本發(fā)明涉及石油煉制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種管式加熱爐管內(nèi)介質(zhì)流型調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

管式加熱爐是一種直接受熱式加熱設(shè)備，主要用于加熱液體或氣體化工原料，是石油煉制、石油化工、煤化工、焦油加工、原油輸送等工業(yè)中廣泛使用的工藝加熱爐。管式加熱爐進(jìn)料為液體單相流，在加熱過程中，爐管內(nèi)液體逐漸發(fā)生汽化，在加熱爐的出口處為氣液兩相流，這種情況下，加熱爐的部分爐管內(nèi)存在氣液兩相流動(dòng)，管式加熱爐的爐管內(nèi)的介質(zhì)為氣體和液體的混合物。氣液兩相流動(dòng)時(shí)的分布狀態(tài)稱為流型，氣液兩相流的流型有多種，如分層流、波狀流、長泡流、液節(jié)流、分散氣泡流、泡沫流、環(huán)狀流等。為了保證管式加熱爐運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，需要將流型控制為環(huán)-霧狀流、環(huán)狀流或分散氣泡流。

現(xiàn)有的管式加熱爐，為保證管式加熱爐運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，通常采用爐管注汽法，即通過定點(diǎn)向爐管內(nèi)注入蒸汽來改善管內(nèi)氣液兩相流型，使得流型為環(huán)-霧狀流，注入的蒸汽量一般為爐管內(nèi)介質(zhì)流量的千分之五到百分之一。

由于通過爐管注汽法注入蒸汽會(huì)提高作業(yè)成本，增加管式加熱爐的熱負(fù)擔(dān)，增加燃料消耗，同時(shí)，隨著燃料消耗的增加，爐管出現(xiàn)局部過熱的時(shí)間會(huì)較長，且爐管注汽法的操作步驟較為復(fù)雜，因此，成本較高，燃料消耗量較高，安全性較低，且操作步驟較繁瑣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有爐管注汽法改善加熱爐管內(nèi)氣液兩相流型的成本較高，燃料消耗量較高，安全性較低，且操作步驟較繁瑣的問題，本發(fā)明提供了一種管式加熱爐管內(nèi)介質(zhì)流型調(diào)節(jié)裝置。所述技術(shù)方案如下：

提供了一種管式加熱爐管內(nèi)介質(zhì)流型調(diào)節(jié)裝置，所述裝置包括：導(dǎo)流體、固定支撐架、第一滑動(dòng)支撐架和第二滑動(dòng)支撐架；

所述導(dǎo)流體為梭柱體，所述梭柱體中部的外徑小于管式加熱爐的爐管內(nèi)徑，所述導(dǎo)流體通過所述固定支撐架、所述第一滑動(dòng)支撐架和所述第二滑動(dòng)支撐架固定或支撐在所述爐管中心；

所述固定支撐架分別與所述導(dǎo)流體、所述爐管的內(nèi)壁靜連接，所述固定支撐架位于所述導(dǎo)流體外側(cè)的一端；

所述第一滑動(dòng)支撐架與所述導(dǎo)流體靜連接，且與所述爐管的內(nèi)壁接觸，所述第一滑動(dòng)支撐架位于所述導(dǎo)流體外側(cè)的中部；

所述第二滑動(dòng)支撐架與所述導(dǎo)流體活動(dòng)連接，且與所述爐管的內(nèi)壁靜連接，所述第二滑動(dòng)支撐架位于所述導(dǎo)流體外側(cè)的另一端。

可選的，所述固定支撐架由1個(gè)第一支撐環(huán)和n個(gè)第一支撐板組成，所述n大于或等于3；

所述第一支撐環(huán)套接在所述導(dǎo)流體的外側(cè)，與所述導(dǎo)流體靜連接；

每個(gè)所述第一支撐板沿高度方向的一端與所述第一支撐環(huán)的外壁靜連接，另一端與所述爐管的內(nèi)壁靜連接。

可選的，所述第一滑動(dòng)支撐架由m個(gè)筋板和m個(gè)滑板組成，所述m大于或等于3；

每個(gè)所述筋板沿高度方向的一端與所述導(dǎo)流體的外側(cè)靜連接，另一端與所述滑板的一面靜連接；

所述滑板的另一面與所述爐管的內(nèi)壁接觸。

可選的，所述第二滑動(dòng)支撐架由第二支撐環(huán)和q個(gè)第二支撐板組成，所述q大于或等于3；

所述第二支撐環(huán)套接在所述導(dǎo)流體的外側(cè)；

每個(gè)所述第二支撐板沿高度方向的一端與所述第二支撐環(huán)的外壁靜連接，另一端與所述爐管的內(nèi)壁靜連接。

可選的，所述第一支撐板為梯形和矩形形成的結(jié)構(gòu)，所述梯形的上底與所述第一支撐環(huán)的外壁靜連接，所述矩形沿長度方向的一邊與所述爐管的內(nèi)壁靜連接，所述梯形的上底的長度小于所述梯形的下底的長度，所述矩形的長度等于所述梯形的下底的長度；

