加热炉制造技术

本实用新型专利技术涉及石油化工技术领域，公开了一种加热炉，所述加热炉(2)包括辐射室(20)，所述辐射室的侧壁具有阶梯状结构，所述阶梯状结构将所述辐射室的内部空间分割成至少两个彼此之间相互连通且沿辐射室的高度方向排列的腔室，位于辐射室最底部的腔室为第一腔室(21a)，其余位于所述第一腔室(21a)上方的腔室为第二腔室(21b)；多个炉管(22)，多个所述炉管设置于所述辐射室内，并且多个所述炉管沿所述辐射室的高度方向排列；以及燃烧机构，所述燃烧机构包括安装于所述第一腔室内的能够加热所述炉管的主燃烧器和安装于所述第二腔室内的辅助燃烧器。本实用新型专利技术可显著增大炉管平均热强度；主辅燃烧器配合调节，可提高加热炉操作弹性。

Heating furnace

【技术实现步骤摘要】
加热炉
本技术涉及石油化工
，具体地涉及加热炉。
技术介绍
管式加热炉是石油化工装置中重要的加热设备，其设计和运行水平往往直接影响装置的处理量，操作弹性和运行周期。目前，石油化工领域的管式加热炉按辐射方式可分为单面辐射和双面辐射加热炉。其中，单面辐射加热炉采用炉管紧靠炉墙的布置方式，燃烧器位于炉膛底部中间位置，炉管仅受单面火焰及烟气辐射，炉管平均热强度较低，大约为20～30kW/m2，且炉管周向热强度分布均匀性差，不均匀系数约为1.8，导致炉管传热面积利用率低，通常在处理量较大的加热炉中很少采用。相比而言，双面辐射加热炉可有效提高炉管传热面积利用率，其炉管平均热强度约为25～35kW/m2。如图1中所示，现有的双面辐射加热炉1的炉管位于加热炉辐射室12的中间，炉管的两侧均设置有加热炉燃烧器14。尽管炉管的两侧均设置有加热炉燃烧器14，但其安装位置均位于炉底，导致炉膛高度方向上的温度场分布并不均匀，具体表现为炉膛不同高度方向上的炉管的热强度分布差别较大，因此限制了炉管平均热强度的进一步提高。当前，加热炉的大型化仅靠单一的增大传热面积，增多炉膛数量的方式，必然造成设备投资和操作费用的大幅增加，并未真正提高设备利用率。因此，加热炉大型化需要解决的关键问题是提高炉管的平均热强度，增大加热炉的操作弹性，才能有效节省设备投资和降低操作费用，体现装置规模效益。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有双面辐射加热炉炉管平均热强度提高受限、炉膛高度方向温度场分布不均匀、加热炉操作弹性小等问题，提供一种分区供热双阶梯式加热炉。该加热炉的辐射室具有阶梯状结构的侧壁以及多个腔室，每个腔室中设置有燃烧件，由此使得辐射室内高度方向上的炉管的热强度分布较为均匀。为了实现上述目的，本技术一方面提供一种加热炉，所述加热炉包括：辐射室，所述辐射室的侧壁具有阶梯状结构，所述阶梯状结构将所述辐射室的内部空间分割成至少两个彼此之间相互连通且沿所述辐射室的高度方向排列的腔室，其中，位于所述辐射室最底部的腔室为第一腔室，其余位于所述第一腔室上方的腔室为第二腔室；多个炉管，多个所述炉管设置于所述辐射室内，并且多个所述炉管沿所述辐射室的高度方向排列；以及燃烧机构，所述燃烧机构包括安装于所述第一腔室内的能够加热所述炉管的主燃烧器和安装于所述第二腔室内的能够加热所述炉管的辅助燃烧器。在上述技术方案中，通过将辐射室的侧壁设置为具有能够将辐射室的内部空间分割成至少两个彼此之间相互连通且沿辐射室的高度方向排列的腔室的阶梯状结构以及在每个所述腔室内设置能够加热炉管的燃烧器，如在第一腔室内设置主燃烧器和在第二腔室内设置辅助燃烧器，从而使得辐射室不同高度方向上的温度场分布更为均匀，显著提高了炉管的平均热强度，提高了加热炉的处理量。优选地，每个所述腔室具有在所述辐射室的底壁到所述辐射室的顶壁的方向上呈渐缩状的侧壁；和/或多个所述炉管将所述辐射室分成沿垂直于所述辐射室高度方向上的对称结构。优选地，所述辐射室的侧壁包括连接于所述辐射室的底壁的第一环形壁，所述第一环形壁在所述辐射室的底壁到所述辐射室的顶壁的方向上呈渐缩状，所述第一腔室由所述第一环形壁围合形成。优选地，所述辐射室的侧壁包括设置在所述辐射室的底壁和所述第一环形壁之间的第一环形连接壁，所述第一环形连接壁沿所述辐射室的高度方向延伸；所述第一腔室由所述第一环形连接壁和所述第一环形壁共同围合形成。