大型反应器内多点柔性热电偶的安装方法

文档序号:779470 发布日期:2021-04-09 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 大型反应器内多点柔性热电偶的安装方法 (Method for installing multipoint flexible thermocouple in large-scale reactor ) 是由 赵俊 马俊恒 闫俊峰 王雷勇 贾滢 于 2020-12-07 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种大型反应器内多点柔性热电偶的安装方法,首先将热电偶与临时法兰支架连接,热电偶从反应器底部的床层开始自下而上依次安装;吊装热电偶,将热电偶本体法兰与反应器温度口法兰连接。反应器上部床层内热电偶的测温元件在反应器内壁进口处分散开并斜拉至第一型号热电偶支架的立板上并用螺栓压片固定,再将测温元件沿第一测温元件固定支架敷设至测温点处;反应器底部床层热电偶的测温元件在反应器内壁进口处分散开并固定,将测温元件沿环形支架和十字支架敷设至各测温点处,并用螺栓将测温元件固定在第二测温元件固定支架;热电偶本体接线箱和压力表的安装。本发明采用多层、多点安装柔性热电偶、具有测量范围广及稳定可靠性的特点。(The invention relates to a method for installing a multi-point flexible thermocouple in a large-scale reactor, which comprises the following steps of firstly connecting the thermocouple with a temporary flange bracket, and sequentially installing the thermocouples from bottom to top from a bed layer at the bottom of the reactor; and hoisting the thermocouple, and connecting the thermocouple body flange with the reactor temperature port flange. Temperature measuring elements of a thermocouple in a bed layer on the upper part of the reactor are dispersed at an inlet of the inner wall of the reactor, are obliquely pulled to a vertical plate of a thermocouple bracket of a first model and are fixed by a bolt pressing sheet, and then are laid to a temperature measuring point along a first temperature measuring element fixing bracket; temperature measuring elements of a bed layer thermocouple at the bottom of the reactor are dispersed and fixed at an inlet of the inner wall of the reactor, the temperature measuring elements are laid to each temperature measuring point along the annular support and the cross-shaped support, and the temperature measuring elements are fixed on a second temperature measuring element fixing support by bolts; and (4) installing a thermocouple body junction box and a pressure gauge. The invention adopts multi-layer and multi-point installation of flexible thermocouples and has the characteristics of wide measurement range, stability and reliability.)

大型反应器内多点柔性热电偶的安装方法

技术领域

本发明涉及热电偶的安装方法,具体而言,是一种大型反应器内多点柔性热电偶的安装方法。

背景技术

石油裂化工艺中的塔类设备测温热电偶的铠装护套基本上是刚性的铠装护套直管热电偶,在一根热电偶内可以是一个或多个测点。但是,针对多点柔性热电偶的安装方法,现有技术中还未见报道。多点柔性热电偶(简称热电偶)可以弯曲,可将热电偶的探头根据工艺需求安装在反应器床层的各测温点处,准确实时的测量催化剂的温度。以恒逸(文莱)PMB石油化工项目220万吨/年加氢裂化装置的电仪安装工程为例,该工程是由中化二建集团电仪安装工程有限公司负责安装,装置内2台主要设备加氢裂化反应器和加氢精制反应器的催化剂床层的温度测温点均采用多点柔性热电偶测量其反应温度,现有的热电偶安装方式不适用于该工程施工,有必要对施工工艺进一步改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大型反应器内多点柔性热电偶的安装方法,从而至少提高现场施工的效率。

为解决以上技术问题,本发明采用的技术方案是:

一种大型反应器内多点柔性热电偶的安装方法,包括:

步骤一,热电偶与临时法兰支架的连接;

临时法兰支架包括与热电偶本体法兰匹配的临时法兰,临时法兰一侧连接有用于承托热电偶尾端铠装护套的槽钢;将临时法兰固定在热电偶本体法兰上,热电偶的铠装护套用绑扎带固定在槽钢凹槽内,依次将热电偶吊至各安装点框架平台上;

步骤二,热电偶支架的安装;

