖机I，通常进料是通过进料短接管2，将高温渣油加压后打入焦炭塔内。进料短接管2 —端端部固定连接于焦炭塔下部侧壁从而与焦炭塔连通，另一端为高温渣油入口。
[0035]附图2是本发明的进料效果示意图，如图所示，本发明设置了进料喷管4，进料喷管4为中空管，其穿过焦炭塔下部侧壁进入焦炭塔内部。该进料喷管4 一端位于焦炭塔外，为高温渣油入口 ；另一端越过焦炭塔的竖直中心轴线、端口封闭且在进料喷管4管侧壁朝向焦炭塔顶部方向开设有通孔即喷口，形成进料喷口 5 ;喷口方向朝向焦炭塔顶部。这样，高温渣油自进料喷管4 一端进入后从进料喷管4另一端管侧壁上的喷口进入焦炭塔。从而，高温渣油进入焦炭塔后的流向发生改变，避免了将高温渣油加压后打入焦炭塔内产生的问题，如高温渣油对焦炭塔下部一侧的塔壁的冲刷，焦炭塔直径方向受热不均匀，引起焦炭塔向一方倾斜等。
[0036]优选地，喷口的形状可任意形状，如可为圆形、方形、椭圆形、三角形等各种合适的形状。为了形成良好的喷射效果，圆形喷口是最合适的。
[0037]优选地，喷口可沿焦炭塔的竖直中心轴线向上开设；或者优选地，喷口也可对称于焦炭塔的竖直中心轴线向上开设，如为了确保渣油流通，同时考虑到节省空间，可在焦炭塔竖直中心轴线两侧各开设一个喷口 ；或者优选地，多个喷口环绕焦炭塔的竖直中心轴线向上开设。
[0038]进一步地，本发明的侧向安装的中心进料装置，还包括壳体6、进料管8和执行机构11。
[0039]如附图3所示，进料喷管4与进料管8固定如焊接为一体，安装于壳体6内，进料喷管4及进料管8的外圆表面均与壳体6内孔形成间隙配合，使得进料喷管与进料管可沿进料喷管轴线方向左右移动，使用时不能沿轴向转动。优选地，该间隙配合优选为小间隙配合，即进料管8、进料喷管4的外圆分别与壳体6内孔间隙较小，大大降低进料管8、进料喷管4在壳体6内移动时的泄漏量。
[0040]优选地，壳体6内表面、进料管8及进料喷口 5内外表面经过特殊工艺处理，以提高零部件的耐腐蚀、耐摩擦能力；优选地，壳体6、进料管8、进料喷管4选用耐热钢材料，提高本发明整体在高温条件下的机械力学性能。
[0041]进料管4可直接密封安装于焦炭塔下部侧壁且可移动，也可与现有技术中的进料短接管2配合使用。[0042] 优选地，壳体6通过紧固件和密封件与原有进料短接管2连接为一体，同时有部分壳体插入进料短接管2中，可缩小安装空间。
[0043]更优选地，在壳体6外侧上部增加吊架7进行辅助支撑，降低由于本发明装置自重引起的焦炭塔3的偏载，更好地保证壳体6与进料短接管2之间的密封效果；而且，可以消除由于热胀冷缩引起的焦炭塔3与吊架7支撑点之间的变形，提高设备安装稳定性。更优选地，吊架采用恒力吊架，壳体6上部与恒力吊架7连接。
[0044]进料喷管与进料管连为一体，由执行机构带动在壳体内做直线运动。执行机构可以是电液驱动和纯液压驱动，但存在漏油的可能性，现场设备表面温度有300-500°C，漏油极有可能着火造成严重事故。因此，优选地，本发明采用纯电动驱动执行机构，执行机构11由丝杠螺母副、电动机17、减速机18组成；螺母14与丝杠15组成丝杠螺母副，提高传动效率，增强传动部分的承载力。电动机传递动力给减速机，减速机带动丝杠旋转从而带动丝杠螺母运动，丝杠螺母带动进料管运动，从而使得进料喷管与进料管在壳体内做直线运动。
[0045]优选地，电动机采用防爆电动机，适应环境要求。由于滚柱螺母丝杆副的载荷是同规格滚珠螺母丝杆副的3倍，优选地，丝杠螺母副为滚柱螺母14与丝杠15配合。
[0046]更优选地，设置连接管12，滚柱螺母14通过连接管12驱动进料管8运动。电动机17通过减速机18减速，带动丝杠15转动，由于丝杠螺母14不随丝杠15转动，则丝杠螺母14与连接管12 —起作直线运动。
[0047]此外，设置壳体对运动部件进行保护，如:设置执行机构第一壳体部13，保护连接管12 ;设置执行机构第二壳体部16，保护滚柱丝杠螺母副。
[0048]优选地，配套管线及阀门10布置在壳体6及执行机构11外侧，通过法兰及管线连接，电控部分9通过电缆连接执行机构11中的电动机及配套管线及阀门10中的阀门执行机构，协调控制它们的动作。
[0049]优选地，在进料管靠近连接管12的一端设置密封装置，包括设置于壳体6内孔的密封座19、密封环20、蝶形弹簧21。连接管12直线运动作用在蝶形弹簧21上，蝶形弹簧21作用在密封环20上使密封环20移动；当密封环20与密封座19接触后，连接管12持续压紧蝶形弹簧21，蝶形弹簧21变形后再压紧密封环20，密封环20压紧密封座19形成密封(在进料管8完全伸出壳体6以后)，此时电机可以停止工作，由蝶形弹簧变形来自动补偿因温度的变化而产生的微量尺寸变化，确保密封不失效。
[0050]优选地，密封座19与密封环20为硬面锥形密封，适应高温(513°C )环境下的密封，同时锥面密封密封比压高，效果好，还可以通过更换密封座19、密封环20来进行修复。由于密封装置中设置了耐高温的蝶形弹簧，可以有效解决热胀冷缩、磨损、震动及执行机构的运动间隙对密封的影响。
