CN217928854U - 环保节能一体式看火门 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种环保节能一体式看火门，属于工业炉看火门领域。包括看火门底座，看火门底座包括看火门底板，看火门底板外侧面向下折弯设有外侧板，外侧板与看火门底板形成底座密封腔；看火门底板内侧面向上折弯设有内侧板；看火门底座上对应设有门盖，门盖包括门盖板，门盖板外周向下折弯设有侧门框，侧门框与内侧板相适应设置，内侧板设于侧门框内；看火门底座下设有密封垫，门盖内设有密封门塞。本实用新型密封效果好，有效杜绝高温加热炉看火门漏风现象。

Description

环保节能一体式看火门

技术领域

本实用新型涉及一种环保节能一体式看火门，属于工业炉看火门领域。

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℃。辐射室看火门、防爆门、辐射炉管、对流炉管进、出炉膛位置等，工业炉运行一段时间后因钢构的热变形，所用材料的热胀冷缩等原因，会慢慢形成间隙，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。

炼化工业炉它具有其他工业炉所没有的若干特点。其特点是：

被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体或液体。而且，这些气体或液体通常是易燃易爆的烃类物质，同锅炉加热水或蒸汽相比，危险性很大，操作条件要苛刻的多。

加热方式为直接受火式。

只烧液体或气体燃料。

长周期连续运转，不间断操作。

炼化工业炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧系统及通风系统五部分组成。为了操作和安全的需要，炼化工业炉辐射室设有看火孔、人孔、防爆门等。

看火孔是用来观察炉内火焰状况和辐射管运行情况的。因此，看火孔的数量和位置应能看到所用燃烧器燃烧状况，并能观察到所有辐射管。由此可见，看火孔虽然只是管式炉其中的一个配件，却是不可缺少的一部分。管式炉负荷越大，看火孔的数量越多，看火孔是保证管式炉安全生产的重要部件之一。

炼化工业炉的种类很多，使用的看火孔，无论从国外进口的还是国内制造的，使用中都出现看火孔位置超温，材料锈蚀，密封不严，漏风严重的情况。因此为保证工业炉的热效率，减少热损失，发明了环保节能一体式看火门，并将其产品系列化、标准化。

看火门现状：

看火孔是炼化加热炉的一个不可缺少的部件，因国家对加热炉的考核内容中，没有对看火孔有严格的规定，因此看火孔型式和种类发展缓慢。随着生产的大型化，能源的消耗，烟气的排放限制，人工成本的控制等等，需要对加热炉各个指标进行控制，并对管式炉结构进行优化，达到国家要求的节能降耗的目标，实现安全生产，烟气排放达到国家和地方环保要求。

如图13-图16所示，看火孔型式很多，主要有以下几种代表性的结构形式：

结构一：

此结构看火孔正常开车时，不需观察炉膛及炉管的运行情况时，看火孔盖板支撑在门框的支耳上，使用时，上举打开观察炉内情况。门框及门盖材料均采用铸铁。门盖与门框的密封靠门盖的重力密封。

优点：制造成本低。安装方便。缺点：

1)门盖直接面向炉膛，高温烟气及火焰直接辐射，看火孔局部表面温度超过标准规定，散热损失高，局部壁板出现变形。

2)密封型式简单。靠重力与门框贴合，可达到一定的密封，因是铸造件，表面粗糙，两者不能贴合紧密达到理想的密封效果，有漏风现象。

3)看火孔盖开启费力，有时不能一次开启成功，开启后，又将看火孔盖回位，因看火孔盖质量大，回位困难，有时，看火孔会出于常开状态，造成严重漏风。

结构二：侧开式结构：

此结构为侧开式结构，看火孔正常开车时，看火孔盖板靠重力扣在门框上，门框上粘贴密封条。使用时，打开观察炉内情况。门框及门盖材料均采用铸铁。门盖与门框的密封靠门盖的重力压密封条密封。

优点：制造成本低。安装使用方便。

缺点：

1)门盖直接面向炉膛，高温烟气及火焰直接辐射，看火孔局部表面温度超过标准规定值。散热损失提高。

2)密封型式简单。靠重力与门框密封条贴合，改善了密封效果，因看火孔正常开车时使用频繁，又处于高温状态，长期使用后，密封条有脱落现象，失去密封效果，依然有漏风现象。

