CN104976894B - 一种工业炉整体模块化结构及建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业炉整体模块化结构及建造方法，结构包括:主体部分和附属设备及配件；工业炉整体模块化结构的主体部分包括：辐射段模块化结构、对流段、辐射炉管、连接对流炉管和辐射炉管的横跨管、辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统；附属设备及配件包括：烟囱、废热锅炉、汽包、风机、吹灰器、部分平台及梯子、仪表及其线缆。方法包括：工业炉整体模块的主体部分、工业炉整体模块的附属设备及配件在车间制造及组装、整体运输、整体安装及就位。本发明对工业炉采用整体模块化设计、车间模块化制造及整体组装、整体运输、现场整体安装就位，降低了施工难度、确保制造精度和建造进度，且现场施工人工费用低、建造周期短、施工安全。

Description

一种工业炉整体模块化结构及建造方法

技术领域

本发明涉及石油化工设备的工业炉领域，更进一步说，涉及一种工业炉整体模块化结构及建造方法。

背景技术

工业炉（包括各种加热炉、转化炉和乙烯裂解炉，下同）是石油化工装置中最重要的设备之一，其结构较为庞大、复杂，在运行状态时温度较高。工业炉施工周期可直接影响到整个装置的施工及建设周期，工业炉的制造、施工质量也直接影响到整台炉或装置的操作性能指标。

目前，现有工业炉的建造方式大致如下：辐射段钢结构加工预制后进行现场安装；辐射段衬里现场施工；对流段模块化车间制造，现场对流段模块安装就位；辐射炉管、辐射炉管支撑吊挂系统、横跨管及其支撑吊挂系统、废热锅炉、汽包、连接废热锅炉和汽包的上升管和下降管、风机、烟道和烟囱、吹灰器、平台及梯子、仪表及其线缆等现场施工，分别安装就位。工业炉现场施工顺序大致如下：1、施工安装辐射段钢结构。2、安装在车间制造好的对流段模块。3、施工安装辐射段衬里。4、安装辐射炉管、连接对流炉管和辐射炉管的横跨管及支撑辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统。5、安装炉附件，如底部燃烧器、侧壁燃烧器、看火门和作业门等。6、平台及梯子。7、安装废热锅炉、汽包及其上升管和下降管。8、安装风机、烟道和烟囱。9、吹灰器。10、仪表及其线缆。其中3～10顺序可调整。

现有技术中因为辐射段无法模块化生产，使得工业炉的建造只能在现场完成，目前工业炉的建造方法存在如下缺点：1、工业炉建造现场需要安排大量人员长期驻守，人工费用高昂。2、受工业炉建造现场条件所限难以大量开展交叉作业，工业炉建造周期漫长。3、工业炉建造现场大量工作需要高空作业，危险性大，安全措施费用高。4、工业炉现场大型机具台班数量巨大，费用高昂，难于管理。5、受工业炉现场施工条件所限，工业炉施工质量难以保证，安装精度相对较低，后续维修需耗费大量人力、物力。6、工业炉现场施工受天气、气候和季节影响，难以确保施工的连续性。如：南方及沿海地区的雷雨季节；北方的冬季。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种工业炉整体模块化结构及建造方法。对工业炉采用整体模块化设计、车间模块化制造及整体组装、整体运输、现场整体安装就位，其具有降低施工难度、确保制造及安装精度和建造进度，且现场施工人工费用低、建造周期短、建造过程安全、安装费用低并易于管理、施工质量上乘、使建造水平得以提高等优点。

本发明的目的之一是提供一种工业炉整体模块化结构。

工业炉整体模块化结构包括主体部分和附属设备及配件；

工业炉整体模块的主体部分包括：辐射段模块化结构、对流段、辐射炉管、连接对流炉管和辐射炉管的横跨管、辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统；

