專利名稱：一種聯(lián)合水力除焦器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種聯(lián)合水力除焦器，用于從煉油廠延遲焦化的焦炭塔中除去石油焦。
目前，煉油廠延遲焦化裝置焦炭塔中的石油焦，都是采用水力除焦器除焦，除焦過程分為鉆孔、切換、切焦三個工序，一般除焦器為聯(lián)合水力除焦器，即有鉆孔噴咀和切焦噴咀，通常切焦噴咀為13°錐角園錐回轉(zhuǎn)面流道結(jié)構(gòu)，參閱雜志《石油煉制》1988年第5期第42頁“聯(lián)合水力除焦器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用”一文。此種噴咀流量系數(shù)小，等速核長較短，能量損失大，使切焦時(shí)間長，效率低。鉆孔斜噴咀與除焦器軸線的夾角一般為40°－45°，夾角大，鉆孔速度較慢，有時(shí)易發(fā)生卡鉆事故或其它機(jī)械事故，操作可靠度低。
本實(shí)用新型的目的是提供一種聯(lián)合水力除焦器，它能提高水束沖擊力，減少流道阻力，增大流量系數(shù)，延長等速核長，提高鉆孔速度，縮短切焦時(shí)間，減少或避免卡鉆和機(jī)械事故，提高效率和操作可靠度。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)施的(1)、切焦噴咀(6)內(nèi)腔采用等變速流道結(jié)構(gòu)，該噴咀的流道母線為一連續(xù)曲線，使得液體在噴咀中流動時(shí)沿噴咀軸線方向的速度變化為一常數(shù)。切焦噴咀(6)內(nèi)腔也可采用流線型流道結(jié)構(gòu)，液體流動方向與噴咀軸線正方向的夾角是一個連續(xù)變量，其母線是由夾角變化而變化，按
形成連結(jié)軌道的一條曲線。使液體射流擴(kuò)散角小，流量系數(shù)大，等速核長大。
(2)、主筒體(1)外側(cè)連接固定筋板(2)，當(dāng)除焦器鉆孔時(shí)，筋板(2)隨著除焦器旋轉(zhuǎn)，刮削孔壁，防止鉆孔或切焦時(shí)發(fā)生卡鉆現(xiàn)象，同時(shí)保護(hù)除焦器外露部份的部件，以防碰損。
(3)、切焦噴咀(6)用的堵頭(9)采用內(nèi)藏式結(jié)構(gòu)，堵頭(9)的外螺紋與絲扣套(8)的內(nèi)螺紋相聯(lián)接，并內(nèi)藏于絲扣套(8)內(nèi)，除焦器鉆孔操作時(shí)，堵頭(9)不與孔壁碰撞，避免堵頭松動發(fā)生脫落。
(4)、鉆孔斜噴咀(11)與除焦器軸線的夾角為25°－35°最好為30°，減小夾角可提高鉆孔速度。
本實(shí)用新型由于切焦噴咀改錐形噴咀為等變速流道結(jié)構(gòu)噴咀或流線型流道結(jié)構(gòu)噴咀，水力學(xué)性能好，流量系數(shù)和等速核長都增大，提高了沖擊力，切焦速度快。鉆孔斜噴咀與除焦器軸線的夾角縮小，提高了鉆孔速度，雖然鉆孔孔徑減小，但由于除焦器上裝有筋板，鉆孔時(shí)刮削孔壁，能避免卡鉆事故。另外切焦噴咀用堵頭采用內(nèi)藏式結(jié)構(gòu)，避免了鉆孔時(shí)因碰撞而發(fā)生松動，脫落等機(jī)械事故，提高了操作可靠度，除焦時(shí)間也明顯縮短。
本實(shí)用新型附圖如下


圖1、除焦器結(jié)構(gòu)示意圖圖2、等變速流道結(jié)構(gòu)噴咀內(nèi)腔示意圖圖3、流線型流道結(jié)構(gòu)噴咀內(nèi)腔示意圖圖中(1)主筒體；(2)筋板；(3)彎管；(4)穩(wěn)流管；(5)噴咀頭；(6)切焦噴咀；(7)密封圈；(8)絲扣套；(9)堵頭；(10)鉆孔噴咀；(11)鉆孔斜噴咀；(12)盲螺母。
下面根據(jù)附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型如
