CN105885928A - 一种用于还原气电加热器的升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于还原气电加热器的升降装置，主要由重整反应器还原段、还原气电加热器、电加热器出口管道、升降机构、位移传感器和构架平台组成。升降机构固定安装在构架平台上，还原气电加热器支撑于升降机构上，电加热器出口管道与重整反应器还原段相连，位移传感器一端固定在构架平台上，另一端固定于电加热器出口管道的测试点上，同时位移传感器通过控制电缆与升降机构相连。本发明的升降装置使还原气电加热器布置于重整反应器还原段附近，尽可能使电加热器出口管道简短，同时以智能随动的方式弥补了常规弹性补偿方式的不足，解决了现有技术存在的安全隐患大、设计难度大的技术问题。

Description

一种用于还原气电加热器的升降装置

技术领域

本发明涉及一种石化重整装置中使用的一种升降装置，具体地说涉及一种用于还原气电加热器的升降装置。

背景技术

长期以来在采用UOP技术和国产化技术的连续重整装置中与重整反应器还原段相连接的还原气电加热器的支撑型式及布置方案都是工程设计中的一个难点。工艺包专利商为了控制从还原气电加热器到还原段入口氢气管道的温降和压降，要求此部分管路尽可能短，一般不得超过6米。还原气电加热器采用就近布置原则，由于还原段与反应器为同轴一体式结构，因此设备整体高度较高，正常运行时向上热胀位移量比较大，同时运行工况比较复杂，只能采用让还原气电加热器与反应器上部的还原段同步升降的办法来实现管系受力合理，满足相关标准要求以达到整个系统安全运行的目的。

在工程设计中通常采用在还原气电加热器底部设置弹性支架实现同步升降的方案或是将还原气电加热器挂(悬臂支撑)在反应器上部还原段的侧面实现同步升降的方案，但是在具体的工程应用中都存在太多的局限性及重大的安全隐患。在弹性支架型式中通常采用恒力弹簧支撑，这是一种被动的位移补偿型式，只有在外力打破现有力系平衡的情况下弹簧才反映出运动的趋势，由于相关管系自身的势能远小于电加热器的势能，这种被动反应就非常困难；其次由于电加热器中电加热头和电缆线对于电加热器的重心影响很大，导致弹簧载荷的选择非常困难，在多个工程应用中出现问题，电加热器发生倾斜，并没有完全随还原段同步运动，管系应力值升高，极易发生开裂泄漏等事故，而一旦选择过大载荷的弹簧，紧急情况下又无法自动同步，必须进行人工干预，存在不可控的安全隐患。对于将还原气电加热器挂在还原段上的支撑型式，由于反应器及还原段通常采用Cr-Mo钢材料，设备运行时温度比较高，支撑处的焊缝在外力和力矩的作用下容易产生裂纹，对设备本体造成安全隐患；同时由于还原段直径比较小，而此处相关的设备管口和料位计及料位计支架比较多，设备设计难度较大。

发明内容

为了解决现有技术存在安全隐患大、设计难度大的技术问题，本发明提供了一种用于还原气电加热器的升降装置。

本发明提供的用于还原气电加热器的升降装置主要由重整反应器还原段、还原气电加热器、电加热器出口管道、升降机构、位移传感器和构架平台组成。升降机构固定安装在构架平台上，还原气电加热器支撑于升降机构上，电加热器出口管道与重整反应器还原段相连，位移传感器一端固定在构架平台上，另一端固定于电加热器出口管道的测试点上，同时位移传感器通过控制电缆与升降机构相连。

当重整反应器还原段升温热胀时，与其连接的电加热器出口管道随之发生向上的热胀位移，固定在电加热器出口管道测试点上的位移传感器将热胀位移转换为相应的电信号，通过控制电缆将电信号传递给升降机构，升降机构将电信号重新转换为位移，带动支撑在其上方的还原气电加热器与电加热器出口管道实现同步向上位移，从而保证电加热器出口管道受力合理，满足相关标准要求以达到整个系统安全运行的目的。当重整反应器还原段降温冷缩时，升降机构同样可带动支撑在其上方的还原气电加热器与电加热器出口管道实现同步向下位移。

所述的升降机构为一箱体结构，主要由箱体、微电脑控制箱、电机、减速箱、链条、传动轴、支座、转换轴、滚珠丝杠副和顶板组成；微电脑控制箱、电机、减速箱、链条、传动轴、支座和转换轴均设于箱体内，顶板设于箱体外；微电脑控制箱、电机、减速箱和支座固定安装在箱体底板上，微电脑控制箱通过电缆数据线与电机相连，电机通过联轴器与减速箱连接，减速箱通过链条与传动轴相连，传动轴和转换轴两端各设有一个伞齿轮，转换轴一端的伞齿轮与传动轴一端的伞齿轮相啮合，转换轴另一端的伞齿轮与滚珠丝杠副相连；滚珠丝杠副安装在支座上，其顶端伸至箱体外并与箱体外的顶板相连；传动轴和转换轴均通过轴承固定在支座上。