热电偶支架包括第一型号热电偶支架和第二型号热电偶支架,第一型号热电偶支架安装于反应器上部的一个或多个床层内,第二型号热电偶支架安装于反应器底部的床层内;

第一型号热电偶支架包括立板、角钢支架和第一测温元件固定支架;角钢支架分别固定在床层的多个钢梁上,立板通过所述角钢支架与钢梁垂直固定,第一测温元件固定支架固定连接于每个钢梁的侧面,所有第一测温元件固定支架保持在同一高度;

第二型号热电偶支架包括角钢立柱、十字支架、环形支架和第二测温元件固定支架;四根角钢立柱固定在底部床层中的收集器的支架上,角钢支柱顶部连接十字支架中部,环形支架与十字支架的四个端部连接;环形支架和十字支架上固定有第二测温元件固定支架;

步骤三,安装热电偶;热电偶从反应器底部的床层开始自下而上依次安装;

步骤三-(1),吊装;

将热电偶完全吊离框架平台,达到反应器的温度计口的高度时将热电偶吊入温度计口,并将热电偶的尾端插入温度口的法兰内,待热电偶尾端到达反应器容器中心以后开始拆除热电偶铠装护套绑扎带,当临时法兰到达反应器的温度计口时将临时法兰拆除,将热电偶本体法兰与反应器温度口法兰连接,完成第一支热电偶的安装;将其余热电偶也按照此步骤安装;

步骤三-(2),热电偶在反应器内的固定;

反应器上部的一个或多个床层内热电偶的固定:测温元件在反应器内壁进口处分散开并斜拉至第一型号热电偶支架的立板上并用螺栓压片固定,再将测温元件沿第一测温元件固定支架敷设至测温点处;

反应器底部的床层内热电偶的固定:将测温元件在反应器内壁进口处分散开并固定,将测温元件沿环形支架和十字支架敷设至各测温点处,并用螺栓将测温元件固定在第二测温元件固定支架;

步骤四,热电偶本体接线箱和压力表的安装。

进一步地,步骤一中,所述的临时法兰的盘面上开有扇形缺口。

进一步地,步骤一中,临时法兰与热电偶本体法兰之间设置有四氟垫。

进一步地,步骤一中,尼龙绳固定在热电偶后半部分,吊装带固定在热电偶前端,用反应器框架顶部的电动葫芦将热电偶前端吊起,人力拉起后端的尼龙绳,吊装时必须保持热电偶后两端在同一水平度,依次将热电偶吊至各安装点平台上。

进一步地,步骤二中,角钢支架分别焊接在中间钢梁和最外侧两道梁上。

进一步地,步骤二中,第一测温元件固定支架为L型支架,第二测温元件固定支架为T型支架。

进一步地,步骤三中,在反应器内各床层热电偶支架焊接完成及其余准备工作就绪后,吊装热电偶时,将人员分为两组,一组在反应器外部框架上将热电偶送入反应器内,一组进入反应器内需安装热电偶的床层,待热电偶铠装护套进入反应器内后将热电偶的整体绑扎拆开,将分体绑扎的三束热电偶分开并临时固定。

进一步地,步骤三中,待吊车吊钩到达反应器框架平台外延时,将外侧手拉葫芦的吊钩挂起其中的一根吊装带,逐渐用力往上吊起,此时吊车的吊钩逐渐下放直至完全松开吊住的热电偶,此时再将靠近反应器温度口的手拉葫芦吊钩吊住热电偶的另一条吊装带,逐渐往反应器温度计口拉近,外侧手拉葫芦则逐渐松力下放,2套手拉葫芦形成倒三角的形状逐渐将热电偶送入反应器内。

本发明采用多层、多点安装柔性热电偶、具有测量范围广及稳定可靠性的特点,适用于加氢精制、加氢裂化反应器内床层温度测量,本发明所述方法通过在热电偶吊装、安装过程中使用临时法兰支架、热电偶支架等辅助装置,使得现场施工更为方便,提高了施工效率和施工质量。