随着技术的进步和材料的多样化，目前加热炉使用的看火孔均在看火孔内衬处增加一个视孔塞，大大减少了散热损失。

结构三：

此结构增加视孔塞。

优点：

1)制造成本增加。安装方便。

2)减少散热损失。

缺点：

1)看火孔虽然增加了视孔塞，并没有改变密封结构，依然存在漏风现象。

2)看火孔开启后需要再抽拿看火孔塞容易对操作人员造成高温灼伤，从而存在一定的操作安全隐患。

综上，现有技术存在如下技术缺陷：

看火门结果复杂或成本高，且存在漏风问题，密封效果差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种环保节能一体式看火门，密封效果好，有效杜绝高温加热炉看火门漏风现象。

本实用新型所述的环保节能一体式看火门，包括看火门底座，看火门底座包括看火门底板，看火门底板外侧面向下折弯设有外侧板，外侧板与看火门底板形成底座密封腔；看火门底板内侧面向上折弯设有内侧板；

看火门底座上对应设有门盖，门盖包括门盖板，门盖板外周向下折弯设有侧门框，侧门框与内侧板相适应设置，内侧板设于侧门框内；

看火门底座下设有密封垫，门盖内设有密封门塞。

工作过程或工作原理：

内侧板和侧门框配合密封，看火门底座下通过密封垫密封，门盖内设有密封门塞密封。

优选地，密封垫包括看火门底板密封垫，看火门底板密封垫对应设于密封腔内，看火门底板密封垫靠近看火门底板一侧沿内侧板向下开设密封槽，密封槽与密封门塞配合设置。

优选地，看火门底板密封垫远离看火门底板一侧，靠近内侧板一端向下延伸设有密封台，密封台用于与炉壁配合密封。

密封垫可以为柔性密封垫，由三部分组成，一是看火门底板密封垫，用于密封看火门底座与炉壁板间的缝隙，补偿钢板凹凸不平，便于固定；二是密封槽，主要是缓冲看火门密封门塞与看火门底座碰撞并密封两者间的缝隙；三是密封台，主要是看火门密封门塞与看火门底座安装后起到进一步的密封作用。

采用三重密封，完全杜绝空气进入炉膛，将看火门的漏风的可能性降到最低，实现了安全、环保、节能的目标。

优选地，对应密封槽，密封门塞设有密封台阶。密封门塞采用阶梯式棱台结构，阶梯面与看火门底座中的密封隔热衬块连接，起密封作用。

优选地，密封门塞内端面设为锥台型。

优选地，门盖与密封门塞之间设有密封层，密封层伸出密封门塞布置，密封层与内侧板压紧配合密封。

优选地，密封门塞通过锚固件连接门盖。

优选地，门盖通过旋转结构连接看火门底座，旋转结构包括两个并排布置的转轴，转轴上套装轴套，轴套通过轴套连接片连接，其中一轴套固定连接看火门底座，另一轴套套装的轴通过连接杆连接旋转轴套，旋转轴套可转动地连接门盖轴，门盖轴内套装弹簧销，对应弹簧销，内侧板上设有卡紧槽。

靠近看火门底座的转轴，将密封门塞从看火门底座中平直拉出，避免碰撞；

靠近门盖的转轴，将密封门塞从看火门处移开，避免阻挡视线；

优选地，门盖轴靠近门盖一端开口设置，弹簧销从门盖轴开口出伸出，弹簧销通过弹簧连接门盖轴；弹簧销末端设为过渡圆弧状，弹簧销末端与卡紧槽相适应设置。

优选地，看火门底座通过螺栓螺母与炉壁固定；螺母为特制螺帽，特制螺帽包括螺母座，螺母座上设有中空的内螺纹柱，内螺纹柱用于与螺栓配合固定看火门底座。

看火门底座与炉体钢构采用螺栓连接，螺栓采用点焊型式固定在炉壁板内侧。

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门盖和密封门塞，门盖通过旋转结构连接看火门底座，采用密封垫实现三重密封，密封材料采用柔性密封，有效杜绝高温加热炉看火门漏风现象。最大程度的控制空气进入加热炉，减少加热炉除助燃外的氧含量，减少燃烧过程中产生过量的NOx。有效杜绝高温加热炉看火门的热传导，改善了操作环境，避免烫伤操作人员。

2、旋转结构采用两个并排的转轴，看火门采用二次旋转方式，操作简单，开合灵活，使用方便。施工安装难度低，易检修。

3、看火门整体重量轻，用体积密度较小的耐火纤维材料，取代传统的重质耐火材料，能有效的强化绝热结构，降低钢结构的承重荷载；纤维结构具有较低的导热系数和低蓄热损失，从而降低了能源消耗，节约了生产成本。

