610所水力除焦设备介绍.ppt
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1、延迟焦化装置水力除焦程控系统及成套设备技术应用介绍Hydraulic Decoking Program-Control System And a Complete Set of Equipment,中国航宇救生装备公司襄樊石化环保设备有限公司(610所)China Aviation Life-Support Research Institute 2007年1月,中国航宇救生装备公司襄樊石化环保设备有限公司,简 介,中国航宇救生装备公司(原中国航空工业总公司第六一零研究所),是我国唯一从事航空救生装备的研究、设计、制造和试验的军工单位。我所技术和制造力量雄厚,具备先进的计算机辅助设计手段,拥有各
2、种大型加工及精密测试的自动化设备。襄樊石化环保设备有限公司是中国航宇救生装备公司控股子公司,专门从事石化环保设备研制和开发。我公司具有一整套严密的质量保证体系,已通过GB/T19001-2000(idt ISO9001)质量体系认证。具有一支高素质的设计、制造与现场服务队伍。,“八五”期间,我公司与中石化洛阳石化工程建设公司、北京石化工程建设公司共同承担了国家重点科技攻关项目新型水力除焦程序控制系统及成套设备技术开发,1992年先后在玉门炼油厂、克拉玛依炼油厂投入工业化试验,经过四年的工业考核和改进完善,1996年在胜利炼油厂通过省部级鉴定及国家验收,该项目获中石化97年度科技进步一等奖。20
3、06年我公司与北京石化工程建设公司共同研制开发的自动顶盖机通过中石化科技部技术鉴定。2000年来,在沧州、石家庄、高桥、金陵、广州、济南、武汉、长岭、胜利、苏丹、吉化、辽化、锦西、锦州、辽河、抚顺、茂名、大港、乌石化、独山子、克拉玛依、镇海、塔化、兰州、燕山、九江等多家炼油厂,以及山东、河北、东北、广东等地方和民营炼油厂广泛使用。目前我公司已交付使用程控系统50余套,除焦控制阀50余台,其它水力除焦设备近800台/套,使用性能良好,市场占有率80%以上,产品技术成熟,服务及时,获得了用户广泛的好评。,一、延迟焦化装置与水力除焦工艺设备 Delayed coking device and Hyd
4、raulic decoking system,自1930年8月世界上第一套延迟焦化装置在美国怀亭炼厂投产以来,历经70多年的发展。据美国SAF Pacific咨询公司预测,今后十年世界延迟焦化装置的总加工能力仍将按30%的速度继续增长。国内外延迟焦化装置的工程设计趋向于一体化、大型化和智能化。目前国内设计单塔最大直径为9米6(中海油420万吨/年)。延迟焦化装置设备、机械等方面的大型化工程设计将节约投资、占地面积和操作费用,提高炼油厂的综合经济效益 智能化设计使焦化装置的DCS实现实时连续化控制(APC),建立了一套优化动态过程模型,,延迟焦化装置结构,三炉六塔(抚顺二厂),一炉两塔(沧州炼油
5、厂),1 有井架延迟焦化装置,Delayed coking device with derrick,一炉两塔(辽河石化炼油厂),一炉两塔(济南炼油厂),美国炼厂焦化装置 Delayed coking device of USA,2 无井架焦化装置,胜利炼油厂无井架装置,长岭炼油厂,南京金陵炼油厂,Delayed coking device without derrick,除焦高压水参数,高压水压力据介绍,焦炭塔每米直径,需要水压2.72MPa。高压水流量在给定的压力下,冲击力和流量成正比,根据美国Pacific公司的统计数字,高压水流量,在焦炭塔直径56.5m时,约为170m3/h。直径更大的
6、焦炭塔,切焦高压水流量增加并不明显,直径77.5m时,为180190m3/h。目前国内自行设计的大塔直径为8.4-9.6米,除焦水压力为28-31.5MPa,除焦流量为280m3/h左右。,水力除焦主要工艺设备Main decoking technological equipment,高压水泵(Jet pump)泵出口阀(Pump isolation valve)塔口阀(Drum isolation valve)除焦控制阀(Decoking valve)高位水箱(Water tank)除焦高压胶管(High-pressure rubber pipe)风动水龙头(Pneumatic water
