CN203489671U - 一种立式加热炉炉管 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种立式加热炉炉管，加热炉炉管设置在辐射室内部，辐射室底部间隔设置有一组燃烧器；加热炉炉管包括一组单面辐射炉管和一组双面辐射炉管；一组单面辐射炉管沿辐射室的长度方向呈立式分布，并接受燃烧器的单面辐射热量；一组双面辐射炉管沿辐射室的长度方向呈立式分布，并接受燃烧器的双面辐射热量；本实用新型通过合理布置燃烧器和炉管的位置，特别是将位于炉出口处的数根高温段炉管在圆筒内沿径向排布，实现了辐射室中单面辐射和双面辐射相结合的传热方式，提高了加热炉出口温度，并有效避免了由于炉管局部过热而使油品发生结焦的情况发生，延长了加热炉操作周期，从而提高了经济效益。

Description

一种立式加热炉炉管

技术领域

本实用新型涉及石油炼制和石油化工生产中的加热设备，特别涉及一种立式加热炉炉管。

背景技术

管式加热炉在石油炼制和石油化工生产中发挥着重要作用。其中，辐射室是管式加热炉的重要组成部分，全部燃烧器安装在辐射室底部，在辐射室中将燃烧器喷出的火焰、高温烟气及炉墙的辐射传热通过炉管传递给介质，全炉热负荷的90%左右都是在辐射室中被吸收的。因此，辐射室炉管的布置结构直接影响着辐射传热效率，乃至整个加热炉的能耗。

管式加热炉内炉管可按立管或卧管布置，采用立管排布，燃烧器采用底烧形式，相对于卧管设计，立管设计时管架用量少，占地面积小。

从辐射方式上，管式加热炉内炉管布置分为单面辐射和双面辐射两种形式。

单面辐射指辐射室炉墙为直墙结构，炉管靠炉墙布置，燃烧器位于炉膛中间，火焰及热烟气对炉管呈单面辐射传热方式。单面辐射容易导致炉管周向不均匀系数增大，受热不均；

双面辐射指炉管布置在炉膛中间，管排两侧布置燃烧器，燃烧器位于炉墙与炉管中间位置，火焰及热烟气对炉管呈双面辐射传热方式。

双面辐射形式，具有以下特点：

a.在同样允许最高炉管热强度下，平均热强度高，是单面辐射的1.4～1.5倍，炉管长度是单面辐射的65%～67%。

b.炉管热强度周向不均匀系数比单面辐射小，仅为1.2左右。

c.炉管周围热强度场和温度分布比单面辐射更均匀，炉管内介质在高温区停留时间短，结焦可能性减小。

如图1所示，中国专利CN2900531提供了一种新型中间炉管圆形管式加热炉，该加热炉为单筒立管布置结构，辐射室中间炉管与圆筒同轴排布，辐射室附墙炉管靠炉墙布置。

该专利提供的加热炉结构目的是在改造的过程中，不改变炉子直径和高度的前提下，大幅提高热负荷，该专利虽部分解决了加热炉内立管受热不均的问题，但由于没有通过合理的工艺计算，优选结焦倾向性强的高温炉管作为接受双面辐射的炉管，因此不能针对性地达到降低炉管结焦倾向性的目的。

如图2所示，中国专利CN202041079提供了一种双圆筒辐射室加热炉结构，其辐射炉管在两个辐射室内壁圆周上垂直布置。

该专利提供的加热炉结构仅为立管圆筒炉结构，立式炉管均只接受单面辐射，传热效果不均匀，高温段炉管的结焦倾向性强。

实用新型内容

为了解决现有的加热炉炉管内油品易发生裂解和结焦的问题，本实用新型提供了一种立式加热炉炉管。本实用新型通过对辐射室内部的炉管排布方式进行改进，有效提高了炉管的表面热强度和炉膛的利用效率，同时解决了高温炉管易裂解和结焦的问题。

本实用新型的技术方案如下；

一种立式加热炉炉管，所述加热炉炉管设置在辐射室内部，所述辐射室底部间隔设置有一组燃烧器1；

所述加热炉炉管包括一组单面辐射炉管2和一组双面辐射炉管3；

一组所述单面辐射炉管2沿所述辐射室的长度方向呈立式分布，并接受所述燃烧器1的单面辐射热量；

一组所述双面辐射炉管3沿所述辐射室的长度方向呈立式分布，并接受所述燃烧器1的双面辐射热量。

一组单面辐射炉管2的第一种布置方式为：一组所述单面辐射炉管2沿所述辐射室内壁周向均匀分布，且设置在一组所述燃烧器1一侧。

一组单面辐射炉管2的第二种布置方式为：一组所述单面辐射炉管2分段沿所述辐射室内壁周向等间距布置；每一段为一路单面辐射炉管组；一组所述单面辐射炉管2分为4路或8路，各路所述单面辐射炉管2分别设置在一组所述燃烧器1一侧，保证管内介质分配均匀，不偏流。

