[发明专利]十字形布局的管式加热炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种的十字形炉管布置形式的圆筒管式加热炉。属于石油炼制设备技术领域。

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，被加热物质在管内流动，可是气体、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，只烧液体或气体燃料，同时要求长周期连续运行。

目前，管式加热炉的炉管布置型式比较单一，特别是中小型负荷加热炉，一般采用立式圆筒炉，且一般圆筒加热炉炉管靠墙设置，不能有效将炉膛热量均匀辐射至每一根炉管的各个部位上，造成部分炉管局部温度高、峰值结焦速率高、后期运行压降高等不利影响，影响加热炉正常使用寿命，给炼厂装置连续运行造成很大影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种十字形布局的管式加热炉，能够解决炉管内介质易结焦问题，同时还能极大提高炉管利用率、满足加热炉后续扩能需求。

一种十字形布局的管式加热炉，该加热炉包括炉衬、加热器和炉管，所述炉衬的主体为空心圆筒形结构，所述炉管在炉衬内部呈圆周设置，圆周内为十字中心线布局，十字中心线将圆周划分成四个等分的区域，所述加热器分布在四个区域对应的炉衬的底部。

进一步地，所述炉管包括四个炉管单元，所述炉管单元的正投影由一个四分之一圆周和直线轮廓组成，直线的延长线将过该圆周的圆心，炉管单元按照轮廓线的方向上下往复绕制而成，转弯处呈U型结构；所述四个炉管单元按顺序布置在炉衬内部，四个四分之一圆周组成一个完整圆周，四段直线轮廓组成该圆周的十字中心线。

有益效果：

1、在本发明的炉管布置形式下，由于炉管表面被充分利用，提高了炉管利用率，因此可以取得良好的经济效益。

2、本发明中炉管各个部位受热均匀，解决了炉管内介质由于受热不均而产生结焦得问题，减轻了炼厂后期运行维护的压力，减少运行成本，节省炼厂的投资。

3、本发明采用了圆筒形管式加热炉，炉管十字形布置型式日后可在不更换加热炉的情况下提升管式加热炉的产能，减少后期改造费用；同时由于在相同处理量时，十字形炉管布置的加热炉占地体积更小，因此解决了部分炼厂项目中，由于加热炉尺寸超出装置预留尺寸导致管式加热炉无法放置的难题。

附图说明

图1为本发明十字形布局的管式加热炉的主视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为炉管单元的俯视图；

图4是峰值热强度折线图；

图5是结焦趋势折线图。

其中，1-炉管、2-炉衬、3-加热器。

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和2所示，本发明提供了一种十字形布局的管式加热炉，该加热炉包括炉衬2、加热器3和四个炉管单元，所述炉衬2的主体为空心圆筒形结构；

炉管1包括四个炉管单元，如附图3所示，所述炉管单元的正投影由一个四分之一圆周和直线轮廓组成，直线的延长线将过该圆周的圆心，炉管单元按照轮廓线的方向上下往复绕制而成，转弯处呈U型结构；所述四个炉管单元按顺序布置在炉衬内部，四个四分之一圆周组成一个完整圆周，四段直线轮廓组成该圆周的十字中心线。十字中心线将圆周划分成四个等分的区域，十二个加热器3分为三个一组均匀分布在四个区域对应的炉衬2的底部，对炉衬2内部的空气进行加热，当加热炉运行时，位于十字形位置的炉管不存在背火面，而是处于双面辐射状态。双面辐射可以保证在炉管最高表面热强度不超限的情况下，得到较高的平均热强度。

每组扇形炉管和弧形炉管均具备一个进油口和出油口，原油分为四路分别进入这四组炉管中进行加热，原油经加热后再流出进入下一工序。

如附图4的峰值热强度折线图可以看出，在相同条件下，对比呈圆周布置的单面辐射炉管和呈十字形布置的双面辐射炉管，编号1～10的加热炉炉管的峰值热强度相差较大，双面辐射明显优于单面辐射。

如附图5的结焦趋势折线图可以看出，在相同条件下，对比呈圆周布置的单面辐射炉管和呈十字形布置的双面辐射炉管，编号1～10的加热炉炉管在结焦趋势方面，单面辐射的炉管结焦倾向更大。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。