CN217877179U - 工业炉套筒式炉管密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工业炉套筒式炉管密封装置，属于工业炉配件技术领域。包括相互套接的外套件和内套件；内套件第一端向外设有内套件翻边，外套件第二端向内设有外套件翻边，内套件翻边和外套件翻边相互交错布置，避免内套件和外套件相互脱离；外套件包括外套筒，外套筒外部设有外保护套管，外保护套管用于防护外套筒受损；内套件包括内套筒，内套筒外部设有内保护套管，内保护套管用于防护内套筒受损；还包括定位板，定位板包括定位套管，定位套管一侧设有定位连接板，定位连接板连接外保护套管。本实用新型结构简单，密封效果好，适应性好，通用性强。

Description

工业炉套筒式炉管密封装置

技术领域

本实用新型涉及一种工业炉套筒式炉管密封装置，属于工业炉配件技术领域。

背景技术

工业炉是生产过程中的高温反应设备和高温加热设备。有用耐火材料包围的燃烧室，利用燃料燃烧产生的热量将物质固体或流体加热。工业上有各种各样的炉子，如炼化工业炉、冶金炉、热处理炉、窑炉、焚烧炉和蒸汽锅炉等。

炼化工业炉是工业炉中一种型式，是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业中使用的工艺加热炉。一般石油炼制加热炉，主要介质为油品，因此加热温度低，炉膛温度约为700℃～800℃。而对于石油化工加热炉，介质加热温度高，可达 800℃以上，炉膛温度最高可达1200℃。辐射炉管、对流炉管进、出炉膛位置安装过程中会形成间隙，在设计和施工中不能保证密闭性，辐射室、对流室内高温烟气在生产过程中就会出现泄漏，泄漏分为二种：外漏、内漏。

外漏一般是在加热炉正压操作的情况下存在，如果高温烟气从炉膛内漏出，就会造成热量的大量损失，炉墙表面温度升高，将导热钢结构局部过热，炉子热效率降低，并将涉及操作人员安全问题。

向内漏包括漏水和漏气。雨水渗入炉内，会使炉衬，特别是陶瓷纤维炉衬损坏。空气的大量漏入会加剧炉管的氧化，降低炉管的使用寿命。同时降低炉膛温度和工业炉的热效率。

因此炉管密封是工业炉至关重要的一部分。

工业炉在石油化工生产中，物料通过炉管进入辐射室、对流室进行加热，炉管与炉墙连接处运行多年后，均出现漏风现象。

目前，目前炉管密封形式多种多样，能够解决炉管的漏风问题，主要采用夹板式密封结构对穿墙炉管进行密封，内部大多采用填塞纤维。炉管与炉墙及对流室弯头箱盖板连接位置，壁板焊接炉管套管及筋板，炉管套管外部设置夹板，夹板采用半圆板结构与炉管连接，并一同随炉管位移。

现有技术存在如下技术缺陷：

1、易漏风。当炉管位移时，炉管与纤维密封材料一侧产生挤压，另一侧产生间隙，夹板无法弥补产生的间隙，环境中的空气通过间隙进入炉膛产生漏风。炉子热效率降低。环境空气进入炉膛需消耗一定的燃料加热冷空气达到炉膛的温度，造成能量损耗和排烟温度升高，炉子热效率降低。维护、维修成本高。检修时必需更换密封隔热材料，因此增加材料成本、人工成本等，造成维护、维修成本提高。

2、但需要到现场具体测绘，测绘出炉管的外径，原炉管套管、盖板尺寸，才能进行具体的设计，设计时需兼顾炉管套管、炉壁板筋板的形式等问题。因此设计、人工成本较高，无法形成系列化、标准化。为降低密封系统的投资成本，并将产品系列化、标准化，发明了套筒式的密封结构。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种工业炉套筒式炉管密封装置，结构简单，密封效果好，适应性好，通用性强。

