CN101575255A - 一种辐射炉管及其应用 - Google Patents

一种辐射炉管及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN101575255A
CN101575255A CNA2009100528524A CN200910052852A CN101575255A CN 101575255 A CN101575255 A CN 101575255A CN A2009100528524 A CNA2009100528524 A CN A2009100528524A CN 200910052852 A CN200910052852 A CN 200910052852A CN 101575255 A CN101575255 A CN 101575255A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tube
preset pieces
radiating furnace
furnace tube
outer tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2009100528524A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101575255B (zh
Inventor
李保有
涂国华
刘海军
李延生
乔亲亲
卢永生
冯恩明
薄建民
方守毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wison Engineering Ltd
Original Assignee
Shanghai Wison Chemical Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Wison Chemical Engineering Co Ltd filed Critical Shanghai Wison Chemical Engineering Co Ltd
Priority to CN2009100528524A priority Critical patent/CN101575255B/zh
Publication of CN101575255A publication Critical patent/CN101575255A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101575255B publication Critical patent/CN101575255B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

本发明涉及一种辐射炉管及其应用，该辐射炉管由外管(1)、内管(2)和定位块(3)组成，内管(2)为空心管，其内不走任何介质，物料走内管(2)与外管(1)之间形成的环形间隙(4)，将辐射炉管用于乙烯裂解炉，该乙烯裂解炉的辐射炉管部分或全部采用本发明涉及的辐射炉管。与现有技术相比，本发明辐射炉管的传热效果得到明显的改善，不仅延长了裂解炉的运行周期，也能降低产品的能耗，节约了生产成本。

