[发明专利]一种U型传热盘管加热炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种管式加热炉，具体涉及一种带螺旋式传热盘管的加热炉，属于石油炼制、石油化工和化学、化纤工业、煤化工、煤制油加热设备技术领域。

背景技术

管式加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业、煤化工、煤制油中使用的工艺加热炉，被加热物质在炉管内流动，被加热物质是气体、液体和含有固体颗粒的气液固三相介质。而且这些介质都是易燃易爆的物质，危险性大，操作条件苛刻。加热的方式为直接受火，燃料采用液体或气体燃料，同时要求长周期连续运行。

由于工艺要求，一些加工装置中的加热炉，所加热的介质含有固体颗粒，但炉管采用的结构为连续的U型管，为了在有限的炉膛空间内排布尽量长的炉管，U型管的转弯半径都很小，由于结构设计的不合理，炉管出现侵蚀磨损现象，导致炉管爆裂易发生安全事故，从而影响装置安全操作。

结焦是炉管中的介质在超过一定温度界限后发生热裂解，变成游离碳，堆积在管内壁上的现象。结焦使管壁温度急剧上升，加剧了炉管的腐蚀和高温氧化，引起炉管鼓包、破裂，同时增加了管内压力降，使炉子操作性能恶化，导致装置停工，影响长周期操作。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种U型传热盘管加热炉，该加热炉中的传热盘管采用对向U型式螺旋结构设计，通过合理选择U型传热盘管的最小转弯半径，减缓介质在转弯回流区对炉管的侵蚀磨损，提高了设备运行的安全性。

一种U型传热盘管加热炉，该加热炉包括炉墙、底部燃烧器、侧壁燃烧器、传热盘管和支撑管；

所述炉墙为矩形结构，其顶部设有排烟通道，底部燃烧器和侧壁燃烧器分别布置在炉墙的底面和侧面，同时对炉墙内部的空气加热；所述传热盘管呈螺旋上升的形式通过支撑管固定在炉墙内，单层传热盘管为对向U型结构，对向U型结构由两个U型半环弯头和两根水平段盘管对接而成，传热盘管的底端为进油口，顶端为出油口。

进一步地，所述传热盘管的最小转弯半径R≥6倍管心距，管心距为传热盘管相邻两管路中心距的二分之一。

进一步地，所述底部燃烧器和侧壁燃烧器的发热量分配比例为7:3。

有益效果：

1、本发明的加热炉辐射炉管采用对向U型式传热盘管结构设计，U型传热盘管的最小转弯半径R≥6倍的管心距，减缓介质在炉管转弯回流区的侵蚀磨损，提高了设备运行的安全性。

2、本发明加热炉采用底部+侧壁式组合燃烧技术，传热盘管受双面辐射热，使盘管受热均匀，能有效的降低和减缓加热介质的结焦速率，提高设备长周期运行的稳定性。采用双面辐射技术传热盘管的受热均匀性是传统单面辐射受热盘管的1.5倍。同等条件下盘管的使用面积少，投资低。

3、本发明的加热炉燃烧器采用底烧+侧烧组合形式，发热量分配比例为7:3，通过组合式燃烧，燃烧器能形成分散式燃烧效果，达到分阶分段燃烧，降低燃烧热强度，从而能有效的降低热力型氮氧化物的生成量，减少污染物的排放。

附图说明

图1为本发明的整体结构主视图；

图2为本发明的整体结构侧视图；

图3为本发明的整体结构俯视图；

图4为本发明的U型盘管结构示意图；

图5为图4的A-A剖视图。

其中，1-炉墙、2-底部燃烧器、3-侧壁燃烧器、4-传热盘管、5-支撑管、6-进油口、7-出油口。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如附图1、2和3所示，本发明提供了一种U型传热盘管加热炉，该加热炉包括炉墙1、底部燃烧器2、侧壁燃烧器3、传热盘管4和支撑管5；

所述炉墙1为矩形结构，其顶部设有排烟通道，底部燃烧器2和侧壁燃烧器3分别布置在炉墙1的底面和侧面，底部燃烧器2和侧壁燃烧器3利用外部供给的燃料燃烧同时对炉墙1内部的空气加热；所述传热盘管4呈螺旋上升的形式通过支撑管5固定在炉墙1内，传热盘管的底端为进油口，顶端为出油口，原油通过进油口进入传热盘管沿管道内流动，炉墙内的高温空气和热辐射通过传热盘管的管壁传递给原油，使得原油的温度上升到设计温度，加热后的原油最终从出油口7流出；如附图4和5所示，单层传热盘管为对向U型结构，对向U型结构由两个U型半环弯头和两根水平段盘管对接而成。

所述传热盘管4的最小转弯半径R≥6倍管心距，管心距为传热盘管相邻两管路中心距的二分之一。采用上述结构参数可以减缓介质在炉管转弯回流区的侵蚀磨损，提高了设备运行的安全性。