CN201909445U

CN201909445U - 具有板式烟气冷凝装置的管式加热炉

Info

Publication number: CN201909445U
Application number: CN2010206764124U
Authority: CN
Inventors: 臧海; 华新民; 赵成军; 刘伟; 韩喆
Original assignee: LANGFANG FANHUA PETROCHEMICAL EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: LANGFANG FANHUA PETROCHEMICAL EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2020-12-22

Abstract

本实用新型公开了一种具有板式烟气冷凝装置的管式加热炉，包括辐射室，辐射室的前部设有燃烧器，辐射室上方设置对流室，对流室上方设有烟囱，板式烟气冷凝装置位于对流室与烟囱之间，板式烟气冷凝装置包括多片与烟气接触的侧板，每片侧板的与烟气接触的一面的底部均设有用于汇集冷凝水的沟槽，板式烟气冷凝装置的下方设置用于集收每个沟槽汇集的冷凝水的冷凝水汇集槽，冷凝水汇集槽连接导管，导管通往所述管式加热炉体外。通过在板式烟气冷凝装置上设置用于集收冷凝水并排到炉体外的装置，解决了冷凝水对对流炉管的腐蚀问题，因此板式烟气冷凝装置可设置于炉体对流室上部，从而减小了设备占用的空间和生产成本。

Description

具有板式烟气冷凝装置的管式加热炉

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油化工生产的加热设备，尤其涉及一种具有板式烟气冷凝装置的管式加热炉。

背景技术

目前在石油化工行业中，为了给外输原油、长输原油和脱水原油提温以达到工艺要求，广泛使用管式加热炉对原油进行加热，这种管式加热炉内设有辐射室，辐射室前部设有燃烧器，辐射室上方设有对流室，对流室上方设有烟囱。由于这种管式加热炉结构简单，加热温度高且热效率相对较高，所以得到了广泛的推广和应用。

目前，在石油化工管道行业应用的管式加热炉，新炉的加热效率为85％左右，使用一年以后炉效降至75％～80％，之后十年为加热炉的稳定长效期，炉效稳定在75％～80％的范围内。这种管式加热炉在石油化工行业属于高效节能产品，但随着科学的进步和能源成本的增加，特别是在节能减排成为一项重要的基本国策的今天，在用的管式加热炉的节能挖潜就成了一个重要的课题，这也符合国家的节能政策。因此，在采用管式加热炉对原油进行加热的过程中，需要采用烟气冷凝装置对烟气余热进行回收。现有技术有一种使用板式烟气冷凝装置对烟气余热进行回收的管式加热炉，包括多个与烟气接触的侧板，由于在烟气余热回收过程中板式烟气冷凝装置的侧板表面温度较低，因此侧板的与烟气接触的一面上会产生冷凝水，若将板式烟气冷凝装置设置于管式加热炉体内，会对管式加热炉中的对流管产生腐蚀，因此现有技术的用于回收烟气余热的板式烟气冷凝装置设置在管式加热炉体外，通过管路将烟气引出后进行烟气余热回收，这样设置无疑增加了设备占用的空间和生产成本。此外，由于对流室中的对流管的管壁温度较低，烟气中的蒸汽遇到对流管时会冷凝聚集产生冷凝水，从而会造成对对流管腐蚀而产生安全问题。

实用新型内容

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型的目的是提供一种炉体内带有板式烟气冷凝装置的管式加热炉。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种具有板式烟气冷凝装置的管式加热炉，包括辐射室，所述辐射室的前部设有燃烧器，所述辐射室上方设置对流室，所述对流室上方设有烟囱，所述板式烟气冷凝装置位于所述对流室与所述烟囱之间，所述板式烟气冷凝装置包括多个与烟气接触的侧板，每片所述侧板的与烟气接触的一面的底部均设有用于汇集侧板上的冷凝水的沟槽，所述板式烟气冷凝装置的下方设置用于集收每个所述沟槽汇集的冷凝水的冷凝水汇集槽，所述冷凝水汇集槽连接导管，所述导管通往所述管式加热炉体外。