工业炉整体模块的附属设备及配件包括：废热锅炉、汽包、连接废热锅炉和汽包的上升管和下降管、风机、烟道和烟囱、吹灰器、部分平台及梯子、仪表及其线缆；

所述对流段包含：钢结构、衬里及其锚固件、对流炉管、检查门；

辐射段模块化结构是工业炉整体模块的关键部分，实现了辐射段模块化结构才使得工业炉可以整体模块化建造。

辐射段的模块化结构为沿辐射段高度方向包含一组多面体模块，所述每个多面体模块至少包含四个立、平面式炉壁板；每个所述多面体模块至少包括一组支撑部件；所述支撑部件包括承载立柱；每个所述多面体模块的立面式炉壁板内包括衬里结构；

所述模块化结构还包括一组多面体模块间的连接部件和一组炉壁板加强型钢；所述各个多面体模块之间通过所述的连接部件固定连接；且通过所述炉壁板加强型钢加强炉壁板的强度。

在所述每个多面体模块的承载立柱上下两端设置有适配的柱接头；所述各个多面体模块之间的承载立柱通过所述柱接头连接为一体。

所述一组炉壁板加强型钢固定设在所述炉壁板的外表面，所述炉壁板加强型钢与炉壁板焊接起加强作用。

所述的连接部件为一组连接型钢，其为扁钢、角钢或槽钢中的一种；所述连接型钢分别设置在各个所述多面体模块的连接面处，所述连接型钢与所述炉壁板之间焊接。

在具体中，每个所述连接型钢的连接面设有单排或双排螺栓孔，双排螺栓孔可平行布置也可交错布置；在所述各个相邻多面体模块间的连接型钢之间采用螺栓连接，且在连接型钢连接面上铺设密封垫，其厚度为2-4mm。

每个所述连接型钢的连接面设有单排或双排螺栓孔，双排螺栓孔可平行布置也可交错布置；在所述各个相邻多面体模块间的连接型钢之间采用螺栓连接，且在所述连接型钢的连接面的外侧进行一圈密封焊。

在具体的实施中，在一组所述多面体模块中至少包括一个顶端模块和底端模块；所述顶端模块包含三至四个立面式炉壁板和一个炉顶面；所述底端模块包含四个立面式炉壁板和一个辐射炉底；所述各个炉壁板和炉顶面和辐射炉底之间固定连接。

所述模块化结构沿辐射段水平方向还包含至少一个横向多面体模块，所述横向多面体模块包括四个立面式炉壁板和一个横跨段炉底；所述各个炉壁板和横跨段炉底之间固定连接；

所述横向多面体模块与纵向的所述多面体模块之间通过承载梁和承载立柱连接承载。

各个所述多面体模块的立面式炉壁板以及辐射炉底和炉顶面包括衬里结构；所述衬里结构可采用本领域通常的衬里结构，一般由耐火材料和隔热材料组成，所述衬里结构通过锚固件固定于炉壁板以及辐射炉底和炉顶面上，所述锚固件焊接于炉壁板以及辐射炉底和炉顶面的内壁表面；

本发明中，可优选所述多面体模块的每个面的衬里结构为三种结构中的一种或它们的组合：

a,所述衬里为隔热背衬和热面耐火材料；所述隔热背衬铺覆在所述多面体模块每个壁板的内壁表面；所述热面耐火材料通过锚固件与所述的隔热背衬和壁板固定；

b，所述衬里为陶瓷纤维背衬和陶瓷纤维模块；所述陶瓷纤维背衬铺覆在所述多面体模块每个壁板的内壁表面；所述陶瓷纤维模块通过陶瓷纤维模块锚固件与所述的陶瓷纤维背衬和壁板固定；

c，所述衬里为层铺陶瓷纤维制品；所述层铺陶瓷纤维制品通过锚固件与所述壁板固定。

在具体的实施中，所述衬里结构第一种实施方式为，隔热背衬和热面耐火材料；所述隔热背衬固定铺覆在所述炉壁板的内壁表面；所述热面耐火材料通过锚固件与所述的隔热背衬和炉壁板固定。

所述衬里结构第二种实施方式为，各个所述多面体模块的立面式炉壁板以及辐射炉底和炉顶面包括衬里结构；所述辐射段的下段衬里结构为隔热背衬和热面耐火材料；所述隔热背衬固定铺覆在所述炉壁板以及辐射炉底和横跨段炉底的内壁表面；所述热面耐火材料通过锚固件与所述的隔热背衬和炉壁板以及辐射炉底和横跨段炉底固定；

