CN102878807A - 一种火焰加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火焰加热炉，由辐射室、辐射室侧、墙辐射管、燃烧器和烟筒组成，其特征在于：辐射室侧墙与水平方向的夹角为5°～30°，两辐射室之间形成一个倒梯形截面或者倒三角形截面并且三面封闭的炉壁散热隧道。辐射室内烟气温度场、辐射管热强度分布匀，传热效率更高。

Description

一种火焰加热炉

技术领域

本发明属于石油化工行业火焰加热炉技术领域，涉及延迟焦化、高压加氢等装置采用的一种卧管火焰加热炉。 

背景技术

石油化工行业延迟焦化、加氢等装置广泛采用火焰加热炉，其中单排卧管双面辐射炉型是其中的炉型之一。单排卧管双面辐射炉的最大优点，就是可以在最高热强度不超限的情况下，得到较高的平均热强度，缩短炉管总长度和减少弯头数量，从而得到最小的压降。 

钱家麟主编的《管式加热炉》第二版，中国石化出版社2003年出版，第8页介绍了一种箱式卧管立式炉，该立式炉炉膛当中为一排横管，火焰附墙向上燃烧，把两面竖直侧墙的墙壁烧红，使火墙成为良好的热辐射体，以提高辐射传热的效果，比其他炉型传热均匀得多。目前此炉型为延迟焦化、高压加氢等装置的主流炉型。 

钱家麟主编的《管式加热炉》第二版，中国石化出版社2003年出版，第9页介绍了一种阶梯炉，阶梯炉的侧墙是分级倾斜的，在每级“阶梯”的底部安装一排产生扁平附墙火焰的燃烧器，火焰附墙面而上，把两面侧墙的墙壁烧红，使火墙成为良好的热辐射体，达到均匀传热的目的。此炉型在制氢、合成氨、甲醇等装置的转化炉中应用较多。阶梯炉的概念最早由1966.1.18发布的美国专利US3230052“Terraced Heaters”中提出。 

专利“新型水平管双面辐射管式加热炉”(ZL 200820123535.8)提出了一种新型水平管双面辐射管式加热炉，所述辐射室侧墙为倾斜设置，侧墙底部还设有一段垂直墙。此炉型与常规水平管双面辐射箱式炉相比，辐射室内烟气温度场、辐射管热强度分布更为均匀，提高了辐射管的辐射传热及对流传热效率。 

专利“双燃烧室卧管式加热炉”(ZL 00813513.4)，提出了一种双燃烧室卧管式加热炉，该炉炉顶具有一个纵向开口，辐射管和管支撑物可作为一个整体通过辐射段顶部的纵向开口提升，管架立柱伸出炉顶。 

梁文彬撰写的“双面辐射阶梯炉在延迟焦化装置上的应用”，石油化工设备技术，2010，第3期，44～48页介绍，某厂延迟焦化装置焦化加热炉采用双面辐射阶梯炉，每台加热炉由6个辐射室、1个对流室组成。工艺介质分6管程经对流室进入辐射炉膛加热至操作所需温度。每管程辐射盘管设置在单独的 辐射炉膛内。6个单独布置的辐射室侧墙为倾斜布置方式，侧墙整体向炉膛中间倾斜，炉管布置在炉膛的中间。燃烧器布置在侧墙底部，火焰沿倾斜的侧墙燃烧，通过炽热的耐火砖及纤维毯向辐射管进行辐射传热。现有技术普遍存在辐射室内烟气温度场、辐射管热强度分布不均匀，辐射管的辐射传热及对流传热效率低的缺点。 

发明内容

本发明的目的是提供一种火焰加热炉，克服现有技术普遍存在辐射室内烟气温度场、辐射管热强度分布不均匀，辐射管的辐射传热及对流传热效率低的缺点。 

本发明一种火焰加热炉，由辐射室、辐射室侧、墙辐射管、燃烧器和烟筒组成，其特征在于：辐射室侧墙与水平方向的夹角为5°～30°。 

所述的辐射室为并列设置的双辐射室，两个辐射室顶部联通，两辐射室相邻侧墙底边间距0～300mm，两辐射室之间形成一个倒梯形截面或者倒三角形截面、三面封闭的炉壁散热隧道。 

所述的辐射室倾斜侧墙底部设有附墙燃烧器，火焰附墙向上燃烧。 

所述的加热炉还设置有加热炉鼓风机，其取风口设置在两辐射室之间形成的倒梯形截面或者倒三角形截面、三面封闭的炉壁散热隧道内，特别是设置在两辐射室之间形成的倒梯形截面或者倒三角形截面、三面封闭的炉壁散热隧道的一端。 

辐射室侧墙为倒三角形或者倒梯形布置，倾斜角度为5°～30°，辐射室斜墙底部安装一排附墙燃烧器，火焰附墙向上燃烧，将斜墙的墙壁烧红，使侧墙成为良好的热辐射体，向位于炉膛中间的辐射炉管均匀传热，从而提高辐射炉管热强度分布的均匀性。双辐射室并列设置，顶部联通，每面辐射室侧墙整体向各自所属辐射室的中心倾斜，两辐射室相邻侧墙底边间距大于300mm，两辐射室之间形成一个倒梯形截面或者倒三角形截面、三面封闭的炉壁散热隧道。本发明与现有技术相比，具有以下优点 

1)辐射室内烟气温度场、辐射管热强度分布更为均匀，辐射管的辐射传热及对流传热效率更高。 

2)加热炉侧面斜墙为整面斜墙，火焰沿斜墙平面燃烧，火焰更流畅，没有“直墙”与“斜墙”之间的夹角阻挡火焰。除此之外，还具有“炉壁取风”功能，可以有效利用加热炉炉壁的散失热量。 

