一种工业炉整体模块化结构及建造方法技术

本发明专利技术公开了一种工业炉整体模块化结构及建造方法，结构包括:主体部分和附属设备及配件；工业炉整体模块化结构的主体部分包括：辐射段模块化结构、对流段、辐射炉管、连接对流炉管和辐射炉管的横跨管、辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统；附属设备及配件包括：烟囱、废热锅炉、汽包、风机、吹灰器、部分平台及梯子、仪表及其线缆。方法包括：工业炉整体模块的主体部分、工业炉整体模块的附属设备及配件在车间制造及组装、整体运输、整体安装及就位。本发明专利技术对工业炉采用整体模块化设计、车间模块化制造及整体组装、整体运输、现场整体安装就位，降低了施工难度、确保制造精度和建造进度，且现场施工人工费用低、建造周期短、施工安全。

【技术实现步骤摘要】
一种工业炉整体模块化结构及建造方法
本专利技术涉及石油化工设备的工业炉领域，更进一步说，涉及一种工业炉整体模块化结构及建造方法。
技术介绍
工业炉（包括各种加热炉、转化炉和乙烯裂解炉，下同）是石油化工装置中最重要的设备之一，其结构较为庞大、复杂，在运行状态时温度较高。工业炉施工周期可直接影响到整个装置的施工及建设周期，工业炉的制造、施工质量也直接影响到整台炉或装置的操作性能指标。目前，现有工业炉的建造方式大致如下：辐射段钢结构加工预制后进行现场安装；辐射段衬里现场施工；对流段模块化车间制造，现场对流段模块安装就位；辐射炉管、辐射炉管支撑吊挂系统、横跨管及其支撑吊挂系统、废热锅炉、汽包、连接废热锅炉和汽包的上升管和下降管、风机、烟道和烟囱、吹灰器、平台及梯子、仪表及其线缆等现场施工，分别安装就位。工业炉现场施工顺序大致如下：1、施工安装辐射段钢结构。2、安装在车间制造好的对流段模块。3、施工安装辐射段衬里。4、安装辐射炉管、连接对流炉管和辐射炉管的横跨管及支撑辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统。5、安装炉附件，如底部燃烧器、侧壁燃烧器、看火门和作业门等。6、平台及梯子。7、安装废热锅炉、汽包及其上升管和下降管。8、安装风机、烟道和烟囱。9、吹灰器。10、仪表及其线缆。其中3～10顺序可调整。现有技术中因为辐射段无法模块化生产，使得工业炉的建造只能在现场完成，目前工业炉的建造方法存在如下缺点：1、工业炉建造现场需要安排大量人员长期驻守，人工费用高昂。2、受工业炉建造现场条件所限难以大量开展交叉作业，工业炉建造周期漫长。3、工业炉建造现场大量工作需要高空作业，危险性大，安全措施费用高。4、工业炉现场大型机具台班数量巨大，费用高昂，难于管理。5、受工业炉现场施工条件所限，工业炉施工质量难以保证，安装精度相对较低，后续维修需耗费大量人力、物力。6、工业炉现场施工受天气、气候和季节影响，难以确保施工的连续性。如：南方及沿海地区的雷雨季节；北方的冬季。
技术实现思路
为解决现有技术中出现的问题，本专利技术提供了一种工业炉整体模块化结构及建造方法。对工业炉采用整体模块化设计、车间模块化制造及整体组装、整体运输、现场整体安装就位，其具有降低施工难度、确保制造及安装精度和建造进度，且现场施工人工费用低、建造周期短、建造过程安全、安装费用低并易于管理、施工质量上乘、使建造水平得以提高等优点。本专利技术的目的之一是提供一种工业炉整体模块化结构。工业炉整体模块化结构包括主体部分和附属设备及配件；工业炉整体模块的主体部分包括：辐射段模块化结构、对流段、辐射炉管、连接对流炉管和辐射炉管的横跨管、辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统；工业炉整体模块的附属设备及配件包括：废热锅炉、汽包、连接废热锅炉和汽包的上升管和下降管、风机、烟道和烟囱、吹灰器、部分平台及梯子、仪表及其线缆；所述对流段包含：钢结构、衬里及其锚固件、对流炉管、检查门；辐射段模块化结构是工业炉整体模块的关键部分，实现了辐射段模块化结构才使得工业炉可以整体模块化建造。