CN207163224U - 煤化工用煤浆加热炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型有关于一种煤化工用煤浆加热炉，其包括炉体、炉内保温层、燃烧器以及烟囱，其中炉体的辐射室内设有立式环形炉管，该环形炉管是由两排直管段通过下弯管和上弯管连接而成环形立式盘管，其中上弯管和下弯管的曲率半径是直管段直径的20‑50倍，且其曲率半径不小于800mm。本实用新型炉管弯管段大的曲率半径使弯管处的磨损近似直管段，有效解决介质流速≮10m/s时，炉管弯头部位的磨损问题，同时不小于10m/s的介质流速可解决炉管内介质的分层问题。气体燃烧器设置在每排炉管两边，单排双面辐射，可取得较为均匀的温度场，炉管表面受热更加均匀，可满足装置长期稳定运行的需要，并且可以实现炉子规模化扩大，具有广阔的市场前景。

Description

煤化工用煤浆加热炉

技术领域

本实用新型属于煤化工领域，主要涉及一种煤化工用煤浆加热炉。

背景技术

我国总的能源特征是“富煤、少油、有气”。我国煤炭资源丰富，石油资源短缺，为保障国家能源安全，煤制油已经成为我国能源战略的一个重要趋势。“煤制油”的学术称谓是煤液化，即以煤炭为原料，在一定的温度和压强环境以及催化剂作用下，通过一系列加氢反应生成液态油(烷烃) 的转化过程。煤浆加氢工艺的总体条件相对苛刻，高温、高压且工艺介质为煤粉与催化剂、溶剂按比例配制的煤浆，工艺介质中有煤粉固态颗粒的存在(颗粒大小≤200目)，对设备磨损严重，导致煤制油装置中的设备在设计上存在一定的难度。

煤浆加热炉作为煤制油装置中的一个关键设备，长期稳定的运行显得尤为重要。而工艺介质的特殊性(煤浆加热炉加热介质为煤粉、催化剂、溶剂按比例配制的煤浆，并与搅拌气混合的气、液、固三相混合物)，导致其在设计过程中主要需考虑以下两点问题：1、工艺介质的分层问题；2、工艺介质对管壁冲刷磨损。

这些问题的解决方案一般为：加热管采用立管，提高管内介质流速，增加加热管的壁厚。加热炉盘管采用立管、高流速(根据实验数据工艺介质线速度v≮10m/s)，在满足压降的前提下，尽量提高流速，如此可避免介质分层的问题。但，提高流速势必会加加大对管式加热炉急弯弯管部位的磨损。传统的管式加热炉急弯弯管曲率半径一般近似为1d(炉管直径)，而采用小曲率半径弯头的煤浆加热炉急弯弯管部位磨损尤为严重。由于加热工艺介质的特殊性，炉管的使用周期不能按照规范所要求10万小时设计，一般为3年左右，而常规的急弯弯管由于磨损严重，使用几个月后即报废，严重影响装置的正常运行。常规管式炉排管图以及急弯弯管结构见图1。

发明内容

为解决煤化工用煤浆加热炉炉管急弯弯管部位的磨损问题，本实用新型提供一种新型结构的煤化工用煤浆加热炉，使其炉管为采用大曲率弯管，两端用直管段连接的环形管，使得弯管部位的磨损可以近似为直管段，可大幅降低高速煤粉颗粒的冲刷磨损。

本实用新型的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种煤化工用煤浆加热炉，其包括炉体3、炉内保温层 4、燃烧器2以及烟囱6，其中炉体3的辐射室内设有立式环形炉管1，该环形炉管1是由两排直管段12通过下弯管11和上弯管13连接而成环形立式盘管，其中上弯管13和下弯管11的曲率半径是直管段12直径的20-50 倍，且其曲率半径不小于800mm。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的煤化工用煤浆加热炉，其中所述的直管段12下部设有支座15，该环形炉管通过支座15支撑在炉底；所述上弯管13、直管段12和下弯管 11上均设有固定管卡14。

前述的煤化工用煤浆加热炉，其中所述的燃烧器2有多组，分布在环形炉管每排直管段的两边。

前述的煤化工用煤浆加热炉，其中所述的燃烧器2共有3组，其中一组设在所述环形炉管1的两排直管段之间，另两组分布在两排直管段的外侧。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型煤化工用煤浆加热炉可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

本实用新型炉管弯管段大的曲率半径使弯管处的磨损近似直管段，有效解决介质流速≮10m/s时，炉管弯头部位的磨损问题，同时不小于10m/s 的介质流速可解决炉管内介质的分层问题。此外采用低NOX气体燃烧器，设置在每排炉管两边，单排双面辐射，可取得较为均匀的温度场，炉管表面受热更加均匀，可满足装置长期稳定运行的需要，并且可以实现炉子规模化扩大，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为传统加热炉炉管排管结构；

图2为本实用新型煤化工用煤浆加热炉结构示意图；

图3为本实用新型立式环形管管束立体结构示意图。

【主要元件符号说明】

1：立式环形管管束

11：下弯管

12：直管段

13：上弯管

14：固定管卡

15：支座

2：燃烧器

3：炉体

4：炉内保温

5：对流蒸汽段

6：烟囱

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的煤化工用煤浆加热炉其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图2和图3，其为本实用新型煤化工用煤浆加热炉结构示意图及其炉管部分的立体图，该加热炉包括炉体3、炉内保温层4、燃烧器2以及烟囱6，其中所述炉体3的辐射室内设有立式环形炉管1，该环形炉管1是由多组直管段12通过下弯管11和上弯管13连接而成环形立式盘管，且所述上弯管13和下弯管11的曲率半径是直管段12直径的20-50倍，且该曲率半径不小于800mm，这样弯管部位的磨损可以近似为直管段，可大幅降低煤粉颗粒的冲刷磨损。

所述环形炉管1直管段12的下部设有支座15，该环形炉管通过支座 15支撑在炉底，以便固定直管段12和下弯管11。所述上弯管13、直管段 12和下弯管11上均设有固定管卡14，以便固定炉管，使其不产生晃动。

所述燃烧器2分布在每排炉管的两边，实现炉管的单排双面辐射，可取得较为均匀的场温度，使炉管表面受热更加均匀。较佳的，所述燃烧器2 共有3组，其中一组设在所述环形炉管1的两排直管之间，另两组分布在在两排直管的外侧，但并不限定于此。较佳的，所述燃烧器2为低NOX气体侧烧式燃烧器，但并不限定于此。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种煤化工用煤浆加热炉，其包括炉体(3)、炉内保温层(4)、燃烧器(2)以及烟囱(6)，其中炉体(3)的辐射室内设有立式环形炉管(1)，其特征在于：该环形炉管(1)是由两排直管段(12)通过下弯管(11)和上弯管(13)连接而成的环形立式盘管，其中上弯管(13)和下弯管(11)的曲率半径是直管段(12)直径的20-50倍，且其曲率半径不小于800mm。

2.根据权利要求1所述的煤化工用煤浆加热炉，其特征在于：其中所述的直管段(12)下部设有支座(15)，该环形炉管通过支座(15)支撑在炉底；所述上弯管(13)、直管段(12)和下弯管(11)上均设有固定管卡(14)。

3.根据权利要求1所述的煤化工用煤浆加热炉，其特征在于：其中所述的燃烧器(2)有多组，分布在环形炉管每排直管段的两边。

4.根据权利要求3所述的煤化工用煤浆加热炉，其特征在于：其中所述的燃烧器(2)共有3组，其中一组设在所述环形炉管(1)的两排直管段之间，另两组分布在两排直管段的外侧。