CN202339102U - 顶烧u形管箱式加热炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种顶烧U形管箱式加热炉，是为克服端烧U形管箱式炉和底烧倒U形管箱式炉的技术缺陷而设计的，主要由设在辐射室内并联的U形辐射管、位于辐射室顶部的进出口集合管和强制通风燃烧器、独立的对流室余热锅炉、高、低温空气预热器和风道等组成。与传统U形管箱式炉炉型相比，本实用新型能提高辐射管的辐射及对流传热效率，延长辐射管使用寿命，降低设备维护及检修费用，延长加热炉操作周期，减少燃料消耗，降低装置操作费用，在增加辐射室长度及炉管高度方面不受限制，易于实现重整反应进料加热炉大型化设计。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种顶烧U形管箱式加热炉，属于炼油及石油化工管式加热炉领域技术领域。
背景技术
炼油厂及石油化工厂目前使用的连续重整装置反应进料加热炉均采用端烧U形管箱式炉炉型或底烧倒U形管箱式炉炉型，具体结构如附图1和附图2所示。
对于端烧U形管箱式炉炉型(附图1)，辐射室1为长方体箱形结构，辐射管2(多路并联U形管)布置在辐射室的中间并与进出口集合管3相连，进出口集合管3位于辐射室顶部(炉外)，集合管3与炉外弹簧吊架4连接，将辐射盘管2整体悬吊在炉体钢结构上，炉管受热后向下膨胀；在辐射室两个端墙布置自然通风水平对烧的燃烧器5，辐射管2可为单面辐射也可为双面辐射；辐射室上部连通对流室余热锅炉6，出对流室余热锅炉6的冷烟气由烟囱7排入大气。该种炉型结构存在如下几种缺点：
由于燃烧器为水平对烧，辐射室内烟气从两端墙下部燃烧器处向炉膛中心流动，然后在炉膛中心会合后再向上流动，因此在辐射室内上部两端不可避免地产生烟气回流区，从而造成辐射室内烟气温度及辐射管热强度分布不均，使管内工艺介质容易出现偏流、局部管壁温度超高等现象，缩短了辐射管使用寿命并降低了加热炉实际操作的热效率，增大了装置的能耗、操作费用及设备维修费用，同时对加热炉操作周期产生了不良影响。
燃烧器水平对烧时，火焰长度对辐射室长度方向管壁热强度的影响是很大的，火焰长度太长会造成两对烧火焰相互冲击而发散到两侧炉管处，造成炉管局部温度超高；火焰太短会造成辐射室中间部位炉管热强度及管壁温度偏低，而两端炉管热强度及管壁温度偏高。由于装置处理量及原料组成的变化，重整反应进料加热炉不可能在同一负荷下操作，燃烧器发热量及火焰长度会因操作负荷的变化而变化，因此在各种工况下都达到最优化的火焰长度是不可能的。
燃烧器为自然通风操作，由于炉膛负压沿炉膛高度方向逐渐变小，最上部一排燃烧器可利用的炉膛负压最小，导致空气通过该燃烧器砖的速度较小，不利于稳定燃烧。
根据加热炉设计规范API560规定，对于水平对烧的管式炉，其炉膛长度不得超过12.2米，因此该炉型用于大型化重整反应进料加热炉时就会受到限制。而余热锅炉排烟温度一般在160℃以上，热效率可达91％，由于该种炉型增设余热回收系统比较困难，影响了热效率的进一步提高。
对于底烧倒U形管箱式炉炉型(附图2)，辐射室1为长方体箱形结构，辐射管2(多路并联倒U形管)布置在辐射室的中间并与进出口集合管3相连，进出口集合管3位于辐射室底部(炉外)，辐射盘管整体靠集合管3支撑在炉底滑动支座4上，炉管受热后向上膨胀；在辐射室1底部布置自然通风燃烧器5向上燃烧，辐射管2可为单面辐射也可为双面辐射；辐射室1上部连通对流室余热锅炉6，出对流室余热锅炉的冷烟气由烟囱7排入大气。该种炉型结构尽管避免了端烧U形管箱式炉炉型存在的上述几种缺点，但仍存在如下问题：
由于炉管为下支撑结构，炉管长度过大时会出现失稳现象，因此对于大型化重整加热炉来说炉管长度方向的增长就受到了限制；由于UOP公司连续重整工艺技术中重整反应器为叠置式，该种炉型集合管布置在炉底将导致加热炉至反应器的转油线长度增加，造成管线压降过大；对流室余热锅炉排烟温度一般在160℃以上，热效率可达91％，由于该种炉型增设余热回收系统比较困难，影响了热效率的进一步提高。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种顶烧U形管箱式加热炉，其将原水平对烧改为顶烧，从而能克服端烧U形管箱式炉和底烧倒U形管箱式炉技术缺陷。
本实用新型的具体技术内容如下：
辐射室内设有并联的、U形的及单面或双面辐射的辐射管，辐射管连接进出口集合管，进出口集合管位于辐射室顶部外侧并与炉外弹簧吊架连接；在辐射室下部设有连通对流室余热锅炉的热烟道；在独立的对流室余热锅炉内，设有连通风道的高温空气预热器及连通空气鼓风机的低温空气预热器，风道另一端连接位于辐射室顶部的强制通风燃烧器；对流室余热锅炉通过烟气引风机连通独立烟囱。
