專利名稱：一種火焰加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工行業(yè)火焰加熱爐技術(shù)領(lǐng)域，涉及延遲焦化、高壓加氫等裝置采用的一種臥管火焰加熱爐。
背景技術(shù)：
石油化工行業(yè)延遲焦化、加氫等裝置廣泛采用火焰加熱爐，其中單排臥管雙面輻射爐型是其中的爐型之一。單排臥管雙面輻射爐的最大優(yōu)點，就是可以在最高熱強度不超限的情況下，得到較高的平均熱強度，縮短爐管總長度和減少彎頭數(shù)量，從而得到最小的壓降。錢家麟主編的《管式加熱爐》第二版，中國石化出版社2003年出版，第8頁介紹了一種箱式臥管立式爐，該立式爐爐膛當(dāng)中為一排橫管，火焰附墻向上燃燒，把兩面豎直側(cè)墻的墻壁燒紅，使火墻成為良好的熱輻射體，以提高輻射傳熱的效果，比其他爐型傳熱均勻得 多。目前此爐型為延遲焦化、高壓加氫等裝置的主流爐型。錢家麟主編的《管式加熱爐》第二版，中國石化出版社2003年出版，第9頁介紹了一種階梯爐，階梯爐的側(cè)墻是分級傾斜的，在每級“階梯”的底部安裝一排產(chǎn)生扁平附墻火焰的燃燒器，火焰附墻面而上，把兩面?zhèn)葔Φ膲Ρ跓t，使火墻成為良好的熱輻射體，達(dá)到均勻傳熱的目的。此爐型在制氫、合成氨、甲醇等裝置的轉(zhuǎn)化爐中應(yīng)用較多。階梯爐的概念最早由1966. I. 18發(fā)布的美國專利US3230052 “Terraced Heaters”中提出。專利“新型水平管雙面輻射管式加熱爐”(ZL 200820123535.8)提出了一種新型水平管雙面輻射管式加熱爐，所述輻射室側(cè)墻為傾斜設(shè)置，側(cè)墻底部還設(shè)有一段垂直墻。此爐型與常規(guī)水平管雙面輻射箱式爐相比，輻射室內(nèi)煙氣溫度場、輻射管熱強度分布更為均勻，提高了輻射管的輻射傳熱及對流傳熱效率。專利“雙燃燒室臥管式加熱爐”(ZL 00813513. 4)，提出了一種雙燃燒室臥管式加熱爐，該爐爐頂具有一個縱向開口，輻射管和管支撐物可作為一個整體通過輻射段頂部的縱向開口提升，管架立柱伸出爐頂。梁文彬撰寫的“雙面輻射階梯爐在延遲焦化裝置上的應(yīng)用”，石油化工設(shè)備技術(shù)，2010，第3期，44 48頁介紹，某廠延遲焦化裝置焦化加熱爐采用雙面輻射階梯爐，每臺加熱爐由6個輻射室、I個對流室組成。工藝介質(zhì)分6管程經(jīng)對流室進入輻射爐膛加熱至操作所需溫度。每管程輻射盤管設(shè)置在單獨的輻射爐膛內(nèi)。6個單獨布置的輻射室側(cè)墻為傾斜布置方式，側(cè)墻整體向爐膛中間傾斜，爐管布置在爐膛的中間。燃燒器布置在側(cè)墻底部，火焰沿傾斜的側(cè)墻燃燒，通過熾熱的耐火磚及纖維毯向輻射管進行輻射傳熱。現(xiàn)有技術(shù)普遍存在輻射室內(nèi)煙氣溫度場、輻射管熱強度分布不均勻，輻射管的輻射傳熱及對流傳熱效率低的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種火焰加熱爐，克服現(xiàn)有技術(shù)普遍存在輻射室內(nèi)煙氣溫度場、輻射管熱強度分布不均勻，輻射管的輻射傳熱及對流傳熱效率低的缺點。本發(fā)明一種火焰加熱爐，由輻射室、輻射室側(cè)、墻輻射管、燃燒器和煙筒組成，其特征在于輻射室側(cè)墻與水平方向的夾角為5° 30°。所述的輻射室為并列設(shè)置的雙輻射室，兩個輻射室頂部聯(lián)通，兩輻射室相鄰側(cè)墻底邊間距O 300mm，兩輻射室之間形成一個倒梯形截面或者倒三角形截面、三面封閉的爐壁散熱隧道。所述的輻射室傾斜側(cè)墻底部設(shè)有附墻燃燒器，火焰附墻向上燃燒。所述的加熱爐還設(shè)置有加熱爐鼓風(fēng)機，其取風(fēng)口設(shè)置在兩輻射室之間形成的倒梯形截面或者倒三角形截面、三面封閉的爐壁散熱隧道內(nèi)，特別是設(shè)置在兩輻射室之間形成的倒梯形截面或者倒三角形截面、三面封閉的爐壁散熱隧道的一端。
