CN207050475U - 一种蓄热式管式加热炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓄热式管式加热炉，涉及管式加热炉技术领域，用于解决现有管式加热炉尾气排烟温度高，热效率低和系统投资高的问题。本实用新型包括管式炉本体、上下蓄热式烧嘴、换向阀组、助燃风机、排烟风机及上下煤气截断阀，助燃风机将助燃空气由室温分别周期性鼓入上部蓄热式烧嘴和下部蓄热式烧嘴，与对应的上部蓄热体换和下部蓄热体换热，将助燃空气温度升到300℃以上，尾气分别周期性通过上下蓄热体，与对应的蓄热体换热后尾气温度逐步降至130℃左右经排烟风机排出，达到节能效果，其中蓄热式采用蓄热能力强和防堵孔型的莫来石陶瓷蓄热体，不存在燃烧废气腐蚀和堵塞的问题。

Description

一种蓄热式管式加热炉

技术领域

本实用新型公开了一种蓄热式管式加热炉，涉及管式加热炉技术领域，具体公开了一种高效尾气余热利用的加热炉。

背景技术

管式加热炉是石油炼制、石油化工、煤化工、原油输送等工业中使用的工艺加热炉，被加热物质在管内流动介质为气体或液体，并且都是易燃易爆的物质，操作条件苛刻，同时长周期运转不间断操作，加热方式直接受火。管式加热炉的排烟温度可降低到100℃左右，实现烟气中含酸水蒸气的部分冷凝，且在回收烟气低温显热的同时，能回收部分含酸水蒸气的汽化潜热，进一步提高加热炉热效率，节约能源。

现有技术中关于管式加热炉的文献较多，例如申请号201520869189.8的发明公开了一种高效管式均匀受热加热炉，包括管式炉体，其特征在于，所述管式炉体内设有燃烧室和热交换室，所述管式炉体的一端为与燃烧室连通的燃烧室入口，管式炉体的另一端为与燃烧室连通的排烟口，在靠近燃烧室入口的管式炉体上设有受热介质出口，在靠近排烟口的管式炉体上设有受热介质入口；所述热交换室与受热介质入口和受热介质出口均相互连通；所述燃烧室包括燃烧室外燃烧室和内燃烧室，所述外燃烧室套设在管式炉体的内壁上，所述内燃烧室与外燃烧室的底部相互连通，所述内燃烧室和外燃烧室的顶部与排烟口连通；所述内燃烧室与外燃烧室之间形成用于介质受热的热交换室；所述外燃烧室的内壁上设有第一螺旋导流板，所述内燃烧室的外壁上设有与第一螺旋导流板螺旋方向相反的第二螺旋导流板。

申请号为201110459125.7的发明专利公开了一种管式加热炉余热回收系统，包括鼓风机、前置预热器及空气预热器，前置预热器设置于鼓风机的进口处或出口处，前置预热器的出口与空气预热器的进口连接，冷空气经过鼓风机后，进入前置预热器，经前置预热器加热后排出，最后进入空气预热器；前置预热器为翅片管换热器或管束式换热器；前置预热器中的热源为热水或蒸汽。

然而，现有的管式加热炉虽然在尾气余热利用方面增加一些前置预热器、热交换器或在燃烧室与换热室之间设置了扰流换热室、热交换室，但均为间接换热，换热面积受限，管道易结垢，热能利用率不高，蓄热式管式加热炉利用蓄热室吸收尾气余热来直接加热助燃空气，直接加热，热能利用率较高，单位负荷管式炉占地面积小，综合投资低，使用寿命长。

实用新型内容

本实用新型为了最大限度的提高管式加热炉热能利用率，而提供一种蓄热式管式加热炉，能够将尾气余热由间接换热变为直接换热，将换热管或换热室改为蓄热室，充分利用尾气余热，最大限度的提高管式加热炉的热效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是：