本实用新型所述的工业炉套筒式炉管密封装置，包括相互套接的外套件和内套件；内套件第一端向外设有内套件翻边，外套件第二端向内设有外套件翻边，内套件翻边和外套件翻边相互交错布置，避免内套件和外套件相互脱离；

外套件包括外套筒，外套筒外部设有外保护套管，外保护套管用于防护外套筒受损；内套件包括内套筒，内套筒外部设有内保护套管，内保护套管用于防护内套筒受损；

还包括定位板，定位板包括定位套管，定位套管一侧设有定位连接板，定位连接板连接外保护套管。

工作过程或工作原理：

内套件和外套件相互套接，有一定的交叉长度，同时，通过内套件翻边和外套件翻边，又能够很好地防止内套件和外套件相互分离，实现了内套件和外套件能够相对移动，同时确保密封状态。炉管振动或发生移动时，内套件和外套件可以发生相对移动，但是，内套件和外套件形成的密封状态不发生改变，因此，结构简单，密封效果好，适应性好，通用性强，能够将产品系列化、标准化，降低密封系统投资成本，降低企业成本。

优选地，内套筒第一端向外设有内套筒翻边，外套筒第二端向内设有外套筒翻边，内套筒翻边和外套筒翻边相互交错布置，避免内套筒和外套筒相互脱离；

外保护套管包括设于外套筒外部的外套管，外套管第一端设有外端板，外端板连接定位连接板；外套管第二端向内设有外套管翻边；外端板和外套管，与外套筒相适应设置；外套管翻边与外套筒翻边相适应设置；

内保护套管包括设于内套筒外部的内套管；内套管第一端向外设有内套管翻边，内套管第二端向内翻边设有内端板；内套管与内套筒相适应设置；内套管翻边与内套筒翻边相适应设置。

内套筒和外套筒材料可以非金属材料，起到隔热保温作用，但其强度低，直接在现场安装，易磕碰，造成损坏。因此，需在内套筒外部套装内套管，需要在外套筒外部套装外套管，外套管和内套管作为保护套管，内套管和外套管可以为金属材质。内套管的作用就是保护内套筒不受外界的损坏；外套管的作用就是保护外套筒不受外界的损坏。

内套管和外套管之间可以采用卡箍固定软密封。

优选地，外套管外部设有波纹状软密封，波纹状软密封第一端连接外套管第一端，波纹状软密封连接内套管第二端。

波纹状软密封一端通过卡箍固定于外套管上，软密封另一端通过卡箍固定于内套管上。波纹状软密封不仅可以具有隔热性能，同时可以具有防雨功能。进一步起到密封作用。

内套筒和外套筒采用密封材料作为一次密封，减少烟气或空气通过内套件和外套件进入炉膛。一次密封可能不能完全阻隔烟气或空气的泄漏，波纹状软密封进行二次密封，能够避免对操作人员造成伤害，改善操作环境。

优选地，外端板外边缘伸出外套管外径设置。

优选地，内套件翻边和外套件翻边之间设有软性密封套；内套筒和外套筒均采用隔热材料。

优选地，外保护套管包括环绕布置的分体式外保护套管，分体式外保护套管包括分体式外套管，分体式外套管第一端设有分体式外端板，分体式外套管第二端设有分体式外套管翻边，分体式外套筒翻边上设有外套管连接块，相邻外套管连接块通过连接件连接；同一分体的分体式外端板、分体式外套管、分体式外套管翻边连接为一体。

优选地，内保护套管包括环绕布置的分体式内保护套管，分体式内保护套管包括分体式内套管，分体式内套管第一端向外设有分体式内套管翻边，分体式内套管第二端向内设翻边设有分体式内端板，同一分体的分体式内套管、分体式内套管翻边和分体式内端板连接为一体；分体式内套管外侧设有内套管连接块，相邻内套管连接块通过连接件连接。

优选地，定位板包括环绕布置的分体式定位板，分体式定位板包括分体式定位套管，分体式定位套管向外设有定位连接块，分体式定位套管通过定位连接块连接，分体式定位套管一侧设有分体式定位连接板，定位连接板上开设定位槽，定位槽沿定位套管径向设置，同一分体的分体式定位套管与分体式定位连接板一体设置。