作为优选，所述导管上设有用于阻止烟气溢出所述板式烟气冷凝装置的水封装置。

作为优选，所述板式烟气冷凝装置包括主体框架、多个热媒流道、热媒前上集箱、热媒前下集箱、热媒后集箱、换热冷介质进口和换热冷介质出口；每个所述热媒流道均由设置在所述主体框架上的两个侧板和两个底板围成，每个所述热媒流道的中部均设有隔板，所述隔板将所述热媒流道分隔成上腔室和下腔室；每个所述热媒流道的上腔室和下腔室的同一侧均与所述热媒后集箱连通，每个所述热媒流道的上腔室的另一侧均与所述热媒前上集箱连通，每个所述热媒流道的下腔室的另一侧均与所述热媒前下集箱连通；所述换热冷介质进口设于所述热媒前上集箱上，所述换热冷介质出口设于所述热媒前下集箱上；形成相邻两个热媒流道的相邻两个侧板之间形成烟气流道。

作为优选，所述管式加热炉上设有用于对被加热介质进行预热的纵向翅片管换热器，所述纵向翅片管换热器的换热冷介质出口与所述板式烟气冷凝装置的换热冷介质进口通过进烟气冷凝器管路连接，所述纵向翅片管换热器的换热冷介质进口与所述板式烟气冷凝装置的换热冷介质出口通过出烟气冷凝器管路连接。

作为优选，所述管式加热炉上设有助燃风装置，所述助燃风装置与所述换热冷介质进口通过进烟气冷凝装置管路连接，所述换热冷介质出口与所述燃烧器通过出烟气冷凝装置管路连接。

作为优选，所述板式烟气冷凝装置采用不锈钢材料制成；

作为优选，构成所述板式烟气冷凝装置的每片侧板的与烟气接触的一面上均涂有特氟龙。

作为优选，所述板式烟气冷凝装置上安装有声波吹灰器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)通过在板式烟气冷凝装置上设置用于集收冷凝水并排到炉体外的装置，解决了冷凝水对设备的腐蚀问题，因此板式烟气冷凝装置可设置于炉体内，从而减小了设备占用的空间和生产成本；

(2)在不改变现有技术的管式加热炉主体的基础上，在对流室和烟囱之间设置板式烟气冷凝装置，利用热媒充分吸收烟气中的物理显热和汽化潜热，可使管式加热炉的排烟温度由200℃-300℃降低至60℃，使炉效达到97％以上，燃料节省12％以上，达到了节能减排、低碳排放的目的；

(3)被加热介质在经过纵向翅片管换热器预热之后进入对流室，使得对流管的管壁温度得到了提高，从而减少了对流管表面的冷凝水的产生，降低了冷凝水对对流管的腐蚀；

(4)通过在对流室和烟囱之间设置板式烟气冷凝装置，可使烟气中的有害成分CO₂和NOx的含量大大减少，CO₂的含量由原来的12％下降至6％-7％，NOx的含量减少至20PPM以下。

附图说明

图1为本实用新型的管式加热炉的实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型的管式加热炉的实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型的管式加热炉的板式烟气冷凝装置主体的结构原理示意图；

图4为图3所示的板式烟气冷凝装置主体的烟气流道的结构示意图；

图5为本实用新型的管式加热炉的板式烟气冷凝装置的主视示意图；

图6为本实用新型的管式加热炉的板式烟气冷凝装置的俯视示意图；

图7为本实用新型的管式加热炉的板式烟气冷凝装置的右视示意图。

附图标记说明：

1-辐射室； 2-燃烧器；

3-对流室； 4-烟囱；

5-板式烟气冷凝装置； 6-主体框架；

7-热媒流道； 8-烟气流道；

9-热媒前上集箱； 10-热媒前下集箱；

11-热媒后集箱； 12-换热冷介质进口；

13-换热冷介质出口； 14-侧板；

15-底板； 16-隔板；

17-上腔室； 18-下腔室；

19-纵向翅片管换热器； 20-助燃风装置；

21-单向阀； 22-热媒循环泵；

23-进烟气冷凝器管路； 24-出烟气冷凝器管路；

25-进对流室管路。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施例。

实施例一：

如图1所示，实施例一提供的管式加热炉内设有辐射室1，辐射室1前部设有燃烧器2，辐射室1上方设置对流室3，对流室3上方设有烟囱4，对流室3和烟囱4之间设有采用热媒回收烟气余热的板式烟气冷凝装置5，辐射室1上安装有用于对被加热介质进行预热的纵向翅片管换热器19；所述热媒为水中添加防冻剂的传热系数高的液体；纵向翅片管换热器19的换热冷介质出口与板式烟气冷凝装置5的换热冷介质进口通过进烟气冷凝器管路23连接，纵向翅片管换热器19的换热冷介质进口与板式烟气冷凝装置5的换热冷介质出口通过出烟气冷凝器管路24连接，进烟气冷凝器管路23和出烟气冷凝器管路24上均设有用于控制热媒定向流动的单向阀21，进烟气冷凝器管路23上设有热媒循环泵22，用以给热媒增压后为其提供动能，以克服设备及管路压降；被加热介质在进入对流室3之前通过进对流室管路25流经纵向翅片管换热器19中进行预热。

