CN110411214A - 一种取消拉杆的加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明的一种取消拉杆的加热炉，包括两侧炉墙和多个换热模块，多个换热模块沿炉墙的长度方向排布，每个换热模块包括管板和炉管，管板上设置有多个通孔，炉管穿过不同的通孔；炉墙设有支撑件，支撑件设有第一安装孔；管板的两侧分别设置有与支撑件对应的安装部，安装部设有第二安装孔。该加热炉还包括螺栓和螺母，对管板的安装部和支撑件之间施加锁紧力，以使得在安装状态下，管板与炉墙相互定位支撑，因此可以省去传统的拉杆，炉墙也不会侧翻，便于安装，降低制造成本。第一安装孔和/或第二安装孔为横向布置的长条孔，在工作状态下，管板热膨胀克服锁紧力沿长条孔延伸，进而对管板提供膨胀空间，满足管板热膨胀并且不会破坏炉墙的工作要求。

Description

一种取消拉杆的加热炉

技术领域

本发明涉及石油炼制、石油化工及其它化工中的加热炉技术领域，具体涉及一种取消拉杆的加热炉。

背景技术

传统加热炉的结构设计及功能：加热炉是石油化工中的龙头，包括常压炉、减压炉、制氢炉、重整炉、焦化炉、转化炉及裂解炉等。管式加热炉的作用是将介质(油料或气体)加热至工艺所需的温度。

加热炉包括相对并列布置的两面炉墙，炉墙包括工字钢、H型钢等型钢的立柱，和焊接固定在立柱上的钢质的炉壁板，钢板上分布焊接保温钉，在保温钉之间浇铸入隔热和耐磨材料。炉墙的内侧固定有托架用于支持换热模块，换热模块包括管板和炉管，管板承托在托架上，管板上设置有多个通孔，炉管穿过不同的通孔被支撑起来，炉管内流过的是需要加热的油料，炉管外面在炉膛内从下往上流过的是高温烟气或热风，热量通过管壁传给管内的油料或其它介质。由于在工作过程中，换热模块会发生热膨胀，为了避免管板热膨胀产生的热应力撑破炉墙，管板设置为可滑动地支承在托架上，且横向留有膨胀空间。

以上提到炉墙包含炉壁板和立柱，炉壁板的侧部与立柱局部层叠固定，立柱是各种型钢形成的相互连接的钢结构，是受力的框架，炉壁板焊接固定于立柱。炉壁板的内侧设置有很厚的衬里和隔热层(浇注料、隔热棉等形式)。安装时两组立柱相对布置，由于炉壁板为长度达到20米的薄板，而管板仅仅是支撑在托架上，没有起到固定炉壁板的作用。因此为了避免炉墙在运输和安装过程中变形，需要在对侧的炉墙之间设置拉杆来起到固定支撑的作用。现有的拉杆结构如图1和图2所示，图2为运输安装过程中，固定有拉杆的状态。对侧的炉壁板40朝内穿设有空心管20，空心管20贯穿衬里和隔热层，立柱10固定有H型的异形钢30，异型钢30的一侧板与炉壁板40固定，拉杆70的两端部设置有外螺纹，长两三米的拉杆穿过异形钢30和空心管20后，拉杆70的每个端部通过两组螺母(垫片)固定于异型钢30的另一侧板，这样的结构既能够朝外拉紧炉墙，也能够对炉墙施加朝内的锁紧力，达到平衡固定炉壁板40，防止炉壁板40侧翻的作用。

当设备安装完之后，在加热炉进入工作状态之前，需要拧开拉杆两端部的螺母，把拉杆70抽出来，在空心管20内填充满芯料60，再用堵头50把空心管20的两端开口堵住，以及一系列的隔热措施，防止内部热量从这个通道溢出，形成如图3所示的结构。

