CN103547860A - 流化喷嘴焊接套环 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于流化床反应器的可有效替换的独特喷嘴(20)。这采用了附接至提供流化气体的进料管(11)的垂直区段(15)的套环(30，130，230)。该垂直区段(15)在其上端具有多个喷嘴开口(17)。喷嘴帽(19)装配在垂直区段(15)的上端和喷嘴开口(17)处。该套环(30，130，230)从垂直区段(15)的喷嘴帽(19)的正下方的某一位置处径向地向外延伸，将喷嘴帽(19)支承在其操作位置。在该垂直区段(15)和喷嘴帽(19)的替换期间，该套环充当引导件以将切割装备引导到适当位置并便于适当的切割。该套环(30，130，230)还充当支承件以将垂直区段(15)和喷嘴帽(19)保持在适当位置以便于焊接。

Description

流化喷嘴焊接套环

技术领域

本文所描述的装置涉及流化喷嘴，且更具体地涉及为简易替换而设计的流化喷嘴。

背景技术

流化喷嘴用于引导流体向上通过颗粒床，从而导致至少一些颗粒变为在流体内悬浮。这导致在颗粒和／或流体之间的相互作用，从而导致增强的化学反应。

很多时候，这些反应是产生热量的放热反应。在有效使用后，流化喷嘴趋于腐蚀、变得堵塞和劣化。在有限期的操作后，流化喷嘴随后必须维修或替换。

图1示出了反应颗粒的流化床23内的现有技术流化喷嘴10。通过具有在该床的底板27以下的水平区段13的至少一个压室或进料管11提供诸如空气或燃烧气体的流体。该进料管11转而向上并具有穿过床的底板27中的底板开口29的垂直区段15。

该垂直区段具有接近于垂直区段15的顶端的喷嘴开口17。该喷嘴开口17可在进料管11的侧面和／或顶上。典型地，每个垂直区段15的顶部都具有喷嘴帽19。该喷嘴帽19还具有允许流体离开该喷嘴10的帽孔21。

该喷嘴帽19、喷嘴开口17和帽孔21孔需要定期重制以便保持它们敞开并且保持优化的孔直径以实现适当的性能。如果它们受到严重腐蚀或阻塞，就必须移除并替换它们。

目前最常见的替换手段是在进料管上，喷嘴帽17下方某一点处切掉喷嘴帽19和垂直区段15，如箭头“A”所示。新的喷嘴帽17和垂直区段15必须焊接到旧的进料管11的剩余垂直区段15上。这涉及到纵向地、端对端地将进料管11的新垂直区段15焊接到旧的剩余垂直区段15上。将管排成一行并保持它们就位同时在有限焊接区中围绕它们的周边焊接它们通常是困难的。另外，由于可能有数百个喷嘴10，这可变得非常耗时。

既然进料管和其它结构在该床的底板27以下，该替换从该床的底板27上方的侧执行。

图1中的箭头“A”指出了该垂直区段15应当被切断的位置。由于喷嘴帽19的曲率和喷嘴10的紧密间隔，用适当的仪器和器材难以接近该位置。既然接近是困难的，那么保持替换的进料管就位并且同时焊接该管以确保管周围有连续的焊缝以防止流体泄漏甚至是更困难的。由于这些问题，焊接并不总是最佳的，这导致了泄漏和降低的效率，而且用于替换所花费的时间过多。这导致了昂贵，延长的停用。

该喷嘴帽17必须焊接到流化管的端部。不充分接近以适当地焊接上新帽可导致劣质焊接并且导致该帽脱落。

目前，存在对容易替换的流化喷嘴的需求。

发明内容

本发明描述为一种能够以有效方式替换的流化床喷嘴[20]，其具有压室或进料管[11]、喷嘴帽[19]和套环[30，130，230]，该压室或进料管[11]具有大致垂直定位的垂直区段[15]，其能够接纳并引导流体通过处于该垂直区段[15]顶端的喷嘴开口[17]流出，喷嘴帽[19]成形为装配在该进料管[11]的垂直区段[15]的顶端上，并且套环[30，130，230]具有用于接纳该进料管[11]的垂直区段[15]的内部开口[31]，套环附接在某一位置并从该垂直区段[15]水平地向外延伸以支承该喷嘴帽[19]处于适当操作位置。