7、tap)水涡轮(hydraulic turbine decelerator)钻杆(Drill stem)钻机绞车(Rig winch)切焦器(Decoker)底盖装卸机(Drum bottom cover loader),2、近年来延迟焦化装置水力除焦 技术及设备发展,水力除焦系统设备的技术要求不断提高,提高工效 缩短切焦时间 保证除焦过程安全 自动化程度高 降低除焦成本 满足除焦工况要求 减少辅助人员 操作简单 安装维修方便 环境清洁,水力除焦设备及其配置不断完善,水力除焦程控系统硬件、软件全部采用国际最新技术平台,系统可靠性、安全性大大提高,已完全取代进口系统;,适用于高压力大流量的国产高
8、压水泵、除焦控制阀、高压隔断阀设计生产技术不断改进,在国内新增装置中广泛应用;自动切换切焦器技术完全成熟,已成为标准配置;切焦钻杆普遍采用7”外径,12.6519壁厚,G105/P110钢级,内接外焊整体钻杆,刚强度大大提高;,风动水龙头负荷能力、驱动功率加大,双鹤颈管平衡进水结构效果较好,填料密封结构可靠性、寿命增加;,钻机绞车采用变频调速,双抱闸刹车及张紧器联锁技术,切焦操作更加稳定可靠;新型水涡轮减速机等新设备的研制成功,是水力除焦技术的重大改进,应用日益广泛;其他多种类型的设备也被列入研发或预研课题,必将促进水力除焦技术不断发展。,水力除焦设备配套总成要求不断提高,水力除焦设备系统已从
9、简单操作逐步发展到联合控制,自动化程度越来越高,对系统设备安装、使用提出了新的要求;随着装置大型化发展,水力除焦系统压力、流量相应大大提高,操作安全性和系统可靠性要求得到普遍重视;装置周期循环的特点,要求水力除焦系统设备故障处理和维护时间不断缩短;售后服务集成化要求越来越高;水力除焦设备标准化已逐步开展,水力除焦设备配套总成必须适应标准化发展要求。,水 力 除 焦 成 套 产 品,襄樊石化环保设备有限公司,SCK-212SI型水力除焦控制系统布置,除焦控制阀,高压胶管,塔底盖装卸机,风动水龙头,钻杆,外循环水涡轮减速机,自动切换切焦器,钢丝绳张紧器,水力除焦程序控制系统,导向滑轮,钻机绞车,塔
10、口扶正系统,固定滑轮组(天车),游动滑轮组,检修小车,除焦设备布置图,除焦控制阀decoking control valve,国外各类除焦控制阀,我公司研制的各类除焦控制阀,设计压力 25-42MPa 强度试验压力37-63MPa 密封试验压力25-42MPa 工作流量:150-300m3/h,结构特点 Characteristics of design,该阀由气缸驱动,阀体包括由15级孔板组成的旁通回路及9级孔板组成的予充回路。,执行机构控制采用阀位开关与电磁阀组合或阀门定位器4-20mA控制,设计特点,1、核心部件采用耐酸碱不锈钢并采用镀铬、喷瓷等表面处理技术,使用寿命长;2、气缸及阀芯采
11、用耐水解组合密封,提高了密封性能;3、阀芯和套筒之间采用变缝隙节流与迷宫密封技术,管路压力、流量改变不会采用水冲击波,避免管线震动,完全适用于高压力、大流量水力除焦系统。,4、在孔板的计算上对数学模型进行了修正,采用Fluent计算降压孔板流量和压力,经验证完全可保证高压水泵在正常工作区间运行,延长高压泵组使用寿命。5、壳体采取整体锻件(镶嵌不锈钢套)提高了整体强度;,新型除焦控制阀,除焦控制阀业绩,除焦控制阀业绩,除焦控制阀业绩,新型水涡轮,我公司研制的有井架水力除焦用水涡轮减速机,主要利用全压全流量切焦水驱动水涡轮使钻具转动,在水力除焦新设备中独具特点,目前在国内外水力除焦装置中已有60多
12、台水涡轮使用。,技术特点:,采用全压全流涡轮驱动摆线针轮减速机,技术成熟,设计压力损失小(0.1-0.2),减速比大,噪音小,运行平稳。适用除焦水压力范围宽,实践证明驱动力矩大,不易堵转(特别是钻孔时)。出水采用外循环方式,减速机内部不过水,有效防止减速机过水腐蚀,通过专用润滑设计提高减速机使用寿命。采用高压高速机械密封设计制造技术(目前已与川密合作),水涡轮各单元密封可靠,设计免维护使用周期1年以上。制造装配精度要求高,启动停车平稳,运行速度稳定.,技术参数,设计压力:25Mpa,32MPa 流量范围:160300m3/h高速轴转数:10701673r/min低速轴转数:13.319.2r/
