CN105180653B - 管式加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管式加热炉，属于冶金焦化设备技术领域。它包括辐射段（1）、对流段（2）和烟囱（9），所述辐射段（1）包括炉底（1.1）、中间壳体（1.2）和炉顶（1.3），所述炉底（1.1）中心设置有辐射柱（22），所述辐射柱（22）周围设置有多个燃烧器（14），所述燃烧器（14）上设置有燃烧器空气口（18）和焦炉煤气入口（20）。本发明一种管式加热炉，它能够有效提高加热炉热效率，有利于降低排烟温度，加强了设备运行稳定性和安全性。

Description

管式加热炉

技术领域

本发明涉及一种管式加热炉，属于冶金焦化设备技术领域。

背景技术

管式加热炉是石油炼制、石油化工、煤化工、焦油加工、原油输送等工业中使用的工业加热炉，被加热物质在管内流动介质为气体或液体，并且都是易燃易爆的物质，操作条件苛刻，同时长周期运转不间断操作，加热方式为直接受火，传热方式以辐射传热为主，其能耗占装置总能耗的70%左右。加热炉的热负荷大小直接决定石化装置的加工能力，在同等外形结构的情况下，提高加热炉的热负荷显得尤为重要。而提高加热炉的热效率是提高热负荷的有效途径，其直接影响整个系统的能耗。目前传统的管式加热炉其结构设计不合理，其正常排烟温度高达400℃，热效率只有78%，热负荷低，存在极大的能源浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种管式加热炉，它能够有效提高加热炉热效率，有利于降低排烟温度，加强了设备运行稳定性和安全性。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种管式加热炉，它包括辐射段、对流段和烟囱，所述辐射段包括炉底、中间壳体和炉顶，所述炉底中心设置有辐射柱，所述辐射柱周围设置有多个燃烧器，所述燃烧器上设置有燃烧器空气口和焦炉煤气入口。

所述辐射柱包括环形支座，所述环形支座顶端外侧设置有让位导角，所述环形支座外侧设置有支撑筒体，所述支撑筒体外壁上设置有多个I型支架和Y型支架，所述多个I型支架和Y型支架交错间隔布置，所述支撑筒体外侧设置有高铝浇注料层，所述高铝浇注料层覆盖于多个I型支架和Y型支架上。

所述辐射段内设置有辐射管组，所述对流段内设置有对流管组，所述对流管组上方设置有空气预热器，所述对流段外设置有工质进管，所述工质进管与对流管组进口相连接，所述对流管组出口通过辅助管路与辐射管组进口相连接，所述辐射管组底部设置有工质出口。

所述辐射管组呈环形布置；所述辐射管组包括多个竖管，相邻两个竖管之间通过弯头相连接。

所述对流管组有多个，所述多个对流管组左右平行布置，每个对流管组包括多个水平布置的第一钢管对和第二钢管对，所述多个第一钢管对和第二钢管对上下间隔交错布置，相邻的第一钢管对和第二钢管对前端之间通过倾斜弯头相连接，第一钢管对和第二钢管对自身的两个钢管后端之间通过水平弯头相连接。

所述辐射段和对流段外侧设置有空气管路和风机，所述空气管路包括空气进管、空气出管和环形分配管，所述空气进管一端与风机相连接，另一端与空气预热器进口相连接，所述空气出管一端与空气预热器出口相连接，另一端与环形分配管相连接，所述环形分配管通过第一连接管分别与多个燃烧器的燃烧器空气进口相连接，所述第一连接管上设置有第一调节阀。

所述多个燃烧器下方设置有燃气管路，所述燃气管路包括燃气主管路和燃气分配管，所述燃气主管路与燃气分配管相连接，所述燃气分配管通过多个第二连接管分别与多个燃烧器的焦炉煤气入口相连接，所述第二连接管上设置有第二调节阀。

所述燃气分配管呈多边形结构，所述第二连接管连接处位于多边形结构的燃气分配管的转角处。

所述辐射段内壁上设置有隔热衬里。

所述中间壳体上设置有测温孔，所述炉底上设置有灭火蒸汽口和人孔。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明通过在辐射段炉底中心设置辐射柱，在辐射柱的作用下其周围的多个燃烧器产生旋流，提高了辐射段的热效率，增加了燃烧调节范围；

2、本发明在对流段上方配置空气预热器作为高温烟气预热回收系统，用于预热助燃空气，能够提高加热炉热效率5~7个百分点，有效减少能源消耗，同时能够有效降低烟气温度，较少烟气对环境的污染；