一组双面辐射炉管3的布置方式为：一组所述双面辐射炉管3均匀布置在所述辐射室内，且所述双面辐射炉管3两侧均设置有所述燃烧器1。

一组所述双面辐射炉管3分段沿所述辐射室径向圆周等间距布置；每一段为一路双面辐射炉管组；一组所述双面辐射炉管3分为4路或8路，保证管内介质分配均匀，不偏流；

相邻两路所述双面辐射炉管3之间的相位差为45度或90度。

每路所述单面辐射炉管组包含2～6根单面辐射炉管2；

每路所述双面辐射炉管组包含2根、4根或6根所述双面辐射炉管3，优选为4根。

所述双面辐射炉管3的管径从辐射室中心向辐射室内壁方向，由内到外逐渐扩大，扩径次数为1～3次，每次扩径的管径幅度△Φ范围是13mm～16mm。

在油品汽化点后，若不采用扩径手段或扩径不够，则油品在炉内的温度会高于出口温度而引起分解，并且在进入转油线时截面突然扩大而形成涡流损失，因此通过工艺计算得到汽化点位置，并在该位置进行合理的扩径是极为必要的。

所述单面辐射路炉管2的管径不超过Φ152mm，长度不超过12m；

所述双面辐射路炉管3的管径不超过Φ152mm，长度不超过12m。

在具体实施中，为了获取较高的传热面积，所述单面辐射炉管2以及双面辐射炉管3的管径选用Φ114，或更小管径。

所述辐射室为单辐射室或对称式双辐射室结构；且辐射室的径向截面为圆形或正方形，优选为圆形。

所述辐射室的数量为一对，其分别为第一辐射室6和第二辐射室7；

所述第一辐射室6和第二辐射室7底部均匀布置有一组燃烧器1；

所述第一辐射室6和第二辐射室7顶部设置有过渡段4，所述过渡段4顶部与对流室8底部相连接，所述对流室8顶部设置有烟囱9。

本实用新型的工作原理是：燃料通过位于每个辐射室底部的燃烧器1燃烧放出高温热，通过辐射方式，将热量传递给辐射室中的立式加热炉管，然后高温烟气通过辐射室上部的过渡段4，进入对流室8，通过对流传热方式，把热量传递给对流室炉管5。通过将炉出口处的高温炉管分组，在炉膛内沿圆筒径向均匀排布，同时合理布置燃烧器1的位置，使这些沿径向排布的高温炉管接受双面辐射的热量，保证炉管外表面受热均匀，从而达到减轻炉管内热油品结焦倾向的目的。

本实用新型适用于单筒或多筒共用对流室的辐射室炉管布置结构，通过合理布置燃烧器和炉管的位置，特别是将位于炉出口处的数根高温段炉管在圆筒内沿径向排布，实现了辐射室中单面辐射和双面辐射相结合的传热方式；同时，接受双面辐射的高温段炉管沿圆筒径向自中心向外采用逐级扩径的手段，保证了各个位置，特别是高温部位炉管受热均匀。

与现有技术相比，本实用新型提高了加热炉出口温度，并有效避免了由于炉管局部过热而使油品发生结焦的情况发生，延长了加热炉操作周期，从而提高了经济效益。

附图说明

图1为现有技术1的辐射室炉管布置示意图；

图2为现有技术2的辐射室炉管布置示意图；

图3为本实用新型的一种立式加热炉炉管的布置示意图；

图4为本实用新型的立管双室加热炉的结构示意图；

附图标号说明：

A1-中央燃烧器；A2-环形燃烧器；A3-辐射室中间炉管；

A4-辐射室附墙炉管；A5-中间炉管吊架结构；

1-燃烧器；2-单面辐射炉管；3-双面辐射炉管；4-过渡段；

5-对流室炉管；6-第一辐射室；7-第二辐射室；8-对流室；

9-烟囱；10-炉墙；11-进料口；

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明，本实用新型的保护范围不局限于下述的具体实施方式。

具体实施方式

如图3、图4所示，一种立式加热炉炉管，所述加热炉炉管设置在辐射室内部，

所述辐射室为对称式双辐射室结构，其包括第一辐射室6和第二辐射室7，二者的径向截面为圆形。

所述第一辐射室6和第二辐射室7底部分别均匀布置有8个燃烧器1；

每个所述辐射室中的加热炉炉管包括一组单面辐射炉管2和一组双面辐射炉管3；

所述第一辐射室6和第二辐射室7顶部设置有过渡段4，所述过渡段4顶部与对流室8底部相连接，所述对流室8顶部设置有烟囱9；辐射室的内壁为轻质耐热隔热混凝土材质的炉墙10；辐射室中共设置8路进料口11。