n個(gè)所述第一支撐板等間距分布在所述第一支撐環(huán)的外壁，所述n大于等于3，且小于等于6。

可選的，所述筋板和所述滑板為矩形，所述筋板的長度等于所述滑板的長度；

m個(gè)所述筋板等間距分布在所述導(dǎo)流體的外側(cè)，所述m大于等于3，且小于等于6。

可選的，所述第一滑動(dòng)支撐架共p個(gè)，p個(gè)所述第一滑動(dòng)支撐架等間距分布在所述導(dǎo)流體外側(cè)的中部，所述p大于或等于1。

可選的，所述第二支撐板為梯形和矩形形成的結(jié)構(gòu)，所述梯形的上底與所述第二支撐環(huán)的外壁靜連接，所述矩形沿長度方向的一邊與所述爐管的內(nèi)壁靜連接，所述梯形的上底的長度小于所述梯形的下底的長度，所述矩形的長度等于所述梯形的下底的長度；

q個(gè)所述第二支撐板等間距分布在所述第二支撐環(huán)的外壁，所述q大于等于3，且小于等于6。

可選的，所述梭柱體的長度為所述爐管長度的95％～100％；

所述梭柱體中部的外徑為所述爐管內(nèi)徑的1％～80％；

所述梭柱體兩端的外徑為所述爐管內(nèi)徑的1％～70％。

可選的，所述導(dǎo)流體為內(nèi)設(shè)有空腔的梭柱體。

本發(fā)明提供了一種管式加熱爐管內(nèi)介質(zhì)流型調(diào)節(jié)裝置，通過固定支撐架、第一滑動(dòng)支撐架和第二滑動(dòng)支撐架將導(dǎo)流體固定或支撐在爐管中心，使?fàn)t管內(nèi)的氣液兩相流型為環(huán)-霧狀流，相較于現(xiàn)有的爐管注汽法，無需注入蒸汽，加熱爐的熱負(fù)擔(dān)更低，爐管出現(xiàn)局部過熱的時(shí)間更少，因此，降低了成本和燃料消耗量，提高了安全性，且簡化了操作步驟。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下， 還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種管式加熱爐管內(nèi)介質(zhì)流型調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種管式加熱爐管內(nèi)介質(zhì)流型調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種固定支撐架的側(cè)視圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種固定支撐架的剖視圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第一滑動(dòng)支撐架的側(cè)視圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第一滑動(dòng)支撐架的剖視圖。

通過上述附圖，已示出本發(fā)明明確的實(shí)施例，后文中將有更詳細(xì)的描述。這些附圖和文字描述并不是為了通過任何方式限制本發(fā)明構(gòu)思的范圍，而是通過參考特定實(shí)施例為本領(lǐng)域技術(shù)人員說明本發(fā)明的概念。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種管式加熱爐管內(nèi)介質(zhì)流型調(diào)節(jié)裝置，安裝在管式加熱爐的爐管100中心，如圖1所示，該裝置包括：導(dǎo)流體101、固定支撐架102、第一滑動(dòng)支撐架103和第二滑動(dòng)支撐架104；其中，導(dǎo)流體101為梭柱體，梭柱體中部的外徑小于管式加熱爐的爐管100內(nèi)徑，導(dǎo)流體101通過固定支撐架102、第一滑動(dòng)支撐架103和第二滑動(dòng)支撐架104固定或支撐在爐管100中心；固定支撐架102分別與導(dǎo)流體101、爐管100的內(nèi)壁靜連接，固定支撐架102位于導(dǎo)流體101外側(cè)的一端；第一滑動(dòng)支撐架103與導(dǎo)流體101靜連接，且與爐管100的內(nèi)壁接觸，第一滑動(dòng)支撐架103位于導(dǎo)流體101外側(cè)的中部；第二滑動(dòng)支撐架104與導(dǎo)流體101活動(dòng)連接，且與爐管100的內(nèi)壁靜連接，第二滑動(dòng)支撐架104位于導(dǎo)流體外側(cè)的另一端。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的管式加熱爐管內(nèi)介質(zhì)流型調(diào)節(jié)裝置，通過固定支撐架、第一滑動(dòng)支撐架和第二滑動(dòng)支撐架將導(dǎo)流體固定或支撐在爐管中心，使?fàn)t管內(nèi)的氣液兩相流型為環(huán)-霧狀流，相較于現(xiàn)有的爐管注汽法，無需注入蒸汽，加熱爐的熱負(fù)擔(dān)更低，爐管出現(xiàn)局部過熱的時(shí)間更少，因此，降低了 成本和燃料消耗量，提高了安全性，且簡化了操作步驟。