圖1所示，水力除焦器的主筒體(1)側(cè)邊經(jīng)彎管(3)依次連接穩(wěn)流管(4)、噴咀頭(5)，用絲扣套(8)和密封圈(7)將切焦噴咀(6)固定于噴咀頭(5)內(nèi)，堵頭裝于絲扣套(8)內(nèi)，鉆孔時(shí)堵住切焦噴咀的噴口，拆掉盲螺母，切焦時(shí)拆掉堵頭，同時(shí)裝上盲螺母。每個除焦器，可安二個或二個以上切焦噴咀，其相對位置必須對稱，本實(shí)例安裝了二個切焦噴咀。如圖2所示，切焦噴咀(6)采用了等變速流道結(jié)構(gòu)的噴咀，其噴咀的流道母線使得液體在噴咀中流動時(shí)沿噴咀軸線方向的速度變化為一常數(shù)，該噴咀的出口仍有一段直園柱段(H0＝0.5d0)它的流道母線方程式是根據(jù)等變速dv／dy＝C(常數(shù)) (1)并知V＝ (Q)/(πX) (2)dv／dy＝ (Q)/(π) d(X－2)／dy＝C (3)此式可寫成 (d(X-2))/(dy) ＝C′(其中C′＝ (πC)/(Q) ) (4)分離變量得d(X－2)＝C′dy (5)兩端積分得X－2＝C1y＋C2(6)根據(jù)X和y和邊界條件可求出C1y和C2，當(dāng)X＝1／2D時(shí) y＝0代入(6)式得C2＝ 4/(D2) (7)
當(dāng)X＝1／2do時(shí)，y＝H－Ho代入(6)式中得C1＝ 1/(H-Ho) ( 4/(do) － 4/(D2) ) (8)將C1，C2代入(6)式中得X－2＝ 1/(H－Ho) ( 4/(do) － 4/(D2) )y＋ 4/(D2)即
(9)式即為等變速型噴咀的流道母線方程式X和y坐標(biāo)如圖2所示本實(shí)用新型實(shí)例，取D＝29mm，do＝14mmH＝59mmHo＝0.5do＝7mm將上述數(shù)值代入(9)式中可以等變速型噴咀的流道母線方程式為X2＝ 10192/(3y＋52) (10)依此計(jì)算出具體X和y的對應(yīng)數(shù)據(jù)即可連成該噴咀的流道母線的連續(xù)曲線。
如圖3所示，切焦噴咀(6)也可采用流線型流道結(jié)構(gòu)噴咀，其噴咀的流道母線軌跡是以液體的流動方向與噴咀軸線正方向的夾角為參數(shù)，按以下的方程式(11)求得的一條連續(xù)曲線。
式中β——液體流動方向與X正方向的夾角，代入由實(shí)驗(yàn)得來的系數(shù)，可得下列曲線方程
式中H為噴咀流道長度，D和do分別為噴咀的入口和出口直徑，坐標(biāo)原點(diǎn)在曲線中點(diǎn)，使之上下對稱于原點(diǎn)。曲線的上半段(即流道的前半截)在公式(12)中取“＋”號，曲線的下半段在公式(12)中取“－”號，設(shè)計(jì)噴咀時(shí)須先確定D，do和H，然后取β＝0～85°連續(xù)計(jì)算X和y值，即可連成曲線，按公式β中所用的坐標(biāo)系Xoy(如圖3中所示)雖可以畫出流道母線，但比較麻煩，如按此坐標(biāo)系進(jìn)行加工，則困難更多，因機(jī)械加工時(shí)要從噴咀的入口端(即D端)開始，為方便加工，應(yīng)將流道母線的坐標(biāo)描述從圖中的XOy坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為圖中的X′O′y′坐標(biāo)系，新舊坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系為
設(shè)計(jì)實(shí)例取噴咀的D、do、H值分別為0－28mm
按β＝0～35°連續(xù)取值，由(14)式計(jì)算X、y、經(jīng)過(13)式的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，得到X′y′。
三種噴咀水力學(xué)性能對比，見表1
如
圖1所示，在主筒體(1)的外側(cè)設(shè)置(焊接)4塊對應(yīng)的筋板(2)其長度和寬度以保護(hù)彎管(3)切焦噴咀(6)外的絲扣套(8)和鉆孔噴咀(11)的盲螺母(12)為度，使之在除焦過程中免于與焦炭碰撞，另外在鉆孔時(shí)，筋板(12)隨除焦器旋轉(zhuǎn)，可刮削孔壁，防止卡鉆事故。
將絲扣套(8)一端加工成外螺紋聯(lián)接于噴咀頭(5)，另一端加工成內(nèi)螺紋，堵頭(9)的外螺紋旋緊于絲扣套(8)內(nèi)，堵頭(9)受到絲扣套的保護(hù)，在鉆孔時(shí)，不會碰撞到孔壁上的焦塊以致震松發(fā)生脫落。
