專利名稱：：一種輻射爐管及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于傳熱強(qiáng)化技術(shù)和烴油裂化設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及一種輻射爐管，可用于乙烯裂解爐。
背景技術(shù)：
：隨著能源危機(jī)的日益加劇，設(shè)備的節(jié)能降耗問題就凸現(xiàn)出來，目前乙烯裂解爐是各乙烯裝置中的耗能大戶，因此各乙烯裂解爐生產(chǎn)商都把研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到乙烯裂解爐的節(jié)能降耗方面了。要降低乙烯裂解爐的能耗，有效的途徑就是提高乙烯裂解爐的換熱效率。本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員都知道，傳熱效率的高低跟換熱管的比表面積和熱阻有關(guān)。比表面積越大，傳熱效率越高；熱阻越小，傳熱效率越高。專利CN1260469A中描述了一種扭曲片管，扭曲角度為100360度，扭曲比為23之間。該扭曲片管應(yīng)用于裂解爐或管式加熱爐，可減薄管內(nèi)流體的邊界層流層和提高換熱管的傳熱效率，目前有很多石化廠的乙烯裂解爐采用了該發(fā)明的扭曲片。但該扭曲片管只能從減少熱阻方面來提高傳熱效率，因此提高的幅度會受到限制。專利US2002/0159934A1中描述了一種內(nèi)翅片管(來復(fù)管)，該專利涉及的輻射爐管通過增加管內(nèi)表面的傳熱面積(即提高比表面積)來提高傳熱效率，降低爐管表面溫度，減少爐管結(jié)焦。同時(shí)內(nèi)翅片做成螺旋狀，增加了管內(nèi)流體的湍動(dòng)程度，減薄了邊界層流層，也起到提高傳熱效率的作用。雖然該內(nèi)翅片管能通過同時(shí)提高換熱管的比表面積和減少熱阻來達(dá)到提高傳熱效率的目的，但該爐管制造比較困難，增加了不少制造成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種在相同供熱3條件下，輻射爐管傳熱效率得到大幅度提高的輻射爐管及其應(yīng)用。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種輻射爐管，該輻射爐管由外管l、內(nèi)管2和定位塊3組成，其特征在于，所述的內(nèi)管2為空心管，所述的外管1與內(nèi)管2之間設(shè)有可供物料通過的環(huán)形間隙4，所述的定位塊3設(shè)在環(huán)形間隙4內(nèi)。所述的內(nèi)管2的外徑D2與外管1的內(nèi)徑Di之比為0.20.8。所述的定位塊3設(shè)置在內(nèi)管2外壁上。所述的定位塊3設(shè)有多塊，沿內(nèi)管2軸向管壁均布3-6節(jié)同樣方向的定位塊，相鄰節(jié)間距P為外管1內(nèi)徑D,的0.530倍；各節(jié)沿內(nèi)管2徑向同周均布3-6塊同樣方向的定位塊。所述的定位塊3形狀為直條形，長度L為外管1內(nèi)徑D^勺110倍。所述的定位塊3形狀為螺旋形，為右旋或者左旋，長度L為外管1內(nèi)徑Di的110倍。一種輻射爐管的應(yīng)用，其特征在于，將輻射爐管用于乙烯裂解爐，該乙烯裂解爐的輻射爐管部分或全部采用本發(fā)明設(shè)計(jì)的輻射爐管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1)、物料只走內(nèi)管與外管之間的環(huán)形間隙，該管的比表面積A「4XD^(D卩-D)，而普通管(與本發(fā)明管具有同樣當(dāng)量內(nèi)徑，當(dāng)量內(nèi)徑為De-(D卩-D22,2)的比表面積Ae-4/D^4/(D卩-D2y2，A,/A^1/[1-(D2/D！)