侧烧转化炉制造技术

本发明专利技术公开了一种侧烧转化炉，该侧烧转化炉，包括：辐射段炉膛，辐射段炉膛包括：入口炉膛和出口炉膛，入口炉膛和出口炉膛之间设置有辐射转对流热烟道；多路并联转化管，每路转化管包括：入口转化管、出口转化管及柔性中尾管，入口转化管并联垂直设置于入口炉膛内，两端伸出入口炉膛；出口转化管并联垂直设置于出口炉膛内，两端伸出出口炉膛；入口转化管与出口转化管通过设置于辐射段炉膛顶部的柔性中尾管连接；侧壁燃烧器，侧壁燃烧器设置于入口炉膛和出口炉膛的侧墙侧面，辐射供热和炉管壁温均匀、可根据供热需求调节各炉膛负荷和沿炉管长度方向的受热负荷，管系膨胀相对简单，吊挂结构简洁，便于检维修。

【技术实现步骤摘要】
侧烧转化炉
本专利技术涉及石油化工设备领域，具体地，涉及一种侧烧转化炉。
技术介绍
目前炼油化工装置中通常会使用如制氢转化炉，CO转化炉，合成氨转化炉等管内发生反应的转化炉，炉内设置多根转化管，转化管内设置催化剂，每根转化管就是一个小反应器。以制氢装置为例，制氢转化炉是制氢装置中转化反应的反应器，属于装置的心脏设备，内部设置外热式列管，由于转化反应的强吸热及高温等特点，这种反应器被设计成加热炉的形式，催化剂装在一根根转化炉管内，被炉膛内的燃烧器直接辐射加热，反应介质通过炉管内的催化剂床层进行反应。由于转化炉的操作条件苛刻，其炉型结构，炉管材料，炉管系统支撑，炉管系统膨胀及补偿，燃烧供热，烟气流动及分配，耐火材料等各方面都必须精心设计。目前典型转化炉的炉型按辐射室供热方式主要分为以下四类：1)顶烧炉：燃烧器布置在辐射室顶部，火焰垂直向下，与转化管平行，对转化管进行双面辐射，烟气下行，从炉膛底部烟道离开辐射室，向炉膛端部的对流室方向流动。其优点在于火焰相对集中在炉顶，该处辐射传热能力非常强，具有非常高的局部热强度，在管内顶部反应最激烈处能供给最多的热量，燃料放热分布与反应热需求分布相对协调。其缺点在于炉管顶部管壁温度最高，炉管纵向温度无法调节，在操作末期或催化剂积碳情况下，由于上部反应较少，管内介质温度升高很快，炉管壁温升高，对炉管寿命不利；此外顶烧炉的炉顶结构非常复杂，需要容纳入口集合管，入口集合管弹簧吊架，转化管弹簧吊架，上尾管，上尾管弹簧吊架，燃料气配管，空气风道配管等多项配件，炉顶空间非常拥挤，对散热和检维修不利。2)侧烧炉：燃烧器布置在辐射室的侧墙，火焰附墙燃烧，对转化管形成双面辐射，烟气上行，经过炉顶热烟道，向顶部或端侧的对流室流动。其优点在于，由燃烧火焰附墙产生的辐射墙对转化管进行双面辐射，传热均匀，避免壁温峰值，降低设计壁温，减少转化管壁厚，提高平均热强度，减少转化管数量。其缺点在于燃烧器数量较多，分布在侧墙的燃料气配管和空气风道配管较多。3)梯形炉：辐射室侧墙呈梯台形状，燃烧器火焰沿倾斜的炉墙平行燃烧，通过炉墙向转化管辐射传热，传热方式与侧烧炉类似。4)底烧炉：普通底烧炉多用于小型装置，燃烧器位于辐射室底部，烟气上行。由于转化反应所需要的转化管高度通常较高，约为8-14米，致使炉管壁温纵向分布不均匀。上述典型的转化炉型，其管系设置均为：介质入口集合管设置在炉顶，再分配至多路上尾管，然后进入多路转化管内的催化剂床层进行转化反应，从转化管底部经多路下尾管或经内部设有引导管的刚性短管进入出口集合管，出口集合管设置在炉底，可采用热壁集合管，冷壁集合管或冷、热壁结合的方式。由于转化反应所需要的转化管高度通常较高，约为8-14米，且路数众多，导致整个管系的热膨胀非常复杂，至少包含：底部出口集合管的水平膨胀，转化管的纵向膨胀，顶部入口集合管的水平膨胀等，一般设置上尾管，下尾管或组合使用，来吸收上述管系膨胀和产生的相对位移，同时设置入口集合管弹簧吊架，转化管弹簧吊架，上尾管弹簧吊架等来承担各部分的重量。因此，有必要开发一种辐射供热和炉管壁温均匀、可根据供热需求调节炉管长度方向的受热负荷，管系膨胀相对简单，吊挂结构简洁，便于检维修的侧烧转化炉。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术提出了一种侧烧转化炉，辐射供热和炉管壁温均匀、可根据供热需求调节炉管长度方向的受热负荷，管系膨胀相对简单，吊挂结构简洁，便于检维修的侧烧转化炉。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种侧烧转化炉，包括：辐射段炉膛，所述辐射段炉膛包括：入口炉膛和出口炉膛，所述入口炉膛及所述出口炉膛之间设置有辐射转对流热烟道；多路并联转化管，每路所述转化管包括：入口转化管、出口转化管及柔性中尾管，所述入口转化管并联垂直设置于所述入口炉膛内，两端伸出所述入口炉膛；所述出口转化管并联垂直设置于所述出口炉膛内，两端伸出所述出口炉膛；所述入口转化管及所述出口转化管通过设置于所述辐射段炉膛顶部的柔性中尾管连接；侧壁燃烧器，所述侧壁燃烧器设置于所述入口炉膛及所述出口炉膛的侧墙侧面。优选地，还包括入口集合管及出口集合管，所述入口集合管设置于所述入口炉膛底部连通于所述入口转化管，所述出口集合管设置于所述出口炉膛底部连通于所述出口转化管。优选地，还包括鞍式支座，所述鞍式支座设置于所述入口集合管和出口集合管底部。优选地，还包括导向套管，所述导向套管设置在所述入口转化管和所述出口转化管上，位于所述辐射段炉膛顶部，所述导向套管能够跟随所述入口转化管及所述管出口转化管沿水平方向的膨胀自由移动。优选地，还包括可拆卸配对法兰，所述可拆卸配对法兰设置于所述入口转化管和所述出口转化管顶部。优选地，还包括膨胀保温套，所述膨胀保温套的顶部与底部分别固定于所述可拆卸配对法兰及所述导向套管。优选地，所述柔性中尾管为螺旋型尾管，Ω型尾管或多折型尾管中的至少一种。优选地，还包括加强接头，所述加强接头设置于所述入口转化管和所述出口转化管伸出所述辐射段炉膛顶部的直管段的侧面，所述柔性中尾管通过所述加强接头将所述入口转化管及所述出口转化管连通。优选地，所述入口炉膛与所述出口炉膛之间的水平距离大于1m，形成散热空间和燃烧器配管空间。优选地，所述侧壁燃烧器沿所述入口炉膛和所述出口炉膛侧墙的两侧的垂直方向不同高度处设置多排，且对称设置于所述入口转化管和所述出口转化管两侧。本专利技术的有益效果在于：辐射段炉膛包含入口炉膛和出口炉膛，炉膛里面分别设置入口转化管直管段和出口转化管直管段；每个辐射炉膛提供了两面侧墙，为设置多排侧壁附墙燃烧器提供了空间，实现对转化炉管直管段绝对对称的双面辐射供热方式，实现对转化炉管直管段垂直方向的均匀辐射供热方式，实现对多路并联转化管排沿水平方向的均匀辐射供热方式。由于入口炉膛和出口炉膛分开及燃烧器分别布置，可以根据转化反应要求，实现入口炉膛、出口炉膛的差别负荷供热方案，同时使侧烧转化炉辐射供热和炉管壁温均匀、可根据供热需求调节沿炉管长度方向的受热负荷，管系膨胀相对简单，吊挂结构简洁。本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。图1a和图1b分别示出了现有技术的顶烧型供热的转化炉的主视图及俯视图。图2a和图2b分别示出了现有技术的侧烧型供热的转化炉的主视图及俯视图。图3示出了根据本专利技术的一个实施例的侧烧转化炉的主视图。图4示出了根据本专利技术的一个实施例的侧烧转化炉的侧视图。图5示出了根据本专利技术的一个实施例的侧烧转化炉的俯视图。图6a-c示出了根据本专利技术的一个实施例的侧烧转化炉的详细节点图。附图标记说明：1、现有技术辐射段；2、现有技术燃烧器；3、现有技术炉顶入口集合管；4、现有技术上尾管；5、现有技术转化管；6、现有技术下尾管；7、现有技术炉底出口集合管；8、现有技术辐射烟道墙；9、现有技术入口集合管弹簧；10、现有技术上尾管弹簧；11、现有技术转化管弹簧；12、辐射段炉膛；13、辐射转对流热烟道；14、侧壁附墙燃烧器；15、入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种侧烧转化炉，包括：辐射段炉膛，所述辐射段炉膛包括：入口炉膛和出口炉膛，所述入口炉膛与所述出口炉膛之间设置有辐射转对流热烟道；多路并联转化管，每路所述转化管包括：入口转化管、出口转化管及柔性中尾管，所述入口转化管并联垂直设置于所述入口炉膛内，两端伸出所述入口炉膛；所述出口转化管并联垂直设置于所述出口炉膛内，两端伸出所述出口炉膛；所述入口转化管及所述出口转化管通过设置于所述辐射段炉膛顶部的柔性中尾管连接；侧壁燃烧器，所述侧壁燃烧器设置于所述入口炉膛和所述出口炉膛侧墙的侧面。

