CN212960429U - 一种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置 - Google Patents

Abstract

一种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，所述的抗磨防堵节流装置由组合在一起的防沉积堵塞段和抗磨节流段组成主过流通道，并在所述的防沉积堵塞段的过流通道上设有一与该主过流通道垂直相通的冲洗置换介质入口管道；所述的防沉积堵塞段由互相承插连接的料浆入口管段和承接段组成，所述的抗磨节流段由浆料出口管段和设置在浆料出口管段导流前端内腔中内嵌的类文丘里耐磨组合管件构成，所述的浆料出口管段的前端承插在所述承接段的后段上；所述的冲洗置换介质入口管道通过插入承接段部位的下部三通接口与料浆入口管段内腔相关通构成油、煤浆专用防堵节流通道。

Description

一种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置

技术领域

本实用新型涉及一种油(煤)浆专用输送技术，尤其是一种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，属于石油及煤化工装置设计与运行安全技术领域。

背景技术

油浆和煤浆介质是石油化工和煤化工生产过程中产生的一种浆料态介质，都含有固体颗粒成分，因此在物理特性上，油、煤浆介质表现出较强的冲刷磨损性和沉淀沉积性；工业实践中，输送这两种浆料的节流系统表现为易于磨损和堵塞。

为了解决上述问题，本行业中采取了一些技术手段企望解决上述问题，这些相关的技术方案可以分为以下三种类型：

一、在某些节流降压节流的工艺过程中，采用如图4所示的配有节流孔板、采用介质回流预热的油、煤浆泵的孔板节流预热流程：从备用油(煤)浆泵A的出口阀门E之后的泵出口管道C段引出一部分高压热态浆料介质，经预热阀F1、节流孔板G、预热阀F2和预热管道H组成的预热流程，逆流到备用油(煤)浆泵A 的出口止回阀D之前，进一步逆流通过备用油、煤浆泵A和泵入口管道B，以实现热态浆料介质对流经的备用油(煤)浆泵A和泵入口管道B的预热；预热流程中，预热阀F1和预热阀F2全开，通过节流孔板G实现节流卸压。

二、也有少量区别于以上孔板节流方式，以不安装节流孔板H，而直接采用调整预热阀F2开度的“阀门节流预热”方式，如图5所示的采用调整预热阀开度的油、煤浆泵阀门节流预热流程：通过预热阀F1和预热阀F2串联，预热阀F1 全开，通过调整预热阀F2开度来实现节流卸压。在节流状态下，预热阀F2内流体通道被严重扭曲形成剧烈湍流，也使得预热阀F2的阀前管道内和阀后管道内浆料流体形成剧烈湍流，在油(煤)浆料介质中固体颗粒增强下，剧烈湍流导致预热管道H和预热阀F2被快速磨损失效，表现为预热管道H和预热阀F2使用寿命短、可靠性差。近年，在油(煤)浆泵预热流程的卸压节流上也逐步被孔板节流形式取代。

其三，如图6为采用油、煤浆泵预热孔板节流装置所形成湍流冲刷区域示意图。节流孔板G，以结构简单、低成本、易更换为特点，是当前应用最多的卸压节流形式。但因其本身结构原因，在节流孔板前的阻塞区G1和节流孔板后的滞留区G2会形成剧烈湍流，在孔板紧缩孔后形成高速喷射覆盖区G3，而浆料介质中的固体颗粒更会加剧湍流和高速冲刷所致的磨损程度，因此，在油(煤)浆节流孔板应用上，普遍存在阀门和管道磨损而导致的使用寿命短和可靠性差问题，也是生产和安全的重大隐患。

特别是在石化装置的油浆泵预热流程上，此时油浆345±5℃的工作温度已经超出油浆在空气中自燃点以上120℃，一旦油浆预热管道、阀门等磨损穿孔致油浆外漏，有自燃着火的安全隐患。

此外，目前普遍采用的油、煤浆节流装置前后的管道中，还存与流速相关的磨损和沉积这一对矛盾的问题：因浆料介质本身含有的固体颗粒，若浆料介质高速流动，夹带颗粒会增进磨损冲刷程度，若浆料流速过低流速则会出现颗粒沉积而堵塞管道预热阀的阀道。沉积和堵塞现象会直接导致该管道的阀门在需要关闭的时候无法关闭到底，危及生产和设备安全。