進(jìn)一步的，如圖2所示，固定支撐架102由1個(gè)第一支撐環(huán)1021和n個(gè)第一支撐板1022組成，且n大于或等于3；第一支撐環(huán)1021套接在導(dǎo)流體101的外側(cè)，與導(dǎo)流體101靜連接；每個(gè)第一支撐板1021沿高度方向的一端與第一支撐環(huán)1022的外壁靜連接，另一端與爐管100的內(nèi)壁靜連接。

為了將導(dǎo)流體固定在爐管中心，如圖3所示，第一支撐板1022為梯形和矩形形成的結(jié)構(gòu)，該梯形的上底a1與第一支撐環(huán)1021的外壁靜連接，該矩形沿長度方向的一邊b與爐管的內(nèi)壁靜連接，梯形的上底a1的長度l1小于梯形的下底a2的長度l2，且矩形的長度l3等于梯形的下底a2的長度l2。

如圖4所示，n個(gè)第一支撐板1022等間距分布在第一支撐環(huán)1021的外壁，可選的，n大于等于3，且小于等于6。示例的，圖4示出的是設(shè)置有3個(gè)第一支撐板1022的固定支撐架的剖視圖。每個(gè)第一支撐板1022沿高度方向(圖4中u所指示的方向)的一端m1與第一支撐環(huán)1021的外壁A靜連接，另一端n1與爐管的內(nèi)壁靜連接。

如圖2所示，第一滑動(dòng)支撐架103由m個(gè)筋板1031和m個(gè)滑板1032組成，m大于或等于3；每個(gè)筋板1031沿高度方向的一端與導(dǎo)流體101的外側(cè)靜連接，另一端與滑板1032的一面靜連接；滑板1032的另一面與爐管100的內(nèi)壁接觸。當(dāng)爐管100處于熱態(tài)或冷態(tài)時(shí)，滑板1032可以在爐管100內(nèi)壁上自由滑動(dòng)。

如圖5所示，筋板1031和滑板1032為矩形，筋板1031的長度l4等于滑板1032的長度l5。如圖6所示，m個(gè)筋板1031等間距分布在導(dǎo)流體101的外側(cè)，m大于等于3，且小于等于6。示例的，圖6示出的是設(shè)置有3個(gè)筋板的第一滑動(dòng)支撐架的剖視圖，每個(gè)筋板1031沿高度方向(圖6中y所指示的方向)的一端d與導(dǎo)流體101的外側(cè)靜連接，圖6中的1032為滑板。

為了將導(dǎo)流體支撐在爐管中心，可選的，第一滑動(dòng)支撐架共p個(gè)，p個(gè)第一滑動(dòng)支撐架等間距分布在導(dǎo)流體外側(cè)的中部，p大于或等于1。第一滑動(dòng)支撐架的數(shù)目即p的取值可以根據(jù)管式加熱爐的相關(guān)結(jié)構(gòu)和應(yīng)力計(jì)算結(jié)果來確定。

為了進(jìn)一步將導(dǎo)流體支撐在爐管中心，如圖2所示，第二滑動(dòng)支撐架104由第二支撐環(huán)1041和q個(gè)第二支撐板1042組成，q大于或等于3；第二支撐環(huán)1041套接在導(dǎo)流體101的外側(cè)；每個(gè)第二支撐板1042沿高度方向的一端與第二支撐環(huán)1041的外壁靜連接，另一端與爐管100的內(nèi)壁靜連接。