4、适用范围广，柔性看火门密封门塞可满足800-1300℃范围的各种加热炉观察孔的需求。安装工艺简单，提高安装效率。使用寿命长，维护、更换简捷。改进看火门空气泄漏渠道，阻止空气从看火门泄漏，不变形，密封效果好。

5、看火门采用RSMK陶瓷纤维真空机制成型块作为隔热衬块，绝热性能好，无热膨胀应力，抗热震和机械震动等优良特性。纤维炉衬整体结构均匀，表面平整紧凑。

附图说明

图1：本实用新型的一实施例的剖视结构示意图之一，

图2：本实用新型的一实施例的剖视结构示意图之二，

图3：本实用新型的一实施例的立体剖切结构示意图，

图4：本实用新型的一实施例的主视结构示意图，

图5：门盖结构示意图，

图6：图5的俯视图，

图7：门盖的剖视结构示意图，

图8：旋转结构的结构示意图，

图9：图8的俯视图，

图10：特制螺帽结构示意图，

图11：本实用新型的一实施例打开动作示意图，

图12：本实用新型的一实施例反辐射新型看火门温度穿透性热成像显像图，

图13：传统看火门温度穿透性热成像显像图，

图14：现有技术结构一，

图15：现有技术结构二，

图16：现有技术结构三。

图中：1、炉壁；2、看火门底座；3、螺母；4、密封垫；5、密封门塞；6、锚固件；7、门盖；8、旋转结构；9、把手；10、螺栓；

2.1、外侧板；2.2、内侧板；2.3、卡紧槽；2.4、看火门底板；

3.1、螺母座；3.2、内螺纹柱；

4.1、密封台；4.2、密封槽；4.3、看火门底板密封垫；

5.1、密封台阶；5.2、密封层；

7.1、侧门框；7.2、门盖轴；7.3、弹簧销；7.4、门盖板；7.5、锚固件安装孔；7.6、把手安装孔；

8.1、连接杆；8.2、轴套一；8.3、轴套连接片；8.4、轴套二；8.5、转轴一；8.6、转轴二；8.7、旋转轴套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例及附图，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12所示，本实用新型所述的环保节能一体式看火门，包括看火门底座2，看火门底座2包括看火门底板2.4，看火门底板2.4外侧面向下折弯设有外侧板2.1，外侧板2.1与看火门底板2.4形成底座密封腔；看火门底板2.4内侧面向上折弯设有内侧板2.2；

看火门底座2上对应设有门盖7，门盖7包括门盖板7.4，门盖板7.4外周向下折弯设有侧门框7.1，侧门框7.1与内侧板2.2相适应设置，内侧板2.2设于侧门框7.1内；

看火门底座2下设有密封垫4，门盖7内设有密封门塞5。

密封垫4包括看火门底板密封垫4.3，看火门底板密封垫4.3对应设于密封腔内，看火门底板密封垫4.3靠近看火门底板2.4一侧沿内侧板2.2向下开设密封槽4.2，密封槽4.2与密封门塞5配合设置。

看火门底板密封垫4.3远离看火门底板2.4一侧，靠近内侧板2.2一端向下延伸设有密封台4.1，密封台4.1用于与炉壁1配合密封。

对应密封槽4.2，密封门塞5设有密封台阶5.1。

密封门塞5内端面设为锥台型。

门盖与密封门塞5之间设有密封层5.2，密封层5.2伸出密封门塞5布置，密封层与内侧板2.2压紧配合密封。

密封门塞5通过锚固件6连接门盖7。

门盖7通过旋转结构8连接看火门底座2，旋转结构8包括两个并排布置的转轴，转轴包括转轴一8.5和转轴二8.6，转轴上套装轴套，轴套通过轴套连接片8.3连接，转轴一8.5套装于轴套一8.2中，转轴二8.6套装于轴套二8.4中，轴套二固定连接看火门底座2，转轴一通过连接杆8.1连接旋转轴套8.7，旋转轴套8.7可转动地连接门盖轴7.2，门盖轴7.2内套装弹簧销7.3，对应弹簧销7.3，内侧板2.2上设有卡紧槽2.3。