一种蓄热式管式加热炉包括管式炉本体、上下蓄热式烧嘴、换向阀组、助燃风机、排烟风机和上下煤气截断阀，其特征在于该管式加热炉分别通过助燃空气和尾气在蓄热室内周期性交换实现换热；所述的管式加热炉分两个燃烧系统，即上循环系统和下循环系统，这两个系统周期性循环工作；所述的上循环系统工作时，即上蓄热式烧嘴换热燃烧，下蓄热室排尾气，此时上煤气截断阀开通，下煤气截断阀关闭，换向阀组与上蓄热式烧嘴联通，助燃空气由助燃风机在室温鼓入上蓄热式烧嘴，气流通过上部蓄热室与蓄热体换热，将上部蓄热体的热量带入炉内，使得上部蓄热体的温度逐步降低，助燃空气由室温逐渐升到300℃以上，在上部混合燃烧室内混合燃烧，产生的火焰热气与管式炉管内的介质进行热交换，尾气下行通过下蓄热式烧嘴，与下部蓄热体换热，尾气温度逐步降至130℃左右通过排烟风机排出，下部蓄热体温度逐步增高；经过一定周期换向操作，进入所述的下循环系统，即下煤气截断阀开通、上煤气截断阀关闭，换向阀组与下蓄热式烧嘴联通，助燃空气由助燃风机在室温鼓入下蓄热式烧嘴，气流通过下部蓄热室与蓄热体换热，将下部蓄热体的热量带入炉内，使得下部蓄热体的温度逐步降低，助燃空气由室温逐渐升到300℃以上，在下部混合燃烧室内混合燃烧，产生的火焰热气与管式炉管内的介质进行热交换，尾气上行通过上蓄热式烧嘴，与上部蓄热体换热，尾气温度逐步降至130℃左右通过排烟风机排出，上部蓄热体温度逐步增高；所述的管式加热炉经过一定周期换向操作，周而复始反复循环，达到节能效果；所述的换向阀组换向和上下煤气截断阀的开关均通过设置的程序自动控制，即控制程序自动控制好周期性交换的时间间隔和各阀门开关的先后顺序。

所述蓄热式管式加热炉工作过程是一个周期性和重复性的过程，即助燃空气周期性和重复性通过换向阀组换向，分别与上部蓄热体和下部蓄热体换热升温后进上蓄热式烧嘴和下蓄热室烧嘴，尾气（废气）周期性和重复性经下部蓄热体和上部蓄热室体，换热降温后经换向阀组通过排烟风机抽出，上下煤气截断阀周期性和重复性的开关，周期性和重复性主要通过换向阀和控制系统实现。

所述蓄热式管式加热炉采用蓄热式烧嘴，扩散燃烧方式，空、煤气分别喷入炉膛，可避免回火，加大燃烧调节范围；采用高煤气流速和低空气流速设计，这样可利用流速差提高空煤气混合速度，保证燃烧完全性。

所述蓄热式管式加热炉尾气直接进入蓄热室，与蓄热室直接接触，主要通过热传导和热辐射的方式将热量传递给蓄热室，使蓄热室吸收热量，蓄热室温度升高，尾气温度降低；助燃空气直接进入蓄热室，与蓄热室直接接触，直接通过热传导和热辐射的方式将蓄热室的热量吸收下来，蓄热室温度降低，助燃空气温度升高。

所述蓄热室采用蓄热能力强和防堵孔型的莫来石陶瓷蓄热体，使用寿命长、成本低，耐激冷激热性；蓄热体不存在被氧化、结垢降低换热效率降低的问题；蓄热室设有保温功能，内附耐热钢衬；设有防移位功能（高温耐热钢）。

所述蓄热室管式加热炉炉体本身自带平台和楼梯，便于操作及检修；管式炉的看火门和防爆门以及各种仪表设备有专门检修平台，操作起来简便易行；炉体隔热层主要才用莫来石浇注料和硅酸铝纤维毡，其能耐1300℃的温度；盘管支撑使用耐1100℃耐热钢铸造件，能稳定支撑盘管，不会出现事故。