在顶烧U形管箱式加热炉的辐射室内，辐射室内的热烟气自上向下近似为平推流，能克服端烧U形管箱式炉辐射室内烟气回流的缺陷，使辐射室内烟气温度场及辐射管热强度分布均匀，从而提高辐射管的辐射及对流传热效率；
由于采用顶烧结构，辐射室内的热烟气自上向下流动，U形辐射管底部弯管不仅吸收烟气辐射热量，而且由于热烟气高速穿过这部分炉管，还能吸收较强的对流传热，这将使辐射室内沿管长方向的热强度分布更为均匀；
辐射室内辐射管热强度分布均匀的提高，能降低辐射管管壁的最高温度，延长辐射管使用寿命，降低设备维护及检修费用，延长加热炉操作周期，提高装置的生产经济效益；
辐射管管壁最高温度的降低，能使加热炉长期在较高的热效率状况下操作，减少燃料消耗，降低装置操作费用。
设置高温及低温空气预热器能减少蒸汽发生量，将燃烧用空气温度提高至300℃以上，可大大节省燃料消耗。同时可将加热炉排烟温度降低到130℃以下，热效率达93％以上。
设置烟气引风机能使对流室选用较高的烟气流速，大大提高对流传热系数，减少对流排管面积，降低对流段设备投资。
采用强制通风燃烧器能提高空气通过燃烧器砖的速度，使燃烧火焰更稳定。
本实用新型与端烧U形管箱式炉炉型及底烧倒U形管箱式炉炉型相比，增加辐射室长度及炉管高度均不受限制，易于实现重整反应进料加热炉大型化设计。
附图说明
图1为现有技术端烧U形管箱式加热炉结构示意图。
图2为现有技术底烧倒U形管箱式加热炉结构示意图。
图3为顶烧U形管箱式加热炉结构示意图。
具体实施方式
实施例：
参照图3对本实用新型的实施例进一步说明：
在辐射室1内设置四路并联的U形、单面或双面辐射的辐射管2，辐射管2连接进出口集合管3，进出口集合管3位于辐射室1顶部(炉外)，与炉外弹簧吊架(或平衡锤或其他悬吊结构部件)4连接；在辐射室1下部设置连通对流室余热锅炉7的热烟道6；在独立的对流室余热锅炉7内，设置连通风道12的高温空气预热器9及连通空气鼓风机11的低温空气预热器10，风道12另一端连接位于辐射室1顶部的强制通风燃烧器5；将对流室余热锅炉7通过烟气引风机13连通独立烟囱8。
本实用新型还可以采用两个以上的辐射室1连接一个对流室余热锅炉7的结构，对流室余热锅炉7可以设置在辐射室1正下方，也可设置在辐射室1一侧。
Claims (1)
1.一种顶烧U形管箱式加热炉，其特征在于：
辐射室(1)内设有并联U形的、单面或双面辐射的辐射管(2)，辐射管(2)连接进出口集合管(3)，进出口集合管(3)位于辐射室(1)顶部外侧，并与炉外弹簧吊架(4)连接；在辐射室(1)下部设有连通对流室余热锅炉(7)的热烟道(6)；在独立的对流室余热锅炉(7)内，设有连通风道(12)的高温空气预热器(9)及连通空气鼓风机(11)的低温空气预热器(10)，风道(12)另一端连接位于辐射室(1)顶部的强制通风燃烧器(5)；对流室余热锅炉(7)通过烟气引风机(13)连通独立烟囱(8)。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN202339102U true CN202339102U (zh) | 2012-07-18 |
Family
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| CN2011204307133U Expired - Lifetime CN202339102U (zh) | 2011-11-03 | 2011-11-03 | 顶烧u形管箱式加热炉 |
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| CN (1) | CN202339102U (zh) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN108240766A (zh) * | 2016-12-23 | 2018-07-03 | 中国石化工程建设有限公司 | 重整加热炉 |
| CN108786667A (zh) * | 2017-04-28 | 2018-11-13 | 中国石化工程建设有限公司 | U型管转化炉 |
| CN117720068A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-03-19 | 北方国际合作股份有限公司 | 一种集装箱式制氢转化炉 |
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2011
- 2011-11-03 CN CN2011204307133U patent/CN202339102U/zh not_active Expired - Lifetime
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