所述辐射段的上段衬里结构为陶瓷纤维背衬和陶瓷纤维模块；所述陶瓷纤维背衬固定铺覆在所述炉壁板和炉顶面的内壁表面；所述陶瓷纤维模块通过锚固件与所述的陶瓷纤维背衬和炉壁板及炉顶面固定。

所述衬里结构第三种实施方式为，所述横向多面体模块的四个立面式炉壁板以及横跨段炉底包括衬里结构为三种结构中的一种：a，所述衬里为隔热背衬和热面耐火材料；所述隔热背衬固定铺覆在所述炉壁板以及横跨段炉底的内壁表面；所述热面耐火材料通过锚固件与所述的隔热背衬和炉壁板以及横跨段炉底固定；

b，所述衬里为陶瓷纤维背衬和陶瓷纤维模块；所述陶瓷纤维背衬固定铺覆在所述炉壁板以及横跨段炉底的内壁表面；所述陶瓷纤维模块通过锚固件与所述的陶瓷纤维背衬和炉壁板以及横跨段炉底固定；

c，所述衬里为陶瓷纤维背衬；所述层铺陶瓷纤维制品通过锚固件与所述壁板固定。

在各个所述多面体模块间，所述各个衬里的连接面之间设置连接缝，其厚度范围为10-50mm；用于防止两模块衬里连接面出现缝隙；且在所述连接缝处铺设陶瓷纤维毯。

在每个模块的上下衬里连接面处各留出一定尺寸的空间，所留出的空间在车间不施工衬里，等各模块现场安装完成后，在各模块的上下衬里连接面所留空间处再现场施工衬里。

在所述辐射段模块化结构中，在所述的炉壁板上设置有看火门和作业门和侧壁燃烧器；在辐射段炉底下设置有底部燃烧器。

所述模块化结构还包括桁架结构，即在每个多面体模块的底面或顶面设置桁架结构，所述桁架结构与所述底面或者顶面采用可拆式连接方式，且顶面上的桁架结构上设置有吊耳。

所述辐射段模块化结构是申请人之前的发明，已于2012年10月12日申请专利（申请号：201210388448.6），在此全文引入，以做参考。

本申请的目的之二是提供一种工业炉模块化建造方法。

包括：工业炉整体模块化结构的主体部分和附属设备及配件在车间制造及组装、整体运输、整体安装及就位。

包括以下步骤：

1）采用大型运输机具进行整体运输的方式将工业炉整体模块运抵施工现场；

2）采用大型机具进行整体安装的方式完成工业炉整体模块的安装、就位；

3）工业炉整体模块安装结束后拆除的临时固定结构。

具体可采用以下技术方案：

所述工业炉的整个建造过程全部采用模块化的整体建造方法，即实现整体的模块化制造及组装、整体运输、整体安装及就位。

所述工业炉在车间完成模块化制造和整体组装，从而形成工业炉整体模块。

所述工业炉整体模块可由工业炉整体模块的主体部分单独形成。

所述工业炉整体模块可由工业炉整体模块的主体部分、工业炉整体模块的部分附属设备及配件组合形成。

所述工业炉整体模块可由工业炉整体模块的主体部分、工业炉整体模块的全部附属设备及配件组合形成。

采用大型运输机具进行整体运输的方式将工业炉整体模块运抵施工现场。

采用大型机具进行整体安装的方式完成工业炉整体模块的安装、就位。

所述工业炉整体模块的整体运输、安装过程中设置可拆除的临时固定结构。

所述工业炉整体模块化建造方法同样适用于工业炉的整体改造、更换。

与现有的工业炉建造方法相比，本发明的一种工业炉整体模块化结构及建造方法具有以下优点：

由于采用了整体化的设计、制造、运输、安装，工业炉在车间完成制造与组装，形成工业炉整体模块，大大减少了现有工业炉建造方法中现场工作人员的工作强度和人工费用；车间模块化制造、整体组装便于开展交叉作业，大大缩短了工业炉的建造周期；工业炉整体运输和安装就位大大减少了现场的高空作业量，降低了高空作业危险性和减少了安全措施费；一次性工业炉整体安装，减少安装设备的台班数，降低费用且易于管理；车间制造设备、环境等条件优越，既降低施工难度，又保证了工业炉的建造质量和进度，并减少后续维护费用和人力付出；避免工业炉现场施工受天气、气候和季节影响，确保施工的连续性；有效提高工业炉的安装精度和整体建造水平。