輻射室側(cè)墻為倒三角形或者倒梯形布置，傾斜角度為5° 30°，輻射室斜墻底部安裝一排附墻燃燒器，火焰附墻向上燃燒，將斜墻的墻壁燒紅，使側(cè)墻成為良好的熱輻射體，向位于爐膛中間的輻射爐管均勻傳熱，從而提高輻射爐管熱強度分布的均勻性。雙輻射室并列設(shè)置，頂部聯(lián)通，每面輻射室側(cè)墻整體向各自所屬輻射室的中心傾斜，兩輻射室相鄰側(cè)墻底邊間距大于300mm，兩輻射室之間形成一個倒梯形截面或者倒三角形截面、三面封閉的爐壁散熱隧道。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點I)輻射室內(nèi)煙氣溫度場、輻射管熱強度分布更為均勻，輻射管的輻射傳熱及對流傳熱效率更高。2)加熱爐側(cè)面斜墻為整面斜墻，火焰沿斜墻平面燃燒，火焰更流暢，沒有“直墻”與“斜墻”之間的夾角阻擋火焰。除此之外，還具有“爐壁取風(fēng)”功能，可以有效利用加熱爐爐
壁的散失熱量。3)爐壁取風(fēng)功能既降低了爐壁溫度，又提高了空氣進入空氣預(yù)熱器的溫度，減輕了空氣預(yù)熱器的低溫露點腐蝕傾向，更重要的是，提高了加熱爐的熱效率，降低了燃料消耗，減少了煙氣排放。附圖及


下面的附圖示意說明了本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)形式，但不限于這種形式。圖I為本發(fā)明的一種火焰加熱爐示意圖；圖2為本發(fā)明的另一種火焰加熱爐示意3為本發(fā)明的一種火焰加熱爐應(yīng)用實例示意圖。圖4本發(fā)明的另一種火焰加熱爐應(yīng)用實例示意圖。圖中I、加熱爐，2、附墻燃燒器，3、輻射室，4、輻射爐管，5、輻射爐管管架，6、斜面?zhèn)葔Γ?、鋼結(jié)構(gòu)框架，8、對流室，9、對流爐管，10、煙囪，11、取風(fēng)風(fēng)道，12、取風(fēng)口，13、倒梯形截面或者倒三角形截面的三面封閉的爐壁散熱隧道，14、端部豎向開口，15、豎向開口封門，16、熱風(fēng)道，17、空氣預(yù)熱器，18、鼓風(fēng)機，19、引風(fēng)機，20、熱煙道。
具體實施例方式圖I為本發(fā)明的一種火焰加熱爐示意圖。加熱爐I主要由雙輻射室3、單對流室
8、煙囪10構(gòu)成。其他組成部分包括附墻燃燒器2、輻射爐管4、輻射爐管管架5、斜面?zhèn)葔?、鋼結(jié)構(gòu)框架7、對流爐管9、煙囪10、取風(fēng)風(fēng)道11、取風(fēng)口 12、倒梯形截面的三面封閉的爐壁散熱隧道13、端部豎向開口 14、豎向開口封門15和熱風(fēng)道16。本發(fā)明的雙輻射室3頂部聯(lián)通，連體設(shè)置，每面輻射室斜面?zhèn)葔?整體向各自所屬輻射室的中心傾斜，雙輻射室3相鄰側(cè)墻底邊間距100mm，雙輻射室3之間形成一個截面為倒梯形的、三面封閉的爐壁散熱隧道13，取風(fēng)風(fēng)道11的取風(fēng)口 12設(shè)置在倒梯形爐壁散熱隧道13內(nèi)，輻射室側(cè)墻與水平方向的夾角為18°。如圖2所示為本發(fā)明的另一種火焰加熱爐示意圖。圖I為本發(fā)明的一種臥管雙輻射室火焰加熱爐示意圖。本發(fā)明的加熱爐I主要由雙輻射室3、單對流室8、煙囪10、附墻燃燒器2、輻射爐管4、輻射爐管管架5、斜面?zhèn)葔?、鋼結(jié)構(gòu)框架7、對流爐管9、煙囪10、取風(fēng)風(fēng)道11、取風(fēng)口 12、倒三角形截面的三面封閉的爐壁散熱隧道13、端部豎向開口 14、豎向開口封門15和熱風(fēng)道16，本發(fā)明的雙輻射室3并列設(shè)置，頂部聯(lián)通，每面輻射室斜面?zhèn)葔?整體向各自所屬輻射室的中心傾斜，輻射室側(cè)墻與水平方向的夾角為20°。雙輻射室3相鄰側(cè)墻底邊間距200mm，雙輻射室3之間形成一個倒三角形截面的、 三面封閉的爐壁散熱隧道13，取風(fēng)風(fēng)道11的取風(fēng)口 12倒三角形截面的、三面封閉的爐壁散熱隧道13內(nèi)。