CN201344515Y - 强制循环余热锅炉水平大口径蒸发管加内芯装置 - Google Patents

Abstract

一种应用于石化行业强制循环余热锅炉水平大口径蒸发管加内芯装置，包括加热炉(1)、余热锅炉蒸发段(2)、循环水泵(3)、气泡(4)，其特征在于：加热炉1内置余热锅炉蒸发段(2)，气泡(4)与循环水泵(3)连通，适用于水平布置、大口径蒸发管强制循环余热锅炉。它通过装设内芯减少介质的流通面积，从而在不增加循环水流量的条件下提高介质的流速，增强扰流，防止汽水分层。

Description

强制循环余热锅炉水平大口径蒸发管加内芯装置

技术领域

本实用新型涉及一种应用于石化行业强制循环余热锅炉水平大口径蒸发管加内芯技术。具体地说，是一种强制循环余热锅炉水平大口径蒸发管加内芯装置，通过在蒸发管内设置内芯，可以在低循环倍率下有效防止蒸发管汽水分层，防止炉管损坏；从而减少强制循环水泵流量和扬程，减少余热锅炉的能耗，节省建设投资。

背景技术

目前，以重整装置四合一炉为代表的物料加热炉，在加热物料的同时会产生大量的高温烟气。一般通过在加热炉顶部对流段设置余热锅炉回收这些能量产生中压蒸汽。这些余热锅炉大部分按照加热炉方式制造，其受热管有其自身的特点：一、受热管道水平布置，二、受热管的直径比锅炉受热管的直径大，多为DN100管道。这样设计的优点是便于制造安装，缺点是水平布置大口径受热管内介质很容易发生汽水分层。由于管道内流体的扰动，汽水分层的界面会随时变化，使得这部分管壁交替地与汽、水接触，与汽接触时则壁温上升，与水接触时壁温下降。由于壁温的交替变化，使材料产生疲劳热应力，减弱其工作的安全性。

现在解决汽水分层问题的方法是增大循环水泵流量。以DN100管道为例，汽水分层的临界速度较高(1.24m/s)循环倍率一般采用K≥10才能保证管道内不发生汽水分层。然而蒸汽锅炉多采用DN50或DN60的蒸发管，汽水分层的临界速度较低(0.63m/s)循环倍率K≥4即可保证不发生汽水分层。循环倍率差别的主要原因是由于水平管道的内径差别引起的，内径越大要求流速越高，导致循环倍率增加。通过在管内设置内芯可减少流通截面积，从而在不提高循环倍率的情况下提高管内流速。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种强制循环余热锅炉水平大口径蒸发管加内芯装置，适用于水平布置、大口径蒸发管强制循环余热锅炉。它通过装设内芯减少介质的流通面积，从而在不增加循环水流量的条件下提高介质的流速，增强扰流，防止汽水分层。

本实用新型拾这样实现的：包括加热炉、余热锅炉蒸发段、循环水泵、气泡，加热炉内置余热锅炉蒸发段，气泡与循环水泵连通。

余热锅炉蒸发段由炉墙、泄压孔、蒸发管、内芯、螺旋导流肋片、同心定位块组成，内芯外带螺旋导流肋片，内芯放入蒸发管内，内芯与蒸发管同心布置；内芯与蒸发管的同心度通过同心定位块定位，靠近炉墙的同心定位块与蒸发管内壁焊接。

同心定位块沿圆周方向均匀布置4个。

内芯由带螺旋导流肋片钢管组成，钢管两侧各开一个φ3的泄压孔，内芯两端采用流线型端头封闭。

内芯外壁设置螺旋导流肋片，肋片间断设置，每隔2000mm布置一组，每组翅片轴向长度200mm。

本实用新型的优点在于：适用于水平布置、大口径蒸发管强制循环余热锅炉。它通过装设内芯减少介质的流通面积，从而在不增加循环水流量的条件下提高介质的流速，增强扰流，防止汽水分层。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2余热锅炉蒸发段2的轴向剖面构造图；