门盖轴7.2靠近门盖7一端开口设置，弹簧销7.3从门盖轴7.2开口出伸出，弹簧销7.3通过弹簧连接门盖轴7.2；弹簧销7.3末端设为过渡圆弧状，弹簧销7.3末端与卡紧槽2.3相适应设置。

门盖上开设锚固件安装孔7.5，锚固件从锚固件安装孔穿过，固定连接门盖和密封门塞5。门盖上开设把手安装孔7.6，把手9通过螺栓安装到门盖上。

看火门底座2通过螺栓10螺母3与炉壁1固定；螺母3为特制螺帽，特制螺帽包括螺母座3.1，螺母座3.1上设有中空的内螺纹柱3.2，内螺纹柱3.2用于与螺栓10配合固定看火门底座2。

根据工业炉使用温度、所处环境的气氛和工艺操作的要求，确定选用性价比高的材料和合适的保温厚度尤为重要。

密封门塞、密封垫，均与炉内热风接触，既要考虑耐高温性能，又要考虑炉内气氛的影响，同时需要考虑保温效果。经综合论证，最终确定选用RSMK纤维预制组合块，既保证了硬度，又具有韧性、耐高温和隔热性能、成型好、加工方便。预制组合块通过预埋的不锈钢锚固件与炉壁板焊接固定。看火门密封门塞通过锚固件与看火门盖固定。

密封门塞、密封垫采用RSMK预制块，其性能见表一。

表一

RSMK纤维预制组合块采用纤维及特制耐高温添加剂组合而成。材料性能完全满足各种炉型的使用条件。

柔性密封垫主要作用为缓冲碰撞，密封缝隙，经多次论证及试验，最终选用柔性纤维材料。固定方式为特制粘合剂粘贴固定。

根据加热炉的使用温度、环境气氛、开启/关闭方便，不会出现卡阻现象，看火门金属构件均采用不锈钢、碳钢材料，当使用碳钢材料时，转轴部分依然采用不锈钢，以免材料生锈影响转动。

试验过程数据采集及对比

环保节能一体式看火门的发明，在实际运行中是否可行，需要试验进行测试。根据炼化加热炉炉膛的实际运行温度、压力、环境，进行制造、检验和实验。

1、环保节能一体式看火门制作试验：

环保节能一体式看火门采用裂解炉常用规格尺寸制作如下：

(1)看火门底座及密封垫的制作

(2)看火门盖及密封门塞的制作

(3)看火门转动结构组装

(4)安装、实验对比

环保节能一体式看火门制作完毕后，针对漏风进行相应的实验，数据见表二：

表二

从表中可以看出，环保节能一体式看火门安装前、后实验装置漏风率的变化，说明环保节能一体式看火门的发明是可行的。

实际现场安装后数据采集及对比

环保节能一体式看火门的发明，只有在实践中应用，才能体现其实际意义和经济效益。

如图12：现场图片老式看火门现场测量及热成像温度，可以看出安装前原看火门漏风严重，隔热效果极差，表面温度已超出标准规定的温度。

安装环保节能一体式看火门前，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。

安装环保节能一体式看火门后，没有漏风现象存在，表面温度较低，远低于标准规定的温度，并满足业主的要求。

某公司裂解炉使用环保节能一体式看火门，不仅具有深远历史意义，并具有广泛的实际应用价值。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，尺寸规格多样。根据现场实际情况，进行环保节能一体式看火门方案设计、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，只能进行温度的检测。因此，环保节能一体式看火门安装完毕后进行数据采集，并进行安装前、后的数据对比，某公司2#炉共更换76个环保节能一体式看火门GHK-001实际检测数据。如下表三所示。

对比表三

从表中可以看出，环保节能一体式看火门前、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，环保节能一体式看火门的安装不仅有密封作用同时具备节能的作用，说明环保节能一体式看火门的发明在生产运行中是可行的

因试验时间有限，节能数据需长期进行数据检测，通过对加热炉燃烧的消耗检测，可测试出全年节省的燃料，并进行经济效益比较。

结论

环保节能一体式看火门经过实验装置和实际生产加热炉的使用，可以证明：环保节能一体式看火门的发明是成功的，具有广泛的实际意义和经济效益，可应用于各种炼化工业炉及负压式加热炉。