如图3和图4所示，实施例一提供的管式加热炉的板式烟气冷凝装置主体采用分层结构形式，包括主体框架6和间隔设置于主体框架6上的多个热媒流道7，相邻两个热媒流道7之间是烟气流道8；每个热媒流道7均由固定在主体框架6上的两个侧板14和两个底板15围成，其中部设有隔板16，将热媒流道7分隔成上腔室17和下腔室18；构成板式烟气冷凝装置5的每片侧板14的底部均设有用于汇集冷凝水的沟槽，所述沟槽倾斜设置，用于控制冷凝水的流向，板式烟气冷凝装置5的下方设置用于集收每个所述沟槽汇集的冷凝水的冷凝水汇集槽，所述冷凝水汇集槽连接导管，所述导管上设有用于阻止烟气溢出所述板式烟气冷凝装置的水封装置，所述导管通往所述管式加热炉体外。

如图5至图7所示，板式烟气冷凝器装置包括主体框架6、多个热媒流道7、热媒前上集箱9、热媒前下集箱10、热媒后集箱11、换热冷介质进口12和换热冷介质出口13；每个热媒流道7的上腔室17和下腔室18的一侧均与热媒后集箱11连通，每个热媒流道7的上腔室17的另一侧均与热媒前上集箱9连通，每个热媒流道7的下腔室18的另一侧均与热媒前下集箱10连通；换热冷介质进口12设于热媒前上集箱9上，换热冷介质出口13设于热媒前下集箱10上。

板式烟气冷凝装置5的每片侧板的与烟气接触的一面上均涂有特氟龙，特氟龙润滑涂层以其自身的抗粘性和耐高温性以防止板式烟气冷凝装置5的每片侧板的与烟气接触的一面上凝结烟灰；板式烟气冷凝装置5上还可安装声波吹灰器，也能起到清除与烟气流道8接触的板式烟气冷凝装置5的侧板14上积灰的作用；板式烟气冷凝装置5采用耐腐蚀的不锈钢材料制成，虽然其价格较高，但这只是一次性投资，其投资回收期只需几个月，节约的燃料费很快就将投资回收。

实施例一提供的管式加热炉在工作时，回收烟气余热的过程是：高温烟气自下而上通过板式烟气冷凝装置5的烟气流道8，热媒从纵向翅片管换热器19流到热媒循环泵22前，经热媒循环泵22增压后给热媒提供动能，以克服设备及管路压降；然后通过进烟气冷凝器管路23经换热冷介质进口12进入热媒前上集箱9，再进入各个热媒流道7的上腔室17中，上腔室17中的热媒通过侧板14与高温烟气进行一次换热后进入热媒后集箱11；之后再进入各个热媒流道7的下腔室18中，下腔室18中的热媒通过侧板14再与高温烟气进行二次换热后流到热媒前下集箱10，经换热冷介质出口13流出板式烟气冷凝装置5，经由出烟气冷凝器管路24进入纵向翅片管换热器19，经纵向翅片与被加热介质进行热交换放热后，再流到热媒循环泵22，完成一个循环换热过程。

采用板式烟气冷凝装置5回收烟气余热时，侧板14的与烟气接触的一面上产生的冷凝水沿侧板14表面流下，至侧板14底部时，所述沟槽对冷凝水进行汇集，由于所述沟槽以一定角度倾斜设置，能够使冷凝水向所述沟槽较低的一侧流动，在板式烟气冷凝装置5下方设置的所述冷凝水汇集槽将各个所述沟槽汇集的冷凝水进行集收，然后通过带有水封装置的导管排至炉体外，避免了对管式加热炉的管路的腐蚀。

实施例二：

实施例二与实施例一中相同的部分在此不做描述，仅描述其区别部分。

如图2所示，实施例二提供的管式加热炉采用助燃风装置20对烟气余热进行回收。助燃风装置鼓风机20的出口通过进烟气冷凝器管路23与板式烟气冷凝装置5的换热冷介质进口12连接，板式烟气冷凝装置5的换热冷介质出口13通过出烟气冷凝器管路24连接到燃烧器2上。

