[发明专利]旋风分离器装置用膨胀节

说明书

技术领域

本发明属于石化膨胀节补偿技术领域，具体是涉及一种旋风分离器装置用膨胀节。

背景技术

FCC炼油催化裂化装置再生器出来的烟气中含有较多的细小催化剂颗粒，其平均直径约15微米，在使用烟机回收能量时，为了降低烟气中固体微颗粒对烟机叶片的冲蚀、磨损，保证烟机长周期安全运行，目前多使用三级旋风分离器分离出烟气中的催化剂微粒，使烟气中粒径大于10微米的催化剂颗粒含量小于3%，烟气中催化剂粉尘含量小于100毫克/标立；经三级旋风分离器分离后的烟气进烟气轮机膨胀做工回收能量，因此三级旋风分离器是FCC炼油催化裂化装置能量回收系统的关键设备之一，其性能的优劣和设计制造质量的好坏，直接影响烟机的使用效率和寿命，并对企业的经济效益产生直接影响。

图1为三级旋风分离器的结构简图，壳体内壁有100~120mm的隔热耐磨衬里，因此壳体可按冷壁容器（壁温＜200℃）来设计，但是高温的内件与壳体之间的热膨胀差、高速气流引起的冲击振动、级旋风分离器内部隔板的变形以及安装误差等需要由安装在中心进气管上的膨胀节来补偿。近几年由于重油催化裂化的发展再生反应温度提高，由过去馏分油催化裂化640~660℃增高到700~720℃，甚至更高，因此，引起隔板等内件的高温强度降低、应力增大，加上烟气以25m/s左右的进气速度进行高速冲击，致使隔板等内件变形严重、拉裂中心烟气入口管的膨胀节，造成三旋分离效率严重下降，影响烟机的安全运行。

常规的用于旋风分离器内部的膨胀节结构型式见图2，该膨胀节为单式轴向型，由出口端管9、进口端管1、波纹管4和导流筒12组成，主要用来吸收轴向位移；所述波纹管为一组，波纹管的两端分别与出口端管9、进口端管1连接；所述的导流筒12位于波纹管内，且导流筒与波纹管之间具有间隙；导流筒的一端通过衬里挡环13与进口端管1连接，另一端为悬臂结构，位于出口端管9内；在膨胀节的外部设置可拆卸保护罩6，防止外部介质直接冲蚀波纹管，起到保护波纹管作用；上述结构膨胀节失效的类型为：一是在高温、高应力作用下，波纹管因变形过大，产生开裂；虽然波纹管内外部的压力差很小，但是由于其内外部不连通，设计时需要按照单侧压力设计，因此为保证高温和单侧较高的设计压力，波纹管的壁厚较厚才能满足强度需要，因此其工作刚度较大，在压力作用下，膨胀节对两端的连接设备作用力（作用力为压力作用在膨胀节波纹管上产生的压力推力和膨胀节补偿位移引起的弹性反力之和，且主要为膨胀节补偿位移引起的弹性反力）也大；同时因波纹管只有一组，其主要补偿轴向位移，补偿横向位移的能力有限（横向刚度大），如果要补偿较大的横向位移，会对设备产生很大的作用力；二是高速流动的烟气遇到膨胀节的导流筒，流速发生变化，另外导流筒的悬臂端受气流冲刷，会引发高频振动，加之烟气介质的腐蚀，容易引起导流筒与出口端管的连接焊缝产生开裂，严重情况下甚至会引起导流筒脱落，失去对波纹管的保护作用。因此上述膨胀节的结构，会影响设备及其自身的长周期安全运行。

发明内容

本发明的目的是提出一种旋风分离器装置用膨胀节，使其能解决背景技术中的技术难题，确保膨胀节及设备的长周期安全运行。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种旋风分离器装置用膨胀节，所述的膨胀节包括有出口端管、进口端管和波纹管；起导流作用的所述进口端管的一端与设备相接且起导流作用，所述进口端管的内径与所接设备的内径相同，起导流作用的所述进口端管的另一端位于出口端管内，使烟气可以平稳的通过膨胀节，避免高速烟气对起导流作用的进口端管的冲击；所述的波纹管设置在起导流作用的进口端管外侧，其两端分别设置有支撑环板Ⅰ和支撑环板Ⅱ；所述的支撑环板Ⅰ套置在所述的起导流作用的进口端管上，并与所述的出口端管连接；所述的支撑环板Ⅰ与所述的进口端管之间具有间隙，使气体压力可以进入，同时支撑环板Ⅰ与起导流作用的进口端管能够实现相对位移，即实现位移补偿功能；所述的支撑环板Ⅱ套置在所述的起导流作用的进口端管上并与进口端管焊接连接；所述支撑环板Ⅱ上具有多个透气孔，使波纹管的内部压力与外部压力相连通，降低波纹管的设计压力和工作压力。

所述起导流作用的进口端管和出口端管的内壁均具有耐磨衬里 。

所述的波纹管为两组，两组所述的波纹管通过中间接管连为一体，增大了波纹管的轴向位移补偿能力、横向位移补偿能力和角向位移补偿能力。

所述的膨胀节设置有可拆卸保护罩；所述的可拆卸保护罩位于波纹管的外侧，所述的可拆卸保护罩与出口端管连接。

支撑环板Ⅱ上所述透气孔的直径小于烟气中粉尘颗粒的直径。