Description

一种辐射炉管及其应用
技术领域
本发明属于传热强化技术和烃油裂化设备领域，尤其是涉及一种辐射炉管，可用于乙烯裂解炉。
背景技术
随着能源危机的日益加剧，设备的节能降耗问题就凸现出来，目前乙烯裂解炉是各乙烯装置中的耗能大户，因此各乙烯裂解炉生产商都把研究重点转移到乙烯裂解炉的节能降耗方面了。要降低乙烯裂解炉的能耗，有效的途径就是提高乙烯裂解炉的换热效率。本技术领域的人员都知道，传热效率的高低跟换热管的比表面积和热阻有关。比表面积越大，传热效率越高；热阻越小，传热效率越高。
专利CN1260469A中描述了一种扭曲片管，扭曲角度为100～360度，扭曲比为2～3之间。该扭曲片管应用于裂解炉或管式加热炉，可减薄管内流体的边界层流层和提高换热管的传热效率，目前有很多石化厂的乙烯裂解炉采用了该发明的扭曲片。但该扭曲片管只能从减少热阻方面来提高传热效率，因此提高的幅度会受到限制。
专利US2002/0159934A1中描述了一种内翅片管(来复管)，该专利涉及的辐射炉管通过增加管内表面的传热面积(即提高比表面积)来提高传热效率，降低炉管表面温度，减少炉管结焦。同时内翅片做成螺旋状，增加了管内流体的湍动程度，减薄了边界层流层，也起到提高传热效率的作用。虽然该内翅片管能通过同时提高换热管的比表面积和减少热阻来达到提高传热效率的目的，但该炉管制造比较困难，增加了不少制造成本。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种在相同供热条件下，辐射炉管传热效率得到大幅度提高的辐射炉管及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种辐射炉管，该辐射炉管由外管1、内管2和定位块3组成，其特征在于，所述的内管2为空心管，所述的外管1与内管2之间设有可供物料通过的环形间隙4，所述的定位块3设在环形间隙4内。
所述的内管2的外径D2与外管1的内径D1之比为0.2～0.8。
所述的定位块3设置在内管2外壁上。
所述的定位块3设有多块，沿内管2轴向管壁均布3-6节同样方向的定位块，相邻节间距P为外管1内径D1的0.5～30倍；各节沿内管2径向同周均布3-6块同样方向的定位块。
所述的定位块3形状为直条形，长度L为外管1内径D1的1～10倍。
所述的定位块3形状为螺旋形，为右旋或者左旋，长度L为外管1内径D1的1～10倍。
一种辐射炉管的应用，其特征在于，将辐射炉管用于乙烯裂解炉，该乙烯裂解炉的辐射炉管部分或全部采用本发明设计的辐射炉管。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)、物料只走内管与外管之间的环形间隙，该管的比表面积A1＝4×D1/(D1 2-D2 2)，而普通管(与本发明管具有同样当量内径，当量内径为De＝(D1 2-D2 2)1/2)的比表面积Ae＝4/De＝4/(D1 2-D2 2)1/2，A1/Ae＝1/[1-(D2/D1)2]1/2＞1，显然本发明的换热管比表面积相对于普通管提高了很多，因此能有效提高辐射传热效率，降低炉管表面温度，减少炉管结焦，达到延长裂解炉运行周期和降低产品耗能的目的；
(2)、内管与外管之间的环形间隙设置螺旋形状的定位块，一方面能保证内管与外管的间隙，另一方面使间隙内的流体产生旋转，减薄管内流体的边界层流层，减小了热阻，因此也能使辐射传热效率得到进一步提高。
附图说明
图1是本发明辐射炉管的透视图；
图2是本发明辐射炉管内管与定位块的立体图；
图3是本发明辐射炉管沿轴线方向的截面图；
图4是本发明辐射炉管安装3块定位块的断面图；
图5是本发明辐射炉管安装4块定位块的断面图；
图6是本发明辐射炉管安装5块定位块的断面图；
图7是本发明辐射炉管安装6块定位块的断面图；
图8是本发明辐射炉管应用于一种乙烯裂解炉的简图。
图中：外管1；内管2；定位块3；环形间隙4；内管通道5；辐射室11；对流室12；底部燃烧器13；侧壁燃烧器14；急冷锅炉15；辐射炉管16；横跨管17；对流盘管18。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1-10
如图1-8所示，一种辐射炉管，由外管1、内管2和定位块3组成，内管通道5不走任何介质；物料走内管与外管之间的环形间隙4，内管2的外径D2与外管1的内径D1之比为0.2～0.8(如图3所示)；定位块3与内管2形成一体(如图2所示)，定位块3有多块，沿内管2轴向管壁均布3-6节同样方向的定位块(如图1-3所示)，相邻节间距P为外管1内径D1的0.5～30倍(如图3所示)；各节沿内管2径向同周均布3-6块同样方向的定位块(如图4-7所示)。定位块3为直条形或螺旋形；定位块3形状为直条形时，长度L为外管1内径D1的1～10倍，定位块3形状为螺旋形，为右旋或者左旋，长度L为外管1内径D1的1～10倍。
如图8所示，将上述辐射炉应用于乙烯裂解炉，该乙烯裂解炉由辐射室11、对流室12和及急冷锅炉15等元件组成，辐射室11可有单个或多个，其内包含辐射炉管16、底部燃烧器13、侧壁燃烧器14等，对流室12内有对流盘管18，物料经对流盘管18预热后通过横跨管17输送到辐射炉管16中进行裂解，辐射炉管16中产生的裂解气经急冷锅炉15快速降温后经裂解气总管输送到下游设备进行处理；乙烯裂解炉的特征为辐射炉管16部份或全部采用本发明中涉及的辐射炉管，其中，外管1内径D1、内管2的外径D2、当量内径为De＝(D1 2-D2 2)1/2、外管1厚度t1、内管2厚度t2、定位块3厚度t3、定位块3长度L、沿内管2管壁轴向设置的相邻节定位块3的间距P、比表面积Ae＝4/De＝4/(D1 2-D2 2)1/2具体数据见下表一。
表1、辐射炉管的实施方案见下表(长度单位为mm)：
  实施例   D1   D2   De   t1   t2   t3   L   P   A1/Ae
  1   60   20   56.6   6   4   4   100   1000   106.1％
  2   60   30   52.0   6   4   4   100   1000   115.5％
  3   70   30   63.2   6   4   4   100   1000   110.7％
  4   70   40   57.4   6   4   4   100   1000   121.9％
  5   80   40   69.3   6   4   4   100   1000   115.5％
  6   80   50   62.4   6   4   4   100   1000   128.1％
  7   90   40   80.6   6   4   4   100   1000   111.6％
  8   90   50   74.8   6   4   4   100   1000   120.3％
  9   100   50   86.6   6   4   4   100   1000   115.5％
  10   100   60   80.0   6   4   4   100   1000   125.0％
实施例11
参见图8，一种乙烯裂解炉的辐射炉管16采用了本发明提供的辐射炉管，炉管外管、内管及定位块材料均为25Cr-35Ni+Nb+MA，采用离心铸造法制作，炉管的基本参数为D1＝60mm，D2＝30mm，t1＝6.5mm，t2＝4mm，定位块3采用右旋，螺旋节距为400mm，螺旋高度为L＝100mm，螺旋定位块厚度t3＝4mm，相邻定位块间距P＝1200mm。本乙烯裂解炉具有2个辐射室11，辐射室11净长13m，净宽3.5m，净高12.5m。每个辐射室中包含96根本发明的辐射炉管，每24根炉管为1组，单辐射室共4组，全炉共8组，该裂解炉的乙烯生产能力达到10～12吨/年。
实施例12
参见图1-8所示，一种辐射炉管，由外管、内管和定位块组成，内管通道不走任何介质；物料走内管与外管之间的环形间隙，内管的外径D2与外管1的内径D1之比为0.2；定位块与内管形成一体，定位块有9块，沿内管轴向管壁均布3节同样方向的定位块，相邻节间距P为外管1内径D1的30倍；各节沿内管径向同周均布3块同样方向的定位块(参见图4)。定位块形状为直条形，长度L为外管1内径D1的10倍。
实施例13
参见图1-8所示，一种辐射炉管，由外管、内管和定位块组成，内管通道不走任何介质；物料走内管与外管之间的环形间隙，内管的外径D2与外管1的内径D1之比为0.3；定位块与内管形成一体，定位块有12块，沿内管轴向管壁均布3节同样方向的定位块，相邻节间距P为外管1内径D1的10倍；各节沿内管径向同周均布4块同样方向的定位块(参见图5)。定位块形状为直条形，长度L为外管1内径D1的1倍。
实施例14
参见图1-8所示，一种辐射炉管，由外管、内管和定位块组成，内管通道不走任何介质；物料走内管与外管之间的环形间隙，内管的外径D2与外管1的内径D1之比为0.8；定位块与内管形成一体，定位块有36块，沿内管轴向管壁均布6节同样方向的定位块，相邻节间距P为外管1内径D1的0.5倍；各节沿内管径向同周均布6块同样方向的定位块(参见图7)。定位块形状为螺旋形，为左旋，长度L为外管1内径D1的1倍。
实施例15
参见图1-8所示，一种辐射炉管，由外管、内管和定位块组成，内管通道不走任何介质；物料走内管与外管之间的环形间隙，内管的外径D2与外管1的内径D1之比为0.6；定位块与内管形成一体，定位块有20块，沿内管轴向管壁均布4节同样方向的定位块，相邻节间距P为外管1内径D1的20倍；各节沿内管径向同周均布5块同样方向的定位块(参见图6)。定位块形状为螺旋形，为右旋，长度L为外管1内径D1的10倍。

