CN101109504A - 以水煤浆为燃料的化学工业加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以水煤浆为燃料的化学工业加热炉，在炉型上采用辐射－对流型立管立式圆筒炉，侧面多层布置的燃烧器呈切圆燃烧方式，可很好地控制辐射段内立管沿长度方向上的热强度，有利于强化辐射室的对流传热，补充上部炉管处削弱了的辐射传热。采用了辐射段与对流段并列布置的紧凑结构形式，有利于降低加热炉的高度，降低设备造价，便于制造安全。

Description

以水煤浆为燃料的化学工业加热炉

技术领域

本发明涉及一种加热炉，尤其是化工行业常用的一种加热炉，具体地说是一种以水煤浆为主要燃料的化学工业加热炉。

背景技术

目前，石化行业加热炉常用的燃料多数为渣油、重油等高含硫油，采用了这种高含硫燃料，导致加热炉向大气中排放的二氧化硫超标，严重污染了工厂周围环境，给环保和污染治理带来了很大的压力。同时，随着世界原油价格日益高涨，燃料油的价格也将随之上涨，并有相当一段时间油价仍将维持在高位，石化行业的生产成本也会继续增加，近期没有缓解的迹象，形势不容乐观，用煤代替燃料油缓解国内对石油需求的矛盾。以水煤浆为燃料代替目前通常使用的渣油等高含硫油，可有效减少环境污染，其中二氧化硫的排放量可减少50％以上。

此外，现有的加热炉设计时均采用垂直设计的方式，因此排烟烟囱安装在燃烧炉的上方，这就使得燃烧炉的高度很高，不仅使得制造成本大大提高，而且使得烟气的余热回收难度加大，烟气余热回收管布置的层数数量受到限制，余热回收率无法提高到理想的水平，又造成了能源的浪费，因此，设计一种取代燃油且降低整个燃烧装置高度的加热炉是节能降耗的当务之急。

发明内容

本发明的目的是针对现有的石化行业用加热炉大多采用燃油作为燃料不仅成本高，而且含硫量高，对大气污染严重的问题，以及现有的加热炉均为立式安装结构所存在的高度高，制造安装难度大，成本高的问题，设计一种能以水煤浆作原料且整体高度大大降低的以水煤浆为主要燃料的化学工业加热炉。

本发明的技术方案是：

一种以水煤浆为燃料的化学工业加热炉，包括炉体10，炉体10的下部连接有灰渣斗9，炉体10内设有燃烧室2和辐射段3，且燃烧室2在下，辐射段3在上，其特征是在燃烧室2四周的炉体10上呈成切圆布置有一个以上的向燃烧室内喷射水煤浆的水煤浆燃烧器喷头1，在辐射段3内立式均布有吸收辐射热的热管4，在炉体10的一侧并列安装有对流段6，对流段6的进气口与炉体10的上部的出烟口通过烟道5相连，对流段内6内水平布置有二组以上的由钉头管、翅片管或光管换热管7组成的对流换热器组，在对流段6的下部设有烟气出口8。

燃烧室2四周的炉体10上呈成切圆布置的向燃烧室内喷射水煤浆的水煤浆燃烧器喷头1的数量不少于6个。

对流段内6内水平布置的由钉头管、翅片管或光管换热管7组成的对流换热器组的数量在四层或四层以上。

所述的对流段6的高度与炉体10的高度相当。

位于对流段6下部的烟气出口8或与余热回收系统相连，或与安装有布袋除尘器的烟囱相连，或直接从对流段6的下部进入烟囱。

本发明的有益效果：

本发明的加热炉采用了辐射-对流型立管立式圆筒炉，其中燃烧器采用侧面多层布置形式，成切圆燃烧方式，有利于强化辐射室的对流传热。同时辐射段与对流段并列布置，顶部用烟道相连接，烟气从对流段下部排出，进入余热回收系统，经过布袋除尘器除尘后进入烟囱，或从对流段下部直接进入烟囱，降低了加热炉的整体高度。加热炉中，在辐射段内采用立管布置形式，通过辐射换热加热管内介质，在对流段内布置有钉头管、翅片管或光管，通过对流换热加热管内介质，并达到工艺要求。

燃烧器采用侧面多层布置形式，可很好地控制辐射段内立管沿长度方向上的热强度。

燃烧器的布置使燃烧形成切圆燃烧方式，选择合适的切虚圆直径和旋流升角，切一个假想的圆燃烧，可形成刚性有力的火焰，有利于强化辐射室的对流传热，补充上部炉管处削弱了的辐射传热。