一组所述单面辐射炉管2分为4路，各路所述单面辐射炉管2沿所述辐射室的长度方向呈立式分布，且各路所述单面辐射炉管分段沿所述辐射室内壁周向等间距布置，设置在所述燃烧器1一侧，接受所述燃烧器1的单面辐射热量；

每路所述单面辐射炉管组包括22根单面辐射炉管2；

一组所述双面辐射炉管3分为4路，各路所述双面辐射炉管3沿所述辐射室的长度方向呈立式分布，且各路所述双面辐射炉管3分段沿所述辐射室径向圆周等间距布置，相邻两路所述双面辐射炉管之间的相位差为90度；每路所述双面辐射炉管3两侧均设有燃烧器1，接受所述燃烧器1的双面辐射热量。

每路所述双面辐射炉管组包含4根双面辐射炉管3。

所述双面辐射炉管3的管径从辐射室中心向辐射室内壁方向，由内到外逐渐扩大，扩径次数为3次，每次扩径的管径幅度△Φ是16mm，管径最大值为Φ114mm，长度为12m；

所述双面辐射路炉管3的管径为Φ114mm，长度为12m；

上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施方式所描述的结构，因此前面描述的方式只是优选地，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种立式加热炉炉管，所述加热炉炉管设置在辐射室内部，所述辐射室底部间隔设置有一组燃烧器（1）； 

其特征在于： 

所述加热炉炉管包括一组单面辐射炉管（2）和一组双面辐射炉管（3）； 

一组所述单面辐射炉管（2）沿所述辐射室的长度方向呈立式分布，并接受所述燃烧器（1）的单面辐射热量； 

一组所述双面辐射炉管（3）沿所述辐射室的长度方向呈立式分布，并接受所述燃烧器（1）的双面辐射热量。 

2.根据权利要求1所述的一种立式加热炉炉管，其特征在于： 

一组所述单面辐射炉管（2）沿所述辐射室内壁周向均匀分布，且设置在一组所述燃烧器（1）一侧。 

3.根据权利要求1所述的一种立式加热炉炉管，其特征在于： 

一组所述单面辐射炉管（2）分段沿所述辐射室内壁周向等间距布置；每一段为一路单面辐射炉管组；一组所述单面辐射炉管（2）分为4路或8路；各路所述单面辐射炉管（2）分别设置在一组所述燃烧器（1）一侧。 

4.根据权利要求1所述的一种立式加热炉炉管，其特征在于： 

一组所述双面辐射炉管（3）均匀布置在所述辐射室内，且所述双面辐射炉管（3）两侧均设置有所述燃烧器（1）。 

5.根据权利要求4所述的一种立式加热炉炉管，其特征在于： 

一组所述双面辐射炉管（3）分段沿所述辐射室径向圆周等间距布置；每一段为一路双面辐射炉管组；一组所述双面辐射炉管（3）分为4路或8路； 

相邻两路所述双面辐射炉管（3）之间的相位差为45度或90度。 

6.根据权利要求3或5所述的一种立式加热炉炉管，其特征在于： 

每路所述单面辐射炉管组包含2～6根所述单面辐射炉管（2）； 

每路所述双面辐射炉管组包含2根、4根或6根所述双面辐射炉管（3）。 

7.根据权利要求1、4、5之一所述的一种立式加热炉炉管，其特征在于： 

所述双面辐射炉管（3）的管径从辐射室中心向辐射室内壁方向，由内到外逐渐扩大，扩径次数为1～3次，每次扩径的管径幅度△Φ范围是13mm～16mm。 

8.根据权利要求1所述的一种立式加热炉炉管，其特征在于： 

所述单面辐射路炉管（2）的管径不超过Φ152mm，长度不超过12m； 

所述双面辐射路炉管（3）的管径不超过Φ152mm，长度不超过12m。 

9.根据权利要求1、2、5之一所述的一种立式加热炉炉管，其特征在于： 

所述辐射室为单辐射室或对称式双辐射室结构；且辐射室的径向截面为圆形或正方形。 

10.根据权利要求9所述的一种立式加热炉炉管，其特征在于： 

所述辐射室的数量为一对，其分别为第一辐射室（6）和第二辐射室（7）； 

所述第一辐射室（6）和第二辐射室（7）底部均匀布置有一组燃烧器（1）； 

所述第一辐射室（6）和第二辐射室（7）顶部设置有过渡段（4），所述过渡段（4）顶部与对流室（8）底部相连接，所述对流室（8）顶部设置有烟囱（9）。 

Images