3、本发明空气管路和燃气管路结构设计合理，不仅节约了占地空间，减少了设备重量，并且安装简单、使用可靠，节能增效，燃烧器调节方便，提高了燃烧的稳定性，能够满足大负荷变化工况下的稳定燃烧，同时保证一定燃烧效率的要求。

附图说明

图1为本发明一种管式加热炉的结构示意图；

图2为图1的俯视图。

图3为图1的A-A剖视图。

图4为图1中辐射柱的结构示意图。

图5为图1中对流管组的结构示意图。

图6为图5的右视图。

图7为空气管路与燃烧器的连接结构示意图。

图8为图7的俯视图。

图9为燃气管路与燃烧器的连接结构示意图。

图10为图9中燃气分配管与燃烧器焦炉煤气入口连接的放大图。

其中：

辐射段1

炉底1.1

中间壳体1.2

炉顶1.3

对流段2

空气管路3

空气进管3.1

空气出管3.2

环形分配管3.3

第一连接管3.4

第一调节阀3.5

空气预热器4

对流管组5

第一钢管对5.1

第二钢管对5.2

倾斜弯头5.3

水平弯头5.4

过渡接头6

工质进管7

辅助管路8

烟囱9

风门10

隔热里衬11

辐射管组12

工质出口13

燃烧器14

风机15

烟气旁通接口16

灭火蒸汽口17

燃烧器空气口18

人孔19

焦炉煤气入口20

测温孔21

辐射柱22

环形支座22.1

让位导角22.2

支撑筒体22.3

I型支架22.4

Y型支架22.5

高铝浇注料层22.6

燃气管路23

燃气主管路23.1

燃气分配管23.2

第二连接管23.3

第二调节阀23.4。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1~图10所示，本实施例中的一种管式加热炉，它包括辐射段1、对流段2和烟囱9，所述辐射段1包括炉底1.1、中间壳体1.2和炉顶1.3，所述炉底1.1中心设置有辐射柱22，所述辐射柱22包括环形支座22.1，所述环形支座22.1顶端外侧设置有让位导角22.2，所述环形支座22.1外侧设置有支撑筒体22.3，所述支撑筒体22.3外壁上设置有多个I型支架22.4和Y型支架22.5，所述多个I型支架22.4和Y型支架22.5交错间隔布置，所述支撑筒体22.3外侧设置有高铝浇注料层22.6，所述高铝浇注料层22.6覆盖于多个I型支架22.4和Y型支架22.5上；

所述辐射段1内设置有辐射管组12，所述辐射管组12呈环形布置；所述辐射管组12包括多个竖管，相邻两个竖管之间通过弯头相连接；

所述对流段2内设置有对流管组5，所述对流管组5上方设置有空气预热器4，所述对流管组5有多个，所述多个对流管组5左右平行布置，每个对流管组5包括多个水平布置的第一钢管对5.1和第二钢管对5.2，所述多个第一钢管对5.1和第二钢管对5.2上下间隔交错布置，相邻的第一钢管对5.1和第二钢管对5.2前端之间通过倾斜弯头5.3相连接，第一钢管对5.1和第二钢管对5.2自身的两个钢管后端之间通过水平弯头5.4相连接；

所述对流段2外设置有工质进管7，所述工质进管7与对流管组5进口相连接，所述对流管组5出口通过辅助管路8与辐射管组12进口相连接，所述辐射管组12底部设置有工质出口13；

所述对流段2与烟囱9之间通过过渡接头6相连接，所述烟囱9内设置有风门10，所述烟囱9一侧设置有烟气旁通接口16；

所述辐射柱22周围设置有多个燃烧器14，所述燃烧器14上设置有燃烧器空气口18和焦炉煤气入口20，所述辐射段1和对流段2外侧设置有空气管路3和风机15，所述空气管路3包括空气进管3.1、空气出管3.2和环形分配管3.3，所述空气进管3.1一端与风机15相连接，另一端与空气预热器4进口相连接，所述空气出管3.2一端与空气预热器4出口相连接，另一端与环形分配管3.3相连接，所述环形分配管3.3通过第一连接管3.4分别与多个燃烧器14的燃烧器空气口18相连接，所述第一连接管3.4上设置有第一调节阀3.5；