附图说明

此处的附图用来提供对本发明的进一步说明,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。

图1本发明所述的反应器的结构示意图。

图2是本发明上部反应器的热电偶分布图。

图3是本发明下部反应器的热电偶分布图。

图4是本发明所述的热电偶的结构示意图。

图5是本发明临时法兰支架的结构示意图。

图6是本发明第二型号热电偶支架的结构示意图。

图7是底部床层的热电偶分束图。

图8是上部床层的热电偶分束图。

图中,1-热电偶本体,2-测温元件,3-热电偶本体法兰,4-临时法兰,5-槽钢,6-立板,7-角钢支架,8-第一测温元件固定支架,9-钢梁,10-角钢立柱,11-十字支架,12-环形支架,13-第二测温元件固定支架,14-热电偶安装位置。

图2和图3中实线圆圈均表示热电偶安装位置,图2和图3中各有24个。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本发明,以下结合参考附图并结合实施例对本发明作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施方式及实施例中的特征可以相互组合。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

针对在如图1所示的大型反应器中,多层、多点进行柔性热电偶的安装,本发明典型的实施方式提供的一种大型反应器内多点柔性热电偶的安装方法。如图4所示,所述的热电偶包括热电偶本体1和连接于热电偶本体1尾部的测温原件2,测温元件2外部设有柔性铠装护套。

所述的安装方法包括一下步骤。

步骤一,热电偶与临时法兰支架的连接;

临时法兰支架包括与热电偶本体法兰3匹配的临时法兰4,临时法兰4一侧连接有用于承托热电偶尾端铠装护套的槽钢5;将临时法兰4固定在热电偶本体法兰3上,热电偶的铠装护套用绑扎带固定在槽钢5凹槽内,依次将热电偶吊至各安装点框架平台上;

步骤二,热电偶支架的安装;

热电偶支架包括第一型号热电偶支架和第二型号热电偶支架,第一型号热电偶支架安装于反应器上部的一个或多个床层内,第二型号热电偶支架安装于反应器底部的床层内;

第一型号热电偶支架包括立板6、角钢支架7和第一测温元件固定支架8;角钢支架7分别固定在床层的多个钢梁9上,立板6通过所述角钢支架7与钢梁9垂直固定,第一测温元件固定支架8固定连接于每个钢梁9的侧面,所有第一测温元件固定支架8保持在同一高度;

第二型号热电偶支架包括角钢立柱10、十字支架11、环形支架12和第二测温元件固定支架13;四根角钢立柱10固定在底部床层中的收集器的支架上,角钢支柱10顶部连接十字支架11中部,环形支架12与十字支架11的四个端部连接;环形支架12和十字支架11上固定有第二测温元件固定支架13;

步骤三,安装热电偶;热电偶从反应器底部的床层开始自下而上依次安装;

步骤三-(1),吊装;

将热电偶完全吊离框架平台,达到反应器的温度计口的高度时将热电偶吊入温度计口,并将热电偶的尾端插入温度口的法兰内,待热电偶尾端到达反应器容器中心以后开始拆除热电偶铠装护套绑扎带,当临时法兰4到达反应器的温度计口时将临时法兰4拆除,将热电偶本体法兰3与反应器温度口法兰连接,完成第一支热电偶的安装;将其余热电偶也按照此步骤安装;

步骤三-(2),热电偶在反应器内的固定;

反应器上部的一个或多个床层内热电偶的固定:测温元件2在反应器内壁进口处分散开并斜拉至第一型号热电偶支架的立板6上并用螺栓压片固定,再将测温元件2沿第一测温元件固定支架8敷设至测温点处;

反应器底部的床层内热电偶的固定:将测温元件2在反应器内壁进口处分散开并固定,将测温元件2沿环形支架12和十字支架11敷设至各测温点处,并用螺栓将测温元件2固定在第二测温元件固定支架13;