然而以上的结构存在以下问题：需要依靠拉杆稳定炉壁板，加热炉在安装完成之后、进入工作状态之前需要拆除拉杆，整个过程较为繁杂，安装不方便，成本高。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种取消拉杆的加热炉，其无需设置拉杆，亦既能够满足平衡炉墙防侧翻要求，也能够满足为管板热形变提供膨胀空间的要求。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供一种取消拉杆的加热炉，包括相对并列布置的两侧炉墙和设置在两侧炉墙之间的多个换热模块，多个换热模块沿炉墙的长度方向排布，每个换热模块包括管板和炉管，管板上设置有多个通孔，炉管穿过不同的通孔，各个换热模块的炉管相互连通；换热模块设置有紧固连接结构，紧固连接结构包括螺栓、螺母、设置在炉墙的内侧的支撑件和设置在管板的侧部与所述支撑件对应的安装部，支撑件设有第一安装孔，安装部设有第二安装孔；第一安装孔和/或第二安装孔为横向布置的长条孔；所述螺栓穿过第一安装孔和第二安装孔后旋上螺母，以对管板的安装部和支撑件之间施加锁紧力，以使得在安装状态下，所述管板与炉墙相互定位支撑；在工作状态下，管板热膨胀克服所述锁紧力沿所述长条孔延伸形变。

其中，所述支撑件与所述炉墙为一体化结构或相互焊接固定；或者该加热炉还包括锁紧螺栓，所述支撑件与炉墙之间通过锁紧螺栓相互固定。

其中，所述炉墙的内侧还固定有加强件，所述加强件顶住所述支撑件。

其中，所述多个换热模块中，全部或仅部分的换热模块通过所述紧固连接结构与所述炉墙连接；该加热炉还包括承托结构，未通过所述紧固连接结构与所述炉墙连接的换热模块，则通过所述承托结构与炉墙连接，所述承托结构包括固定于炉墙内侧的托架和设置于管板的支撑部，支撑部可横向滑动地支承在托架上。

其中，通过所述紧固连接结构与所述炉墙连接的换热模块，其一侧通过所述紧固连接结构与所述炉墙连接，另一侧通过所述承托结构与炉墙连接。

其中，通过所述紧固连接结构连接所述炉墙的换热模块和通过所述承托结构连接所述炉墙的换热模块，沿着炉墙的长度方向分隔排布。

其中，通过所述紧固连接结构与所述炉墙连接的换热模块，其管板的侧部的上下部均设有所述紧固连接结构；或者其管板的侧部的上部设有所述紧固连接结构，管板的侧部的下部设有所述承托结构。

其中，所述支撑件包括上支撑和下支撑，上支撑和下支撑之间留有供所述安装部插入的空间，下支撑朝上托住安装部，上支撑朝下抵住安装部。

其中，所述安装部与所述支撑件之间设有隔热垫。

其中，管板的侧部设有凹槽。

本发明的有益效果：

本发明的一种取消拉杆的加热炉，包括相对并列布置的两侧炉墙和设置在两侧炉墙之间的多个换热模块，多个换热模块沿炉墙的长度方向排布，每个换热模块包括管板和炉管，管板上设置有多个通孔，炉管穿过不同的通孔；炉墙的内侧设有支撑件，支撑件设有第一安装孔；管板的侧部设置有与所述支撑件对应的安装部，安装部设有第二安装孔；该加热炉还包括螺栓和螺母，螺栓穿过第一安装孔和第二安装孔后旋上螺母，以对管板的安装部和支撑件之间施加锁紧力，以使得在安装状态下，所述管板与炉墙相互定位支撑，因此可以省去传统的拉杆，炉墙也不会侧翻，便于安装，降低制造成本。第一安装孔和/或第二安装孔为横向布置的长条孔，在工作状态下，管板热膨胀克服所述锁紧力沿所述长条孔延伸，进而对管板提供膨胀空间，满足管板热膨胀并且不会破坏炉墙的工作要求。