优选地，定位连接块通过双头螺栓连接。

优选地，还包括壁板，壁板上设有壁板套管，壁板套管用于保护炉管；壁板套管内径大于炉管设置，用于预留炉管工作过程中的正常振动空间。

原炉体对流室和辐射室炉壁长期使用后产生变形，通常无法满足安装要求，需更换适合安装套筒式密封系统的壁板，确保密封性。

内套筒和外套筒即可以对炉管起到保温作用，同时又可以起到隔离热源的作用，外套筒随炉管一同位移。

定位板与壁板套管连接并固定，在外套筒上焊接无头螺栓，安装时采用螺母固定在定位板上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过设置相互套接的内套件和外套件，内套件和外套件有一定的交叉长度，同时，通过内套件翻边和外套件翻边，又能够很好地防止内套件和外套件相互分离，实现了内套件和外套件能够相对移动，同时确保密封状态。炉管振动或发生移动时，内套件和外套件可以发生相对移动，但是，内套件和外套件形成的密封状态不发生改变，因此，结构简单，密封效果好，适应性好，通用性强，能够将产品系列化、标准化，降低密封系统投资成本，降低企业成本。

2、通过设置波纹状软密封，能够进一步增强密封效果，增强阻隔烟气或空气的泄漏；外端板外边缘伸出外套管外径设置，有助于辅助固定波纹状软密封，对波纹状软密封使用过程起到限位和定位的作用。

3、采用分体式外保护套管、分体式内保护套管和分体式定位板，能够方便安装，适应复杂的安装环境，确保安装完成后的所述的工业炉套筒式炉管密封装置的密封性。

4、通过设置壁板和壁板套管，能够适应多种炉管的安装环境，与外套件、内套件配合密封效果更好，结构简单，简化了安装。

附图说明

图1：本实用新型的一实施例的结构示意图，

图2：图1中A-A剖视结构示意图，

图3：图1所示本实用新型实施例的冷态安装结构示意图，

图4：图3中B-B剖视结构示意图，

图5：图3的右视图，

图6：图1所示本实用新型实施例的热态位置结构示意图，

图7：本实用新型另一实施例的热态位置结构示意图。

图中：1、壁板；2、壁板套管；3、定位板；4、外套件；5、内套件；6、炉管；7、软性密封套；

3.1、定位套管；3.2、定位连接块；3.3、定位连接板；3.4、定位槽；3.5、双头螺栓；

4.1、外端板；4.2、外套管；4.3、外套管连接块；4.4、外套管连接螺栓； 4.5、外套筒；4.6、外套管翻边；4.7、外套筒翻边；4.8、软密封；

5.1、内套管连接块；5.2、内套管；5.3、内套筒；5.4、内套管连接螺栓； 5.5、内套管翻边；5.6、内套筒翻边；5.7、内端板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案作进一步清楚、完整地描述：

实施例1

如图1～图7所示，本实用新型所述的工业炉套筒式炉管密封装置，包括相互套接的外套件4和内套件5；内套件5第一端向外设有内套件翻边，外套件4第二端向内设有外套件翻边，内套件翻边和外套件翻边相互交错布置，避免内套件5和外套件4相互脱离；

外套件4包括外套筒4.5，外套筒4.5外部设有外保护套管，外保护套管用于防护外套筒4.5受损；内套件5包括内套筒5.3，内套筒5.3外部设有内保护套管，内保护套管用于防护内套筒5.3受损；

还包括定位板3，定位板3包括定位套管3.1，定位套管3.1一侧设有定位连接板3.3，定位连接板3.3连接外保护套管。具体安装使用时，定位套管 3.1可以套装到炉管6外部。

内套筒5.3第一端向外设有内套筒翻边5.6，外套筒4.5第二端向内设有外套筒翻边4.7，内套筒翻边5.6和外套筒翻边4.7相互交错布置，避免内套筒5.3和外套筒4.5相互脱离；