工业炉整体模块化建造方法适用于工业炉建造现场不具备烘炉条件的情况，可将工业炉烘炉工作一并在车间完成，进一步保证了工业炉建造的进度和质量。

附图说明

图1本发明的辐射段模块化结构示意图

图2为本发明实施例1的工业炉整体模块化结构示意图。

图3为本发明实施例2的工业炉整体模块化结构示意图。

图4为本发明实施例3的工业炉整体模块化结构示意图。

图5为本发明实施例4的工业炉整体模块化结构示意图。

图6为本发明实施例5的工业炉整体模块化结构示意图。

图7为本发明实施例6的工业炉整体模块化结构示意图。

附图标记说明：

1－辐射段(含钢结构、衬里及其锚固件)；2－辐射炉管；3－横跨管；4－辐射炉管及横跨管的支撑吊挂系统；5－废热锅炉；6－对流段(含钢结构、衬里及其锚固件、对流炉管)；、7－吹灰器、8－平台梯子、9－仪表及其线缆、10－风机、11－汽包、12－烟囱。

1-a－模块a；1-b－模块b；1-c－模块c；1-d－模块d；1-e－模块e；1-f－模块f。

1-1－作业门；1-2－横跨段炉底；1-3－承载梁；1-4－看火门；1-5－柱接头；1-6－承载立柱；1-7－炉壁板；1-8－炉壁板加强型钢；1-9－辐射段炉底；1-10－燃烧器；1-11－辐射段炉顶。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例1

辐射段模块化结构如图1所示，沿辐射段水平和垂直方向将辐射段分成模块a、模块b、模块c、模块d、模块e、模块f共六个模块。

模块a由四个立面墙和一个水平辐射段炉底1-9共五个面组成。其钢结构由十根承载立柱1-6、四根承载梁1-3、上模块分界面处连接槽钢、炉壁板1-7和炉壁板加强型钢1-8组成。其立面墙和水平辐射段炉底衬里结构均为：隔热背衬+隔热耐火砖。隔热背衬为陶瓷纤维制品。隔热耐火砖通过锚固件与炉壁板1-7固定，锚固件焊接于炉壁板1-7上。燃烧器安装在水平辐射段炉底1-9上。

模块b由四个立面墙组成。其钢结构由十根承载立柱1-6、上模块分界面处连接槽钢、下模块分界面处连接角钢、炉壁板1-7和炉壁板加强型钢1-8组成。其立面墙衬里结构为：隔热背衬+隔热耐火砖。隔热耐火砖通过锚固件与隔热背衬和炉壁板1-7固定，锚固件焊接于炉壁板1-7上。看火门1-4安装在立面墙上。隔热背衬为陶瓷纤维制品。

模块c、模块d均由四个立面墙组成。其钢结构均由十根承载立柱1-6、上模块分界面处连接槽钢、下模块分界面处连接角钢、炉壁板1-7和炉壁板加强型钢1-8组成。其立面墙衬里结构为：陶瓷纤维背衬+陶瓷纤维模块。陶瓷纤维模块通过锚固件与隔热背衬和炉壁板1-7固定，锚固件焊接于炉壁板1-7上。看火门1-4安装在立面墙上。

模块e由四个立面墙和一个水平辐射段炉顶1-11共5个面组成。其钢结构由十根承载立柱1-6、下模块分界面处连接角钢、炉壁板1-7和炉壁板加强型钢1-8组成。其立面墙和水平辐射段炉顶衬里结构均为：陶瓷纤维背衬+陶瓷纤维模块。陶瓷纤维模块通过锚固件与隔热背衬和炉壁板1-7固定，锚固件焊接于炉壁板1-7上。看火门1-4安装在立面墙上。