如圖3為本發(fā)明圖I的應(yīng)用實例。由本發(fā)明的加熱爐I和余熱回收系統(tǒng)組成，余熱回收系統(tǒng)主要包括取風(fēng)風(fēng)道11、取風(fēng)口 12、熱風(fēng)道16、空氣預(yù)熱器17、鼓風(fēng)機18、引風(fēng)機19、熱煙道20、冷煙道21構(gòu)成。工作時，在鼓風(fēng)機18的作用下，環(huán)境空氣在倒梯形截面的、三面封閉的爐壁散熱隧道13內(nèi)吸收爐壁的散失熱量后，溫度提高大約10 30°C，之后，通過取風(fēng)口 12進入取風(fēng)風(fēng)道11，經(jīng)鼓風(fēng)機18加壓后進入空氣預(yù)熱器17，與來自熱煙道20的熱煙氣在空氣預(yù)熱器17內(nèi)換熱后，進入熱風(fēng)道16，之后進入附墻燃燒器2助燃。如圖4所示為本發(fā)明圖2的應(yīng)用實例。圖2為本發(fā)明圖I臥管雙輻射室火焰加熱爐的應(yīng)用實例。由本發(fā)明的加熱爐I和余熱回收系統(tǒng)組成，余熱回收系統(tǒng)主要包括取風(fēng)風(fēng)道11、取風(fēng)口 12、熱風(fēng)道16、空氣預(yù)熱器17、鼓風(fēng)機18、引風(fēng)機19、熱煙道20、冷煙道21構(gòu)成。工作時，在鼓風(fēng)機18的作用下，環(huán)境空氣在倒三角形截面的、三面封閉的爐壁散熱隧道13內(nèi)吸收爐壁的散失熱量后，溫度提高大約10 30°C，之后，通過取風(fēng)口 12進入取風(fēng)風(fēng)道11，經(jīng)鼓風(fēng)機18加壓后進入空氣預(yù)熱器17，與來自熱煙道20的熱煙氣在空氣預(yù)熱器17內(nèi)換熱后，進入熱風(fēng)道16，之后進入附墻燃燒器2助燃。
權(quán)利要求
1.一種火焰加熱爐，由輻射室、輻射室側(cè)、墻輻射管、燃燒器和煙筒組成，其特征在于輻射室側(cè)墻與水平方向的夾角為5° 30°，兩輻射室之間形成一個倒梯形截面或者倒三角形截面并且三面封閉的爐壁散熱隧道。
2.依照權(quán)利要求I所 述的一種火焰加熱爐，其特征在于所述的輻射室側(cè)墻向輻射室的中心傾斜。
3.依照權(quán)利要求I所述的一種火焰加熱爐，其特征在于所述的輻射室為并列設(shè)置的雙輻射室，兩輻射室頂部聯(lián)通，兩輻射室相鄰側(cè)墻底邊間距O 300mm。
4.依照權(quán)利要求I所述的一種火焰加熱爐，其特征在于所述的燃燒器為輻射室傾斜側(cè)墻底部附墻燃燒器，火焰附墻向上燃燒。
5.依照權(quán)利要求I所述的一種火焰加熱爐，其特征在于所述的加熱爐還設(shè)置有加熱爐鼓風(fēng)機，其取風(fēng)口設(shè)置在兩輻射室之間形成的倒梯形截面或者倒三角形截面、三面封閉的爐壁散熱隧道內(nèi)。
6.依照權(quán)利要求4所述的一種火焰加熱爐，其特征在于所述的加熱爐鼓風(fēng)機取風(fēng)口設(shè)置在兩輻射室之間形成的倒梯形截面或者倒三角形截面、三面封閉的爐壁散熱隧道的一端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種火焰加熱爐，由輻射室、輻射室側(cè)、墻輻射管、燃燒器和煙筒組成，其特征在于輻射室側(cè)墻與水平方向的夾角為5°～30°，兩輻射室之間形成一個倒梯形截面或者倒三角形截面并且三面封閉的爐壁散熱隧道。輻射室內(nèi)煙氣溫度場、輻射管熱強度分布勻，傳熱效率更高。
文檔編號F27B17/00GK102878807SQ20111019249
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者王德瑞, 張建成, 張月平, 李和杰, 翟桂蘭, 李心芳, 楊利然, 張海燕, 李紹明 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中石化洛陽工程有限公司