[实用新型]一种线性急冷锅炉入口连接件及其急冷锅炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于乙烯裂解技术的设备，具体涉及一种线性急冷锅炉入口连接件及其急冷锅炉。

背景技术

裂解炉是乙烯装置的关键单元。裂解原料在裂解炉炉管中经过高温裂解后，进入急冷锅炉进行快速冷却，防止二次反应的发生，减少烯烃损失，同时将热能回收产生蒸汽。随着乙烯裂解炉急冷锅炉技术的发展，为了进一步缩短急冷锅炉绝热段停留时间、避免裂解气分配不均匀问题，目前新建和改造裂解炉用急冷锅炉大多采用线性急冷锅炉。

众所周知，线性急冷锅炉由入口连接件、双套管换热元件、冷却介质联箱、高温介质联箱、水力清焦孔等组成。基于此，线性急冷锅炉的结构形式如下：每个双套管换热元件由两个同心的管子组成，其中内管走高温介质--800℃左右的裂解气，外管和内管之间的环隙走冷却介质--350℃左右的水汽混合物，每个双套管换热元件通过一个入口连接件与一根裂解炉出口炉管连接，多个双套管换热元件平行布置成单排或双排排列，通过冷却介质联箱和高温介质联箱连接在一起，形成一台线性急冷锅炉。线性急冷锅炉双套管换热元件的结构形式决定了必须通过入口连接件与裂解炉出口炉管连接。入口连接件通常是如下结构：其一端是单壁管状结构与裂解炉出口炉管连接，另一端是同心的双壁管状结构分别与换热元件的内管和外管连接，形成了一种“叉形”结构。在运行过程中，高温裂解气会在入口连接件处形成较大的温差应力，同时在入口连接件与换热元件的连接处由于金属壁温的不同，产生膨胀差，形成部分膨胀热应力。长时间运行后，这些热应力会对连接处造成破坏。专利ZL01265254.7的入口连接件在其内部采用了隔热模块、耐热合金环板及陶瓷纤维来避免上述问题。但是采用内部填充隔热模块的入口连接件的缺点是该结构相对复杂，长时间运行后维护费用昂贵。同时入口连接件的长度必须相对较长，才能使入口连接件处形成的温差应力减小，同时容纳足够数量的隔热模块使得入口连接件和换热元件的连接处远离高温区域。由于入口连接件的材料是耐高温镍-铬-铁合金，长度的加长会进一步增加成本，同时会增加裂解气在急冷锅炉入口段的停留时间，影响目的产物的收率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构更为简单、解决上述问题的线性急冷锅炉入口连接件。

本实用新型提供一种线性急冷锅炉入口连接件，入口连接件的一端与裂解炉出口炉管1相连，另一端与双套管换热元件2相连，其特征在于线性急冷锅炉入口连接件由入口管3与连接件4组成，入口管3为一单壁管，一端与裂解炉出口炉管1对接焊接，另一端与连接件4的底部焊接；连接件为双壁管状结构，连接件的内管直径与双套管换热元件2的内管5相匹配，在连接件的底部内管6向外翻转形成外管7，底部为圆弧状；在连接件的内管6与外管7之间形成腔体，作为锅炉给水接管8引入的冷却介质的通道，连接件上部的内管6与外管7分别与双套管换热元件的内管5、双套管换热元件的外管9相接。

本实用新型连接件4的底部必须为圆弧状，圆弧状的结构可以很好地吸收由于双套管换热元件的内管5和双套管换热元件的外管9之间由于金属壁温的不同所形成的膨胀热应力。圆弧结构还可以有效地降低连接4底部的壁厚，使得其壁厚与双套管换热元件2的内管5的壁厚在一个数量级上，一般在10mm至15mm之间。

本实用新型线性急冷锅炉入口连接件中连接件4的内管6最好高于外管7。

本实用新型线性急冷锅炉入口连接件中连接件4的内管6与外管7之间形成的腔体底部最好设有排污清洁孔10。

本实用新型线性急冷锅炉入口连接件中连接件4的外管7上焊有锅炉给水接管8以引入冷却介质，当然也可以在双套管换热元件的外管9上焊有锅炉给水接管8。

本实用新型线性急冷锅炉入口连接件中，与锅炉给水接管8相应的冷却介质的通道位置设有折流套筒11，折流套筒底部与连接件4的底部不接触，有间隙，使冷却介质进入通道后先流向连接件4的底部再折向双套管换热元件的内管5与双套管换热元件的外管9之间形成的冷却介质通道。

本实用新型进一步提出，连接件的内管6和双套管换热元件的内管5的对接焊接可采用深孔焊。

本实用新型进一步提出，连接件4的材料推荐选择高铬钼合金材料，入口管3的材料推荐选择高镍合金材料。同时入口管3与连接件4底部的焊缝可采用镍基焊条施焊。