模块f由四个立面墙和一个水平横跨段炉底共5个面组成。其钢结构由十根承载立柱1-6、四根承载梁1-3、上模块分界面处连接槽钢、炉壁板1-7和炉壁板加强型钢1-8组成。其立面墙衬里结构均为：陶瓷纤维背衬+陶瓷纤维模块；水平横跨段炉底衬里结构为：隔热背衬+隔热耐火砖。陶瓷纤维模块通过锚固件与隔热背衬和炉壁板1-7固定，锚固件焊接于炉壁板1-7上。作业门1-1和看火门1-4安装在立面墙上。

为防止模块在运输、吊装过程中变形，在每个模块的底面或顶面或者底面和顶面均设置临时性的可拆除的桁架结构，且在每个模块的顶面桁架结构上应设置一定数量的满足吊装要求的吊耳。

两模块间耐火衬里连接面处的衬里结构为：在模块连接面处设置一定尺寸的连接缝，即在安装上面模块前，先在下面模块耐火衬里连接面处铺设一定尺寸的陶瓷纤维毯。

每个模块面钢结构承载立柱1-6的两端均设有满足载荷要求的合适的柱接头1-5，现场安装时，各模块间承载立柱1-6是通过柱接头1-5连接成为一个整体的。每个模块的连接面角钢和槽钢均设有两排平行布置螺栓孔，现场安装时，各模块间连接面通过螺栓、螺母连接在一起，同时，两连接面的结合处需进行一圈密封焊。

如图2所示，单台工业炉整体模块的主体部分包括：辐射段1、辐射炉管2、横跨管3、辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统4、对流段6；辐射段1的结构同前所述，对六段6包括：钢结构、衬里及其锚固件、对流炉管、检查门；

工业炉整体模块的附属设备及配件包括：废热锅炉5、吹灰器7、平台梯子8、仪表及其线缆9、风机10、汽包11、烟囱12；

以上所述的各部分均在车间完成制造与组装。

辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统由弹簧吊架和支撑梁组成，其在辐射炉管和横跨管安装前完成安装就位。

工业炉整体模块的横跨管用来连接所述辐射炉管和对流炉管。

采用大型运输机具整体运输的方式将工业炉整体模块运抵施工现场。为防止工业炉整体模块在运输、安装过程中变形，在其上设置可拆除的临时支撑结构，且在承载柱和承载梁上设置一定数量、满足安装要求的吊耳。

采用大型机具整体安装的方式实现工业炉整体模块施工现场的安装及就位，并将其柱脚板与土建基础进行螺栓连接。

实施例2

辐射段模块化结构同实施例1。

如图3所示，受限于现场施工条件及运输条件，工业炉整体模块的高度受到限制，单台工业炉整体模块的主体部分包括：辐射段1、辐射炉管2、横跨管3、辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统4、对流段6；辐射段1的结构同前所述，对流段6包括：钢结构、衬里及其锚固件、对流炉管、检查门；主体部分在车间完成制造与组装。

每个模块面钢结构承载立柱1-6的两端均设有满足载荷要求的合适的柱接头1-5，现场安装时，各模块间承载立柱1-6是通过柱接头1-5连接成为一个整体的。每个模块的连接面角钢和槽钢均设有两排平行布置螺栓孔，现场安装时，各模块间连接面通过螺栓、螺母连接在一起，同时，在型钢连接面上铺设密封垫，其厚度为4mm。

辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统由为滑轮组和支撑梁组成，其在辐射炉管和横跨管安装前完成安装就位。

工业炉整体模块的横跨管用来连接所述辐射炉管和对流炉管。

工业炉整体模块的附属设备及配件包括：废热锅炉5、吹灰器7、平台梯子8、仪表及其线缆9、风机10、汽包11、烟囱12；部分在车间完成制造与组装，部分在现场完成制造与组装，具体方案如下：废热锅炉5和平台梯子8在车间完成制造与组装，与工业炉整体模块的主体部分共同形成工业炉整体模块；吹灰器7、仪表及其线缆9、风机10、汽包11、烟囱12在工业炉建造施工现场完成制造与组装。