外保护套管包括设于外套筒4.5外部的外套管4.2，外套管4.2第一端设有外端板4.1，外端板4.1连接定位连接板3.3；外套管4.2第二端向内设有外套管翻边4.6；外端板4.1和外套管4.2，与外套筒4.5相适应设置；外套管翻边4.6与外套筒翻边4.7相适应设置；

内保护套管包括设于内套筒5.3外部的内套管5.2；内套管5.2第一端向外设有内套管翻边5.5，内套管5.2第二端向内翻边设有内端板5.7；内套管 5.2与内套筒5.3相适应设置；内套管翻边5.5与内套筒翻边5.6相适应设置。

外套管4.2外部设有波纹状软密封4.8，波纹状软密封4.8第一端连接外套管4.2第一端，波纹状软密封4.8连接内套管5.2第二端。外端板4.1外边缘伸出外套管4.2外径设置。

内套件翻边和外套件翻边之间设有软性密封套7；软性密封套设于内套管翻边和外套筒翻边之间；软性密封套第一端端部通过粘结剂A粘结内套管翻边；粘结剂A可以为1400结构胶；软性密封套第二端端部通过粘结剂B粘结外套筒翻边；粘结剂B可以采用1400结构胶；内套筒5.3和外套筒4.5均采用隔热材料。内套筒和外套筒均可以采用气凝胶毯隔热材料；内套筒和外套筒也可以采用 RSWK型隔热材料，RSWK是陶瓷纤维真空机制成型块。制造时，采用半加工方式，现场安装时，内套筒与内套管，外套筒和外套管，均采用粘结方式，在连接面涂覆专用粘结剂连接为一个整体。专用粘结剂可以采用1400结构胶。

外套管与壁板套管可以通过螺栓固定连接，内套管与炉管固定连接。内套筒与外套筒配合安装时，内套筒和外套筒之间留有间隙，保证炉管位移时，没有阻碍。同时，安装时，内套筒插入外套筒内，保证一定的交叉长度，满足炉管位移量，且内套筒和外套筒不会出现分离现象，避免炉管的热量外泄。

实施例2

如图1～图7所示，外保护套管包括环绕布置的分体式外保护套管，分体式外保护套管包括分体式外套管，分体式外套管第一端设有分体式外端板，分体式外套管第二端设有分体式外套管翻边，分体式外套筒翻边上设有外套管连接块4.3，相邻外套管连接块4.3通过连接件连接；同一分体的分体式外端板、分体式外套管、分体式外套管翻边连接为一体。

内保护套管包括环绕布置的分体式内保护套管，分体式内保护套管包括分体式内套管，分体式内套管第一端向外设有分体式内套管翻边，分体式内套管第二端向内设翻边设有分体式内端板，同一分体的分体式内套管、分体式内套管翻边和分体式内端板连接为一体；分体式内套管外侧设有内套管连接块5.1，相邻内套管连接块5.1通过连接件连接。相邻内套管连接块5.1可以通过螺栓连接。

定位板包括环绕布置的分体式定位板，分体式定位板包括分体式定位套管，分体式定位套管向外设有定位连接块，分体式定位套管通过定位连接块 3.2连接，分体式定位套管一侧设有分体式定位连接板，定位连接板上开设定位槽3.4，定位槽3.4沿定位套管径向设置，同一分体的分体式定位套管与分体式定位连接板一体设置。

定位连接块3.2通过双头螺栓3.5连接。定位连接块之间可以留有一定空隙，定位板能够适应于各种型号和规格的炉管安装。

实施例3

如图1～图7所示，还可以包括壁板1，壁板1上设有壁板套管2，壁板套管2用于保护炉管6；壁板套管2内径大于炉管6设置，用于预留炉管6工作过程中的正常振动空间，壁板套管2设于定位套管3.1内。