3)炉壁取风功能既降低了炉壁温度，又提高了空气进入空气预热器的温度，减轻了空气预热器的低温露点腐蚀倾向，更重要的是，提高了加热炉的热效 率，降低了燃料消耗，减少了烟气排放。 

附图及附图说明 

下面的附图示意说明了本发明的一种结构形式，但不限于这种形式。 

图1为本发明的一种火焰加热炉示意图； 

图2为本发明的另一种火焰加热炉示意图 

图3为本发明的一种火焰加热炉应用实例示意图。 

图4本发明的另一种火焰加热炉应用实例示意图。 

图中： 

1、加热炉，2、附墙燃烧器，3、辐射室，4、辐射炉管，5、辐射炉管管架， 

6、斜面侧墙，7、钢结构框架，8、对流室，9、对流炉管，10、烟囱，11、取风风道，12、取风口，13、倒梯形截面或者倒三角形截面的三面封闭的炉壁散热隧道，14、端部竖向开口，15、竖向开口封门，16、热风道，17、空气预热器，18、鼓风机，19、引风机，20、热烟道。 

具体实施方式

图1为本发明的一种火焰加热炉示意图。加热炉1主要由双辐射室3、单对流室8、烟囱10构成。其他组成部分包括：附墙燃烧器2、辐射炉管4、辐射炉管管架5、斜面侧墙6、钢结构框架7、对流炉管9、烟囱10、取风风道11、取风口12、倒梯形截面的三面封闭的炉壁散热隧道13、端部竖向开口14、竖向开口封门15和热风道16。本发明的双辐射室3顶部联通，连体设置，每面辐射室斜面侧墙6整体向各自所属辐射室的中心倾斜，双辐射室3相邻侧墙底边间距100mm，双辐射室3之间形成一个截面为倒梯形的、三面封闭的炉壁散热隧道13，取风风道11的取风口12设置在倒梯形炉壁散热隧道13内，辐射室侧墙与水平方向的夹角为18°。 

如图2所示为本发明的另一种火焰加热炉示意图。图1为本发明的一种卧管双辐射室火焰加热炉示意图。本发明的加热炉1主要由双辐射室3、单对流室8、烟囱10、附墙燃烧器2、辐射炉管4、辐射炉管管架5、斜面侧墙6、钢结构框架7、对流炉管9、烟囱10、取风风道11、取风口12、倒三角形截面的三面封闭的炉壁散热隧道13、端部竖向开口14、竖向开口封门15和热风道16，本发明的双辐射室3并列设置，顶部联通，每面辐射室斜面侧墙6整体向各自所属辐射室的中心倾斜，辐射室侧墙与水平方向的夹角为20°。 

双辐射室3相邻侧墙底边间距200mm，双辐射室3之间形成一个倒三角形截面的、三面封闭的炉壁散热隧道13，取风风道11的取风口12倒三角形截面的、三面封闭的炉壁散热隧道13内。 

如图3为本发明图1的应用实例。由本发明的加热炉1和余热回收系统组成，余热回收系统主要包括：取风风道11、取风口12、热风道16、空气预热器17、鼓风机18、引风机19、热烟道20、冷烟道21构成。工作时，在鼓风机18的作用下，环境空气在倒梯形截面的、三面封闭的炉壁散热隧道13内吸收炉壁的散失热量后，温度提高大约10～30℃，之后，通过取风口12进入取风风道11，经鼓风机18加压后进入空气预热器17，与来自热烟道20的热烟气在空气预热器17内换热后，进入热风道16，之后进入附墙燃烧器2助燃。 

如图4所示为本发明图2的应用实例。图2为本发明图1卧管双辐射室火焰加热炉的应用实例。由本发明的加热炉1和余热回收系统组成，余热回收系统主要包括：取风风道11、取风口12、热风道16、空气预热器17、鼓风机18、引风机19、热烟道20、冷烟道21构成。工作时，在鼓风机18的作用下，环境空气在倒三角形截面的、三面封闭的炉壁散热隧道13内吸收炉壁的散失热量后，温度提高大约10～30℃，之后，通过取风口12进入取风风道11，经鼓风机18加压后进入空气预热器17，与来自热烟道20的热烟气在空气预热器17内换热后，进入热风道16，之后进入附墙燃烧器2助燃。 

Claims (6)

1.一种火焰加热炉，由辐射室、辐射室侧、墙辐射管、燃烧器和烟筒组成，其特征在于：辐射室侧墙与水平方向的夹角为5°～30°，两辐射室之间形成一个倒梯形截面或者倒三角形截面并且三面封闭的炉壁散热隧道。

2.依照权利要求1所述的一种火焰加热炉，其特征在于：所述的辐射室侧墙向辐射室的中心倾斜。

3.依照权利要求1所述的一种火焰加热炉，其特征在于：所述的辐射室为并列设置的双辐射室，两辐射室顶部联通，两辐射室相邻侧墙底边间距0～300mm。

4.依照权利要求1所述的一种火焰加热炉，其特征在于：所述的燃烧器为辐射室倾斜侧墙底部附墙燃烧器，火焰附墙向上燃烧。

5.依照权利要求1所述的一种火焰加热炉，其特征在于：所述的加热炉还设置有加热炉鼓风机，其取风口设置在两辐射室之间形成的倒梯形截面或者倒三角形截面、三面封闭的炉壁散热隧道内。

6.依照权利要求4所述的一种火焰加热炉，其特征在于：所述的加热炉鼓风机取风口设置在两辐射室之间形成的倒梯形截面或者倒三角形截面、三面封闭的炉壁散热隧道的一端。

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