本发明还可实施为一种创建快速替换的流化床喷嘴[20]的方法，该方法通过：提供具有内部开口[31，131，231]的套环[30，130，230]，该内部开口[31，131，231]的尺寸设置成接纳用于该流化床的进料管[11]的至少一个垂直区段[15]，在该垂直区段[15]上确定垂直位置，当喷嘴帽[19]适当地安装在该垂直区段[15]上时，该位置与流化喷嘴的喷嘴帽[19]的底部相一致，将该套环[30，130，230]装配在至少一个垂直区段[15]上，将该套环[30，130，230]固定至垂直区段[15]的所确定的垂直位置处，安装该喷嘴帽[19]使得其置放在该套环[30，130，230]上，并固定该喷嘴帽[19]至套环[30，130，230]。

本发明还可实施为一种快速替换具有喷嘴帽[19]的流化喷嘴[20]的方法，喷嘴帽[19]附接了装配在进料管[11]的垂直区段[15]上并从垂直区段[15]径向远离延伸的套环[30，130，230]，该方法通过：沿该套环[30，130，230]滑动仪器以便将该仪器引导至在喷嘴帽[19]和套环[30，130，230]之间的附接点，在附接点处使用该仪器以使喷嘴帽[19]分离，移除该喷嘴帽[19]，切掉该垂直区段[15]的顶部，提供替换的垂直区段[15]，为了焊接而将该替换的垂直区段[15]支承于适当位置、定向，将替换的垂直区段[15]焊接到剩余的垂直区段[15]，将替换的喷嘴帽[19]定位在替换的垂直区段上，使得其抵靠在套环[30，130，230]上并由该套环[30，130，230]保持，并且将该替换的喷嘴帽[19]固定至该套环[30，130，230]。

附图说明

优选实施例的描述中所描述的主题在说明书所附的权利要求中特别指出并明确要求保护。通过结合以下详细描述的附图，上述及其它特征和优点是显而易见的，在附图中：

图1是具有流化喷嘴的现有技术流化床的侧截面视图。

图2是根据本发明的流化喷嘴20的一个实施例的侧视图。

图3是当从图2的“III-III”线观察时该流化喷嘴20的截面图。

图4是当从上方观察时根据本发明的流化喷嘴20的透视图。

图5是当从下方观察时根据本发明的流化喷嘴20的透视图。

图6是根据本发明的流化喷嘴20当其喷嘴帽19移除时的一个实施例的侧视图。

图7是当从图6的“VII-VII”线观察时该流化喷嘴20的截面图。

图8是根据本发明的套环的另一个实施例的平面图。

图9是根据本发明的套环的另一个实施例的平面图。

具体实施方式

由于在流化床中有许多喷嘴要替换，所以节省甚至少量的替换每个喷嘴的时间／努力等同于显著降低的停用时间和大量成本节省。确定的是，如果有保持替换的喷嘴帽和／或替换的垂直区段就位的手段，焊接将变得更有效率。图2示出了本发明，其结合了装配在周围并且焊接到进料管11的垂直区段15上的喷嘴套环30。套环30焊接在与该喷嘴帽19的底部对应的位置处。

现在，当替换喷嘴帽19和内部垂直区段15时，两者都可在喷嘴帽19与套环30接触的点处切断。替换的垂直区段15可置放在该套环30上并可容易地从侧面或从上方以某个角度焊接。

另外，该帽可置于新的垂直区段15上并置放在该套环30上。该帽现在被保持处于用于焊接的适当位置。其可完全焊接，或仅在该喷嘴帽19的底部周围，其与该套环30接触的几个位置处点焊(tackweld)。这将允许在下一次替换期间，通过简单地切断该点焊而容易地移除该喷嘴帽19。