其余同实施例2。

1、所述的工业炉套筒式炉管密封装置，根据炼化加热炉的运行原理和管束结构，进行制造、检验和实验。密封性实验如下：

采用炉管常用规格DN50，炉管管壁温度为230℃，膨胀量为25mm，针对漏风进行相应的实验，数据见表1。一次密封是指：仅安装内套筒和外套筒；二次密封是指安装波纹状软密封4.8。

表1

从表中可以看出，所述的工业炉套筒式炉管密封装置安装前、后实验装置漏风率的变化，说明所述的工业炉套筒式炉管密封装置密封效果好。

2、实际现场安装后数据采集及对比

将所述的工业炉套筒式炉管密封装置用于某合作公司裂解炉。

安装前，应用工业炉泄漏检测仪对炉管与炉壁连接处进行检测，漏风严重。安装所述的工业炉套筒式炉管密封装置后，没有漏风现象存在。

因裂解炉在炼化生产中，最具有代表性的、最重要的设备之一，其结构复杂，炉管尺寸规格多样。根据现场实际尺寸，进行所述的工业炉套筒式炉管密封装置设计、方案实施。

因裂解炉是连续运行的，不能分别进行一次、二次密封试验，因此，所述的工业炉套筒式炉管密封装置安装完毕后进行数据采集，并进行安装前、后的数据对比，如表2所示。

表2

从表中可以看出，密封系统安装前、后实验装置漏风率的变化，说明炉管密封系统的发明在生产运行中是可行的。

加热炉安装套筒式密封系统前、后外壁温度的数据显示说明，加热炉散热损失降低，炉子热效率提高，密封系统的安装不仅有密封作用同时具备节能的作用。

通过对加热炉燃烧的消耗检测，可测试出全年节省的燃料，具有很好的经济效益。

工作过程或工作原理：

管束多时，弯头箱带炉管部分的盖板可全部更换成焊有壁板套管的壁板；管束少时，弯头箱带炉管部分的盖板可不更换成焊有壁板套管的壁板。

所述的工业炉套筒式炉管密封装置安装时，首先将壁板与炉体采用螺栓连接的方式，这是本领域技术人员所熟知的常规技术，可以在壁板和炉壁上均开设螺栓孔，将壁板固定在炉壁上；或者将壁板通过螺栓固定在箱体框板上。

将分体式外套管，通过外套管连接螺栓4.4连接外套管连接块4.3，连接成外套管整体；内套筒与内套管通过粘结剂粘结为一个整体；外套管与定位套筒连接，螺栓穿过定位槽连接外端板；定位板通过定位连接块紧固连接与壁板套管上。

将分体式内套管，通过内套管连接螺栓5.4连接内套管连接块5.1，连接成内套管整体；外套筒与外套管通过粘结剂粘结为一个整体；内套管套装到炉管上。

波纹状软密封4.8为冷态时，呈褶皱状，随着炉管的位移，波纹状软密封不断被拉伸。

内套筒和外套筒之间留有间隙，保证炉管位移时，没有阻碍。同时，内套筒插入外套筒内，有一定的交叉长度，满足炉管位移量，且保证内套筒和外套筒在炉管位移后不会出现分离。

本实用新型中对结构的方向以及相对位置关系的描述，如前后左右上下的描述，不构成对本实用新型的限制，仅为描述方便。

Claims (10)

1.一种工业炉套筒式炉管密封装置，其特征在于，包括相互套接的外套件(4)和内套件(5)；内套件(5)第一端向外设有内套件翻边，外套件(4)第二端向内设有外套件翻边，内套件翻边和外套件翻边相互交错布置，避免内套件(5)和外套件(4)相互脱离；

外套件(4)包括外套筒(4.5)，外套筒(4.5)外部设有外保护套管，外保护套管用于防护外套筒(4.5)受损；内套件(5)包括内套筒(5.3)，内套筒(5.3)外部设有内保护套管，内保护套管用于防护内套筒(5.3)受损；