辐射段的模块化结构为沿辐射段高度方向包含一组多面体模块，所述每个多面体模块至少包含四个立、平面式炉壁板；每个所述多面体模块至少包括一组支撑部件；所述支撑部件包括承载立柱；每个所述多面体模块的立面式炉壁板内包括衬里结构；所述模块化结构还包括一组多面体模块间的连接部件和一组炉壁板加强型钢；所述各个多面体模块之间通过所述的连接部件固定连接；且通过所述炉壁板加强型钢加强炉壁板的强度。在所述每个多面体模块的承载立柱上下两端设置有适配的柱接头；所述各个多面体模块之间的承载立柱通过所述柱接头连接为一体。所述一组炉壁板加强型钢固定设在所述炉壁板的外表面，所述炉壁板加强型钢与炉壁板焊接起加强作用。所述的连接部件为一组连接型钢，其为扁钢、角钢或槽钢中的一种；所述连接型钢分别设置在各个所述多面体模块的连接面处，所述连接型钢与所述炉壁板之间焊接。在具体中，每个所述连接型钢的连接面设有单排或双排螺栓孔，双排螺栓孔可平行布置也可交错布置；在所述各个相邻多面体模块间的连接型钢之间采用螺栓连接，且在连接型钢连接面上铺设密封垫，其厚度为2-4mm。每个所述连接型钢的连接面设有单排或双排螺栓孔，双排螺栓孔可平行布置也可交错布置；在所述各个相邻多面体模块间的连接型钢之间采用螺栓连接，且在所述连接型钢的连接面的外侧进行一圈密封焊。在具体的实施中，在一组所述多面体模块中至少包括一个顶端模块和底端模块；所述顶端模块包含三至四个立面式炉壁板和一个炉顶面；所述底端模块包含四个立面式炉壁板和一个辐射炉底；所述各个炉壁板和炉顶面和辐射炉底之间固定连接。所述模块化结构沿辐射段水平方向还包含至少一个横向多面体模块，所述横向多面体模块包括四个立面式炉壁板和一个横跨段炉底；所述各个炉壁板和横跨段炉底之间固定连接；所述横向多面体模块与纵向的所述多面体模块之间通过承载梁和承载立柱连接承载。各个所述多面体模块的立面式炉壁板以及辐射炉底和炉顶面包括衬里结构；所述衬里结构可采用本领域通常的衬里结构，一般由耐火材料和隔热材料组成，所述衬里结构通过锚固件固定于炉壁板以及辐射炉底和炉顶面上，所述锚固件焊接于炉壁板以及辐射炉底和炉顶面的内壁表面；本专利技术中，可优选所述多面体模块的每个面的衬里结构为三种结构中的一种或它们的组合：a,所述衬里为隔热背衬和热面耐火材料；所述隔热背衬铺覆在所述多面体模块每个壁板的内壁表面；所述热面耐火材料通过锚固件与所述的隔热背衬和壁板固定；b，所述衬里为陶瓷纤维背衬和陶瓷纤维模块；所述陶瓷纤维背衬铺覆在所述多面体模块每个壁板的内壁表面；所述陶瓷纤维模块通过陶瓷纤维模块锚固件与所述的陶瓷纤维背衬和壁板固定；c，所述衬里为层铺陶瓷纤维制品；所述层铺陶瓷纤维制品通过锚固件与所述壁板固定。在具体的实施中，所述衬里结构第一种实施方式为，隔热背衬和热面耐火材料；所述隔热背衬固定铺覆在所述炉壁板的内壁表面；所述热面耐火材料通过锚固件与所述的隔热背衬和炉壁板固定。所述衬里结构第二种实施方式为，各个所述多面体模块的立面式炉壁板以及辐射炉底和炉顶面包括衬里结构；所述辐射段的下段衬里结构为隔热背衬和热面耐火材料；所述隔热背衬固定铺覆在所述炉壁板以及辐射炉底和横跨段炉底的内壁表面；所述热面耐火材料通过锚固件与所述的隔热背衬和炉壁板以及辐射炉底和横跨段炉底固定；所述辐射段的上段衬里结构为陶瓷纤维背衬和陶瓷纤维模块；所述陶瓷纤维背衬固定铺覆在所述炉壁板和炉顶面的内壁表面；所述陶瓷纤维模块通过锚固件与所述的陶瓷纤维背衬和炉壁板及炉顶面固定。所述衬里结构第三种实施方式为，所述横向多面体模块的四个立面式炉壁板以及横跨段炉底包括衬里结构为三种结构中的一种：a，所述衬里为隔热背衬和热面耐火材料；所述隔热背衬固定铺覆在所述炉壁板以及横跨段炉底的内壁表面；所述热面耐火材料通过锚固件与所述的隔热背衬和炉壁板以及横跨段炉底固定；b，所述衬里为陶瓷纤维背衬和陶瓷纤维模块；所述陶瓷纤维背衬固定铺覆在所述炉壁板以及横跨段炉底的内壁表面；所述陶瓷纤维模块通过锚固件与所述的陶瓷纤维背衬和炉壁板以及横跨段炉底固定；c，所述衬里为陶瓷纤维背衬；所述层铺陶瓷纤维制品通过锚固件与所述壁板固定。