CN104277860B - 一种乙烯裂解炉辐射管限位架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乙烯裂解炉辐射管限位架。所述限位架设置于辐射炉管底部弯管上，由支撑板和1个或2个限位杆组成，所述支撑板截面为圆弧形，弧度与辐射炉管底部弯管的弧度一致，紧贴于辐射炉管底部弯管的内弯曲面上；一个限位杆组由一排平行于辐射室中线布置的限位杆组成，限位杆分别设置在相邻炉管间隙中及整组炉管的外侧。本发明的限位架可减小炉管的水平位移，避免炉管超温，从而延长炉管使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及裂解炉辐射管领域，更进一步说，涉及一种乙烯裂解炉辐射管限位架。
背景技术
裂解炉是乙烯装置的核心装置之一。裂解原料和水蒸气在对流段炉管内混合并被加热升温到横跨温度后，进入辐射炉管发生高温裂解反应。裂解炉辐射炉管长期在1100℃左右的温度下运行，在操作末期，其温度接近炉管材料的最高使用温度。
在高温下，炉管将产生热膨胀和高温蠕变，由于材料强度较常温状态下明显降低，任何阻碍和干扰辐射炉管热位移的外力，均将使辐射炉管产生预料之外的变形、甚至破坏。与此同时，由于制造和安装偏差、受热不均、物料流量波动等原因，运行中的辐射炉管将产生弯曲变形和震动，并引起相邻炉管间的交叉干涉，影响炉管使用寿命。
目前，辐射炉管底部限位型式主要有以下两种：
1、炉底导向杆结构。即在辐射炉管的底部焊接导向杆，并将导向杆安装于炉底钢结构开孔套管内，导向杆和套管间留有一定间隙。此种型式的辐射炉管限位的优点是：1）、炉管安装位置可通过开孔套管调整定位，安装调试容易；2）炉管在垂直方向可自由伸缩，在水平方向有一定的位移空间；3）可以避免相邻炉管弯曲变形后发生交叉干涉。此种型式的缺点是：1）、当由于制造和安装偏差、受热不均、物料流量波动等原因使得炉管的水平位移超出设计间隙时，将发生炉管与套管的卡死现象；2）、此种型式在炉底板处留有开孔，易引起辐射炉膛漏热、漏气，同时也增加了炉底衬里安装难度。
2、自由结构。即在辐射炉管底部不采用任何的限位、导向结构，仅在炉管下部到炉底之间留有足够的热位移空间。此种型式的辐射炉管限位的优点是：1）、辐射炉管在垂直和水平方向均有足够的热位移空间；2）炉底板未开孔，可避免炉膛漏热、漏气。此种型式的缺点是：1）、由于炉管底部缺乏约束，在实际操作过程中，炉管易发生晃动现象；2）、炉管底部没有任何措施控制相邻炉管的相对位置，炉管弯曲变形后彼此易发生交叉干涉，影响炉管使用寿命；3）、炉管在实际运行中易产生过大的水平位移、偏离设计安装位置，进而引起炉管距离燃烧器火焰过近等问题，影响炉管使用寿命。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种乙烯裂解炉辐射管限位架，可减小炉管的水平位移，避免炉管超温，从而延长炉管使用寿命。
本发明的目的是提供一种乙烯裂解炉辐射管限位架。
所述限位架设置于辐射炉管底部弯管上，由支撑板和1个或2个限位杆组组成，
所述支撑板截面为圆弧形，弧度与辐射炉管底部弯管的弧度一致，紧贴于辐射炉管底部弯管的内弯曲面上；
一个限位杆组由一排平行于辐射室中线布置的限位杆组成，限位杆分别设置在相邻炉管间隙中及整组炉管的外侧；限位杆和支撑板固定连接。
当限位杆组的数量为1个时，限位杆组设置于辐射炉管底部弯管最低点；
当限位杆组的数量为2个时，限位杆组对称设置于辐射炉管底部弯管最低点两侧；所述两个限位杆组的水平间距为L2，优选：50mm≤L2≤150mm。在支撑板中线处可设置两个长孔，长孔短边到支撑板边缘距离为D1，20mm≤D1≤50mm；相邻两长孔间短边间距为D2，20mm≤D2≤50mm；长孔宽度D3≤L2/2。
优选：
所述限位杆末端超出辐射炉管底部弯管尺寸为L1，10mm≤L1≤30mm；
所述限位杆与辐射炉管之间的净空为L3，3mm≤L3≤20mm。
为避免渗碳及材料性能差异引发的相关问题，所述限位架的材质与辐射炉管底部弯管的材质相同。优选制备方法相同，均为铸造。
具体可采用以下技术方案：
限位架由一个支撑板和N个限位杆组构成，其中N=1或2。
每组辐射炉管，设置一个限位架；限位架安装于辐射炉管底部弯管上，通过支撑板支撑于辐射炉管表面；
一个限位杆组由一排平行于辐射室中线布置的限位杆组成。限位杆分别设置在相邻炉管间隙中及整组炉管的外侧；
当限位架由一个支撑板和一个限位杆组构成时，限位杆组安装于辐射炉管底部弯管最低点；
当限位架由一个支撑板和两个限位杆组构成时，支撑板中线处开有两个长孔，长孔短边到支撑板边缘距离为D1，20mm≤D1≤50mm；相邻两长孔间短边间距为D2，20mm≤D2≤50mm。限位杆组对称安装于辐射炉管底部弯管最低点两侧；所述两个限位杆组位于支撑板上的安装位置间距为L2，50mm≤L2≤150mm，长孔宽度D3≤L2/2。