工作过程或工作原理：

环保节能一体式看火门是一个整体，各组件均在车间完成。看火门底座密封垫与炉壁连接采用螺栓连接的方式，则看火门安装完成。当用于新型加热炉时，螺栓直接焊接在炉壁内侧。

当用于改造加热炉时，利用原螺栓，加装特制螺帽，特制螺帽是根据现场实际安装要求而发明的，特制螺帽的发明，使环保节能一体式看火门安装更加简洁、方便。并实现了在线安装，节省安装时间和维护周期。

看火门底座的底座密封腔内使用密封垫，一方面作为密封隔热衬块，另一方面补偿看火门密封门塞造成的厚度减薄缺陷，增强隔热效果。隔热后的壁板表面温度低，完全避免原看火门处炉壁板高温变形的问题。密封垫可以使用RSMK预制块。

门盖与看火门底座密封连接，隔断外部空气经过看火门开孔进入炉膛。门盖根据密封结构的需要设计成扣板式结构，与看火门塞之间形成密封间隙。看火门盖板上安装RSMK预制块门塞，起到隔热作用。

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)

1.一种环保节能一体式看火门，其特征在于，包括看火门底座(2)，看火门底座(2)包括看火门底板(2.4)，看火门底板(2.4)外侧面向下折弯设有外侧板(2.1)，外侧板(2.1)与看火门底板(2.4)形成底座密封腔；看火门底板(2.4)内侧面向上折弯设有内侧板(2.2)；

看火门底座(2)上对应设有门盖(7)，门盖(7)包括门盖板(7.4)，门盖板(7.4)外周向下折弯设有侧门框(7.1)，侧门框(7.1)与内侧板(2.2)相适应设置，内侧板(2.2)设于侧门框(7.1)内；

看火门底座(2)下设有密封垫(4)，门盖(7)内设有密封门塞(5)。

2.根据权利要求1所述的环保节能一体式看火门，其特征在于，密封垫(4)包括看火门底板密封垫(4.3)，看火门底板密封垫(4.3)对应设于密封腔内，看火门底板密封垫(4.3)靠近看火门底板(2.4)一侧沿内侧板(2.2)向下开设密封槽(4.2)，密封槽(4.2)与密封门塞(5)配合设置。

3.根据权利要求2所述的环保节能一体式看火门，其特征在于，看火门底板密封垫(4.3)远离看火门底板(2.4)一侧，靠近内侧板(2.2)一端向下延伸设有密封台(4.1)，密封台(4.1)用于与炉壁(1)配合密封。

4.根据权利要求2所述的环保节能一体式看火门，其特征在于，对应密封槽(4.2)，密封门塞(5)设有密封台阶(5.1)。

5.根据权利要求3所述的环保节能一体式看火门，其特征在于，密封门塞(5)内端面设为锥台型。

6.根据权利要求5所述的环保节能一体式看火门，其特征在于，门盖与密封门塞(5)之间设有密封层(5.2)，密封层(5.2)伸出密封门塞(5)布置，密封层与内侧板(2.2)压紧配合密封。

7.根据权利要求1-6任一项所述的环保节能一体式看火门，其特征在于，密封门塞(5)通过锚固件(6)连接门盖(7)。

8.根据权利要求7所述的环保节能一体式看火门，其特征在于，门盖(7)通过旋转结构(8)连接看火门底座(2)，旋转结构(8)包括两个并排布置的转轴，转轴上套装轴套，轴套通过轴套连接片(8.3)连接，其中一轴套固定连接看火门底座(2)，另一轴套套装的轴通过连接杆(8.1)连接旋转轴套(8.7)，旋转轴套(8.7)可转动地连接门盖轴(7.2)，门盖轴(7.2)内套装弹簧销(7.3)，对应弹簧销(7.3)，内侧板(2.2)上设有卡紧槽(2.3)。

9.根据权利要求8所述的环保节能一体式看火门，其特征在于，门盖轴(7.2)靠近门盖(7)一端开口设置，弹簧销(7.3)从门盖轴(7.2)开口出伸出，弹簧销(7.3)通过弹簧连接门盖轴(7.2)；弹簧销(7.3)末端设为过渡圆弧状，弹簧销(7.3)末端与卡紧槽(2.3)相适应设置。

10.根据权利要求7所述的环保节能一体式看火门，其特征在于，看火门底座(2)通过螺栓(10)螺母(3)与炉壁(1)固定；螺母(3)为加长螺母，加长螺母包括螺母座(3.1)，螺母座(3.1)上设有中空的内螺纹柱(3.2)，内螺纹柱(3.2)用于与螺栓(10)配合固定看火门底座(2)。

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