还包括定位板(3)，定位板(3)包括定位套管(3.1)，定位套管(3.1)一侧设有定位连接板(3.3)，定位连接板(3.3)连接外保护套管。

2.根据权利要求1所述的工业炉套筒式炉管密封装置，其特征在于，内套筒(5.3)第一端向外设有内套筒翻边(5.6)，外套筒(4.5)第二端向内设有外套筒翻边(4.6)，内套筒翻边(4.6)和外套筒翻边(4.7)相互交错布置，避免内套筒(5.3)和外套筒(4.5)相互脱离；

外保护套管包括设于外套筒(4.5)外部的外套管(4.2)，外套管(4.2)第一端设有外端板(4.1)，外端板(4.1)连接定位连接板(3.3)；外套管(4.2)第二端向内设有外套管翻边(4.6)；外端板(4.1)和外套管(4.2)，与外套筒(4.5)相适应设置；外套管翻边(4.6)与外套筒翻边(4.7)相适应设置；

内保护套管包括设于内套筒(5.3)外部的内套管(5.2)；内套管(5.2)第一端向外设有内套管翻边(5.5)，内套管(5.2)第二端向内翻边设有内端板(5.7)；内套管(5.2)与内套筒(5.3)相适应设置；内套管翻边(5.5)与内套筒翻边(5.6)相适应设置。

3.根据权利要求2所述的工业炉套筒式炉管密封装置，其特征在于，外套管(4.2)外部设有波纹状软密封(4.8)，波纹状软密封(4.8)第一端连接外套管(4.2)第一端，波纹状软密封(4.8)连接内套管(5.2)第二端。

4.根据权利要求3所述的工业炉套筒式炉管密封装置，其特征在于，外端板(4.1)外边缘伸出外套管(4.2)外径设置。

5.根据权利要求2所述的工业炉套筒式炉管密封装置，其特征在于，内套件翻边和外套件翻边之间设有软性密封套(7)；内套筒(5.3)和外套筒(4.5)均采用隔热材料。

6.根据权利要求1-5任一项所述的工业炉套筒式炉管密封装置，其特征在于，外保护套管包括环绕布置的分体式外保护套管，分体式外保护套管包括分体式外套管，分体式外套管第一端设有分体式外端板，分体式外套管第二端设有分体式外套管翻边，分体式外套筒翻边上设有外套管连接块(4.3)，相邻外套管连接块(4.3)通过连接件连接；同一分体的分体式外端板、分体式外套管、分体式外套管翻边连接为一体。

7.根据权利要求6所述的工业炉套筒式炉管密封装置，其特征在于，内保护套管包括环绕布置的分体式内保护套管，分体式内保护套管包括分体式内套管，分体式内套管第一端向外设有分体式内套管翻边，分体式内套管第二端向内设翻边设有分体式内端板，同一分体的分体式内套管、分体式内套管翻边和分体式内端板连接为一体；分体式内套管外侧设有内套管连接块(5.1)，相邻内套管连接块(5.1)通过连接件连接。

8.根据权利要求7所述的工业炉套筒式炉管密封装置，其特征在于，定位板包括环绕布置的分体式定位板，分体式定位板包括分体式定位套管，分体式定位套管向外设有定位连接块，分体式定位套管通过定位连接块(3.2)连接，分体式定位套管一侧设有分体式定位连接板，定位连接板上开设定位槽(3.4)，定位槽(3.4)沿定位套管径向设置，同一分体的分体式定位套管与分体式定位连接板一体设置。

9.根据权利要求8所述的工业炉套筒式炉管密封装置，其特征在于，定位连接块(3.2)通过双头螺栓(3.5)连接。

10.根据权利要求8所述的工业炉套筒式炉管密封装置，其特征在于，还包括壁板(1)，壁板(1)上设有壁板套管(2)，壁板套管(2)用于保护炉管(6)；壁板套管(2)内径大于炉管(6)设置，用于预留炉管(6)工作过程中的正常振动空间，壁板套管(2)设于定位板套管(3.1)内。

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