[实用新型]烟气轮机叶片结垢试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于石油化工行业中的烟气轮机叶片结垢试验装置，特别是涉及一种催化裂化烟气轮机叶片结垢试验装置。

背景技术

烟气轮机是炼油厂催化裂化装置的核心设备之一，它的主要作用是将催化剂再生烧焦过程中产生的高温烟气的压力能和温度能转化为机械能，对外做功，回收能量、降低装置能耗。它对催化裂化装置乃至整个炼油厂的经济效益都有着举足轻重的作用。近年来，随着加工原料油质量的不断变差，以及具有特殊功能的催化剂和助剂的应用，许多炼油厂催化裂化装置的烟气轮机都发生了不同程度的结垢现象，烟气轮机的非计划停工次数大大增加，安全平稳运行周期大大缩短，节能效果大打折扣，甚至引发事故。

烟气轮机结垢的原因和机理很多，主要有以下几点：①烟气中大量催化剂粉尘的存在为烟气轮机的结垢提供了物质基础；②烟气中含有硫、磷等元素，形成的硫和磷的化合物如H₂SO₄、CaSO_x、P₂O₅等均能起到粘结剂的作用；③催化剂中含有钠、钾、钙、钒等的化合物，易形成低熔点共晶体，在高温下也起到了粘结剂的作用；④烟气轮机中大量冷却蒸汽的存在；⑤经过三级旋风分离器之后的高温烟气中的催化剂粉尘极为细小，存在静电吸附作用。目前没有条件验证哪些是主要原因，哪些是次要原因，只能认为进入烟气轮机的高温烟气在上面几个因素的共同作用之下，催化剂粉尘在烟气轮机的通流部分发生沉积，特别是动叶上的沉积，不均匀的脱落导致机组振动值增大，引发非计划停工，严重的造成叶片断裂。经常发生结垢的部位有：动叶片、静叶片、围带、轮盘等部位。

烟气轮机结垢原因非常复杂，因此有必要开发建立相应的烟气轮机叶片结垢试验装置，考察某个原因的单独影响和某些原因的共同影响，有针对性的提出解决方法。

CN201010101734.0提供了一种烟气轮机用阻垢剂组合物，该阻垢剂是由氧化物、氢氧化物、碳酸盐、铵盐的一种或几种混合配制而成。阻垢剂的加入量为烟气中粉尘含量的1～20％，这样会增加烟气中的粉尘含量，加剧烟机叶片的磨损。该专利公开的评价装置流程图中没有模拟烟机的详细介绍。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种烟气轮机叶片结垢试验装置，利用该装置可以进行催化裂化烟气轮机叶片结垢原因的探索研究试验，为解决烟气轮机叶片结垢问题提供试验依据。

本实用新型提供一种烟气轮机叶片结垢试验装置，其特征在于：该装置包括空气预热器、催化剂储罐、三氧化硫发生器、蒸汽发生器、混合预热器、反应器和沉降器，空气管线一方面通过第I阀门和第II阀门与空气预热器连接，另一方面通过第I阀门和第VI阀门与催化剂储罐连接，二氧化硫管线通过第III阀门与三氧化硫发生器连接，氧气管线通过第IV阀门与三氧化硫发生器连接，蒸馏水管线通过泵和第V阀门与蒸汽发生器连接，蒸汽发生器进一步与反应器连接，催化剂储罐进一步通过透明计量器与混合预热器连接，空气预热器和三氧化硫发生器均进一步与混合预热器连接，混合预热器进一步与反应器连接，反应器进一步与沉降器连接。

本实用新型进一步技术特征在于：所述的空气预热器的长度一般为0.5-3米，由内直径为30-60毫米的不锈钢管构成，三氧化硫发生器的长度一般为0.5-2米，由内直径为4-20毫米的不锈钢管构成，混合预热热器的长度一般为0.5-2米，由内直径为30-60毫米的不锈钢管构成，蒸汽发生器的长度一般为0.5-1米，由内直径为4-20毫米的不锈钢管构成，反应器的长度一般为0.5-1.5米，由内直径为30-80毫米的不锈钢管构成。

本实用新型进一步技术特征在于：所述空气预热器、三氧化硫发生器、蒸汽发生器、混合预热器和反应器均可设电加热装置。

所述空气预热器用于预热空气，三氧化硫发生器用于二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，蒸汽发生器用于产生蒸汽，催化剂储罐用于存储催化剂，混合预热器用于预热空气、三氧化硫和催化剂的混合物流，反应器用于结垢反应。

空气经过空气预热器到达混合预热器中，催化剂储罐内的催化剂在空气的作用下流化，催化剂通过空气输送到混合预热器中，二氧化硫和氧气在三氧化硫发生器中反应生成三氧化硫，生成的三氧化硫和部分没反应的二氧化硫、氧气一起进入混合预热器，空气、催化剂、三氧化硫、少量没反应的二氧化硫和氧气组成的混合物流在混合预热器中预热后进入反应器，蒸馏水通过泵进入蒸汽发生器，产生的蒸汽直接进入反应器内，反应后的物流进入沉降器，大部分催化剂沉降下来，气体夹带少部分催化剂高空排放。