当前在油、煤浆节流场合，以较大流量维持较高流速，通过频繁更换节流装置磨损部件和更换易磨损的管道阀门来提高节流系统使用性和安全性；但实际生产中，往往不具备在线更换易损件的时机，浆料节流系统也成了工艺生产技术难点和安全生产的隐患点。

因此，削弱油、煤浆节流装置引起的流体湍流和冲刷磨损程度，提高油、煤浆节流装置的抗磨能力，避免油、煤浆节流装置及管道内沉积堵塞，延长使用寿命和消除安全隐患，就是油、煤浆节流装置中亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的：旨在提出一种通过结构设计，消除浆料介质在节流装置内及上下游形成剧烈湍流的条件；通过材料设计进一步增强节流装置抗磨损能力；通过专门设计的吹扫置换结构，结合油、煤浆工艺条件，通过引入其他介质吹扫和置换，解决管道沉积堵塞问题，使其具有高可靠性、安全性和广泛适应性的油、煤浆专用节流装置。

上述实用新型目的通过以下技术方案实现：

一种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，所述的抗磨防堵节流装置由组合在一起的防沉积堵塞段I和抗磨节流段II组成主过流通道，并在所述的防沉积堵塞段I的过流通道上设置一与该主过流通道垂直相通的冲洗置换介质入口管道2；所述的防沉积堵塞段I由互相承插焊接的料浆入口管段1和承接段3组成，所述的抗磨节流段II由浆料出口管段5和设置在浆料出口管段5导流前端内腔中内嵌的类文丘里耐磨组合管件构成，所述的浆料出口管段5的前端承插在所述承接段3的后段上；所述的冲洗置换介质入口管道2通过插入承接段3部位的下部三通接口与料浆入口管段1内腔相关通；由此构成油、煤浆专用防堵节流通道。

进一步地，所述的类文丘里组合管件由抗磨导入段7、抗磨导出段8以及镶嵌在抗磨导入段7和抗磨导出段8结合体上的抗磨节流喉衬6构成两端呈喇叭口的局部变径流道。

进一步地，所述的下部三通接口为一三通耐磨内衬管4。

进一步地，所述的料浆入口管段1一端设有法兰接口9，其另一端紧贴承接段3内壁插入、直接与三通耐磨内衬管4一端抵接；所述的浆料出口管段5的前端承插串套在所述承接段3的尾端上，所述承接段3尾端直接与组成类文丘里组合管的抗磨导入段7抵接，构成类文丘里组合管前端的定位结构，所述的浆料出口管段5的后端设有法兰接口9。

进一步地，所述的抗磨节流喉衬6由硬质合金材料制作。

进一步地，所述的抗磨导入段7、抗磨导出段8表面设有金属耐磨涂层10；所述的三通耐磨内衬管4内表面设有金属耐磨涂层10。

进一步地，所述的料浆入口管段1和承接段3的结合处通过环点焊连接。

进一步地，所述的承接段3和浆料出口管段5的结合处通过环点焊连接。

根据以上技术方案提出的这种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，与当前广泛应用的孔板节流技术相比较具有以下特点：

1)由于在流道的相应位置设置类文丘里结构，消除了在孔板前后形成的流体阻塞区和流体滞留区，消除了节流部位剧烈湍流导致的磨损；新装置的喉部结构设计上也优化了缩口处流体形态，减弱了浆料介质冲刷强度。

2)通过在类文丘里结构部位采用高抗磨材料和抗磨表面处理技术，从而根本性解决含有颗粒物浆料输送节流中因冲刷磨损导致节流装置寿命短和可靠性差的问题；

3)通过在管路的料浆入口段设置了冲洗置换介质入口管段，可以有效消除和降低进料浆在管道内的沉淀。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2类文丘里耐磨组合管件的结构示意图；

图3为三通耐磨内衬结构示意图；

图4为配有节流孔板、采用介质回流预热的油、煤浆工艺设备预热流程示意图；

图5为采用调整预热阀开度的油、煤浆工艺设备流程示意图；

图6为采用油、煤浆泵预热孔板节流装置所形成湍流冲刷区域示意图。

图中：

1-浆料入口管段；2-冲洗置换介质入口管段；3-承接段； 4-三通耐磨内衬；5-抗磨段承压外壳及浆料出口管段；6-抗磨节流喉衬；7- 抗磨导入段；8-抗磨导出段；9-文丘里管流道；10-金属耐磨涂层。