【技术特征摘要】
1.一种侧烧转化炉，包括：辐射段炉膛，所述辐射段炉膛包括：入口炉膛和出口炉膛，所述入口炉膛与所述出口炉膛之间设置有辐射转对流热烟道；多路并联转化管，每路所述转化管包括：入口转化管、出口转化管及柔性中尾管，所述入口转化管并联垂直设置于所述入口炉膛内，两端伸出所述入口炉膛；所述出口转化管并联垂直设置于所述出口炉膛内，两端伸出所述出口炉膛；所述入口转化管及所述出口转化管通过设置于所述辐射段炉膛顶部的柔性中尾管连接；侧壁燃烧器，所述侧壁燃烧器设置于所述入口炉膛和所述出口炉膛侧墙的侧面。2.根据权利要求1所述的侧烧转化炉，其中，还包括入口集合管及出口集合管，所述入口集合管设置于所述入口炉膛底部连通于所述入口转化管，所述出口集合管设置于所述出口炉膛底部连通于所述出口转化管。3.根据权利要求1所述的侧烧转化炉，其中，还包括鞍式支座，所述鞍式支座设置于所述入口集合管和出口集合管底部。4.根据权利要求1所述的侧烧转化炉，其中，还包括导向套管，所述导向套管设置在所述入口转化管和所述出口转化管上，位于所述辐射段炉膛顶部，所述导向套管能够...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩健，蔡建光，张伟乾，袁成志，张晓筠，厉亚宁，王海涛，孙毅，
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