优选地，所述第一环形连接壁的高度为不大于5米；和/或所述第一环形壁包括斜面，所述斜面与水平面之间的夹角为45-90°。优选地，所述第二腔室由连接于邻近的所述腔室的呈渐缩状的环形壁的平台部和连接于所述平台部且在所述辐射室的底壁到所述辐射室的顶壁的方向上呈渐缩状的第二环形壁共同围合形成。优选地，所述第二环形壁包括斜面，所述斜面与所述平台部之间的夹角为45-90°。优选地，所述炉管沿垂直于所述辐射室阶梯截面方向水平布置；所述第一腔室内设置有多对沿所述炉管的长度方向设置的成对的主燃烧器，所述成对的主燃烧器分别相对的设置在所述炉管的两侧；所述第二腔室内设置有多对沿所述炉管的长度方向设置的成对的辅助燃烧器，所述成对的辅助燃烧器分别相对的设置在所述炉管的两侧。优选地，所述主燃烧器安装于所述第一腔室的底壁上，所述辅助燃烧器安装于相应腔室中的所述平台部；其中：位于所述炉管同侧的相邻的所述主燃烧器之间的间距为800-1500mm，位于所述炉管同侧的相邻的所述辅助燃烧器之间的间距为800-3000mm；和/或所述主燃烧器和所述第一腔室的侧壁之间的距离为10-600mm，所述辅助燃烧器和所述第二腔室的侧壁之间的距离为10-600mm。优选地，相邻的所述炉管之间的间距为所述炉管的外径的1.5-3.0倍。优选地，所述加热炉包括对流室和分别与所述对流室相连通的多个所述辐射室，多个所述辐射室并排设置。本技术的积极进步效果在于：本技术采用双阶梯式辐射室结构，分别设置附墙式主燃烧器和辅助燃烧器，可显著增大辐射炉管平均热强度，提高加热炉处理量，并可有效防止火焰舔管；主辅燃烧器配合调节，可显著提高加热炉操作弹性。此外，当该炉型用于辐射炉管注蒸汽的减压炉或焦化炉时，由于减少了炉管管程数，可降低注汽总量，节约操作成本。该炉型广泛适应于大型化石油化工装置中的大处理量加热炉，能大幅节省设备投资和操作费用，体现装置规模效益。附图说明图1是现有技术中的双面辐射加热炉的局部剖面结构示意图；图2是本技术优选实施方式的加热炉的局部剖面结构示意图；图3是本技术另一优选实施方式的加热炉的局部剖面结构示意图。附图标记说明1-双面辐射加热炉；12-加热炉辐射室；14-加热炉燃烧器；2-加热炉；20-辐射室；21a-第一腔室；210a-第一环形连接壁；212a-第一环形壁；21b-第二腔室；210b-平台部；212b-第二环形壁；22-炉管；24a-主燃烧器；24b-辅助燃烧器；26-对流室；28-对流炉管。具体实施方式在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图中所示的方位和实际应用中的方位理解，“内、外”是指部件的轮廓的内、外。本技术提供了一种加热炉，加热炉2包括辐射室20、设置于辐射室20内的多个炉管22和燃烧机构。其中，辐射室20的侧壁具有阶梯状结构，所述阶梯状结构将辐射室20的内部空间分割成至少两个彼此之间相互连通且沿辐射室20的高度方向排列的腔室，其中，位于辐射室20最底部的腔室为第一腔室21a，其余位于第一腔室21a上方的腔室为第二腔室21b；多个炉管22沿辐射室20的高度方向排列；所述燃烧机构包括安装于第一腔室21a内的能够加热炉管22的主燃烧器24a和安装于第二腔室21b内的能够加热炉管22的辅助燃烧器24b。通过将辐射室20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热炉，其特征在于，所述加热炉(2)包括：/n辐射室(20)，所述辐射室(20)的侧壁具有阶梯状结构，所述阶梯状结构将所述辐射室(20)的内部空间分割成至少两个彼此之间相互连通且沿所述辐射室(20)的高度方向排列的腔室，其中，位于所述辐射室(20)最底部的腔室为第一腔室(21a)，其余位于所述第一腔室(21a)上方的腔室为第二腔室(21b)；/n多个炉管(22)，多个所述炉管(22)设置于所述辐射室(20)内，并且多个所述炉管(22)沿所述辐射室(20)的高度方向排列；以及/n燃烧机构，所述燃烧机构包括安装于所述第一腔室(21a)内的能够加热所述炉管(22)的主燃烧器(24a)和安装于所述第二腔室(21b)内的能够加热所述炉管(22)的辅助燃烧器(24b)。/n