所述的传统式不蓄热与节能式蓄热可切换使用，即使蓄热室出现故障， 炉体本身也可以正常生产。

与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果：

蓄热式管式加热炉换向效率高，蓄热换热能力强，可将能源利用率大大提高，换热后尾气排放温度比传统管式炉尾气温度低250℃到300℃，比金属换热炉尾气温度低120℃到200℃。

蓄热室使用寿命长、成本低，蓄热体不存在被氧化、结垢降低换热效率降低的问题，金属换热器一般在使用3个月后就会出现上述问题，3年后基本就没什么效果了。

蓄热式管式加热炉减少了对流段、传导段，同时还减少了空气换热器、蒸汽汽化器及相应的配管、电控等设施，在同样负荷情况下，节能可以达到30%以上，系统投资降低30%。

附图说明

图1是本实用新型相关的工作流程示意图。

图中标记：1-上煤气截断阀，2-煤气进口，3-下煤气截断阀，4-上蓄热式烧嘴，5-管式炉本体，6-助燃风机，7-换向阀组，8-排烟风机，9-下蓄热式烧嘴。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型中的技术方案作进一步说明。

结合附图，本实用新型一种蓄热式管式加热炉，包括1-上煤气截断阀，2-煤气进口，3-下煤气截断阀，4-上蓄热式烧嘴，5-管式炉本体， 6-助燃风机，7-换向阀，8-排烟风机，9-下蓄热式烧嘴；管式加热炉分别通过助燃空气和尾气在蓄热室内周期性交换实现换热；所述的管式加热炉分两个燃烧系统，即上循环系统和下循环系统，这两个系统周期性循环工作；所述的上循环系统工作时，即上蓄热式烧嘴4换热燃烧，下蓄热室排尾气，此时上煤气截断阀1开通、下煤气截断阀3关闭，换向阀组7与上蓄热式烧嘴4联通，助燃空气由助燃风机6在室温鼓入上部蓄热式烧嘴，气流通过上部蓄热室与蓄热体换热，将上蓄热体的热量带入炉内，使得上蓄热体的温度逐步降低，助燃空气由室温逐渐升到300℃以上，在上部混合燃烧室内混合燃烧，产生的火焰热气与管式炉管内的介质进行热交换，尾气下行通过下蓄热式烧嘴9，与下蓄热体换热，尾气温度逐步降至130℃左右通过排烟风机8排出，下蓄热体温度逐步增高；经过一定周期换向操作，进入所述的下循环系统，即下部煤气截断阀3开通，上部煤气截断阀1关闭，换向阀组7与下蓄热式烧嘴9联通，助燃空气由助燃风机6在室温鼓入下部蓄热式烧嘴，气流通过下部蓄热室与蓄热体换热，将下部蓄热体的热量带入炉内，使得下部蓄热体的温度逐步降低，助燃空气由室温逐渐升到300℃以上，在下部混合燃烧室内混合燃烧，产生的火焰热气与管式炉管内的介质进行热交换，尾气上行通过上蓄热式烧嘴4，与上部蓄热体换热，尾气温度逐步降至130℃左右通过排烟风机排出，上部蓄热体温度逐步增高；所述的管式加热炉经过一定周期换向操作，周而复始反复循环，达到节能效果；所述的换向阀组换向和上下煤气截断阀的开关均通过设置的程序自动控制，即控制程序自动控制好周期性交换的时间间隔和各阀门开关先后顺序。

本实用新型蓄热式管式加热炉工作过程是周而复始不断重复的过程，分别在上蓄热式烧嘴燃烧和下蓄热式烧嘴燃烧，在切换和点火过程中存在短暂火焰变化；点火即助燃空气周期性和重复性通过换向阀组换向，开始与上部蓄热体换热，由室温逐渐升到300℃以上后进上蓄热式烧嘴，与此同时上煤气截断阀打开，下煤气截断阀关闭，混合气在上蓄热式烧嘴燃烧，尾气经下部蓄热体换热逐步降至130℃左右通过排烟风机排出；一定时间间隔后，上煤气截断阀关闭，换向阀组切换，助燃空气与下部蓄热体换热，由室温逐渐升到300℃以上后进下蓄热式烧嘴，与此同时下煤气截断阀打开，上煤气截断阀关闭，混合气在下蓄热式烧嘴燃烧，尾气经上部蓄热体换热逐步降至130℃左右通过排烟风机排出；如此循环，助燃空气和尾气（废气）分别周期性和重复性经下部蓄热体和上部蓄热室体，换热降温后经换向阀组通过排烟风机抽出，上下煤气截断阀周期性和重复性的开关，周期性和重复性主要通过换向阀和控制系统实现。