步骤四,热电偶本体接线箱和压力表的安装。

下面通过一个相对具体的实施例对本发明要求保护的技术方案和技术效果作进一步清楚完整的说明。本实施例采用的是多点柔性热电偶(下文简称热电偶)可以弯曲,可将热电偶的探头根据工艺需求安装在反应器床层的各测温点处,准确实时的测量催化剂的温度。本实施例所述的塔类反应器高度35米,共计有5个反应床层需安装多点柔性热电偶,如图1所示,从上至下分别是第一至第五床层,其中第一至第四床层的热电偶安装方式相同,第五床层的热电偶安装方式与其余床层均不同。多点柔性热偶由24个测温元件组成,每个元件采用接壳型测温方式,提高了温度的传输效率,测温元件的铠装护套长度在6~11米之间,铠装护套外侧出厂前均有位号和编号标签,此标签需在热电偶安装完成后催化剂安装之前将其拆除,每支热电偶总重约300千克,热电偶的每支测温元件的铠装护套部分均可弯曲,最小弯曲半径为25mm。

反应器顶盖打开后,将梯子从顶部一直安装至反应器底部,梯子采用钢式硬梯,梯子之间连接部位要牢固,并在反应器顶部安装防坠器;在反应器底部出料口及每个安装热电偶的床层均需安装排风扇和照明设备。

制作临时法兰支架

临时法兰支架用于热电偶吊装时其铠装护套的固定,以保护其铠装护套焊口密封处免受外力影响而断裂。临时法兰支架包括与热电偶本体法兰3匹配的临时法兰4,临时法兰4一侧连接有用于承托热电偶尾端铠装护套的槽钢5。相对具体地,临时法兰支架是由临时法兰4和10#槽钢组成,临时法兰4尺寸大小与热电偶本体法兰3相同,制作时需切除临时法兰4的1/4部分使其盘面上开有扇形缺口,以便拆卸,槽钢长度约1.5米。

将临时法兰支架固定在热电偶本体法兰上,临时法兰4与热电偶本体法兰3之间加上四氟垫,以保护本体法兰的密封面,将四氟垫断开一边,并将热电偶的铠装护套用绑扎带固定在槽钢5凹槽内,将尼龙绳固定在热电偶后半部分,吊装带固定在热电偶前端,用反应器框架顶部的电动葫芦将热电偶前端吊起,人力拉起后端的尼龙绳,吊装时必须保持热电偶后两端在同一水平度,依次将热电偶吊至各安装点平台上。

热电偶支架的安装

1.热电偶支架的规格型号

热电偶的支架分为两种型号,所有支架材质均由AISI 347 δ=6mm的冷轧钢板制作,支架表面均经过喷砂处理及热定型,支架的平整度的误差不大于2mm/米,紧固件亦为347材质,反应器内第一至第四床层的热电偶支架为第一种型号,主要包含3690mm*180mm(长*宽)钢板一块、40*40*290mm的角钢支架2根、40*40*415mm的角钢支架2根、50mm*60mm(长*宽)L型支架58个以及若干紧固件。第五床层内的热电偶支架为第二种型号,主要包括50*50*752mm的角钢支架4根、300mm长的T型支架10个、3048*120mm(长*宽)的钢板1块、1521*120mm(长*宽)的钢板2块、2392*120mm(长*宽)的钢板4块、416*20mm(长*宽)的钢板4块以及若干紧固件。

2.热电偶支架焊材选取

由于催化器床层钢梁及出口收集器的材质为321,热电偶支架的材质为347,根据相应规范要求,焊接热电偶支架时需采用347材质的焊丝氩弧焊接。

3.第一型号热电偶支架的安装

第一型号热电偶支架包括立板6、角钢支架7和第一测温元件固定支架8;角钢支架7分别固定在床层的多个钢梁9上,立板6通过所述角钢支架7与钢梁9垂直固定,第一测温元件固定支架8固定连接于每个钢梁9的侧面,所有第一测温元件固定支架8保持在同一高度;