实施例二提供的管式加热炉在工作时，回收烟气余热的过程是：助燃风装置20将空气通过进烟气冷凝器管路23送至板式烟气冷凝装置5的换热冷介质进口12，然后经板式烟气冷凝装置5与烟气进行换热后经由换热冷介质出口13流出，通过出烟气冷凝器管路24送至燃烧器2中，将预热后空气送入炉内助燃。由于预热后热空气焓值远高于未预热冷空气，所以可使加热炉效率明显提高。

本实用新型的管式加热炉在不改变现有管式加热炉主体的基础上，在对流室3和烟囱4之间设置板式烟气冷凝装置5，利用被加热介质充分吸收烟气中的物理显热和汽化潜热；采用本实用新型的管式加热炉可使排烟温度由200℃-300℃降低至60℃，使炉效达到97％以上，燃料节省12％以上，达到了节能减排、低碳排放的目的；并且通过在板式烟气冷凝装置5上设置用于集收冷凝水并排到炉体外的装置，解决了冷凝水对对流管的腐蚀问题，因此板式烟气冷凝装置可设置于炉体内，从而减小了设备占用的空间和生产成本。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种具有板式烟气冷凝装置的管式加热炉，包括辐射室，所述辐射室的前部设有燃烧器，所述辐射室上方设置对流室，所述对流室上方设有烟囱，其特征在于，所述板式烟气冷凝装置位于所述对流室与所述烟囱之间，所述板式烟气冷凝装置包括多个与烟气接触的侧板，每片所述侧板的与烟气接触的一面的底部均设有用于汇集侧板上的冷凝水的沟槽，所述板式烟气冷凝装置的下方设置用于集收每个所述沟槽汇集的冷凝水的冷凝水汇集槽，所述冷凝水汇集槽连接导管，所述导管通往所述管式加热炉体外。

2.根据权利要求1所述的具有板式烟气冷凝装置的管式加热炉，其特征在于，所述导管上设有用于阻止烟气溢出所述板式烟气冷凝装置的水封装置。

3.根据权利要求1所述的具有板式烟气冷凝装置的管式加热炉，其特征在于，所述板式烟气冷凝装置包括主体框架、多个热媒流道、热媒前上集箱、热媒前下集箱、热媒后集箱、换热冷介质进口和换热冷介质出口；每个所述热媒流道均由设置在所述主体框架上的两个侧板和两个底板围成，每个所述热媒流道的中部均设有隔板，所述隔板将所述热媒流道分隔成上腔室和下腔室；每个所述热媒流道的上腔室和下腔室的同一侧均与所述热媒后集箱连通，每个所述热媒流道的上腔室的另一侧均与所述热媒前上集箱连通，每个所述热媒流道的下腔室的另一侧均与所述热媒前下集箱连通；所述换热冷介质进口设于所述热媒前上集箱上，所述换热冷介质出口设于所述热媒前下集箱上；形成相邻两个热媒流道的相邻两个侧板之间形成烟气流道。

4.根据权利要求3所述的具有板式烟气冷凝装置的管式加热炉，其特征在于，所述管式加热炉上设有用于对被加热介质进行预热的纵向翅片管换热器，所述纵向翅片管换热器的换热冷介质出口与所述板式烟气冷凝装置的换热冷介质进口通过进烟气冷凝器管路连接，所述纵向翅片管换热器的换热冷介质进口与所述板式烟气冷凝装置的换热冷介质出口通过出烟气冷凝器管路连接。

5.根据权利要求3所述的具有板式烟气冷凝装置的管式加热炉，其特征在于，所述管式加热炉上设有助燃风装置，所述助燃风装置与所述换热冷介质进口通过进烟气冷凝装置管路连接，所述换热冷介质出口与所述燃烧器通过出烟气冷凝装置管路连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的具有板式烟气冷凝装置的管式加热炉，其特征在于，所述板式烟气冷凝装置采用不锈钢材料制成。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的具有板式烟气冷凝装置的管式加热炉，其特征在于，构成所述板式烟气冷凝装置的每片侧板的与烟气接触的一面上均涂有特氟龙。

8.根据权利要求1至5任一项所述的具有板式烟气冷凝装置的管式加热炉，其特征在于，所述板式烟气冷凝装置上安装有声波吹灰器。