一种具有高效低阻力管板的工业炉制造技术

本实用新型专利技术涉及石化工业炉技术领域，具体涉及一种具有高效低阻力管板的工业炉，包括炉墙、端部管板、中间管板和盘管，中间管板为一种具有消减烟风阻力功能的高效管板，其包括立幅板、横板、框板和支脚，多块横板纵向排列地立于立幅板的侧壁，框板固定在立幅板的侧部，支脚固定于框板从而将立幅板架设在炉膛中；立幅板与横板的下侧面之间的交叉拐角处设有顺流圆弧结构，顺流圆弧结构与炉管错开布置，顺流圆弧结构引导烟风从下往上流畅地经过横板，避免烟风对横板的垂直冲击，减少烟风的自旋，减少能耗。顺流圆弧结构的表面设有间隔分布的棱弧凸缘，棱弧凸缘具有把烟风横着导向炉管的下部的功能，提高换热效果。提高换热效果。提高换热效果。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高效低阻力管板的工业炉


[0001]本技术涉及石化工业炉
，尤其涉及石油炼制、石油化工、煤化工及其他化工工艺过程对流体介质进行换热的设备，具体涉及一种具有高效低阻力管板的工业炉。

技术介绍

[0002](1)传统加热炉的结构设计及功能
[0003]加热炉是炼油及石油化工装置中的心脏，管式加热炉的作用于是将管内的介质(油料或气体)加热至工艺所需的温度。
[0004]炉体的四面由高大的炉墙围成炉膛，炉墙由工字钢等型钢钢架上铺焊钢板而成，钢板上分布焊接保温钉，在保温钉之间浇铸入隔热和耐磨材料。两侧炉墙上安装的支耳支持着管板，炉管穿过带支撑孔的管板由管板支持，炉管内流过的是需要加热的油料，炉管外面在炉膛内垂直从下往上(或水平从左到右、从右到左)流过的是大型风机吹送的高温烟气与热风的混合物，热量通过管壁传给管内的油料。一般来说，为了充分平衡和利用各种热源，一台加热炉通常由底部的辐射段、上面的对流段、顶部的烟囱和周边的辅助设施组成，其中的对流段由多组结构相同的模块上下叠装而成。为了节省加热炉内部的空间以及降低加热陆的整体高度，对流段模块通常呈长方体结构。两侧炉墙上管板支耳之间的距离B也就是管板的跨距，厚度(宽度)为b的n块管板分别支承在相应的一对支耳上。
[0005]为了提高炉腔内烟风从下往上流动的压头，炉体顶部设置烟囱越来越高大，通过烟囱顶部较低的气压加大对烟风的吸力，维持烟风的动能，这一动能损耗对工业炉的运行成本及生产效益有明显的影响，但是到一定程度也受到各种因素的限制。
[0006](2)传统加热炉的管板及其存在的问题
[0007]随着社会经济的长期发展，一方面，开采的原油劣质化越来越严重，炼油及化工工艺技术向高温高压深度加工发展，工业炉从加热功能到反应功能，管板所经历的温度越来越高。另一方面，能源需求激增，工业炉向规模化发展，已有方案规定严禁新建1000万吨/年以下常减压，80万吨/年以下石脑油裂解制乙烯，对其他石油化工装置的产能下限也有类似要求。规模化产能要求工业炉越来越大，大跨度炉膛需要大宽度的管板来支承炉管，大宽度管板的整体在宽度方向的受力特点是上部受压应力作用，下部受拉应力作用，按传统结构设计管板难以满足经济性建设的要求。2015年，文“大型加热炉高等级发展促进模块化制造技术进步[J].石油化工设备技术，2015，36(1)：28
‑
33.”报道国内已有宽度达4.6m、高度达2.0m、两侧横弧板高各达0.25m的铸造管板业绩。这样的工也炉管长度不短于24m，按通常规定4m间距布置一块立幅板厚度0.03m管板，共需要5块管板，从工业炉下部往上流动的烟风遇到这样大尺寸的中间管板时，对管板底部总面积为B
×
b
×
n的结构形成一个冲击，计算该总面积为4.6m
×
[(2
×
0.25m)+0.03m]×
5＝12.19m2，这一面积已占到炉腔内侧横截面积4.6m
×
24m＝110.4m2的11％还多。除了管板底部面积外，立幅板上每一层炉管支撑孔的侧壁通常设有横板，横板对烟风的流动也形成明显的阻力。这么大的阻挡面积对烟风流动中
所损耗的动能和压头到了不容忽视的程度。
[0008]因此，改进已有的管板结构，既可改善其对烟风阻力的影响，降低设备运行成本，也可改善铸造工艺的浇铸条件，节约设备制造成本，可以提高工业炉的经济效益，具有很强的现实意义。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在上述技术问题，本技术提供一种具有高效低阻力管板的工业炉。
[0010]为实现上述目的，本技术提供以下技术方案：