A-备用油(煤)浆泵；B-泵入口管道；C-泵出口管道；D-出口止回阀； E-出口阀门；F1-预热阀A；F2-预热阀B；G-节流孔板；G1-阻塞区；G2-滞流区；G3-高速喷射覆盖区；H-预热管道。

具体实施方式

本实用新型创新的核心之处在于：通过对输送管道结构性改造，通过设置在与主流道向垂直的冲洗置换介质入口段，可以不定期引入外部更高压力不含颗粒的介质对流道进行冲洗置换，清除管道沉淀和沉积；其次在冲洗置换介质进入主流道部位设置三通耐磨内衬，抵御主流道内浆料介质在三通处的湍流磨损；其三，在继续输送的流道中设置一个类文丘里结构的喉部节流组合件，以控制浆料介质流量和流体卸压；其四，采用耐磨材料制作类文丘里结构的喉部节流组合件，进一步防止流体内颗粒对关键节流部件和管道的磨损；其四，采用分段式承插互相定位结构，既能达到流体的整体输送，同时也便于制造、维护保养或更换。

以下结合说明书附图进一步阐述本实用新型，并给出本实用新型的实施例。

附图1给出了本实用新型涉及的这种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置的整体结构示意图。

所述的抗磨防堵节流装置由组合在一起的防沉积堵塞段I和抗磨节流段II 组成主过流通道，并在所述的防沉积堵塞段I的过流通道上设置一与该主过流通道垂直相通的冲洗置换介质入口管道2；所述的防沉积堵塞段I由互相承插连接的料浆入口管段1和承接段3组成，所述的抗磨节流段II由浆料出口管段5和设置在浆料出口管段5导流前端内嵌腔的类文丘里耐磨组合管件构成，所述的浆料出口管段5的前端承插在所述承接段3的后段上；所述的冲洗置换介质入口管道2通过插入承接段3部位的下部三通接口与料浆入口管段1内腔相关通构成油、煤浆专用防堵节流通道。

上述整体方案中，通过将冲洗置换介质入口管道2直接设置在承接段3部位的内腔的主流道中，不定期从冲洗置换介质入口管道2引入外部更高压力不含颗粒的冲洗置换介质，可以同时向主过流管道的料浆入口管段1方向和抗磨节流段 II方向流动，起到清除整个主流通道内颗粒物沉淀和沉积。

从说明书附图1中可以看出：所述的抗磨节流段II由浆料出口管段5和设置在浆料出口管段5导流前端内腔中内嵌的类文丘里耐磨组合管件构成。该类文丘里耐磨组合管件的设置既可节流卸压、改变通过此段管道内流体的压力、流量和流速，进一步起到防止节流所湍和颗粒磨损；同时由于该类文丘里耐磨组合管件由抗磨导入段7、抗磨导出段8以及镶嵌在抗磨导入段7和抗磨导出段8结合体上的抗磨节流喉衬6构成两端呈喇叭口的局部变径流道。

在本技术方案中该类文丘里耐磨组合管件的抗磨导入段7、抗磨导出段8的表面涂覆硬质合金耐磨涂层9，镶嵌在抗磨导入段7、抗磨导出段8之间的抗磨节流喉衬6采用硬质合金材料制作而成。

采用上述技术方案的抗磨导入段7、抗磨导出段8以及抗磨节流喉衬6构成的类文丘里耐磨组合管件，不仅起到改变流速的效果，同时也可加大抵抗流体中颗粒物对管壁的磨损。在实际应用中所述的抗磨导入段7、抗磨导出段8均可以直接采用硬质合金制作。

在本实用新型中采用的耐磨材料型号、喉部通径数据、浆料导入角度和浆料导出角度，可以结合每个应用场合的工艺条件，基于流体力学模型确认具体结构数据和材料方案。

同时图1中涉及的这种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，采用分段式承插互相定位组装结构：所述的料浆入口管段1一端设有法兰接口9，其另一端紧贴承接段3内壁插入、直接与三通耐磨内衬管4一端抵接；所述的浆料出口管段5的前端串套在所述承接段3的尾端上，所述承接段3尾端直接与组成类文丘里组合管的抗磨导入段7抵接，构成类文丘里组合管前端的定位结构，所述的浆料出口管段5的后端设有法兰接口9。

正是由于采取承插组装和外部环焊缝固定，因此对于整个装置的密封防泄漏、以及维修、更换创造了条件。

本装置的整体工作原理如下：

本节流装置工作状态，防沉积堵塞段I仅起浆料通道作用，冲洗置换介质入口管段2处于关闭状态，油(煤)浆料介质依次经过浆料入口管段1、三通耐磨内衬4、承接段3进入到抗磨节流段II的抗磨导入段7。