所述多个燃烧器14下方设置有燃气管路23，所述燃气管路23包括燃气主管路23.1和燃气分配管23.2，所述燃气主管路23.1与燃气分配管23.2相连接，所述燃气分配管23.2呈多边形结构，所述燃气分配管23.2通过多个第二连接管23.3分别与多个燃烧器14的焦炉煤气入口20相连接，所述第二连接管23.3连接处位于多边形结构的燃气分配管23.2的转角处，所述第二连接管23.3上设置有第二调节阀23.4；

所述辐射段1内壁上设置有隔热衬里11；

所述中间壳体1.2上设置有测温孔21，所述炉底1.1上设置有灭火蒸汽口17和人孔19。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种管式加热炉，其特征在于：它包括辐射段（1）、对流段（2）和烟囱（9），所述辐射段（1）包括炉底（1.1）、中间壳体（1.2）和炉顶（1.3），所述炉底（1.1）中心设置有辐射柱（22），所述辐射柱（22）周围设置有多个燃烧器（14），所述燃烧器（14）上设置有燃烧器空气口（18）和焦炉煤气入口（20）；

所述辐射柱（22）包括环形支座（22.1），所述环形支座（22.1）顶端外侧设置有让位导角（22.2），所述环形支座（22.1）外侧设置有支撑筒体（22.3），所述支撑筒体（22.3）外壁上设置有多个I型支架（22.4）和Y型支架（22.5），所述多个I型支架（22.4）和Y型支架（22.5）交错间隔布置，所述支撑筒体（22.3）外侧设置有高铝浇注料层（22.6），所述高铝浇注料层（22.6）覆盖于多个I型支架（22.4）和Y型支架（22.5）上。

2.根据权利要求1所述的一种管式加热炉，其特征在于：所述辐射段（1）内设置有辐射管组（12），所述对流段（2）内设置有对流管组（5），所述对流管组（5）上方设置有空气预热器（4），所述对流段（2）外设置有工质进管（7），所述工质进管（7）与对流管组（5）进口相连接，所述对流管组（5）出口通过辅助管路（8）与辐射管组（12）进口相连接，所述辐射管组（12）底部设置有工质出口（13）。

3.根据权利要求2所述的一种管式加热炉，其特征在于：所述辐射管组（12）呈环形布置；所述辐射管组（12）包括多个竖管，相邻两个竖管之间通过弯头相连接。

4.根据权利要求2所述的一种管式加热炉，其特征在于：所述对流管组（5）有多个，所述多个对流管组（5）左右平行布置，每个对流管组（5）包括多个水平布置的第一钢管对（5.1）和第二钢管对（5.2），所述多个第一钢管对（5.1）和第二钢管对（5.2）上下间隔交错布置，相邻的第一钢管对（5.1）和第二钢管对（5.2）前端之间通过倾斜弯头（5.3）相连接，第一钢管对（5.1）和第二钢管对（5.2）自身的两个钢管后端之间通过水平弯头（5.4）相连接。

5.根据权利要求2所述的一种管式加热炉，其特征在于：所述辐射段（1）和对流段（2）外侧设置有空气管路（3）和风机（15），所述空气管路（3）包括空气进管（3.1）、空气出管（3.2）和环形分配管（3.3），所述空气进管（3.1）一端与风机（15）相连接，另一端与空气预热器（4）进口相连接，所述空气出管（3.2）一端与空气预热器（4）出口相连接，另一端与环形分配管（3.3）相连接，所述环形分配管（3.3）通过第一连接管（3.4）分别与多个燃烧器（14）的燃烧器空气口（18）相连接，所述第一连接管（3.4）上设置有第一调节阀（3.5）。

6.根据权利要求1所述的一种管式加热炉，其特征在于：所述多个燃烧器（14）下方设置有燃气管路（23），所述燃气管路（23）包括燃气主管路（23.1）和燃气分配管（23.2），所述燃气主管路（23.1）与燃气分配管（23.2）相连接，所述燃气分配管（23.2）通过多个第二连接管（23.3）分别与多个燃烧器（14）的焦炉煤气入口（20）相连接，所述第二连接管（23.3）上设置有第二调节阀（23.4）。

7.根据权利要求6所述的一种管式加热炉，其特征在于：所述燃气分配管（23.2）呈多边形结构，所述第二连接管（23.3）连接处位于多边形结构的燃气分配管（23.2）的转角处。

8.根据权利要求1所述的一种管式加热炉，其特征在于：所述辐射段（1）内壁上设置有隔热衬里（11）。

9.根据权利要求1所述的一种管式加热炉，其特征在于：所述中间壳体（1.2）上设置有测温孔（21），所述炉底（1.1）上设置有灭火蒸汽口（17）和人孔（19）。