Claims (7)

1.一种辐射炉管，该辐射炉管由外管(1)、内管(2)和定位块(3)组成，其特征在于，所述的内管(2)为空心管，所述的外管(1)与内管(2)之间设有可供物料通过的环形间隙(4)，所述的定位块(3)设在环形间隙(4)内。
2.根据权利要求1所述的一种辐射炉管，其特征在于，所述的内管(2)的外径D2与外管(1)的内径D1之比为0.2～0.8。
3.根据权利要求1所述的一种辐射炉管，其特征在于，所述的定位块(3)设置在内管(2)外壁上。
4.根据权利要求1所述的一种辐射炉管，其特征在于，所述的定位块(3)设有多块，沿内管(2)轴向管壁均布3-6节同样方向的定位块，相邻节间距P为外管(1)内径D1的0.5～30倍；各节沿内管(2)径向同周均布3-6块同样方向的定位块。
5.根据权利要求1或3或4所述的一种辐射炉管，其特征在于，所述的定位块(3)形状为直条形，长度L为外管(1)内径D1的1～10倍。
6.根据权利要求1或3或4所述的一种辐射炉管，其特征在于，所述的定位块(3)形状为螺旋形，为右旋或者左旋，长度L为外管(1)内径D1的1～10倍。
7.一种如权利要求1所述的辐射炉管的应用，其特征在于，将辐射炉管用于乙烯裂解炉，该乙烯裂解炉的辐射炉管部分或全部采用本发明涉及的辐射炉管。
CN2009100528524A 2009-06-10 2009-06-10 一种辐射炉管及其应用 Active CN101575255B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100528524A CN101575255B (zh) 2009-06-10 2009-06-10 一种辐射炉管及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100528524A CN101575255B (zh) 2009-06-10 2009-06-10 一种辐射炉管及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101575255A true CN101575255A (zh) 2009-11-11
CN101575255B CN101575255B (zh) 2012-08-22

