裂解炉管原位涂层加工热处理炉的制作方法

本发明涉及一种裂解炉管原位涂层加工热处理炉，主要应用于炉管加热技术领域。

背景技术：

裂解炉管原位涂层加工技术是北京化工研究院的研究出的专利技术。其涂层组分来自炉管基体本身，涂层与基体结合牢固并具有优异的抗结焦及抗渗碳性能，原位涂层能够抑制乙烯装置裂解炉管的结焦，延长装置的有效生产时间，降低能耗、增加炉管的使用寿命，提高乙烯装置的经济效益。中石化燕山分公司BA1102裂解炉应用北京化工研究院原位涂层抑制结焦技术后，连续运行达到207天，大大超过了裂解炉50～100天的普遍运行周期，取得了较好的工业运行结果。

裂解炉管原位涂层技术最关键的是对炉管进行热处理，根据炉管的实际尺寸设置热处理炉。裂解炉管原位涂层加工热处理炉技术要求：①工作温度：950℃；②升温速度：≤100℃/h，降温速度：≤150℃/h；③炉温均匀性：有效加热区内保温期间≤±15℃；④控温精度：≤±5℃；⑤炉体表面温升：≤80℃；⑥热处理总时间：约45小时。

原位涂层加工技术首先由北京燕华工程建设有限公司进行实施，其设计的框式加热炉比较简易，在厂房内设置一场地，根据炉管的规格尺寸制作临时加热炉，规格为宽1.5m，高0.8m，长约14m，腔壁铺设保温棉，炉底保温棉上用保温砖铺满，在炉底及两侧布置红外电热块。保温材料采用三层硅酸铝针刺毯保温被，保温被固定在框架壁上，在壁板上焊接保温钉，各层保温被覆盖在腔壁后用钢板压实，钢板焊在保温钉上。

北京燕华工程建设有限公司设计的加热炉由以下几个问题：

1、热处理炉是一次性临时设置，热处理完后即拆除，再次处理时需重复建设。

2、由于是临时设置，保温效果较差。顶部保温棉有下塌的风险。升温及降温速度难以严格控制。

3、管子与管子之间需临时连接，热处理后需割除重新打磨，费时费力。

4、一次处理的炉管数量较少。功效低。

为了提高功效，结合我们需要处理的炉管具体情况，经多方研究讨论，重新设计了裂解炉管原位涂层加工热处理炉。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种可以一次处理加工两组炉管，最大限度利用炉体空间，提高热处理效率的裂解炉管原位涂层加工热处理炉。

本发明所述的裂解炉管原位涂层加工热处理炉，包括由底架、壁板及顶部盖板形成炉腔，炉腔内分布有龙门架，龙门架安装在底架上，龙门架上有两层横梁，相邻龙门架之间设有底部电加热片，底部电加热片固定在底架上，底架的外周为壁板，壁板的顶部设置顶部盖板，前、后两侧壁板及顶部盖板上分别分布有看火孔，左、右两端的壁板分别设有人员进出口及工艺管出口，前、后两侧壁板内侧分别布置有热电偶、电线套管及侧部电加热片。

所述的底架由H型钢组装成，龙门架立柱分别焊在底部的H型钢上。

所述的顶部盖板设置为分体式，分体式顶部盖板上在与壁板卡合处的端部设置吊装支腿，顶部盖板内侧面设置保温层。

所述的侧部电加热片底部设置耐火砖。

所述的前、后两侧壁板外侧下部设置防雨防触电蓬。

所述的左、右两端的壁板中其中一端设置扶手。

所述的炉腔内部设置保温衬里，底架衬里厚度为314mm；炉顶及四周壁板衬里厚度均为250mm。

加热炉体设计整体考虑：分底架、壁板、顶部盖板和附属设施等几个部分，内部空间净尺寸为17550mm×2500mm×1500mm(长×宽×高)，满足裂解炉管原位涂层加工要求。加热炉设计时兼顾压力容器热处理要求，内部可分割为4米、10米等不同长的空间，顶部可加高1.2米的短节，以满足不同规格的压力容器热处理。最大可以处理直径2.4米左右17米长的压力容器。

加热炉底部设计时要考虑炉管支撑和加热片的布置。为此底部采用11个龙门支架支撑炉管，因在高温时间较长，龙门支架采用耐高温的废旧炉管制作。龙门支架之间布置底部加热片。为一次能对两组炉管进行热处理，龙门支架设计为两层，下部横梁与立柱焊接固定，上部横梁与立柱采用活动可拆的结构形式。

加热炉顶部设计为基本对称的两部分，为便于吊装和定位，每一部分设计有5个吊装支腿，吊装支腿即定位块兼支腿。因室外放置，需进行防雨设计。顶部设计为有一定斜度的屋脊结构。顶部盖板根据需要设置6个看火孔。

加热炉壁板前后两侧面各设置6个看火孔，前后两侧面看火孔上下错开布置。热电偶、电线套管对称布置在壁板两侧面，两侧面套管下面对称布置电缆桥架。炉子的左右两端面设人员进出孔、工艺介质管线进出口。在炉子的中上部设梯子平台，以便于检查操作。