该焊接环30允许该喷嘴帽19更容易地安装和移除。这允许用于焊接新流化喷嘴头的简单焊接工艺从该喷嘴上方执行，以促进该流化喷嘴替换工艺。

即使由于振动、热冲击和其它现象该焊缝破裂，该套环30还防止该喷嘴帽19脱落并落入流化床内。

图2是根据本发明的流化喷嘴20的进料管11的垂直区段15和焊接套环30的一个实施例的侧视图。示出了进料管11的垂直区段15。在喷嘴帽19的底部某一位置处，套环30焊接至垂直区段15，使得当喷嘴帽19置放在套环30上时，它相对于垂直区段15处于它的适当操作位置处。喷嘴帽19附接至套环30，优选地使用被称为“点焊”39的处于几个位置处的小焊缝。这些都是容易应用并易于移除的。

帽孔21环绕喷嘴帽19以允许向喷嘴帽19提供的流体离开而进入该流化床。

图3是当从图2的“III-III”线观察时该进料管和焊接套环的截面图。在这里可更清楚地看到喷嘴帽19、套环30和垂直区段15的关系。如果仅替换喷嘴帽19，那么可切断保持该喷嘴帽19的点焊。喷嘴帽19装配在垂直区段15上并置放在套环30上，从而在焊接之前将其固定。

如果要替换喷嘴帽19和垂直区段15的顶部两者，那么将移除喷嘴帽19，并将在套环30处切断该垂直区段15的顶部。诸如锯条的装备可置于套环30的顶面上。在切割期间，允许该锯条或砂轮沿该套环30的顶面向内滑动以产生与套环表面平行的整齐切口。这提供了平整的基部，也具有匹配的平整端部的替换的垂直区段15安置在其上。替换的垂直区段15置于套环表面上以允许其处于用于焊接的适当位置。平整的切口允许匹配的垂直区段15的整齐和精确的焊接。

图4是当从上方观察时根据本发明的流化喷嘴20的透视图。示出了具有帽孔21的喷嘴帽19、套环30和垂直区段15。

图5是当从下方观察时根据本发明的流化喷嘴20的透视图。这示出了在该实施例中的盘形套环30的更佳的视图。然而，存在也落入本发明的范围内的其它实施例，其将在后文中更详细地描述。

图6是根据本发明的流化喷嘴20当其喷嘴帽19被移除时的一个实施例的侧视图。当替换喷嘴帽19时，该视图示出了该帽是如何容易无误地定位在垂直区段15的顶部之上并通过套环30保持在用于焊接的适当位置处。

图7是当从图6的“VII-VII”线观察时该流化喷嘴20的截面图。此实施例的垂直区段15的直径是恒定的且因此除套环30外不具有任何的向外延伸部分，套环30可用于保持该喷嘴帽处于沿垂直区段15、用于焊接的其适当位置处。如果没有套环30，将不得不测量沿垂直区段15的该适当位置，并且不得不通过用于焊接的额外装备将该喷嘴帽19固定在该测量位置处。由于在喷嘴之间非常狭窄，所以这将是非常困难且费时的。焊接前不正确的测量和移动将需要显著增加所需时间的重制。

图8是根据本发明的套环130的另一个实施例的平面图。本实施例中近似于套环30但包括敞开区域。存在通过支承件137连接至毂135的外环133。该毂135具有尺寸设置成接纳该垂直区段15的中心开口131。毂135附接至垂直区段15。离中心最近的虚线表示帽开口25而外侧两条线表示喷嘴帽19最宽部分的内壁和外壁。该喷嘴帽19点焊至毂135和支承件137，从而保持喷嘴帽19就位。

当该喷嘴帽19替换时，外套环133和支承件137为锯条充当引导以切割点焊。在焊接期间，它们还为替换的垂直区段15和替换的帽19充当支承。

图9是根据本发明的套环230的另一个实施例的平面图。

在本实施例中，套环230并非必须是盘形，但向外延伸足以保持帽19处于某一位置，以便当安装时可将其焊接。套环230具有毂235，毂235具有自该毂235向外的支承件237。帽开口25的尺寸设置成通过毂235和／或支承件237来支承。点焊239将该喷嘴帽19固定至毂235和支承件237。