13、min 最大输出扭矩:6000Nm 适用介质:除焦水 压力损失:0.2Mpa 最大输出功率:6kW外形尺寸:1350X524mm,新型水涡轮业绩,新型水涡轮业绩,电动塔底盖装卸机,内外保护筒选用=16-20mm的钢板滚制而成,解决了使用中严重的变形问题,带下保护筒;油压系统采用6.3MPa(可调),自动双向驱动,运行更可靠,油路的密封材料采用新材料,并采取组合密封方式,确保无泄露;设置自动液压卡轨器,保证除焦时机身稳定;电气控制系统既可就地操作也可遥控操作。,14,塔 底 盖 装 卸 机 侧 视 图,下保护筒,同步阀,无翼板油缸,不锈钢油箱,不锈钢保护罩,75mm活塞,15,液压 系 统 示
14、意 图,起重柱塞 起重量:5000kg 最大行程:360mm 风动扳手旋转臂 半径:785 mm 升降高度 120mm行车机构 轨距:3300mm 行车速度:10.26m/min 制动力矩 200Nm 行车电机:YB132M6 4kW 电机防爆等级dBT4保护筒 上保护筒行程:700mm 升降速度:0.03m/s,自动底盖机研发,电动塔底盖装卸机业绩,电动塔底盖装卸机业绩,钻机绞车,钻机绞车,采用11-22KW电机驱动,卷扬能力高,负荷快绳拉力27000-44000N;容绳量:250-450m;可满足各种焦碳塔水力除焦设备工况要求。蜗轮蜗杆减速机设计主要受力零件设计安全系数大于3,调整蜗轮蜗杆
15、减速机自锁角确保停车可靠。铜蜗轮采用离心浇铸,提高使用寿命。,单/双液压推杆制动器采用断电抱闸制动方式,提高系统的安全性。配套有钢丝绳布置器,钢丝绳缠绕在卷筒上排列整齐,技术性能电机 功率:11-22kW 同步转速:1500r/min 安装形式:B3 电压:380V 进线方式:防爆等级:dBT4 蜗轮减速器速比1:62卷筒线速度0-23.7m/min 卷筒转速0-23.6r/min钻杆升降速度;0-3.4m/min,液压推杆制动器:制动力矩:180315Nm 控制方式:断电时抱 进线方式:Y 电压:380V 功率:200W卷扬能力:24000-44000N卷扬容绳量:250-450m钢丝绳规格
16、:17.5-19.5,新型张紧器,钻机绞车业绩,钻机绞车业绩,自动切换切焦器,切焦关键-射流质量,在确定的高压水压力和流量下,从切割器喷嘴出来的射流质量(轴心动压力和总打击力的大小及分布规律)是影响效率及除焦速度的关键,由于高压水在进入喷嘴前受结构尺寸的影响,不可能有足够的直管段,通常在喷嘴前增加各种型式的稳流器是保证射流质量的重要措施。美国Pacific公司采用的一种锥形蜂窝状稳流器见示意图。从制造上要求上喷嘴的同心度,椭圆度、光洁度、尺寸误差等也是影响射流质量的重要因素。,各种类型的自动切换切焦器,设计压力:16-32MPa 工作流量:150-300m3/h 强度试验压力:45MPa 密封
17、试验压力:20-32MPa 切换压力:7MPa 回零压力 0.5MPa喷嘴:喷嘴形式:流线型 钻孔喷嘴数量:4 切焦喷嘴数量:4 喷嘴孔径:根据泵流量特性曲线和除焦阀预充压力计算确定,设计压力:16-32MPa 工作流量:150-300m3/h 强度试验压力:45MPa 密封试验压力:20-32MPa 切换压力:7MPa 回零压力 0.5MPa喷嘴:喷嘴形式:流线型 钻孔喷嘴数量:4 切焦喷嘴数量:2 喷嘴孔径:根据泵流量特性曲线和除焦阀预充压力计算确定,技术设计,1、切焦器组合了钻孔和切焦喷嘴,采用4喷嘴钻孔,2喷嘴切焦,一个液动活塞及换向阀,利用切焦高压水压力变化进行切换;2、对心设置的5
18、喷嘴切焦,形成2条契形夹角的螺旋切割线,满足焦碳的安息角要求,切焦中形成契形块状焦可以自重下落,实现真正意义上的切焦工作,而不是QJQZ-VI切焦器的“击焦”。并能有效的防止塌方出现的可能。3、井字型整流器可换,采用150mm的整流长度,可以保证切焦喷嘴的有效射程大于10m,使射流质量(喷嘴轴心动压分布和总打击压力)最佳.,对心设置的5喷嘴切焦,形成2条契形夹角的螺旋切割线,满足焦碳的安息角要求,切焦中形成契形块状焦可以自重下落,,4、采用流线型(等变速)喷嘴,喷嘴内表面粗糙度Ra0.2um。喷嘴安装基准面整体加工,不存在焊接变形,可控制喷嘴工作时的偏心距小于0.08mm。5、换向阀采用过滤与
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