加热炉保温衬里形式：炉体底部衬里结构为50mm轻质浇注料、150mm高铝陶纤模块、114mm高铝低铁轻质耐火砖，衬里厚度为314mm；炉顶及四周壁板衬里结构为100mm轻质浇注料、150mm高铝陶纤模块，衬里厚度为250mm。

电加热片布置形式：加热炉前后两侧面和底部各布置32片10KV电加热片，共计96片，能够满足热处理要求，底部加热片平放于龙门架之间，前后两侧面的加热片上部悬挂于焊在壁板上的钢管，下部垫耐火砖予以支撑，以保证高温下加热片支撑不变形。

本发明的有益效果是：

通过对中石化齐鲁分公司烯烃厂裂解炉BA-102炉管原位涂层加工热处理应用，加热炉有以下使用效果：

1、能够满足热处理工艺的要求。对于炉内温度的均匀性、炉体壁温的控制能够满足要求。热处理工艺要求在950°保温20小时，炉内支撑基本不变形，炉管变形量符合要求。

2、缩短了热处理时间，提高了劳动效率。热处理一组炉管大约需要5天时间，一次可以处理2组炉管，提高功效一倍。

3、充分利用资源，减少了浪费。热处理工艺要求，在加热过程中，需要持续不断的在管内通氢气，一次处理两组炉管，节约氢气量近一半，同时也减少了电能的浪费。

4、可用于压力容器的热处理。通过加隔板和加高等形式，可以对长度不同规格不同的的设备进行热处理。可以一炉多用。

附图说明

图1是本发明中去掉顶部盖板后炉腔的俯视结构示意图。

图2是本发明中顶部盖板的平面结构示意图。

图3是图1中炉腔横截面的结构示意图。

图4是本发明中顶部盖板的端面图。

图5是本发明中前侧壁板的示意图。

图6是本发明中左端壁板的示意图。

图中：1、龙门架；2、底架；3、顶部盖板；4、看火孔；5、上部横梁；6、壁板；7、下部横梁；8、立柱；9、吊装支腿；10、壁板衬里；11、扶手；12、防雨防触电蓬。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述：

如图1～图6所示，本发明所述的裂解炉管原位涂层加工热处理炉，包括由底架2、壁板6及顶部盖板3形成炉腔，炉腔内分布有龙门架1，龙门架1安装在底架2上，龙门架1上有两层横梁，分别为上部横梁5和下部横梁7，上部横梁5和下部横梁7均安装在立柱8上，立柱8固定在底架2上，相邻龙门架1之间设有底部电加热片，底部电加热片固定在底架2上，底架2的外周为壁板6，壁板6的顶部设置顶部盖板3，前、后两侧壁板6及顶部盖板3上分别分布有看火孔4，左、右两端的壁板6分别设有人员进出口及工艺管出口，前、后两侧壁板6内侧分别布置有热电偶、电线套管及侧部电加热片。底架2由H型钢组装成，龙门架立柱8分别焊在底部的H型钢上。顶部盖板3设置为分体式，分体式顶部盖板3上在与壁板6卡合处的端部设置吊装支腿9，顶部盖板3内侧面设置保温层。侧部电加热片底部设置耐火砖。前、后两侧壁板外侧下部设置防雨防触电蓬12。左、右两端的壁板中其中一端设置扶手11。炉腔内部设置保温衬里，底架2衬里厚度为314mm；炉顶衬里及四周壁板衬里10厚度均为250mm。

(一)加热炉组装步骤：

1、通过H型钢组装成底部框架，龙门支架立柱8分别焊在底部的H型钢横梁上。

2、通过H型钢、槽钢组对壁板框架。

3、通过H型钢、槽钢组对顶部框架，顶部分两部分。为便于定位吊装，每一部分含5个定位块兼支腿，可直接放在地面而不损害保温层。

4、框架完成后从里面铺设焊接6mm后的钢板。

5、前后两侧壁板和顶部盖板3开设看火孔4。前后两侧壁板焊接热电偶、电线套管，左右两侧壁板开设人员进出口和工艺管出口。

6、在内部钢板上焊接保温钉，之后进行耐火隔热层施工。

7、布置电加热片布置：加热炉前后两侧面和底部各布置32片10KV电加热片，共计96片，底部加热片平放于龙门架1之间，前后两侧面的加热片上部悬挂于焊在壁板上的钢管，下部垫耐火砖予以支撑，以保证高温下加热片支撑不变形。

8、焊接外部梯子平台与防雨设施。

(二)加热炉使用方法：

1、炉管到货后，先进行内部清洗，检查合格后，吊装第一组炉管放在炉内的龙门支架下部横梁7上，调整炉管弯头和出口管口至合适位置。

2、第一组炉管检查合格后，安装龙门支架上部横梁5，再吊装第二组炉管，放在龙门架上部横梁5之上。

3、将两组炉管出口通过临时管线和外部工艺管道焊接连接。焊缝表面需进行无损检测合格。

4、检查加热炉内电气设施，合格后，将顶部盖板3吊装封盖。

5、封堵外部看火孔4和人员进出口。

6、检查外部电气设施，合格后按工艺要求通电加热。

7、通电加热保温降温等工艺过程完成后，将顶部盖板3吊起放在地面上，依次吊装两组炉管，完成一次热处理过程。