每层催化剂床层上均有6道钢梁9,排布为中间两道钢梁9高度相同,其余钢梁9往两边依次递减。首先将4块角钢支架7用螺栓紧固在3690mm长的立板预留孔处,按照图2所示的所示的位置A、C处将角钢支架7焊接在催化剂床层的钢梁9上,角钢支架7分别焊接在中间两道钢梁9上和最外侧两道钢梁9上,角钢支架的焊接方式为3面全焊,需保持立板6底边距离中间两道钢梁的顶部为20mm的间距,距离最边处两道钢梁顶部的间距为145mm。

立板6固定完成后需焊接作为第一测温元件固定支架8的L型支架,将L型支架焊接在位置如图2所示,先用墨斗或钢直尺在催化剂床层的钢梁处打线,据现场实际安装状况确定打线的高度距离催化剂支架网上表面的间距为400mm,L型支架有预留孔的面朝上,并确保所有L型支架在同一高度,L型支架的焊接方式为3面全焊。

4.第二型号热电偶支架的安装

为了避免灌装反应剂过程对热电偶位置的冲击可能产生的位移,特别为第五床层的热电偶增加设计了支架,为第二种型号,与第一至第四床层的热电偶支架不同,第二型号热电偶支架固定在出口收集器上面,收集器上面有预留支架,若预留支架位置不合适需制作安装新的支架。

第二型号热电偶支架包括角钢立柱10、十字支架11、环形支架12和第二测温元件固定支架13;四根角钢立柱10固定在底部床层中的收集器的支架上,角钢支柱10顶部连接十字支架11中部,环形支架12与十字支架11的四个端部连接;环形支架12和十字支架11上固定有第二测温元件固定支架13。

相对具体地,先将4根角钢立柱10固定在出口收集器的支架上面,再将3048mm长的钢板立面按照图3中0-180°方向安装并用螺栓与角钢连接,将1521mm长的钢板立面按照图3中90-270°方向安装并用螺栓与角钢立柱10连接,最后将2392mm长的4块钢板分别固定在做好的十字架上面并用螺栓连接固定成环形支架,完成之后的样式见图6,环形支架上表面与出口收集器上表面的间距为362mm。

准备10个T型支架作为第二测温元件固定支架,环形支架安装完成后再依据工艺要求的位置将10个T型支架一字端立焊在环形支架外圈钢板的中心位置,焊接方式为四面满焊。

热电偶的绑扎

将第五床层热电偶的铠装护套按照图7框选的编号捋顺后分成三束并各自绑扎好,最后再整体绑扎,其余床层热电偶的铠装护套按照图8框选的三束绑扎再整体绑扎,绑扎要求为牢固且便于拆卸。

准备手拉葫芦、吊装带及麻绳

准备好2吨规格的手拉葫芦2个,4条2米长的吊装带,10米长的尼龙绳,在距设备温度计安装口1米处和2米处各吊挂1个手拉葫芦,手拉葫芦的吊钩高度与反应器热电偶的温度计法兰口持平。

吊车入场

根据反应器的高度、热电偶的重量及吊车的臂长等参数计算,选用25吨汽车吊,并布置好吊车占位。

安装热电偶

在反应器内各床层热电偶支架焊接完成及其余准备工作就绪后,采用集中安装的方式将热电偶从反应器底部第五床层自下而上依次安装,将人员分为两组,一组在反应器外部框架上将热电偶送入反应器内,一组进入反应器内需安装热电偶的床层,待热电偶铠装护套进入反应器内后将热电偶的整体绑扎拆开,将分体绑扎的三束热电偶安装图纸位置分开并临时固定。

吊装前准备

将热电偶移动至反应器框架边处,在热电偶的头端压力表口位置处固定2根吊装带,将临时法兰支架固定在热电偶本体法兰上面并用4套临时螺栓紧固,临时法兰4与热电偶本体法兰3之间加上四氟垫,将热电偶的铠装护套用扎带固定在法兰支架后的槽钢内,槽钢内铺上海绵层,在距离槽钢尾端1.5米左右处用尼龙绳固定住热电偶铠装护套;安排经验丰富的起重工现场待命;安排相关人员进入反应器内安装热电偶的床层待命并携带好相应的通讯设备和气体检测仪;选好热电偶的安装路径,清除安装路径上的护栏;准备好脚手架,脚手架的高度低于反应器热电偶本体法兰口500mm。