在各个所述多面体模块间，所述各个衬里的连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业炉整体模块化结构，其特征在于：工业炉整体模块化结构包括主体部分和附属设备及配件；工业炉整体模块化结构的主体部分包括：辐射段模块化结构、对流段、辐射炉管、连接对流炉管和辐射炉管的横跨管、辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统；所述辐射段模块化结构为沿辐射段高度方向包含一组多面体模块，所述每个多面体模块至少包含四个立或平面式炉壁板；每个所述多面体模块至少包括一组支撑部件；所述支撑部件包括承载立柱；每个所述多面体模块的立或平面式炉壁板内包括衬里结构；所述辐射段模块化结构还包括一组多面体模块间的连接部件；所述各个多面体模块之间通过所述的连接部件固定连接；所述对流段包含：钢结构、衬里及其锚固件、对流炉管、检查门。

【技术特征摘要】
1.一种工业炉整体模块化结构，其特征在于：工业炉整体模块化结构包括主体部分和附属设备及配件；工业炉整体模块化结构的主体部分包括：辐射段模块化结构、对流段、辐射炉管、连接对流炉管和辐射炉管的横跨管、辐射炉管和横跨管的支撑吊挂系统；所述辐射段模块化结构为沿辐射段高度方向包含一组多面体模块，所述每个多面体模块至少包含四个立或平面式炉壁板；每个所述多面体模块至少包括一组支撑部件；所述支撑部件包括承载立柱；每个所述多面体模块的立或平面式炉壁板内包括衬里结构；在一组所述多面体模块中至少包括一个顶端模块和底端模块；所述顶端模块包含三至四个立面式炉壁板和一个炉顶面；所述底端模块包含四个立面式炉壁板和一个辐射炉底；所述各个炉壁板和炉顶面和辐射炉底之间固定连接；在所述每个多面体模块的承载立柱上下两端设置有适配的柱接头，所述各个多面体模块之间的承载立柱通过所述柱接头连接为一体；所述辐射段模块化结构还包括一组多面体模块间的连接部件；所述各个多面体模块之间通过所述的连接部件固定连接；所述对流段包含：钢结构、衬里及其锚固件、对流炉管、检查门。2.如权利要求1所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：所述的连接部件为一组连接型钢，其为扁钢、角钢或槽钢中的一种；所述连接型钢分别设置在各个所述多面体模块的连接面处，所述连接型钢与所述炉壁板之间焊接。3.如权利要求2所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：每个所述连接型钢的连接面设有单排或双排螺栓孔，双排螺栓孔可平行布置也可交错布置；在所述各个相邻多面体模块间的连接型钢之间采用螺栓连接，且在连接型钢连接面上铺设密封垫，其厚度为2-4mm。4.如权利要求2所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：每个所述连接型钢的连接面设有单排或双排螺栓孔，双排螺栓孔可平行布置也可交错布置；在所述各个相邻多面体模块间的连接型钢之间采用螺栓连接，且在所述连接型钢的连接面的外侧进行一圈密封焊。5.如权利要求1所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：所述炉壁板的外表面通过炉壁板加强型钢进行加强，所述炉壁板加强型钢焊接于炉壁板的外表面。6.如权利要求1所述的工业炉整体模块化结构，其特征在于：所述模块化结构沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁慕军，李森，刘敬坤，高景芬，刘克刚，
申请(专利权)人：中国石化工程建设有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11