[0051]优选地，连接管12在远离进料管8的一端设置连接管密封22。优选地，连接管密封为高温填料密封，为适应连接管12左右移动时的高温径向密封，以防止进料管8移动时，部分渗漏的渣油进入到执行机构第二壳体部16内，腐蚀丝杠15和滚柱螺母14，影响执行机构寿命。
[0052]本发明主要有两个阀位，分别为工作和非工作阀位，附图3所示为工作阀位，此时高温渣油通过进料喷管注入焦炭塔内，当达到生产工艺要求的量后，进料喷管4与进料管8沿管轴线，由执行机构11驱动，运动至最右端，进料喷管4完全收进壳体6内后，就处于非工作阀位，也没有高温渣油进入焦炭塔。
[0053]本发明装置中，焦炭塔进料短接管与壳体法兰固定连接，由恒力吊架进行负重，进料喷管与进料管连为一体，由执行机构带动在壳体内做直线运动。如附图3-5所示，当进料管及进料喷管到达最左端时，进料管右端与壳体形成密封，防止有一定压力的高温渣油进入右侧腔体，同时渣油通过进料管，再由进料喷管沿焦炭塔中心轴线方向垂直向上注入焦炭塔内。
[0054]执行机构由电动机提供动力，经减速机通过丝杠螺母将旋转运动转换为直线运动，将动力传递给进料管，推动进料喷管左右移动。进料管为中空管形式，既为渣油输送提供通道，同时在图5所示进料管右侧加装密封环，与壳体上的密封座形成密封副。优选地，密封副为锥面密封副，同时采用蝶形弹簧自动补偿冷热间隙，防止高温渣油进入右边的腔体，提闻执行机构的使用寿命。
[0055]最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的 技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种侧向安装的中心进料装置，其特征在于:包括进料喷管(4)，所述进料喷管(4)为一端开口另一端封闭的中空管，进料喷管(4)的一部分能够穿过焦炭塔(3)下部侧壁进入焦炭塔内部；其一端即开口端位于焦炭塔(3)外，为渣油入口 ；另一端即封闭端端部的进料喷管(4)侧壁上开设有孔，形成进料喷口(5)。
2.根据权利要求1所述的一种中心进料装置，其特征在于:进料喷管(4)另一端即封闭端能够越过焦炭塔(3)的竖直中心轴线，此时开设在进料喷管(4)管侧壁的孔朝向焦炭塔顶部方向，形成进料喷口(5)。
3.根据上述任一权利要求所述的一种中心进料装置，其特征在于:喷口的形状可为任意形状；优选地，可为圆形、椭圆形、方形、三角形中的任一种或其组合；更优选地，喷口沿焦炭塔的竖直中心轴线向上开设；或者，喷口对称于焦炭塔的竖直中心轴线向上开设；或者，多个喷口环绕焦炭塔的竖直中心轴线向上开设。
4.根据上述任一权利要求所述的一种中心进料装置，其特征在于:还包括壳体(6)、进料管(8 )和执行机构(11);进料喷管(4 )与进料管(8 )固定连接，安装于壳体(6 )内，进料喷管(4)与进料管(8)的外圆表面均与壳体(6)内孔形成间隙配合，以降低进料管(8)、进料喷管(4)在壳体(6)内移动时的泄漏量；执行机构带动进料喷管与进料管沿进料喷管轴线方向移动，使用时进料喷管与进料管不能沿轴向转动。
5.根据上述任一权利要求所述的一种中心进料装置，其特征在于:焦炭塔(3)下部侧壁固定有进料短接管(2)，进料喷管(4)一端穿过进料短接管(2)进入焦炭塔内部；壳体(6)通过紧固件和密封件与 进料短接管(2)连接为一体，同时有部分壳体插入进料短接管(2)中，以缩小安装空间。
6.根据上述任一权利要求所述的一种中心进料装置，其特征在于:在壳体(6)外侧上部增加恒力吊架(7 )进行辅助支撑。
7.根据上述任一权利要求所述的一种中心进料装置，其特征在于:执行机构为电动机、减速机、滚柱丝杠螺母组合，电动机传递动力给减速机，减速机带动滚柱丝杠(15)旋转从而带动丝杠螺母(14)运动，丝杠螺母(14)带动进料管运动，从而使得进料喷管与进料管在壳体内做直线运动。
8.根据上述任一权利要求所述的一种中心进料装置，其特征在于:还包括连接管(12)，丝杠螺母(14)通过连接管(12)驱动进料管(8)运动。
9.根据上述任一权利要求所述的一种中心进料装置，其特征在于:在进料管(8)靠近连接管(12)的一端设置密封装置，所述密封装置包括设置于壳体(6)内孔的密封座(19)、密封环(20)、蝶形弹簧(21);连接管(12)直线运动作用在蝶形弹簧(21)上，蝶形弹簧(21)变形后压紧密封环(20 )，密封环(20 )压紧密封座(19 )形成密封；其中，密封座(19 )与密封环(20)为锥形密封。
10.根据上述任一权利要求所述的一种中心进料装置，其特征在于:连接管在远离进料管(8)的一端设置连接管密封(22);连接管密封为填料径向密封。
【文档编号】C10G9/00GK103589449SQ201310592849
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】罗鑫, 毛辉, 张绍伟, 梁文彬, 周建勋 申请人:襄阳航生石化环保设备有限公司