CN101644480B - 管式“回”型加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管式“回”型加热炉，所述的加热炉包括燃烧器(6)、带内衬里(7)的内壁板(8)和带外衬里(3)的外壁板(2)、内立柱、外立柱(9)，由内壁板(8)和外壁板(2)构成整体“回”形辐射室，辐射室中部由内壁板(8)形成方形中空室(II)结构，由外壁板(2)形成辐射室的方形外围结构，在内壁板(8)和外壁板(2)之间设置有炉膛(I)；每个炉膛(I)内的炉管(4)排列相同对称，使得每个炉膛具有相同的砖墙面积；燃烧器(6)均布于炉膛炉管中部，安装于炉底；炉底设置风道。本发明可降低装置占地面积、减轻钢结构的压力和钢材用量及能达到节能减排的目的。

Description

管式“回”型加热炉

技术领域

本发明属于一种石油化工企业用加热炉炉型，特别涉及一种管式“回”型加热炉，其是一种针对大型炼油装置，特别适用于处理量在1500万吨每年以上的常减压装置及其它处理量较大的装置。

背景技术

辐射加热炉适用于大处理量的炼油装置，其是加热炉型的常用装置，用于原油的加热，也是原油加工处理的一道工序，用于常减压装置等。

2009年，中海油惠州大炼油项目1200万吨/年炼油装置投产，我国的炼油装置已经向超千万吨规模发展。单套装置达到1500万吨/年的装置国内已立项。不久的将来，我国将出现1500万吨/年炼油装置。

由此可见，加热炉正向大型化发展。目前，国内常减压装置处理量大多为几百万吨/年，最近几年新建了几套1000万吨/年装置，尚无1500万吨/年及以上炉型。因处理量小，以往的常减压加热炉多采靠近炉壁四边布管的立管(或卧管)炉。而处理量大的加热炉再采用这样的方式将大量的增加投资和占地。因此，炼厂使用大型常减压装置，从技术讲遇到的第一个问题是装置大型化，解决该问题是工程设计顺利实施的基本保证。

对于大型装置的设计，其基本思路有用多台小设备组合和直接设计大型设备两种思路。用多台小设备组合成大型装置，其设计技术成熟可靠，各设计公司、设计院多采用多个辐射室-合并对流室炉型，相当于把几台加热辐射炉放置在一个相对紧密的空间内，一般辐射室间相对独立或炉型狭长，此类炉型占地面积较大、耗费钢材多。其虽然操作灵活，但占地大，设备管理复杂，散热损失大，操作运行费用高，投资大及总效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种“回”型加热炉，其可降低装置占地面积、减轻钢结构的压力和钢材用量及能达到节能减排的目的。

本发明的目的可用采如下技术方案来实现：所述的加热炉包括燃烧器、带衬里的内壁板和带衬里的外壁板，由内壁板和外壁板构成整体“回”形辐射室，辐射室中部由内壁板形成方形中空结构，由外壁板形成辐射室的方形外围结构，在内壁板和外壁板之间设置有炉膛；每个炉膛内炉管排列相同对称，使得每个炉膛具有相同的砖墙面积；燃烧器均布于炉膛炉管中部，安装于辐射炉底；辐射室设置风道。

所述的内壁板和外壁板之间设置有八个炉膛，每个炉膛的截面为正方形。

所述的“回”型加热炉具有内立柱和外立柱，内壁板设置在内立柱上，外壁板设置在外立柱上。

所述的“回”型加热炉炉管排布为立式，各管间用弯头连接，炉管通过吊钩及拉钩固定

本发明的每个炉膛的正方边长由对流室宽度确定。全炉重量全部垂直传入落地立柱上，钢结构受力均匀，克服了大型加热炉上部重量要经过炉顶桁架分配到边柱的弊端。对流管板数减到最少，在长度方向上只需二块高合金管板。其使对流室获得了理想的烟气流速，辐射室也获得了理想的烟气辐射长度和传热参数。中空部分虽然浪费了一定的占地，但获得了结构优化，也确保了从看火孔可看到全部辐射炉管和燃烧器的火焰。同时中空部分的炉墙对八个炉膛的传热均衡贡献极大。中空部分也使得辐射炉管的支撑大为简化，总体来讲，全炉结构极为紧凑，传热性能优良，占地在可见的方案中最小。

综上所述，本发明所述的管式“回”型加热炉炉型是将加热炉辐射室整体做成方形中空的“回”字形(或炉膛呈“井”字形设置)，对流室可根据现场情况可置顶也可落地，然后集中收集热烟气进入空气预热器中进行余热回收；热烟气经过空气预热器将由鼓风机送入的冷空气加热，产生的热空气提供给底烧燃烧器使用，最后冷烟气经引风机引入烟囱。

本发明用于常减压装置时，处理量相同的情况下，本炉型的占地面积为常规炉型的1/2。用于常减压装置时，处理量在2000万吨每年情况下，常规炉型占地面积约为90×47m，本炉型占地约为65×23m。且本炉型钢材用量较普通方形炉型减少约1/4。炉型整体紧凑，热量损失也将同步降低。同时，对流室可置顶也节省很大占地。节省下来的场地预留给烟气脱硫装置。