2]1/2〉1，顯然本發(fā)明的換熱管比表面積相對于普通管提高了很多，因此能有效提高輻射傳熱效率，降低爐管表面溫度，減少爐管結(jié)焦，達(dá)到延長裂解爐運(yùn)行周期和降低產(chǎn)品耗能的目的；(2)、內(nèi)管與外管之間的環(huán)形間隙設(shè)置螺旋形狀的定位塊，一方面能保證內(nèi)管與外管的間隙，另一方面使間隙內(nèi)的流體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，減薄管內(nèi)流體的邊界層流層，減小了熱阻，因此也能使輻射傳熱效率得到進(jìn)一步提高。圖1是本發(fā)明輻射爐管的透視圖2是本發(fā)明輻射爐管內(nèi)管與定位塊的立體圖3是本發(fā)明輻射爐管沿軸線方向的截面圖4是本發(fā)明輻射爐管安裝3塊定位塊的斷面圖;圖5是本發(fā)明輻射爐管安裝4塊定位塊的斷面圖；圖6是本發(fā)明輻射爐管安裝5塊定位塊的斷面圖；圖7是本發(fā)明輻射爐管安裝6塊定位塊的斷面圖；圖8是本發(fā)明輻射爐管應(yīng)用于一種乙烯裂解爐的簡圖。圖中外管l;內(nèi)管2;定位塊3;環(huán)形間隙4;內(nèi)管通道5;輻射室ll;對流室12;底部燃燒器13;側(cè)壁燃燒器14;急冷鍋爐15;輻射爐管16;橫跨管17;對流盤管18。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1-10如圖l-8所示，一種輻射爐管，由外管l、內(nèi)管2和定位塊3組成，內(nèi)管通道5不走任何介質(zhì)；物料走內(nèi)管與外管之間的環(huán)形間隙4，內(nèi)管2的外徑D2與外管1的內(nèi)徑Dt之比為0.20.8(如圖3所示)；定位塊3與內(nèi)管2形成一體(如圖2所示)，定位塊3有多塊，沿內(nèi)管2軸向管壁均布3-6節(jié)同樣方向的定位塊(如圖1-3所示)，相鄰節(jié)間距P為外管1內(nèi)徑Dt的0.530倍(如圖3所示)；各節(jié)沿內(nèi)管2徑向同周均布3-6塊同樣方向的定位塊(如圖4-7所示)。定位塊3為直條形或螺旋形；定位塊3形狀為直條形時(shí)，長度L為外管1內(nèi)徑DJ勺110倍，定位塊3形狀為螺旋形，為右旋或者左旋，長度L為外管1內(nèi)徑D,的110倍。如圖8所示，將上述輻射爐應(yīng)用于乙烯裂解爐，該乙烯裂解爐由輻射室11、對流室12和及急冷鍋爐15等元件組成，輻射室11可有單個(gè)或多個(gè)，其內(nèi)包含輻射爐管16、底部燃燒器13、側(cè)壁燃燒器14等，對流室12內(nèi)有對流盤管18，物料經(jīng)對流盤管18預(yù)熱后通過橫跨管17輸送到輻射爐管16中進(jìn)行裂解，輻射爐管16中產(chǎn)生的裂解氣經(jīng)急冷鍋爐15快速降溫后經(jīng)裂解氣總管輸送到下游設(shè)備進(jìn)行處理；乙烯裂解爐的特征為輻射爐管16部份或全部采用本發(fā)明中涉及的輻射爐管，其中，外管l內(nèi)徑D,、內(nèi)管2的外徑D2、當(dāng)量內(nèi)徑為D^(D卩-D22,2、外管l厚度h、內(nèi)管2厚度t2、定位塊3厚度t3、定位塊3長度L、沿內(nèi)管2管壁軸向設(shè)置的相鄰節(jié)定位塊3的間距P、比表面積A^4/De-4/(D-D22,2具體數(shù)據(jù)見下表一。表l、輻射爐管的實(shí)施方案見下表(長度單位為mm):<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>樣方向的定位塊，相鄰節(jié)間距P為外管1內(nèi)徑Di的10倍；各節(jié)沿內(nèi)管徑向同周均布4塊同樣方向的定位塊(參見圖5)。定位塊形狀為直條形，長度L為外管1內(nèi)徑Dt的1倍。實(shí)施例14參見圖l-8所示，一種輻射爐管，由外管、內(nèi)管和定位塊組成，內(nèi)管通道不走任何介質(zhì)；物料走內(nèi)管與外管之間的環(huán)形間隙，內(nèi)管的外徑D2與外管1的內(nèi)徑Di之比為0.8;定位塊與內(nèi)管形成一體，定位塊有36塊，沿內(nèi)管軸向管壁均布6節(jié)同樣方向的定位塊，相鄰節(jié)間距P為外管1內(nèi)徑D,的0.5倍；各節(jié)沿內(nèi)管徑向同周均布6塊同樣方向的定位塊(參見圖7)。