采用大型运输机具整体运输的方式将工业炉整体模块运抵施工现场，为防止工业炉整体模块在运输、安装过程中变形，在其上设置可拆除的临时支撑结构，且在承载柱和承载梁上设置一定数量，满足安装要求的吊耳。

采用大型安装机具整体安装的方式实现工业炉整体模块施工现场的安装及就位，并将其柱脚板与土建基础进行螺栓连接。

实施例3

辐射段模块化结构同实施例1。

如图4所示，考虑到工业炉整体模块的稳定性，当运输、安装等条件允许的情况下，将两台对称布置的工业炉用一组型钢进行连接，共同形成“对炉”形式的工业炉整体模块。两台工业炉的主体部分包括：辐射段1、辐射炉管2、横跨管3、辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统4、对流段6（包括钢结构、衬里及其锚固件、对流炉管、检查门)、附属设备及配件包括：废热锅炉5、吹灰器7、平台梯子8、仪表及其线缆9、风机10、汽包11、烟囱12全部在车间完成制造与组装。

每个模块面钢结构承载立柱1-6的两端均设有满足载荷要求的合适的柱接头1-5，现场安装时，各模块间承载立柱1-6是通过柱接头1-5连接成为一个整体的。每个模块的连接面角钢和槽钢均设有两排平行布置螺栓孔，现场安装时，各模块间连接面通过螺栓、螺母连接在一起，同时，在型钢连接面上铺设密封垫，其厚度为3mm。。

辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统由弹簧吊架和支撑梁组成，其在辐射炉管和横跨管安装前完成安装就位。

工业炉整体模块的横跨管用来连接所述辐射炉管和对流炉管。

采用大型运输机具整体运输的方式将“对炉”形式的工业炉整体模块运抵施工现场。为防止“对炉”形式的工业炉整体模块在运输、安装过程中变形，在其上设置可拆除的临时支撑结构，且在承载柱和承载梁上设置一定数量、满足安装要求的吊耳。

采用大型机具整体安装的方式实现“对炉”形式的工业炉整体模块施工现场的安装及就位，并将其柱脚板与土建基础进行螺栓连接。

实施例4

辐射段模块化结构同实施例1。

如图5所示，考虑到工业炉整体模块的稳定性，当运输、安装等条件允许的情况下，将两台对称布置的工业炉用一组型钢进行连接，共同形成“对炉”形式的工业炉整体模块。

受限于现场施工条件及运输条件，“对炉”形式的工业炉整体模块的高度受到限制，两台工业炉整体模块的主体部分包括：辐射段1、辐射炉管2、横跨管3、辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统4、对流段6(包括：钢结构、衬里及其锚固件、对流炉管、检查门)在车间完成制造与组装。

每个模块面钢结构承载立柱1-6的两端均设有满足载荷要求的合适的柱接头1-5，现场安装时，各模块间承载立柱1-6是通过柱接头1-5连接成为一个整体的。每个模块的连接面角钢和槽钢均设有两排平行布置螺栓孔，现场安装时，各模块间连接面通过螺栓、螺母连接在一起，同时，在型钢连接面上铺设密封垫，其厚度为2mm。

辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统由滑轮组和支撑梁组成，其在辐射炉管和横跨管安装前完成安装就位。

工业炉整体模块的横跨管用来连接所述辐射炉管和对流炉管。

“对炉”形式的工业炉整体模块的附属设备及配件包括：废热锅炉5、吹灰器7、平台梯子8、仪表及其线缆9、风机10、汽包11、烟囱12；部分在车间完成制造与组装，部分在现场完成制造与组装，具体方案如下：废热锅炉5和平台梯子8在车间完成制造与组装，与“对炉”形式的工业炉整体模块的主体部分共同形成“对炉”形式的工业炉整体模块；吹灰器7、仪表及其线缆9、风机10、汽包11、烟囱12在工业炉建造施工现场完成制造与组装。

采用大型运输机具整体运输的方式将“对炉”形式的工业炉整体模块运抵施工现场。为防止“对炉”形式的工业炉整体模块在运输、安装过程中变形，在其上设置可拆除的临时支撑结构，且在承载柱和承载梁上应设置一定数量、满足安装要求的吊耳。