附图说明

图1为现有技术中的加热炉在安装状态下的结构示意图，未示出换热模块。

图2为图1中S1-S1方向的截面图。

图3为现有技术中加热炉在工作状态下的结构示意图，未示出换热模块。

图4为实施例中的一种取消拉杆的加热炉的结构示意图。

图5为图4中D处的放大视图。

图6为图4中以A-A为截面的局部截面图。

图7为另一实施例的一种取消拉杆的加热炉的结构示意图。

图8为图7中E处的放大视图。

图9为图7中以B-B为截面的局部截面图。

附图标记：

图1至图3的附图标记：

立柱10、空心管20、异型钢30、炉壁板40、堵头50、芯料60、拉杆70。

图4至图9的附图标记：

炉墙1；

换热模块2、管板21、安装部211、第二安装孔2111、凹槽212、炉管22；

支撑件3、第一安装孔31、上支撑32、下支撑33；

螺栓4、螺母5；

锁紧螺栓6；

加强件7；

隔热垫8。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。

本实施例的一种取消拉杆的加热炉，如图4至图9所示，包括相对并列布置的两侧炉墙1和设置在两侧炉墙1之间的多个换热模块2，多个换热模块2沿炉墙1的长度方向排布，即图4中垂直于纸面方向，实际中两侧炉墙1之间的顶部和底部封起来共同围成腔室。每个换热模块2包括管板21和炉管22，管板21上设置有多个通孔，炉管22穿过不同的通孔，各个换热模块2的炉管22依次连通。两侧炉墙1的内侧分别设有支撑件3，支撑件3设有第一安装孔31。管板21的两侧分别设置有与支撑件3对应的安装部211，管板21的同一侧的上下部位均设有安装部211，炉墙1的对应安装部211之处均设有支撑件3，图中上部的安装部211和支撑件3简化示意，安装部211设有第二安装孔2111。该加热炉还包括螺栓4和螺母5，螺栓4、螺母5、支撑件3和安装部211组成紧固锁连接结构。螺栓4穿过第一安装孔31和第二安装孔2111后旋上螺母5，以对管板21的安装部211和支撑件3之间施加锁紧力，以使得在安装状态下，所述管板21与炉墙1相互定位支撑，因此可以省去传统的拉杆，炉墙1也不会侧翻，便于安装，降低制造成本。第二安装孔2111为横向布置的长条孔，在工作状态下，管板21热膨胀克服所述锁紧力沿长条孔延伸，进而对管板21提供膨胀空间，满足管板21热膨胀并且不会破坏炉墙1的工作要求。实际中，可以改为第一安装孔31是长条孔，或者第一安装孔31和第二安装孔2111均为长条孔，只要实现管板21能够沿着长条孔热伸长变形即可。在加热炉停止工作后，管板21降温恢复原状。

需要说明的是，现有技术中，由于加热炉工作过程中管板21受热会热膨胀变形，需要为管板21提供一定的膨胀变形的空间，因此管板21都是可滑动地承托在托架上，并且现有技术一直采用额外的拉杆来平衡固定两侧炉墙1。在此固有思维下，为了满足管板21膨胀变形要求，本领域技术人员不容易想到把用于平衡固定两侧炉墙1的功能结构转移至需要膨胀空间而不能硬性固定的管板21与炉墙1之间，由此，把所述功能结构转移至管板21与炉墙1之间并进一步解决技术障碍，这个过程需要付出创造性劳动。

本实施例中，如图4、图5和图6所示，支撑件3与所述炉墙1为一体化结构或相互焊接固定，支撑件3包括上支撑32和下支撑33，上支撑32和下支撑33均开有第一安装孔31，上支撑32和下支撑33之间留有供所述安装部211插入的空间，下支撑33朝上托住安装部211，上支撑32朝下抵住安装部211，安装部211与支撑件3之间设有隔热垫8。

本实施例中，管板21的同一侧的上下两个安装部211之间设有凹槽212，为管板21的中部膨胀变形提供更大的空间，即使管板21热变形程度超过长条孔的长度，在炉墙1的反作用力下，管板21会往凹槽212延伸形变，这样安装部211也就不会对炉墙1施加过大的挤压破坏力。

本发明的另一实施例，如图7至图9所示，与上一实施例不同的是，支撑件3不分为上下支撑，仅设有下一个支撑托住换热模块2(相当于下支撑)。该实施例的加热炉还包括锁紧螺栓6，支撑件3与炉墙1之间通过锁紧螺栓6相互固定，炉墙1的内侧还固定有加强件7，加强件7顶住支撑件3，增强支撑件3的强度，避免锁紧螺栓6受到过大的剪切力，确保换热模块2稳定地被支承住。

实际中，沿着炉墙的长度方向，所有换热模块中，可以是全部换热模块均通过所述紧固连接结构与炉墙1连接，这样炉墙1的稳定性较好，但成本较大。也可以进一步改为仅部分的换热模块2通过紧固连接结构与炉墙1连接，未通过紧固连接结构与炉墙1连接的换热模块，则通过现有技术中的承托结构与炉墙连接，承托结构包括固定于炉墙内侧的托架和设置于管板的支撑部，支撑部可横向滑动地支承在托架上，这种管板支撑在托架上的安装方式是传统的方式，结构比较简单，成本低。例如假设通过紧固连接结构连接炉墙的换热模块为H，通过承托结构连接所述炉墙的换热模块为G，沿着炉墙的长度方向，以HGHGHG间隔排布，或者HHGGHHGG的形式分隔排布，或HGGHGGH、HGHHGHHG等形式分隔排布，只要能够在炉墙长度方向，一定距离内使炉墙1与管板21相互作用固定即可。

