[實用新型]一種用于壓力管道結(jié)晶物流動沉積的溫度監(jiān)測裝置

有效

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• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN205080080U
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 竇成祥;金浩哲;陳小平
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01K7/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本實用新型涉及管道或管束類設備易結(jié)晶組分流動沉積的在線監(jiān)測，具體地說是涉及一種用于壓力管道結(jié)晶物流動沉積的溫度監(jiān)測裝置。

背景技術

我國是世界上最大的原油進口國，也是劣質(zhì)原油加工的主要加工國。鑒于高硫、高氮、高酸、含氯等腐蝕性劣質(zhì)原油加工難度大、采購成本低，是我國石化企業(yè)追求盈利而煉制的常態(tài)油種。上世紀九十年代至今，我國石化工業(yè)在經(jīng)歷設備國產(chǎn)化、裝置大型化、原油劣質(zhì)化、工況苛刻化的發(fā)展過程中，加氫反應流出物空冷器管束及相聯(lián)管道普遍出現(xiàn)易結(jié)晶組分的流動沉積堵塞、沖蝕爆管等非計劃停工事故，釀成了多起火災、爆炸等安全事故，損失非常慘重。

加氫反應流出物空冷器管束及管道/管束類設備的失效問題由來已久，其中易結(jié)晶組分的流動沉積堵塞、堵塞后的垢下腐蝕穿孔、局部堵塞后的沖蝕減薄爆管是引發(fā)管道或管束類設備失效的三種主要形式。其中，首當其沖的原因則是易結(jié)晶組分的流動沉積問題。以加氫反應流出物空冷器為例，由于劣質(zhì)原料油中的N、S、Cl雜質(zhì)含量高，經(jīng)加氫(H₂)反應生成NH₃、HCl和H₂S，冷卻過程中進一步反應生成NH₄Cl和NH₄HS。隨著反應流出物的冷卻，氣相中的NH₄Cl和NH₄HS會直接從氣相冷凝成固相，形成結(jié)晶沉積并堵塞管束。為防止結(jié)晶的銨鹽堵塞管束，通常在加氫反應流出物空冷器的上游注水以溶解和洗滌冷凝析出的銨鹽。盡管注水可以有效沖洗銨鹽，但銨鹽吸濕溶解形成腐蝕性強的水溶液。若管束內(nèi)流速偏低則引起垢下腐蝕，反之則表現(xiàn)為穿孔。為了對銨鹽的結(jié)晶沉積問題進行針對性預測和防控，API932-A/B中將易結(jié)晶的組分NH₃、HCl、H₂S視為理想氣體進行簡化，以此獲得的結(jié)晶溫度誤差很大，嚴重影響管束類設備銨鹽等結(jié)晶產(chǎn)物的沖洗位置選擇、注水量設定等工藝防護策略的制定，以致許多石化設備，例如高壓換熱器、空冷器及管道盡管設置了連續(xù)注水點或間歇注水點進行沖刷或洗滌銨鹽，但仍然出現(xiàn)了銨鹽堵塞管束或管道的現(xiàn)象，造成管束與管箱管板連接處開裂、管束彎曲變形等失效問題，設備的運行風險極大。近十年來的多次調(diào)研發(fā)現(xiàn)：許多煉油企業(yè)的銨鹽結(jié)晶工藝注水沖洗系統(tǒng)千差萬別，既存在單點注水的工藝，又有多點注水的情況，注水量方面基本上是滿足API932-A/B中關于注水量液態(tài)相分率大于25％的要求，但管束/管道類設備仍然出現(xiàn)了銨鹽結(jié)晶及堵塞變形問題。其原因在于，盡管工藝注水點的位置液態(tài)水相分率是大于25％的，但是油、氣、水多相流在管道系統(tǒng)中流動時又會因密度差、結(jié)構(gòu)突變造成管道內(nèi)部的流場不均勻，特別是某一位置液態(tài)水量不足導致銨鹽越積越多，直至堵塞。當并聯(lián)的管束或管道堵塞的根數(shù)越來越多時，未堵塞的管道流速偏高造成薄壁管道的多相流沖蝕穿孔問題。

實用新型內(nèi)容

為準確把握管道系統(tǒng)內(nèi)易結(jié)晶組分的結(jié)晶及流動沉積規(guī)律，本實用新型目的在于提供一種用于壓力管道結(jié)晶物流動沉積的溫度監(jiān)測裝置，滿足兩個方面的功能，一是通過溫度場的測試定性的判斷管道/管束內(nèi)是否出現(xiàn)了易結(jié)晶組分的結(jié)晶沉積，進行風險識別；二是結(jié)合熱電偶溫度場的監(jiān)測結(jié)果，通過注水點、注水量的調(diào)節(jié)消除銨鹽結(jié)晶沉積堵塞管道的風險。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

本實用新型是沿壓力管道外側(cè)周向同一圓周上均布有四個堆焊層，每個堆焊層的外表面上均焊有熱電阻，每個熱電阻分別引出兩根熱電偶接線連接各自的熱電偶；四只堆焊層的外表面分別與正方形連接架的各自邊框平行，四個熱電偶分別穿過各自正方形連接架的邊框與各自熱電阻外表面垂直連接；正方形連接架四個邊框的側(cè)面均焊有緊固支撐塊，每根緊固支撐桿的一端分別穿過緊固支撐塊中心孔后，支撐在壓力管道外側(cè)，緊固支撐桿的另一端緊固在緊固支撐塊上。

四只熱電偶分別穿過各自正方形連接架的邊框，再穿過包覆在壓力管道外側(cè)的保溫層與各自熱電阻外表面垂直連接；所述每根緊固支撐桿的一端分別穿過緊固支撐塊中心孔后，支撐在壓力管道外側(cè)設置的保溫層外壁。

在焊有緊固支撐塊的正方形連接架四個邊框的另一側(cè)面均開有螺紋孔，分別通過壓緊螺釘壓緊各自的熱電偶。

本實用新型具有的有益效果是：