采用大型机具整体安装的方式实现“对炉”形式的工业炉整体模块施工现场的安装及就位，并将其柱脚板与土建基础进行螺栓连接。

实施例5

辐射段模块化结构同实施例1。

如图6所示，单台双辐射室（双炉膛）工业炉整体模块的主体部分包括：辐射段1、辐射炉管2、横跨管3、辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统4、对流段6(包括钢结构、衬里及其锚固件、对流炉管、检查门)；工业炉整体模块的附属设备及配件包括：废热锅炉5、吹灰器7、平台梯子8、仪表及其线缆9、风机10、汽包11、烟囱12全部在车间完成制造与组装。

每个模块面钢结构承载立柱1-6的两端均设有满足载荷要求的合适的柱接头1-5，现场安装时，各模块间承载立柱1-6是通过柱接头1-5连接成为一个整体的。每个模块的连接面角钢和槽钢均设有两排平行布置螺栓孔，现场安装时，各模块间连接面通过螺栓、螺母连接在一起，同时，两连接面的结合处需进行一圈密封焊。

辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统由弹簧吊架和支撑梁组成，其在辐射炉管和横跨管安装前完成安装就位。

工业炉整体模块的横跨管用来连接所述辐射炉管和对流炉管。

采用大型运输机具整体运输的方式将工业炉整体模块运抵施工现场。为防止工业炉整体模块在运输、安装过程中变形，在其上设置可拆除的临时支撑结构，且在承载柱和承载梁上设置一定数量、满足安装要求的吊耳。

采用大型机具整体安装的方式实现工业炉整体模块施工现场的安装及就位，并将其柱脚板与土建基础进行螺栓连接。

实施例6

辐射段模块化结构同实施例1。

如图7所示，受限于现场施工条件及运输条件，工业炉整体模块的高度受到限制，单台双炉膛辐射室（双炉膛）工业炉整体模块的主体部分包括：辐射段1、辐射炉管2、横跨管3、辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统4、对流段6(包括钢结构、衬里及其锚固件、对流炉管、检查门)在车间完成制造与组装。

每个模块面钢结构承载立柱1-6的两端均设有满足载荷要求的合适的柱接头1-5，现场安装时，各模块间承载立柱1-6是通过柱接头1-5连接成为一个整体的。每个模块的连接面角钢和槽钢均设有两排平行布置螺栓孔，现场安装时，各模块间连接面通过螺栓、螺母连接在一起，同时，两连接面的结合处需进行一圈密封焊。

辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统由为滑轮组和支撑梁组成，其在辐射炉管和横跨管安装前完成安装就位。

工业炉整体模块的横跨管用来连接所述辐射炉管和对流炉管。

工业炉整体模块的附属设备及配件包括:废热锅炉5、吹灰器7、平台梯子8、仪表及其线缆9、风机10、汽包11、烟囱12;部分在车间完成制造与组装，部分在现场完成制造与组装，具体方案如下：废热锅炉5和平台梯子8在车间完成制造与组装，与工业炉整体模块的主体部分共同形成工业炉整体模块；7吹灰器、仪表及其线缆9、风机10、汽包11、烟囱12在工业炉建造施工现场完成制造与组装。

采用大型运输机具整体运输的方式将工业炉整体模块运抵施工现场，为防止工业炉整体模块在运输、安装过程中变形，在其上设置可拆除的临时支撑结构，且在承载柱和承载梁上设置一定数量，满足安装要求的吊耳。

采用大型安装机具整体安装的方式实现工业炉整体模块施工现场的安装及就位，并将其柱脚板与土建基础进行螺栓连接。

Claims (13)

1.一种工业炉整体模块化结构，其特征在于：

工业炉整体模块化结构包括主体部分和附属设备及配件；

工业炉整体模块化结构的主体部分包括：辐射段模块化结构、对流段、辐射炉管、连接对流炉管和辐射炉管的横跨管、辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统；