本发明所述的加热炉采用“回”型立管立式结构，采用该结构的加热炉型的主要优点如下：占地小；总投资低；烟风道系统简单；操作运行费用低；对流室传热可以得到强化；减压转油线可以直接支撑在炉体上，便于吸收转油线的热膨胀；炉顶空间可利用程度高，便于工艺管线布置。

本发明所述的炉型具有更大的操作弹性和可操作性，对于加热炉，相同能量的燃烧器与炉管中心的距离是非常重要的参数。燃烧器与炉管中心有较大的距离，则管壁热强度趋于均匀。这在以罗伯一伊万斯法计算加热炉的传热计算中不能体现出来。但它确实是加热炉操作弹性和安全性的重要因素。本方案燃烧器中心与炉管中心线的距离在2m以上，有效的防止了下部炉管受火焰影响产生的局部超温。同时由于加热每程管的热量由二台燃烧器提供，这样在操作中可以通过调整火焰来调整某一管程的供热。同时调整过程对另一管程的供热影响很小，与每台燃烧器均对其它管程供热相比具有更灵活的可操作性。由于该加热炉的体型较好，高空荷载垂直传入地面，型钢断面较同等负荷加热炉低，全炉采用板梁结构，造型美观，同时有利于炉壁门孔及其它设备的设置。平台与钢结构无重复梁设置。整体结构采用结构最优技术，协调各梁和立柱内力，使之均衡。整体结构经济合理，造型美观。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图。

附图2图1的A-A剖视图。

附图3是本发明应用于常减压装置时的实例(常压炉减压炉炉型相同)。

图中：1、外立柱，2、外壁板，3、外衬里，4、炉管，5、弯头，6、燃烧器，7、内衬里，8、内壁板，9、内立柱，10、风道，11、梯子，12、主烟道，13、对流室，14、转油线，15、次级烟道，16、辐射室。I、炉膛，II、中空室。

具体实施方式

结合附图，说明本发明的具体实施例。

如附图1、2所示：所述的加热炉包括燃烧器6、带内衬里7的内壁板8和带外衬里3的外壁板2，由内壁板8和外壁板2构成整体“回”形辐射室16(或炉膛呈“井”字形设置)，辐射室16中部由内壁板形成方形中空室II结构，由外壁板形成辐射室的方形外围结构，在内壁板和外壁板之间设置有八个炉膛I，每个炉膛I的截面为正方形炉膛；每个炉膛I内炉管4为立式结构，各管间用180°弯头5连接，可使用单管程也可是多管程，采用吊钩及拉钩固定，炉管4排列相同对称，使得每个炉膛具有相同的砖墙面积；燃烧器均布于炉膛炉管中部，安装于炉底，辐射炉底设置风道10。所述的加热炉具有内立柱9和外立柱1，内壁板8设置在内立柱9上，外壁板设置在外立柱1上。炉底风道提供燃烧器6燃烧所需热空气。热空气来源于余热回收系统。

附图3为本发明应用于常减压装置的实例。对流段包含对流排管段和集气段。对流段置顶设置时，集气段由八个次级烟道15从辐射室16炉顶分别收集烟气到集气箱，集气箱位于对流段下段，烟气集中后进入对流室13进行换热，然后进入主烟道。对流段落地设置时，可用主烟道12收集烟气后引到地面的落地对流室。对流炉管与辐射炉管通过转油线14连接。在辐射室侧部设置有梯子11。

其工作流程：介质由对流室13上部对流炉管入口进入，与热烟气换热后经转油线14入辐射室16，在辐射室炉管4中吸收燃烧器产生的热量后由辐射炉顶流出收集，然后进入蒸馏塔。

辐射室16中燃烧器产生的烟气由炉顶的8个次级烟道15收集进入集气箱，烟气混合后接着进入对流室与对流炉管换热，然后经主烟道12排至余热回收系统进行余热回收，最后经由烟囱排出。

余热回收系统得到的热空气进过热风道传至炉底风道10，供炉子燃烧器6使用。常减压可进行联合余热回收。

本发明仅公开了一种典型实例，但本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实例的所有变化和改进。

Claims (4)

1.一种管式“回”型加热炉，其特征是：所述的加热炉包括燃烧器(6)、带内衬里(7)的内壁板(8)和带外衬里(3)的外壁板(2)、内立柱、外立柱(9)，由内壁板(8)和外壁板(2)构成整体“回”形辐射室，辐射室中部由内壁板(8)形成方形中空室(II)结构，由外壁板(2)形成辐射室的方形外围结构，在内壁板(8)和外壁板(2)之间设置有炉膛(I)；每个炉膛(I)内的炉管(4)排列相同对称，使得每个炉膛具有相同的砖墙面积；燃烧器(6)均布于炉膛炉管中部，安装于炉底；炉底设置风道。

2.根据权利要求1所述的管式“回”型加热炉，其特征是：所述的内壁板(8)和外壁板(2)之间设置有八个炉膛(I)，每个炉膛(I)的截面为正方形。

3.根据所述的权利要求1所述的管式“回”型加热炉，其特征是：所述的内壁板(8)设置在内立柱(1)上，外壁板设置在外立柱(9)上。

4.根据所述的权利要求1所述的管式“回”型加热炉，其特征是：所述的炉管(4)排布为立式，炉管(4)为单管程或多管程，各管间用弯头连接，炉管通过吊钩及拉钩固定。

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