实际中，通过紧固连接结构与炉墙1连接的换热模块，可以为两侧均通过紧固连接结构与所述炉墙1连接，也可以改为其一侧通过紧固连接结构与所述炉墙1连接，另一侧通过所述承托结构与炉墙1连接。例如第一个换热模块2左侧通过紧固连接结构与炉墙1连接的换热模块，右侧通过现有技术中的承托结构与炉墙1连接；第二个换热模块左侧通过现有技术中的承托结构与炉墙1连接，右侧通过紧固连接结构与炉墙1连接，如此依次分布，亦能够起到稳定炉墙的作用。

图4是本实施例加热炉的横向截面图，这个换热模块管板的两侧部的上下部均设有所述紧固连接结构，实际可以改为管板的侧部的上部设有所述紧固连接结构，管板的侧部的下部设有承托结构，亦能够起到稳定炉墙的作用，且令管板有更大的膨胀空间，降低成本。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种取消拉杆的加热炉，包括相对并列布置的两侧炉墙和设置在两侧炉墙之间的多个换热模块，多个换热模块沿炉墙的长度方向排布，每个换热模块包括管板和炉管，管板上设置有多个通孔，炉管穿过不同的通孔，各个换热模块的炉管相互连通；其特征是：换热模块设置有紧固连接结构，紧固连接结构包括螺栓、螺母、设置在炉墙的内侧的支撑件和设置在管板的侧部与所述支撑件对应的安装部，支撑件设有第一安装孔，安装部设有第二安装孔；第一安装孔和/或第二安装孔为横向布置的长条孔；所述螺栓穿过第一安装孔和第二安装孔后旋上螺母，以对管板的安装部和支撑件之间施加锁紧力，以使得在安装状态下，所述管板与炉墙相互定位支撑；在工作状态下，管板热膨胀克服所述锁紧力沿所述长条孔延伸形变。

2.根据权利要求1所述的一种取消拉杆的加热炉，其特征是：所述支撑件与所述炉墙为一体化结构或相互焊接固定；或者该加热炉还包括锁紧螺栓，所述支撑件与炉墙之间通过锁紧螺栓相互固定。

3.根据权利要求2所述的一种取消拉杆的加热炉，其特征是：所述炉墙的内侧还固定有加强件，所述加强件顶住所述支撑件。

4.根据权利要求1所述的一种取消拉杆的加热炉，其特征是：所述多个换热模块中，全部或仅部分的换热模块通过所述紧固连接结构与所述炉墙连接；该加热炉还包括承托结构，未通过所述紧固连接结构与所述炉墙连接的换热模块，则通过所述承托结构与炉墙连接，所述承托结构包括固定于炉墙内侧的托架和设置于管板的支撑部，支撑部可横向滑动地支承在托架上。

5.根据权利要求4所述的一种取消拉杆的加热炉，其特征是：通过所述紧固连接结构与所述炉墙连接的换热模块，其一侧通过所述紧固连接结构与所述炉墙连接，另一侧通过所述承托结构与炉墙连接。

6.根据权利要求4所述的一种取消拉杆的加热炉，其特征是：通过所述紧固连接结构连接所述炉墙的换热模块和通过所述承托结构连接所述炉墙的换热模块，沿着炉墙的长度方向分隔排布。

7.根据权利要求4所述的一种取消拉杆的加热炉，其特征是：通过所述紧固连接结构与所述炉墙连接的换热模块，其管板的侧部的上下部均设有所述紧固连接结构；或者其管板的侧部的上部设有所述紧固连接结构，管板的侧部的下部设有所述承托结构。

8.根据权利要求1所述的一种取消拉杆的加热炉，其特征是：所述支撑件包括上支撑和下支撑，上支撑和下支撑之间留有供所述安装部插入的空间，下支撑朝上托住安装部，上支撑朝下抵住安装部。

9.根据权利要求1所述的一种取消拉杆的加热炉，其特征是：所述安装部与所述支撑件之间设有隔热垫。

10.根据权利要求1所述的一种取消拉杆的加热炉，其特征是：管板的侧部设有凹槽。