本实用新型采用蓄热式烧嘴，扩散燃烧方式，空、煤气分别喷入炉膛，可避免回火，加大燃烧调节范围；采用高煤气流速和低空气流速设计，这样可利用流速差提高空煤气混合速度，保证燃烧完全性。

本实用新型蓄热式管式加热炉尾气直接进入蓄热室，与蓄热室直接接触，主要通过热传导和热辐射的方式将热量传递给蓄热室，使蓄热室吸收热量，蓄热室温度升高，尾气温度降低；助燃空气也直接进入蓄热室，与蓄热室直接接触，直接通过热传导和热辐射的方式将蓄热室的热量吸收下来，蓄热室温度降低，助燃空气温度升高。

本实用新型蓄热室采用蓄热能力强和防堵孔型的莫来石陶瓷蓄热体，使用寿命长、成本低，耐激冷激热性；蓄热体不存在被氧化、结垢降低换热效率降低的问题；蓄热室设有保温功能，内附耐热钢衬；设有防移位功能（高温耐热钢）。

本实用新型蓄热室管式加热炉炉体本身自带平台和楼梯，便于操作及检修；管式炉的看火门和防爆门以及各种仪表设备有专门检修平台，操作起来简便易行；炉体隔热层主要才用莫来石浇注料和硅酸铝纤维毡，其能耐1300℃的温度；盘管支撑使用耐1100℃耐热钢铸造件，能稳定支撑盘管，不会出现事故。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化、替换或改进，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种蓄热式管式加热炉，包括管式炉本体、上蓄热式烧嘴、下蓄热式烧嘴、换向阀组、助燃风机、排烟风机、上煤气截断阀和下煤气截断阀，其特征在于：该管式加热炉本体上部和下部分别安装有上蓄热式烧嘴和下蓄热室烧嘴，上蓄热式烧嘴通过管路与换向阀组和上煤气截断阀相连接，下蓄热式烧嘴通过管路与换向阀组和下煤气截断阀相连接，换向阀组通过管路引出连接助燃风机和排烟风机，所述的上蓄热式烧嘴和下蓄热式烧嘴是由蓄热室、与管式炉本体相连的烧嘴构成。

2.根据权利要求1 所述的一种蓄热式管式加热炉，其特征在于：所述的上蓄热式烧嘴包括上部蓄热室，下蓄热式烧嘴包括下部蓄热室，上部蓄热室和下部蓄热室连通，且上蓄热式烧嘴位于上部蓄热室上面，下蓄热式烧嘴位于下部蓄热室下面。

3.根据权利要求1 所述的一种蓄热式管式加热炉，其特征在于：所述的上部蓄热室和下部蓄热室总体分为两部分，所述的换向阀组、助燃风机、排烟风机、上煤气截断阀和下煤气截断阀各一个，换向阀组有两组，一组空气换向阀组通过管路分别与助燃风机及上蓄热式烧嘴相连，对应的尾气换向阀组通过管路与下蓄热式烧嘴及排烟风机相连，另一组空气换向阀组通过管路分别与助燃风机及下蓄热式烧嘴相连，对应的尾气换向阀组通过管路与上蓄热式烧嘴及排烟风机相连。

4.根据权利要求1 所述的一种蓄热式管式加热炉，其特征在于：所述的换向阀组有两组，分别与上蓄热式烧嘴和下蓄热式烧嘴相连，同时分别与周期性工作的上煤气截断阀和下煤气截断阀连接。