鉆孔斜噴咀(11)與除焦器軸線的夾角為30°，縮小夾角可使鉆孔速度加快，鉆孔孔徑相應(yīng)變小，由于本實(shí)用新型采用了筋板結(jié)構(gòu)，所以能避免卡鉆現(xiàn)象發(fā)生。
本實(shí)用新型在延遲焦化裝置上進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)，效果很好。鉆孔速度為1－1.2公尺／分鐘與原除焦器相比速度提高一倍以上，試用45次沒有發(fā)生卡鉆事故，操作平穩(wěn)可靠，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，省水、省電，除焦速度快，除焦效率為平均0.26分鐘／噸焦。
權(quán)利要求1.一種聯(lián)合水力除焦器，它包括主筒體(1)，其側(cè)邊經(jīng)彎管(3)依次相連接穩(wěn)流管(4)、噴咀頭(5)，用絲扣套(8)和密封圈(7)將切焦噴咀(6)固定于噴咀頭(5)內(nèi)，在主筒體(1)的下部連接鉆孔噴咀(10)和鉆孔斜噴咀(11)，其特征在于(1)切焦噴咀(6)內(nèi)腔采用等變速流道結(jié)構(gòu)，該噴咀的流道母線為一連續(xù)曲線，使得液體在噴嘴中流動時(shí)沿噴咀軸線方向的速度變化為一常數(shù)，可使液體射流擴(kuò)散角小，等速核長大，流量系數(shù)大；(2)主筒體(1)外側(cè)連接固定筋板(2)，當(dāng)除焦器鉆孔時(shí)，筋板(2)隨著除焦器旋轉(zhuǎn)，刮削孔壁，防止鉆孔或切焦時(shí)發(fā)生卡鉆現(xiàn)象。同時(shí)保護(hù)除焦器外露部份的部件，以防碰損；(3)切焦噴咀(6)用的堵頭(9)采用內(nèi)藏式結(jié)構(gòu)，堵頭(9)的外絲扣與絲扣套(8)的內(nèi)絲扣聯(lián)接，并內(nèi)藏于絲扣套(8)內(nèi)，除焦器在鉆孔操作時(shí)，堵頭(9)不與孔壁碰撞，防止堵頭發(fā)生松動或脫落；
2.一種聯(lián)合水力除焦器，它包括主筒體(1)，其側(cè)邊經(jīng)彎管(3)依次相連接穩(wěn)流管(4)、噴咀頭(5)，用絲扣套(8)和密封圈(7)將切焦噴咀(6)固定于噴咀頭(5)內(nèi)，在主筒體(1)的下部連接鉆孔噴咀(10)和鉆孔斜噴咀(11)，其特征在于切焦噴咀(6)內(nèi)腔采用流線型流道結(jié)構(gòu)，液體流動方向與噴咀軸線正方向的夾角是一個連續(xù)變量，其母線是由夾角變化而變化，按
形成連結(jié)軌跡的一條曲線，可使液體射流擴(kuò)散角小，等速核長大，流量系數(shù)大；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的除焦器，其特征在于鉆孔斜噴咀(11)與除焦器軸線的夾角為25°－35°，減小夾角可提高鉆孔速度。
專利摘要一種新型聯(lián)合水力除焦器，切焦噴嘴采用等變速流道結(jié)構(gòu)噴嘴，或流線型流道結(jié)構(gòu)噴嘴，流量系數(shù)和等速核長增大，能量損失減小，水束沖擊力提高，切焦速度增大。鉆孔斜噴嘴與軸線夾角減小，提高鉆孔速度。除焦器的側(cè)邊安裝有筋板可以刮削孔壁，防止卡鉆。切焦噴嘴的堵頭采用內(nèi)藏式堵頭結(jié)構(gòu)，防止鉆孔時(shí)噴嘴被碰損，本裝置除焦速度快，省電省水，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，可用于石油煉制廠延遲焦化裝置焦炭塔內(nèi)除焦。
文檔編號C10B39/04GK2155373SQ9320389
公開日1994年2月9日 申請日期1993年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月11日
發(fā)明者劉海, 李風(fēng)先, 施平, 王廣林 申請人:新疆石油管理局獨(dú)山子煉油廠, 哈爾濱工業(yè)大學(xué)