图3余热锅炉蒸发段2的径向剖面同心定位块示意图。

具体实施方式

在图1所示实例中，由加热炉1、余热锅炉蒸发段2、循环水泵3、气泡4组成，加热炉1内置余热锅炉蒸发段2，气泡4与循环水泵3连通。饱和状态水从汽包4经强制循环泵3加压后送入余热锅炉蒸发段2，在余热锅炉蒸发段2受热管中吸热，饱和水汽化产生蒸汽，原来的饱和水变成汽水混合物沿上升管进取汽包完成一个循环。

在图2所示实例中，余热锅炉蒸发段2由炉墙21、泄压孔22、蒸发管23、内芯24、螺旋导流肋片25、同心定位块26组成，内芯24外带螺旋导流肋片25，内芯24放入蒸发管23内，内芯24与蒸发管23同心布置；内芯24与蒸发管23的同心度通过同心定位块26定位，靠近炉墙21的同心定位块26与蒸发管23内壁焊接。带螺旋导流肋片25的内芯24放入蒸发管23内，内芯24与蒸发管23同心布置。内芯24与蒸发管23的同心度靠同心定位块26定位，保证外管与内芯24之间定位准确。靠近炉墙21的同心定位块26与蒸发管23内壁焊接，防止内芯24轴向移动，防止内芯24旋转。

当饱和水流入蒸发管23入口后，沿外管与内芯24之间的环形通道通过，由于面积减小，从而流速提高，同时螺旋导流肋片25对流体起到旋流的作用，加强汽相与液相之间的混合，能够避免汽水分离。

在图3所示实例中，为同心定位块26布置图，同心定位块26沿圆周方向均匀布置4个定位块，确保环形通道均匀。

在蒸发管23前几排管道内加内芯24，减少流通截面积，提高介质流速。当介质的混合流速超过汽水分层临界流速后则不需要设置内芯。

以DN100管道为例，从管道入口(X＝0)至介质质量含汽率X≥0.06前的蒸发管中需要加DN50的内芯。

内芯24组成：带螺旋导流肋片25钢管，钢管两侧各开一个φ3的泄压孔22，内芯24两端采用流线型端头封闭。外管与内芯24要求同心布置，内芯24外壁装设同心定位块26支撑；蒸发管23两端设置轴向定位块，以限制内芯24轴向位移。支撑数量根据蒸发段长度而定。内芯24外壁设置螺旋导流肋片25，肋片高10、螺距200。肋片间断设置，每隔2000mm布置一组，每组翅片轴向长度200。

它可在不提高循环水流量的情况下避免发生汽水分层，保证余热锅炉蒸发段的安全，节约能量降低能耗，节省建设投资和设备制造成本。

Claims (5)

1.强制循环余热锅炉水平大口径蒸发管加内芯装置，包括加热炉(1)、余热锅炉蒸发段(2)、循环水泵(3)、气泡(4)，其特征在于：加热炉(1)内置余热锅炉蒸发段(2)，气泡(4)与循环水泵(3)连通。

2.根据权利要求1所述的强制循环余热锅炉水平大口径蒸发管加内芯装置，其特征在于：余热锅炉蒸发段(2)由炉墙(21)、泄压孔(22)、蒸发管(23)、内芯(24)、螺旋导流肋片(25)、同心定位块(26)组成，内芯(24)外带螺旋导流肋片(25)，内芯(24)放入蒸发管(23)内，内芯(24)与蒸发管(23)同心布置；内芯(24)与蒸发管(23)的同心度通过同心定位块(26)定位，靠近炉墙(21)的同心定位块(26)与蒸发管(23)内壁焊接。

3.根据权利要求2所述的强制循环余热锅炉水平大口径蒸发管加内芯装置，其特征在于：同心定位块(26)沿圆周方向均匀布置。

4.根据权利要求2所述的强制循环余热锅炉水平大口径蒸发管加内芯装置，其特征在于：内芯(24)由带螺旋导流肋片(25)钢管组成，钢管两侧各开有的泄压孔(22)，内芯(24)两端采用流线型端头封闭。

5.根据权利要求1所述的强制循环余热锅炉水平大口径蒸发管加内芯装置，其特征在于：内芯(24)外壁设置的螺旋导流肋片(25)，肋片间断设置，每隔1800～2200mm布置一组，每组翅片轴向长度175～250mm。

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