吊装

由起重工指挥将热电偶上的2条吊装带均固定在吊车吊钩上起吊,安排2人在上层框架平台待命,反应器框架外部的人员将热电偶架起并稍往后用力拉住,减慢热电偶的移动速度,待热电偶即将吊离反应器钢结构框架时,框架上层平台的人员开始用绳子吊住热电偶的尾端,确保热电偶前后在同一水平度。

待热电偶完全吊离框架平台,并且达到反应器本体温度计口的高度时,缓慢的将热电偶吊入温度计口,并将热电偶的尾端插入温度口的法兰内,在热电偶进入温度计口之前将正式垫片套在热电偶上,此时反应器内部人员开始接应热电偶的进入,待热电偶尾端到达反应器容器中心以后开始拆除热电偶绑扎带,确认热电偶位号后,按照原先分好的三束将其分开并临时固定;待吊车吊钩到达反应器框架平台外延时,将外侧手拉葫芦的吊钩挂起其中的一根吊装带,逐渐用力往上吊起,此时吊车的吊钩逐渐下放直至完全松开吊住的热电偶,此时再将靠近反应器温度口的手拉葫芦吊钩吊住热电偶的另一条吊装带,逐渐往反应器温度计口拉近,外侧手拉葫芦则逐渐松力下放,2套手拉葫芦形成倒三角的形状逐渐将热电偶送入反应器内。当临时法兰4即将到达反应器上的温度计口时将其拆除,并在此时将涂有抗高温咬合剂的正式螺柱穿入反应器的温度计口法兰上,在靠近反应器的一端将螺帽固定上,当螺柱将热电偶本体法兰3与反应器温度口法兰完全穿入时,迅速将其余螺帽拧进螺柱上,至此已经完成第一支热电偶的安装,反应器内、外的人员和机具移至第二支热电偶的安装位置处,安装以上步骤准备完成第二支热电偶的安装.将其余热电偶也按照此步骤安装,待热电偶全部安装完成后,再安排人员将热电偶的螺栓全部紧固。

热电偶在反应器内的固定

1.热电偶在反应器内的固定

热电偶的24个测温元件长度均不相同且无余量,安装前需提前规划测温元件的敷设路径及铠装护套的弯曲弧度,可从测温点往温度进口处逐根敷设,需确保测温点满足附件二图纸上设计的位置。按照厂家作业指导书要求先安装完其中一个床层的热电偶,待业主和UOP(工艺包专利商)等相关人员验收合格后才可以进行下一个床层热电偶的安装。

(1)第一至第四床层测温元件的安装(图2)

将测温元件2在反应器内壁进口处分散开直接斜拉至3690mm的立板6上并用螺栓压片将其固定,再将测温元件2沿焊接好的L型支架敷设至测温点处,测温点距催化剂支架网格栅上表面的间距为300mm,由于L型支架距网格栅上表面的间距为400mm,所以在测温元件敷设至测温点处需向下弯曲100mm。

(2)第五床层测温元件的安装(图3)

将测温元件2在反应器内壁进口处分散开并用416*20mm(长*宽)的钢板固定,确保每个测温元件之间有一定的间距,以避免测温元件安装后反应介质在此形成沟流影响产品性质,将测温元件沿环形支架12和十字支架11敷设至各测温点处,并用螺栓将测温元件3固定在T形支架上,在每个测温点处将测温元件向上弯曲300mm的高度,保持测温探头在90°垂直方向,弯曲半径约50mm。

热电偶本体接线箱和压力表的安装

将接线箱和压力表安装在热电偶本体上,在压力表安装前,需封堵压力表口,防止雨水进入热电偶密闭腔内。

热电偶安装完成后的测试

热电偶安装完毕及接线完成后,在反应器内用加热设备对热电偶的每个测温探头加热,同时在控制室DCS组态画面上观察并记录每支热电偶温度变化曲线。

本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式,对于本领域技术人员而言,本发明可以有多种变形和更改,凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。

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