所述辐射段模块化结构为沿辐射段高度方向包含一组多面体模块，所述每个多面体模块至少包含四个立或平面式炉壁板；每个所述多面体模块至少包括一组支撑部件；所述支撑部件包括承载立柱；每个所述多面体模块的立或平面式炉壁板内包括衬里结构；在一组所述多面体模块中至少包括一个顶端模块和底端模块；所述顶端模块包含三至四个立面式炉壁板和一个炉顶面；所述底端模块包含四个立面式炉壁板和一个辐射炉底；所述各个炉壁板和炉顶面和辐射炉底之间固定连接；

在所述每个多面体模块的承载立柱上下两端设置有适配的柱接头，所述各个多面体模块之间的承载立柱通过所述柱接头连接为一体；

所述辐射段模块化结构还包括一组多面体模块间的连接部件；所述各个多面体模块之间通过所述的连接部件固定连接；

所述对流段包含：钢结构、衬里及其锚固件、对流炉管、检查门。

2.如权利要求1所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：

所述的连接部件为一组连接型钢，其为扁钢、角钢或槽钢中的一种；所述连接型钢分别设置在各个所述多面体模块的连接面处，所述连接型钢与所述炉壁板之间焊接。

3.如权利要求2所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：

每个所述连接型钢的连接面设有单排或双排螺栓孔，双排螺栓孔可平行布置也可交错布置；在所述各个相邻多面体模块间的连接型钢之间采用螺栓连接，且在连接型钢连接面上铺设密封垫，其厚度为2-4mm。

4.如权利要求2所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：

每个所述连接型钢的连接面设有单排或双排螺栓孔，双排螺栓孔可平行布置也可交错布置；在所述各个相邻多面体模块间的连接型钢之间采用螺栓连接，且在所述连接型钢的连接面的外侧进行一圈密封焊。

5.如权利要求1所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：

所述炉壁板的外表面通过炉壁板加强型钢进行加强，所述炉壁板加强型钢焊接于炉壁板的外表面。

6.如权利要求1所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：

所述模块化结构沿辐射段水平方向还包含至少一个横向多面体模块，所述横向多面体模块包括四个立面式炉壁板和一个横跨段炉底；所述各个炉壁板和横跨段炉底之间固定连接；

所述横向多面体模块与纵向的所述多面体模块之间通过承载梁和承载立柱连接承载。

7.如权利要求1或6所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：

各个所述多面体模块的立面式炉壁板以及辐射炉底和炉顶面包括衬里结构；所述衬里结构通过锚固件固定于炉壁板以及辐射炉底和炉顶面上，所述锚固件焊接于炉壁板以及辐射炉底和炉顶面的内壁表面。

8.如权利要求7所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：

在各个所述多面体模块间，所述各个衬里结构的连接面之间设置连接缝，其厚度范围为10-50mm；用于防止两模块衬里连接面出现缝隙；且在所述连接缝处铺设陶瓷纤维毯；

在每个模块的上下衬里连接面处各留出一定尺寸的施工空间，用于在各模块现场安装完成后，在各模块的上下衬里连接面所留空间处再现场施工衬里。

9.如权利要求1所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：

在辐射段模块化结构中，在炉壁板上设置有看火门、作业门和燃烧器；在辐射段炉底设置有燃烧器。

10.如权利要求1所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：

所述辐射段模块化结构还包括桁架结构，即在每个多面体模块的底面或顶面设置桁架结构，所述桁架结构与所述底面或者顶面采用可拆式连接方式，且顶面上的桁架结构上设置有吊耳。

11.如权利要求1所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：

工业炉整体模块化结构的附属设备及配件包括：废热锅炉、汽包、连接废热锅炉和汽包间的上升管和下降管、风机、烟道和烟囱、吹灰器、部分平台及梯子、仪表及其线缆。

12.一种采用如权利要求1～11之一所述的工业炉整体模块化结构的建造方法，其特征在于所述方法包括：

工业炉整体模块化结构的主体部分和附属设备及配件在车间制造及组装、整体运输、整体安装及就位。

13.如权利要求12所述的工业炉整体模块化结构的建造方法，其特征在于所述方法包括：

1)采用大型运输机具进行整体运输的方式将工业炉整体模块运抵施工现场；

2)采用大型机具进行整体安装的方式完成工业炉整体模块的安装、就位；

3)工业炉整体模块安装结束后拆除临时固定结构。