本发明的水煤浆喷嘴还可喷油嘴代替，既可以保证开工初期从燃烧燃料油平稳过渡到燃用水煤浆，同时也可以在水煤浆供应不正常时切换燃烧燃料油，以保证装置运行的可靠性、稳定性及生产的长周期。

辐射段内四周均布立式换热管换热，使其四周的热强度分布均匀。

对流段内布置的钉头管、翅片管或光管换热管束，可进行对流换热，达到加热管内介质的目的。

本发明用煤代替燃料油缓解国内对石油需求的矛盾。以水煤浆为燃料代替目前通常使用的渣油等高含硫油，可有效减少环境污染，其中二氧化硫的排放量可减少50％以上。

本发明的结构合理紧凑，可使燃烧、换热均匀、充分，且降低了加热炉的整体高度。

本发明的辐射段和对流段并列布置的结构形式可推广到类似的对余热回收要求较高的加热炉、水泥立窑等加热炉中，降低设备投资。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、2所示。

一种以水煤浆为燃料的化学工业加热炉，包括炉体10，炉体10的下部连接有灰渣斗9，炉体10内设有燃烧室2和辐射段3，且燃烧室2在下，辐射段3在上，在燃烧室2四周的炉体10上呈成切圆布置有四个或四个以上(如6个、8个、10个等，具体数量应视炉体10的内径和燃烧所需达到的温度加以计算确定)的向燃烧室内喷射水煤浆的水煤浆燃烧器喷头1，在辐射段3内立式均布有吸收辐射热的热管4，在炉体10的一侧并列安装有对流段6(它是壳体和其中安装有换热管的总称)，对流段6的进气口与炉体10的上部的出烟口通过烟道5相连，对流段6和炉体10的高度相当，对流段6的壳体内水平布置有二组以上(如图1中的四组，也可为四组以上，这可根据余热回收要求和对流段6的高度确定)的由钉头管、翅片管或光管换热管7组成的对流换热器组，在对流段6的下部设有烟气出口8。烟气出口8或与余热回收系统相连，或与安装有布袋除尘器的烟囱相连，或直接从对流段6的下部进入烟囱。组成对流换热器组的换热管既可以是单独的钉头管、翅片管或光管换热管7，也可以是它们的组合。

本发明的工作过程为：

本发明的水煤浆燃烧器喷头1布置在燃烧室2侧面四周，  燃烧时以辐射换热形式加热立式均布在辐射段3内的热管4内的介质，然后，烟气再通过烟道5进入对流段6，以对流换热形式加热布置在对流段内的钉头管、翅片管或光管换热管7内的介质，烟气由烟气出口8排出，进入后续系统。燃烧过程中的灰渣则通过布置在燃烧室底部的灰渣斗9收集排放。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种以水煤浆为燃料的化学工业加热炉，包括炉体(10)，炉体(10)的下部连接有灰渣斗(9)，炉体(10)内设有燃烧室(2)和辐射段(3)，且燃烧室(2)在下，辐射段(3)在上，其特征是在燃烧室(2)四周的炉体(10)上呈成切圆布置有一个以上的向燃烧室内喷射水煤浆的水煤浆燃烧器喷头(1)，在辐射段(3)内立式均布有吸收辐射热的热管(4)，在炉体(10)的一侧并列安装有对流段(6)，对流段(6)的进气口与炉体(10)的上部的出烟口通过烟道(5)相连，对流段内(6)内水平布置有二组以上的由钉头管、翅片管或光管换热管(7)组成的对流换热器组，在对流段(6)的下部设有烟气出口(8)。

2.根据权利要求1所述的以水煤浆为燃料的化学工业加热炉，其特征是燃烧室(2)四周的炉体(10)上呈成切圆布置的向燃烧室内喷射水煤浆的水煤浆燃烧器喷头(1)的数量不少于6个。

3.根据权利要求1所述的以水煤浆为燃料的化学工业加热炉，其特征是对流段内(6)内水平布置的由钉头管、翅片管或光管换热管(7)组成的对流换热器组的数量在四层或四层以上。

4.根据权利要求1所述的以水煤浆为燃料的化学工业加热炉，其特征是所述的对流段(6)的高度与炉体(10)的高度相当。

5.根据权利要求1所述的以水煤浆为燃料的化学工业加热炉，其特征是位于对流段(6)下部的烟气出口(8)或与余热回收系统相连，或与安装有布袋除尘器的烟囱相连，或直接从对流段(6)的下部进入烟囱。

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