[0011]提供一种具有高效低阻力管板的工业炉，包括炉墙、端部管板、中间管板和盘管，端部管板固定在炉墙的两端从而共同围成炉膛，多块中间管板在炉膛中分隔排布；盘管包括多条炉管和多个弯头，炉管穿设支承于中间管板和端部管板的支撑孔，弯头将多条炉管连通起来，炉管的两端口穿出至炉膛外；炉墙设有进烟口和出烟口，以在炉膛内由下至上流通烟风；
[0012]每块中部管板包括立幅板、横板、框板和支脚，多块所述横板纵向排列地立于所述立幅板的侧壁，且所述横板与所述中间管板的支撑孔相错开布置，所述框板固定在所述立幅板的侧部，所述支脚固定于框板从而将立幅板架设在炉膛中；其特征是：
[0013]所述立幅板与所述横板的下侧面之间的交叉拐角处设有顺流圆弧结构，顺流圆弧结构与炉管错开布置，顺流圆弧结构的表面设有间隔分布的棱弧凸缘，用于将由下至上的换热流体导向旁侧的炉管。
[0014]作为优选的方案，所述框板固定在所述立幅板的横向侧部而错开所述立幅板的底部，且所述立幅板的底部设有下薄上厚的楔形迎风端。
[0015]作为优选的方案，所述楔形迎风端一体化铸造成型于所述立幅板。
[0016]作为优选的方案，所述楔形迎风端装配组合固定于所述立幅板。
[0017]作为优选的方案，所述框板亦布置于所述横幅板的顶部，该位置的框板与立幅板之间亦设有所述顺流圆弧结构。
[0018]作为优选的方案，所述棱弧凸缘的表面开有导流槽。
[0019]作为优选的方案，所述顺流圆弧结构呈往拐角内凹的弧形状。
[0020]作为优选的方案，所述顺流圆弧结构、横板和立幅板这三者相互一体化结构，或这三者为相互组焊结构，或为组装结构。
[0021]作为优选的方案，所述框板一体化铸造于所述立幅板；或所述框板由钢板组焊于所述立幅板而成。
[0022]作为优选的方案，立幅板的厚度由上至下逐渐变化，且/或立幅板下部的横板宽度比上部的横板宽度小。
[0023]本技术的有益效果：
[0024]本技术的一种具有高效低阻力管板的工业炉，与现有技术相比，具有如下优点：顺流圆弧结构引导烟风从下往上流畅地经过横板，避免烟风对横板的垂直冲击，减少能耗。棱弧凸缘在使烟风从下往上顺流的基础上，具有把烟风横着导向炉管的下部的功能，提高换热效果。此外，棱弧凸缘对原有的立幅板和横板都有明显的结构加强作用。
[0025]进一步的鲜明效果：
[0026](1)、结构上精细化：一方面，改善阻碍烟风流动的两大局部结构：立幅板只在其靠近左右侧炉墙的两端设框板，立幅板顶部和底部不再设框板。另一方面，增加消减烟风阻力的四大局部结构：中间管板底部楔形迎风端、横板下面的顺流圆弧结构、顺流圆弧结构上间断分布的棱弧凸缘导流结构、棱弧凸缘表面的导流槽强化结构。
[0027](2)、功能方面：使得工业炉内的烟风从下部往上流动时不会强烈冲击大尺寸中间管板底部的平面，也不会冲击横板和顶部边框，而是在中间管板的底部楔形迎风端的作用下，柔顺地从中间管板两侧分流经过；继续往上遇到每一层横板、顺流圆弧结构及其棱弧凸缘时，也不会产生强烈冲击旋涡，而是在顺流圆弧结构的作用下，顺畅地继续往上流动；与此同时，在顺流圆弧结构上的棱弧凸缘的导流结构作用下，烟风柔顺地流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高效低阻力管板的工业炉，包括炉墙、端部管板、中间管板和盘管，端部管板固定在炉墙的两端从而共同围成炉膛，多块中间管板在炉膛中分隔排布；盘管包括多条炉管和多个弯头，炉管穿设支承于中间管板和端部管板的支撑孔，弯头将多条炉管连通起来，炉管的两端口穿出至炉膛外；炉墙设有进烟口和出烟口，以在炉膛内由下至上流通烟风；每块中部管板包括立幅板、横板、框板和支脚，多块所述横板纵向排列地立于所述立幅板的侧壁，且所述横板与所述中间管板的支撑孔相错开布置，所述框板固定在所述立幅板的侧部，所述支脚固定于框板从而将立幅板架设在炉膛中；其特征是：所述立幅板与所述横板的下侧面之间的交叉拐角处设有顺流圆弧结构，顺流圆弧结构与炉管错开布置，顺流圆弧结构的表面设有间隔分布的棱弧凸缘，用于将由下至上的换热流体导向旁侧的炉管。2.根据权利要求1所述的一种具有高效低阻力管板的工业炉，其特征是：所述框板固定在所述立幅板的横向侧部而错开所述立幅板的底部，且所述立幅板的底部设有下薄上厚的楔形迎风端。3.根据权利要求2所述的一种具有高效低阻力管板的工业炉，其特征是：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孙艺，
申请(专利权)人：茂名重力石化装备股份公司，
类型：新型
国别省市：