【技术特征摘要】
1.一种加热炉，其特征在于，所述加热炉(2)包括：
辐射室(20)，所述辐射室(20)的侧壁具有阶梯状结构，所述阶梯状结构将所述辐射室(20)的内部空间分割成至少两个彼此之间相互连通且沿所述辐射室(20)的高度方向排列的腔室，其中，位于所述辐射室(20)最底部的腔室为第一腔室(21a)，其余位于所述第一腔室(21a)上方的腔室为第二腔室(21b)；
多个炉管(22)，多个所述炉管(22)设置于所述辐射室(20)内，并且多个所述炉管(22)沿所述辐射室(20)的高度方向排列；以及
燃烧机构，所述燃烧机构包括安装于所述第一腔室(21a)内的能够加热所述炉管(22)的主燃烧器(24a)和安装于所述第二腔室(21b)内的能够加热所述炉管(22)的辅助燃烧器(24b)。


2.根据权利要求1所述的加热炉，其特征在于，每个所述腔室具有在所述辐射室(20)的底壁到所述辐射室(20)的顶壁的方向上呈渐缩状的侧壁；和/或
多个所述炉管(22)将所述辐射室(20)分成沿垂直于所述辐射室(20)高度方向上的对称结构。


3.根据权利要求2所述的加热炉，其特征在于，所述辐射室(20)的侧壁包括连接于所述辐射室(20)的底壁的第一环形壁(212a)，所述第一环形壁(212a)在所述辐射室(20)的底壁到所述辐射室(20)的顶壁的方向上呈渐缩状，所述第一腔室(21a)由所述第一环形壁(212a)围合形成。


4.根据权利要求3所述的加热炉，其特征在于，所述辐射室(20)的侧壁包括设置在所述辐射室(20)的底壁和所述第一环形壁(212a)之间的第一环形连接壁(210a)，所述第一环形连接壁(210a)沿所述辐射室(20)的高度方向延伸；
所述第一腔室(21a)由所述第一环形连接壁(210a)和所述第一环形壁(212a)共同围合形成。


5.根据权利要求4所述的加热炉，其特征在于，所述第一环形连接壁(210a)的高度为不大于5米；和/或
所述第一环形壁(212a)包括斜面，所述斜面与水平面之间的夹角为45-90°。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军卫，肖家治，沈国平，冯永生，韩艳萍，王娟，肖凤杰，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，青岛实大才智科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：山东;37