因此，使用如由本发明所限定的套环30有几个优点。

这种设计允许帽的移除和空气喷嘴的清洁，并允许随后的重新安装而无需从底板移除该进料管。

这种设计允许通过从上方切割该帽／套环交界面处的焊接来方便地从该管移除该帽。该设计还允许利用焊接从上方将该帽重新安装到套环上。

流化喷嘴的维护速度将大大提高，这导致更短的用户停用时间。

由于用于焊接的更好的接近，该帽更不易受影响而从喷嘴管脱落。

虽然本发明已经参照示例性实施例进行描述，但本领域技术人员就理解在不偏离本发明范围的情况下可做出许多更改以及可替换其中等效的元件。另外，本领域技术人员可意识到许多修改，以使特定工具、情况或材料适应本发明的教导而不偏离其基本范围。因此，意图在于本发明并不局限于所公开作为用于执行本发明所构思的最佳方式的具体实施例，而本发明将包括落入所附权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims (13)

1.一种能够以有效方式替换的流化床喷嘴，包括：

进料管，其具有大致垂直定位的垂直区段，所述进料管能够接纳并引导流体通过处于所述垂直区段顶端的喷嘴开口流出；

喷嘴帽，其成形为装配在所述进料管的垂直区段的顶端上；以及

套环，其具有用于接纳所述进料管的垂直区段的内部开口，所述套环附接在某一位置处并从所述垂直区段水平向外延伸以将所述喷嘴帽支承于适当的操作位置处。

2.根据权利要求1所述的流化床喷嘴，其特征在于，所述套环具有带中心孔(31)的圆盘形状，所述中心孔(31)的尺寸设置成装配在所述进料管的垂直区段上。

3.根据权利要求1所述的流化床喷嘴，其特征在于，所述喷嘴帽通过至少一处点焊附接至所述套环。

4.根据权利要求1所述的流化床喷嘴，其特征在于，所述套环具有至少一个大致水平的支承件，所述支承件适于朝所述至少一处点焊引导。

5.根据权利要求1所述的流化床喷嘴，其特征在于，所述套环包括：

具有所述内部开口的毂；以及

至少一个大致水平延伸的支承件，所述支承件适于朝所述至少一处点焊引导。

6.根据权利要求5所述的流化床喷嘴，其特征在于，所述套环还包括：

连接至所述大致水平延伸的支承件的外环，所述外环适于在替换时协助所述喷嘴帽和垂直区段的支承。

7.一种创建快速替换流化床喷嘴的方法，所述方法包括以下步骤：

提供具有内部开口的套环，所述内部开口的尺寸设置成接纳用于所述流化床的进料管的至少一个垂直区段；

在所述垂直区段上确定垂直位置，当所述喷嘴帽适当安装在所述垂直区段上时，所述垂直位置与所述流化喷嘴的喷嘴帽的底部相一致；

将所述套环装配在至少一个垂直区段上；

将所述套环固定至所述垂直区段的所述确定的垂直位置处；

安装所述喷嘴帽，使得其置放在所述套环上；以及

将所述喷嘴帽固定至所述套环。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述喷嘴帽通过至少一处点焊固定至所述套环。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述套环具有带中心孔的圆盘形状，所述中心孔的尺寸设置成装配在所述进料管的垂直区段上。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述提供套环的步骤包括以下步骤：

提供带具有内部开口的毂的套环；

以及大致水平延伸的至少一个支承件。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述提供套环的步骤包括以下步骤：

提供带具有内部开口的毂(135)的套环；以及大致水平延伸的连接至外环的至少一个支承件，以在替换时便于所述喷嘴帽和垂直区段的支承。

12.一种快速替换具有喷嘴帽的流化喷嘴的方法，所述喷嘴帽附接至装配在进料管的垂直区段上并从所述垂直区段径向远离延伸的套环，该方法包括以下步骤：

沿所述套环滑动仪器，以便将所述仪器引导至在所述喷嘴帽和所述套环之间的附接点；

在所述附接点处使用所述仪器以使所述喷嘴帽分离；

移除所述喷嘴帽；

切断所述垂直区段的顶部；

提供替换的垂直区段；

将所述替换的垂直区段支承于用于焊接的适当位置、定向；

将所述替换的垂直区段焊接到所述剩余的垂直区段；

将替换的喷嘴帽定位在所述替换的垂直区段上，使得其置放在所述套环上并由所述套环保持；并且

将所述替换的喷嘴帽固定至所述套环。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述固定所述替换的喷嘴帽的步骤包括以下步骤：

利用至少一处点焊固定所述替换的喷嘴帽。

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