所述支撑板截面为圆弧形，其支撑面紧贴于辐射炉管弯曲面。
与现有的底部限位型式相比，本发明所采用的限位架具有以下优点：1）、辐射炉管可垂直自由膨胀；2）、炉管间距可以通过限位杆控制，在裂解炉运行状态下，可防止辐射盘管由于高温热膨胀和高温蠕变而产生的热态变形引起各管程间的相互碰撞，避免炉管间发生交叉干涉；3）、在自由悬垂的炉管底部添加约束，可避免裂解炉运行中炉管发生震动；4）、炉底板未开孔，可避免炉膛漏热、漏气。有利于维持炉膛温度、压力、氧含量的相对稳定；5）、可减小炉管的水平位移，避免炉管超温，从而延长炉管使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例1限位架示意图；
图2为图1的A-A方向视图；
图3为本发明实施例2限位架示意图；
图4为图3的B-B方向视图；
图5为图2、图4的C-C方向视图；
附图标记说明：1－限位架；1-1－支撑板；1-2－限位杆组；1-2-1－限位杆；2－辐射炉管；3－辐射室中线
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例1
如图1，图2，图5所示，一种乙烯裂解炉辐射管限位架。所述限位架1设置于辐射炉管2底部弯管上，由1个支撑板1-1和1个限位杆组1-2组成，限位杆组1-2设置于辐射炉管底部弯管最低点；
所述支撑板1-1截面为圆弧形，弧度与辐射炉管2底部弯管的弧度一致，紧贴于辐射炉管2底部弯管的内弯曲面上；
限位杆组1-2由一排平行于辐射室中线布置的限位杆1-2-1组成，限位杆1-2-1分别设置在相邻炉管间隙中及整组炉管的外侧；
限位杆1-2-1末端长出辐射炉管2底部弯管尺寸为L1=10mm，限位杆1-2-1与相邻辐射炉管2之间的净空为L3=5mm。
实施例2
如图3，图4，图5所示，一种乙烯裂解炉辐射管限位架。所述限位架1设置于辐射炉管2底部弯管上，由一个支撑板1-1和两个限位杆组1-2组成，两个限位杆组1-2均平行于辐射室中线3，两个限位杆组1-2对称安装于辐射炉管2的最低点两侧。一个限位杆组1-2由一排平行于辐射室中线布置的限位杆1-2-1组成，限位杆1-2-1分别设置在相邻炉管间隙中及整组炉管的外侧。
所述支撑板1-1截面为圆弧形，弧度与辐射炉管2底部弯管的弧度一致，紧贴于辐射炉管2底部弯管的内弯曲面上；
支撑板1-1中线处开有两个长孔，长孔短边到支撑板边缘距离为D1=40mm；相邻两长孔间短边间距为D2=40mm。限位杆1-2-1末端长出辐射炉管2底部弯管尺寸为L1=10mm，两个限位杆组1-2位于支撑板1-1上的安装位置水平间距为L2=100mm，长孔宽度D3=40mm，限位杆1-2-1与相邻辐射炉管2之间的净空为L3=5mm。
无论是一个限位杆组，还是两个限位杆组的限位架安装后，在裂解炉运行期间，均有效地避免了由于辐射盘管热态变形引起的管程间的相互干扰或碰撞，效果良好，达到了设计初期预期的目的。
Claims (5)
1.一种乙烯裂解炉辐射管限位架，其特征在于：
所述限位架设置于辐射炉管底部弯管上，由支撑板和1个或2个限位杆组组成；
所述支撑板截面为圆弧形，弧度与辐射炉管底部弯管的弧度一致，紧贴于辐射炉管底部弯管的内弯曲面上；
一个限位杆组由一排平行于辐射室中线布置的限位杆组成，限位杆分别设置在相邻炉管间隙中及整组炉管的外侧；限位杆和支撑板固定连接；
其中，当限位杆组的数量为1个时，限位杆组设置于辐射炉管底部弯管最低点；当限位杆组的数量为2个时，限位杆组对称设置于辐射炉管底部弯管最低点两侧，支撑板中线处设置有两个长孔；
限位架的材质与辐射炉管底部弯管的材质相同。
2.如权利要求1所述的乙烯裂解炉辐射管限位架，其特征在于：
当限位杆组的数量为2个时，2个限位杆组的水平间距为L2，50mm≤L2≤150mm。
3.如权利要求2所述的乙烯裂解炉辐射管限位架，其特征在于：
针对支撑板中线处设置的两个长孔，长孔短边到支撑板边缘距离为D1，20mm≤D1≤50mm；相邻两长孔间短边间距为D2，20mm≤D2≤50mm；长孔宽度D3≤L2/2。
4.如权利要求1～3之一所述的乙烯裂解炉辐射管限位架，其特征在于：
所述限位杆末端超出辐射炉管底部弯管尺寸为L1，10mm≤L1≤30mm；
所述限位杆与辐射炉管之间的净空为L3，3mm≤L3≤20mm。
5.如权利要求1所述的乙烯裂解炉辐射管限位架，其特征在于：
所述限位架与辐射炉管底部弯管均为铸造。
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