定位塊形狀為螺旋形，為左旋，長度L為外管l內(nèi)徑Di的l倍。實(shí)施例15參見圖l-8所示，一種輻射爐管，由外管、內(nèi)管和定位塊組成，內(nèi)管通道不走任何介質(zhì)；物料走內(nèi)管與外管之間的環(huán)形間隙，內(nèi)管的外徑D2與外管1的內(nèi)徑D！之比為0.6;定位塊與內(nèi)管形成一體，定位塊有20塊，沿內(nèi)管軸向管壁均布4節(jié)同樣方向的定位塊，相鄰節(jié)間距P為外管1內(nèi)徑D!的20倍；各節(jié)沿內(nèi)管徑向同周均布5塊同樣方向的定位塊(參見圖6)。定位塊形狀為螺旋形，為右旋，長度L為外管l內(nèi)徑DJ勺10倍。權(quán)利要求1.一種輻射爐管，該輻射爐管由外管(1)、內(nèi)管(2)和定位塊(3)組成，其特征在于，所述的內(nèi)管(2)為空心管，所述的外管(1)與內(nèi)管(2)之間設(shè)有可供物料通過的環(huán)形間隙(4)，所述的定位塊(3)設(shè)在環(huán)形間隙(4)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射爐管，其特征在于，所述的內(nèi)管(2)的外徑D2與外管(1)的內(nèi)徑Di之比為0.20.8。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射爐管，其特征在于，所述的定位塊(3)設(shè)置在內(nèi)管(2)外壁上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射爐管，其特征在于，所述的定位塊(3)設(shè)有多塊，沿內(nèi)管(2)軸向管壁均布3-6節(jié)同樣方向的定位塊，相鄰節(jié)間距P為外管(1)內(nèi)徑Di的0.530倍；各節(jié)沿內(nèi)管(2)徑向同周均布3-6塊同樣方向的定位塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的一種輻射爐管，其特征在于，所述的定位塊(3)形狀為直條形，長度L為外管(1)內(nèi)徑Di的l10倍。6.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的一種輻射爐管，其特征在于，所述的定位塊(3)形狀為螺旋形，為右旋或者左旋，長度L為外管(1)內(nèi)徑D!的110倍。7.—種如權(quán)利要求l所述的輻射爐管的應(yīng)用，其特征在于，將輻射爐管用于乙烯裂解爐，該乙烯裂解爐的輻射爐管部分或全部采用本發(fā)明涉及的輻射爐管。全文摘要本發(fā)明涉及一種輻射爐管及其應(yīng)用，該輻射爐管由外管(1)、內(nèi)管(2)和定位塊(3)組成，內(nèi)管(2)為空心管，其內(nèi)不走任何介質(zhì)，物料走內(nèi)管(2)與外管(1)之間形成的環(huán)形間隙(4)，將輻射爐管用于乙烯裂解爐，該乙烯裂解爐的輻射爐管部分或全部采用本發(fā)明涉及的輻射爐管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明輻射爐管的傳熱效果得到明顯的改善，不僅延長了裂解爐的運(yùn)行周期，也能降低產(chǎn)品的能耗，節(jié)約了生產(chǎn)成本。文檔編號C07C4/00GK101575255SQ20091005285公開日2009年11月11日申請日期2009年6月10日優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日發(fā)明者喬親親,馮恩明,劉海軍,盧永生,方守毅,李保有,李延生,涂國華,薄建民申請人:上?；萆すこ逃邢薰?