所述的滚珠丝杠副主要由丝杠、定子和转子组成，转子上安装有伞齿轮，丝杠穿过转子中心，丝杠与转子通过嵌在二者螺旋槽缝中的滚珠形成转动连接，定子与转子通过二者之间的平面轴承和止推轴承形成转动连接，定子固定在支座上，转子的伞齿轮与转换轴另一端的伞齿轮相啮合，定子和转子均设于箱体内，丝杠顶端伸至箱体外并固定安装有顶板。

所述的位移传感器主要由U型吊板、位移传感元件、螺纹拉杆和长管夹组成，所述各部件顺次连接。

所述还原气电加热器固定安装在升降机构的顶板上方。

所述升降机构通过箱体底板固定安装在构架平台上。

所述控制电缆一端连接位移传感器的位移传感元件，另一端连接升降机构的微电脑控制箱。

本发明的升降装置使还原气电加热器布置于重整反应器还原段附近，在满足设备安装检修的前提下尽可能使电加热器出口管道简短，同时以智能随动的方式弥补了常规弹性补偿方式的不足，产品结构简单，安全可靠，维护方便。适用于石油化工、热电、核电、煤气化等行业中设备间操作同步要求比较高的地方，可以积极有效地保证设备及连接管道的长周期安全稳定运行。

附图说明

图1为本发明的升降装置的结构示意图；

图2是图1中升降机构2的结构示意图；

图3是图2的左视图的结构示意图；

图4是图1中位移传感器6的结构示意图。

图中：1-构架平台，2-升降机构，3-还原气电加热器，4-电加热器出口管道，5-弹性支撑件，6-位移传感器，7-控制电缆，8-重整反应器还原段，9-重整反应器，21-箱体，22-微电脑控制箱，23-电机，24-减速箱，25-链条，26-传动轴，27-支座，28-转换轴，29-滚珠丝杠副，30-导向套，31-顶板，32-转换轴承，33-手轮，34-丝杠，35-平面轴承，36-定子，37-止推轴承，38-转子，61-U型吊板，62-位移传感元件，63-可调螺母，64-螺纹拉杆，65-吊环螺母，66-长管夹。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本发明提供的用于还原气电加热器的升降装置主要由构架平台1、升降机构2、还原气电加热器3、电加热器出口管道4、重整反应器9和位移传感器6组成，升降机构2固定安装在构架平台1上，还原气电加热器3支撑于升降机构2上，电加热器出口管道4与重整反应器还原段8相连，位移传感器6一端固定在构架平台1上，另一端固定于电加热器出口管道4的测试点上，同时位移传感器6通过控制电缆7与升降机构2相连，电加热器出口管道4通过弹性支撑件5固定安装，重整反应器9固定安装在基础上。

如图2和图3所示，所述的升降机构2为一箱体结构，主要由箱体21，微电脑控制箱22、电机23、减速箱24、链条25、传动轴26、支座27、转换轴28、滚珠丝杠副29、导向套30和顶板31组成；微电脑控制箱22、电机23、减速箱24、链条25、传动轴26、支座27和转换轴28均设于箱体21内，导向套30和顶板31设于箱体外；微电脑控制箱22、电机23、减速箱24和支座27固定安装在箱体1底板上，微电脑控制箱22通过电缆数据线与电机23相连，电机23通过联轴器与减速箱24连接，减速箱24和传动轴26上均设有链轮，链条25通过链轮将减速箱24与传动轴26相连，传动轴26和转换轴28两端各设有一个伞齿轮，转换轴28一端的伞齿轮与传动轴26一端的伞齿轮相啮合，转换轴28另一端的伞齿轮与滚珠丝杠副29相连；滚珠丝杠副29安装在支座上，其顶端伸至箱体21外并安装有顶板31；传动轴26和转换轴28均通过轴承固定安装在支座27上，支撑转换轴28的轴承为转换轴承32，传动轴26的每一端都连接有一个转换轴和一个滚珠丝杠副。

如图3所示，所述的滚珠丝杠副29主要由丝杠34、定子36和转子38组成，转子38上安装有伞齿轮，丝杠34穿过转子38的中心，丝杠34与转子38通过嵌在二者螺旋槽缝中的滚珠形成转动连接，定子36与转子38通过二者之间的平面轴承35和止推轴承37形成转动连接，定子36固定安装在支座27上，转子38的伞齿轮与转换轴28另一端的伞齿轮相啮合，丝杠34顶端伸至箱体21外并固定安装有顶板31，导向套30安装在箱体外顶板31下方，围绕在丝杠34外侧，导向套30由一系列可叠置的直径由小到大的同心套筒组成，导向套30可沿轴向伸缩；本发明的升降装置还设有手轮33，手轮33通过伞齿轮与减速箱24相连，当发生停电事故时，可通过手轮33控制升降机构完成升降动作。

如图4所示，所述的位移传感器6主要由U型吊板61、位移传感元件62、可调螺母63、螺纹拉杆64、吊环螺母65和长管夹66组成，上述各部件顺次连接。U型吊板61通过螺栓螺母与位移传感元件62上部相连，可调螺母63通过螺纹分别连接位移传感元件62下部和螺纹拉杆64，螺纹拉杆64下部连接吊环螺母65，吊环螺母65通过螺栓螺母连接长管夹66；位移传感器6通过U型吊板61与构架平台1相连，通过长管夹66与电加热器出口管道4上的测试点相连。