進(jìn)一步的，第二支撐板為梯形和矩形形成的結(jié)構(gòu)，梯形的上底與第二支撐環(huán)的外壁靜連接，矩形沿長度方向的一邊與爐管的內(nèi)壁靜連接，梯形的上底的長度小于梯形的下底的長度，矩形的長度等于梯形的下底的長度；q個(gè)第二支撐板等間距分布在第二支撐環(huán)的外壁，q大于等于3，且小于等于6。第二滑動(dòng)支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖可以參考圖3和圖4示出的固定支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖，在此不再贅述。需要說明的是，第二滑動(dòng)支撐架和固定支撐架在導(dǎo)流體外側(cè)的位置可以如圖2所示的位置，即固定支撐架102位于導(dǎo)流體101外側(cè)的左端，第二滑動(dòng)支撐架104位于導(dǎo)流體101外側(cè)的右端，也可以為圖2中的相反位置，即固定支撐架102位于導(dǎo)流體101外側(cè)的右端，第二滑動(dòng)支撐104架位于導(dǎo)流體101外側(cè)的左端。圖2中的105為固定支撐架與導(dǎo)流體外側(cè)的靜連接點(diǎn)。

導(dǎo)流體為梭柱體，可選的，梭柱體的長度為所在爐管長度的95％～100％；梭柱體中部的外徑為爐管內(nèi)徑的1％～80％；梭柱體兩端的外徑為爐管內(nèi)徑的1％～70％。此外，為了降低成本，導(dǎo)流體可以為內(nèi)設(shè)有空腔的梭柱體。

需要補(bǔ)充說明的是，本發(fā)明實(shí)施例所涉及到的靜連接可以通過焊接來完成。如上述每個(gè)第一支撐板沿高度方向的一端可焊接在第一支撐環(huán)的外壁上，另一端可焊接在爐管的內(nèi)壁上。

本發(fā)明實(shí)施例提供的管式加熱爐管內(nèi)介質(zhì)流型調(diào)節(jié)裝置位于管式加熱爐的爐管中心，安裝在爐管出口部位的油品氣泡產(chǎn)生的爐管內(nèi)。當(dāng)被加熱油品開始汽化時(shí)，產(chǎn)生的氣泡逐漸由爐管內(nèi)壁向?qū)Я黧w遷移聚集，并發(fā)生氣泡聚并。隨著油品不斷汽化，油氣分壓逐漸降低，油品氣化率逐漸提高，氣相分率逐漸增加，在導(dǎo)流體的導(dǎo)流作用下，氣相包裹在導(dǎo)流體周圍形成環(huán)-霧狀流流型，避免了液節(jié)流流型的出現(xiàn)。

該裝置適用于多種類型的管式加熱爐，如減壓爐、減粘爐、延遲焦化爐等，通過該裝置，爐管內(nèi)油品氣液兩相流型呈環(huán)-霧狀流型，避免出現(xiàn)液節(jié)流等其他不應(yīng)出現(xiàn)的流型，減少了蒸汽量和燃料的消耗量；同時(shí)避免了液節(jié)流等其他流型出現(xiàn)后導(dǎo)致的爐管局部過熱、油品在爐管內(nèi)停留時(shí)間過長、引起噪聲及管排振動(dòng)等不良現(xiàn)象，有效防止了爐管結(jié)焦，提高了加熱爐運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，從而延長了加熱爐的運(yùn)行周期。該裝置可以獨(dú)立用于改善加熱爐管內(nèi)氣液兩相流型以滿足設(shè)計(jì)要求，也可以與爐管注汽法等其他流型優(yōu)化技術(shù)配合試用。

本發(fā)明實(shí)施例提供的管式加熱爐管內(nèi)介質(zhì)流型調(diào)節(jié)裝置的材質(zhì)可以根據(jù)管 內(nèi)油品的物性確定，也可以和爐管材質(zhì)相同。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的管式加熱爐管內(nèi)介質(zhì)流型調(diào)節(jié)裝置，通過固定支撐架、第一滑動(dòng)支撐架和第二滑動(dòng)支撐架將導(dǎo)流體固定或支撐在爐管中心，使?fàn)t管內(nèi)的氣液兩相流型為環(huán)-霧狀流，相較于現(xiàn)有的爐管注汽法，無需注入蒸汽，加熱爐的熱負(fù)擔(dān)更低，爐管出現(xiàn)局部過熱的時(shí)間更少，因此，降低了成本和燃料消耗量，提高了安全性，且簡化了操作步驟。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。