在节流装置停用前，从冲洗置换介质入口管段2导入高于油、煤浆介质压力、不含颗粒、不结焦的冲洗置换液体介质，对整个节流装置及上下游管道和阀门进行吹扫置换，消除沉积堵塞；对油浆应用还可消除结焦条件。

由于抗磨节流段II的节流作用，使得从冲洗置换介质入口管段2导入比油煤浆介质压力更高的冲洗置换介质会同时向浆料入口管段1和抗磨段承压外壳及浆料出口管段5的两个方向流动。向浆料入口管段1方向逆流的冲洗置换介质会对节流装置前部浆料管道进行冲洗；向浆料出口管段5方向流动的冲洗置换介质，会依次通过三通耐磨内衬4、承接段3、抗磨导入段7、抗磨喉衬6、抗磨导出段 8、抗磨段承压外壳及浆料出口管段5，以及节流装置后部管道，对沿途设备和管道冲洗置换。

经实际使用表明：

油(煤)浆专用节流装置，从结构上消除强磨损环境，从材料上增强抗磨效果，专用结构结合工艺条件解决可能的沉积堵塞问题，从而实现油(煤)浆节流装置的本质安全。

根据以上技术方案提出的这种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，不仅通过双喇叭型的引入引出角，优化了浆料介质的流体形态，消除了传统节流孔板前后的剧烈湍流，还通过抗磨材料制成的节流关键喉部组件、喇叭形耐磨涂层的引入引出内件和三通耐磨内衬，对冲刷湍流磨损部位耐磨强化，并进一步结合工艺生产条件，对沉积堵塞提出了解决方案，保障了节流装置的可用性和长寿命。使其在实际应用中尤其适用于石化的油浆系统、焦化系统和煤化工的所有浆料系统节流卸压等领域推广使用。

Claims (8)

1.一种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，其特征在于：所述的抗磨防堵节流装置由组合在一起的防沉积堵塞段(I)和抗磨节流段(II)组成主过流通道，并在所述的防沉积堵塞段(I)的过流通道上设有一与该主过流通道垂直沟通的冲洗置换介质入口管道(2)；所述的防沉积堵塞段(I)由互相承插连接的料浆入口管段(1)和承接段(3)组成，所述的抗磨节流段(II)由浆料出口管段(5)和设置在浆料出口管段(5)导流前端内嵌的类文丘里耐磨组合管件构成，所述的浆料出口管段(5)的前端承插在所述承接段(3)的后段上；所述的冲洗置换介质入口管道(2)通过插入承接段(3)部位的下部三通接口与料浆入口管段(1)内腔相连通构成油、煤浆专用防堵节流通道。

2.如权利要求1所述的一种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，其特征在于：所述的类文丘里耐磨组合管件由抗磨导入段(7)、抗磨导出段(8)以及镶嵌在抗磨导入段(7)和抗磨导出段(8)结合体上的抗磨节流喉衬(6)构成两端呈向外喇叭口的局部变径流道。

3.如权利要求1所述的一种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，其特征在于：所述的下部三通接口为一三通耐磨内衬管(4)。

4.如权利要求1所述的一种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，其特征在于：所述的料浆入口管段(1)一端设有法兰接口(9)，其另一端紧贴承接段(3)内壁插入、直接与三通耐磨内衬管(4)一端抵接；所述的浆料出口管段(5)的前端承插串套在所述承接段(3)的尾端上，所述承接段(3)尾端直接与组成类文丘里组合管的抗磨导入段(7)抵接，构成类文丘里耐磨组合管件前端的定位结构，所述的浆料出口管段(5)的后端设有法兰接口(9)。

5.如权利要求2所述的一种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，其特征在于：所述的抗磨节流喉衬(6)由硬质合金材料制作。

6.如权利要求2所述的一种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，其特征在于：所述的抗磨导入段(7)、抗磨导出段(8)的表面设有金属耐磨涂层(10)。

7.如权利要求1所述的一种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，其特征在于：所述的料浆入口管段(1)和承接段(3)的结合处通过环焊连接。

8.如权利要求1所述的一种油、煤浆专用抗磨防堵节流装置，其特征在于：所述的承接段(3)和浆料出口管段(5)的结合处通过环焊连接。

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