所述还原气电加热器3固定安装在升降机构2的顶板31上方。

所述升降机构2通过箱体底板固定安装在构架平台1上。

所述控制电缆7一端连接位移传感器6的位移传感元件62，另一端连接升降机构2的微电脑控制箱22。

本发明的升降装置工作方式如下：

如图1～4所示，当重整反应器9发生热胀或冷缩时，与重整反应器还原段8相连的电加热器出口管道4随之发生上下位移，该位移由安装在管道上的位移传感器6的位移传感元件62测得，并将位移信号转换为相应的电信号，同时通过控制电缆7将相应的电信号传递给升降机构2的微电脑控制箱22，微电脑控制箱22随后将电信号再转换为相应的位移信号控制电机23的正反转，电机23的转动通过减速箱24和链条25传递给传动轴26，传动轴26和转换轴28通过其相互啮合的伞齿轮将电机的转动传递给滚珠丝杠副转子38的伞齿轮，转子38随其伞齿轮的转动而转动，转子38围绕丝杠34旋转从而将电机的转动转换为丝杠34的直线运动，丝杠34的上下直线运动进一步带动顶板31上方的还原气电加热器3以及电加热器出口管道4一起做上下直线运动，从而保证还原气电加热器与电加热器出口管道实现同步上下位移，使电加热器出口管道受力合理，满足相关标准要求以达到整个系统安全运行的目的。

本发明的升降装置，根据用户的现场要求可设计生产为普通型、一般防爆型和加强防爆型。普通型应用在不要求防爆的场合；一般防爆型采用隔爆防爆方式，应用于防爆要求不高于Ex IIA级的场合；加强防爆型采用隔爆防爆和正压防爆联合防爆方式，应用于防爆要求高于Ex IIA级的场合。

本发明的升降装置可以根据用户需求通过RSS232、RSS485及CAN端口等组网，实现远程监控及数据采集等工作。

对于市电供电有可能停电的地区，可具有以下安全保障功能：

a)采用双电源供电方式，通过电源转换开关进行自动切换，确保升降装置的稳定运行。

b)供电可采用市电及蓄电池联合供电方式，遇到停电时自动由蓄电池供电。

c)在发生停电等故障时可以采用手轮模式实现升降。

Claims (7)

1.一种用于还原气电加热器的升降装置，其特征在于：主要由重整反应器还原段、还原气电加热器、电加热器出口管道、升降机构、位移传感器和构架平台组成；升降机构固定安装在构架平台上，还原气电加热器支撑于升降机构上，电加热器出口管道与重整反应器还原段相连，位移传感器一端固定在构架平台上，另一端固定于电加热器出口管道的测试点上，同时位移传感器通过控制电缆与升降机构相连。

2.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于：所述的升降机构为一箱体结构，主要由箱体、微电脑控制箱、电机、减速箱、链条、传动轴、支座、转换轴、滚珠丝杠副和顶板组成；微电脑控制箱、电机、减速箱、链条、传动轴、支座和转换轴均设于箱体内，顶板设于箱体外；微电脑控制箱、电机、减速箱和支座固定安装在箱体底板上，微电脑控制箱通过电缆数据线与电机相连，电机通过联轴器与减速箱连接，减速箱通过链条与传动轴相连，传动轴和转换轴两端各设有一个伞齿轮，转换轴一端的伞齿轮与传动轴一端的伞齿轮相啮合，转换轴另一端的伞齿轮与滚珠丝杠副相连；滚珠丝杠副安装在支座上，其顶端伸至箱体外并与箱体外的顶板相连；传动轴和转换轴均通过轴承固定在支座上。

3.根据权利要求2所述的升降装置，其特征在于：所述的滚珠丝杠副主要由丝杠、定子和转子组成，转子上安装有伞齿轮，丝杠穿过转子中心，丝杠与转子通过嵌在二者螺旋槽缝中的滚珠形成转动连接，定子与转子通过二者之间的平面轴承和止推轴承形成转动连接，定子固定在支座上，转子的伞齿轮与转换轴另一端的伞齿轮相啮合，定子和转子均设于箱体内，丝杠顶端伸至箱体外并固定安装有顶板。

4.根据权利要求2所述的升降装置，其特征在于：所述的位移传感器主要由U型吊板、位移传感元件、可调螺母、螺纹拉杆、吊环螺母和长管夹组成，各部件顺次连接。

5.根据权利要求4所述的升降装置，其特征在于：所述的控制电缆一端连接位移传感器的位移传感元件，另一端连接升降机构的微电脑控制箱。

6.根据权利要求2所述的升降装置，其特征在于：所述的还原气电加热器固定安装在升降机构的顶板上方。

7.根据权利要求3所述的升降装置，其特征在于：所述的箱体外顶板下方设有导向套，导向套围绕在丝杠外侧。