Family

ID=41270348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100528524A Active CN101575255B (zh) 2009-06-10 2009-06-10 一种辐射炉管及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101575255B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011084333A1 (de) 2011-10-12 2013-04-18 China Petroleum & Chemical Corporation Crackofen für Äthylen
US9833762B2 (en) 2011-10-12 2017-12-05 China Petroleum & Chemical Corporation Ethylene cracking furnace
CN111594832A (zh) * 2020-05-09 2020-08-28 江苏焱鑫科技股份有限公司 一种负压自吸式烟气内循环的低氮燃烧器及其工作方法
CN112625728A (zh) * 2020-11-23 2021-04-09 合肥通用机械研究院有限公司 一种乙烯裂解炉用扭曲片炉管及其增减材制造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4049251B2 (ja) * 2002-10-08 2008-02-20 株式会社小松製作所 油圧式作業車両
CN101062881B (zh) * 2006-04-29 2011-05-04 中国石油化工股份有限公司 单程炉管乙烯裂解炉
CN1936908A (zh) * 2006-10-19 2007-03-28 扬子石油化工股份有限公司 乙烯裂解炉膛燃烧及反应管内裂解反应的建模方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011084333A1 (de) 2011-10-12 2013-04-18 China Petroleum & Chemical Corporation Crackofen für Äthylen
US9833762B2 (en) 2011-10-12 2017-12-05 China Petroleum & Chemical Corporation Ethylene cracking furnace
CN111594832A (zh) * 2020-05-09 2020-08-28 江苏焱鑫科技股份有限公司 一种负压自吸式烟气内循环的低氮燃烧器及其工作方法
CN112625728A (zh) * 2020-11-23 2021-04-09 合肥通用机械研究院有限公司 一种乙烯裂解炉用扭曲片炉管及其增减材制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101575255B (zh) 2012-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101575255B (zh) 一种辐射炉管及其应用
CN106369819B (zh) 一种套管式气体电加热装置
CN203809879U (zh) 汽车排气管用高散热性无缝钢管
CN202188648U (zh) 感应涡流节能加热装置
RU2353643C2 (ru) Улучшенный радиационный теплообменник
CN116447897A (zh) 一种内外翅片螺旋盘管式换热器
CN207299526U (zh) 一种自循环加热器
CN205209299U (zh) 套管式换热器
CN207262515U (zh) 一种自循环节能取暖系统
CN203837009U (zh) 空气预热器
CN201880847U (zh) 一种铸造废砂再生处理焙烧炉内的换热装置
CN202133088U (zh) 卧式高效节能加热炉
JP2012007857A (ja) 輻射装置
CN207599994U (zh) 高效传热的自循环加热器
RU2406916C1 (ru) Устройство для беспламенного подогрева промысловых трубопроводов
CN202396367U (zh) 一种面条烘房
CN202254761U (zh) 一种双向流气体辐射加热窑炉
CN201628506U (zh) 防倒伏翅片管
CN204628934U (zh) 一种管道加热装置
CN103788982A (zh) 两程辐射段炉管的乙烯裂解炉及其在化工领域的应用
CN203534302U (zh) 偏心式径向热管
CN103791483B (zh) 苯乙烯加热炉及其在化工领域的应用
CN202501789U (zh) 一种板式弹性金属蜂巢及热交换装置
CN218994146U (zh) 一种内部设置扰流件的辐射传热管
CN102235740A (zh) 感应螺旋式低碳流体电加热器及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant