一种用于烟气热交换器的热能缓释装置的制作方法

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体涉及一种用于烟气热交换器的热能缓释装置。

背景技术：

裂解炉是用于烃类裂解制乙烯及其联产品的一种生产设备，为目前世界上大型石油化工厂所普遍采用。现有技术中，经裂解炉排除的烟气普遍需通过烟气热交换器(又称为烟气换热器)降低热量，再经过后续的除尘处理。烟气热交换器是一种利用高温气体的热量加热低温液体的换热设备，换热器中的热管一般由管壳和内部工作液体组成，管壳采用钢制、抽真空的密闭管壳，固定连接在位于换热器底部的管板上。

裂解炉排出的高温烟气经热交换器时，因温度过高和废气中的粗颗粒冲刷，极易导致热交换器的换热管与管板焊接接头变形而泄漏，进而导致整台烟气热交换器使用寿命缩短，基于这种原因，现有技术的烟气热交换器一般使用寿命仅为2～3年。同时，上述泄露问题还影响了整个工艺流程的效率，需频繁停止作业更换设备，费时费力，浪费资金。

技术实现要素：

本实用新型旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种用于烟气热交换器的热能缓释装置，以解决现有技术的烟气热交换器在直接接受裂解炉所排出高温烟气的情况下，因烟气温度过高及粗颗粒冲刷作用导致换热管与管板焊接接头变形、泄漏的技术问题。

为实现以上技术目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于烟气热交换器的热能缓释装置，包括变径管，小径端口，大径端口，直管，镂空板，碳砖层，通孔，第一旁路管，烟气热交换器，管板，换热管，第二旁路管，其中变径管的两端分别为小径端口和大径端口，直管一端固定连接在大径端口上、另一端固定连接在烟气热交换器底端，烟气热交换器具有一空腔，管板固定连接在所述空腔的下端，换热管有若干根，所述换热管位于所述空腔中，所述换热管与管板固定连接，所述换热管的下端口位置低于管板，镂空板固定连接在直管中，碳砖层的下表面与镂空板的上表面相贴合，碳砖层的上表面与管板 的下表面相贴合，所述碳砖层上具有若干通孔，所述通孔的数量、位置与换热管下端口的数量、位置一一对应，第一旁路管固定连接在直管的管壁上，第二旁路管固定连接在烟气热交换器的侧壁上。

作为优选，所述碳砖层的厚度为40～80mm。

作为优选，还包括第三旁路管，所述第三旁路管固定连接在变径管的管壁上。

作为优选，所述第三旁路管的数量为2个。

作为优选，镂空板的下表面上附着有筛网。

作为优选，所述通孔的直径为换热管内径的2/3。

本实用新型依托于烟气热交换器设计，需安装于烟气热交换器上发挥作用。在以上技术方案中，所述小径端口是指变径管直径较小一端的端口；所述大径端口是指变径管直径较大一端的端口；镂空板是指表面上具有若干孔洞、形成镂空模式的板状物，一方面用于固定碳砖、另一方面运行气流顺畅通过；所述管板是指用于固定换热管的常规版状物。

本实用新型提供了一种用于烟气热交换器的热能缓释装置，该技术方案将现有技术中热烟气直接由裂解炉通入烟气热交换器的模式加以改进，在裂解炉和烟气热交换器之间加装了用于缓释、吸收热量的装置。该装置设置了两端分别连接烟气热交换器和裂解炉的管路，在管路中加装了镂空板并在镂空板上设置了碳砖层，碳砖层上表面与固定换热管的管板相贴合，由于换热管下端口低于管板，因此换热管下端口可伸入至碳砖层中。在此基础上，本实用新型在碳砖层上开设了与换热管数量、位置一一对应的通孔，从而使热烟气先经碳砖储能缓释后，再进入换热管，温度和流量得到高效缓释，换热管得到有效的缓冲保护，换热管与管板焊接接头不会骤然受高温而变形泄漏。

本实用新型利用碳砖耐高温、储能作用，减缓烟气冲刷过程中同时吸热、储能，然后作用到管板与换热管上，将热量缓慢释放，避免了高温烟气造成换热器内的水瞬间汽化造成局部过热膨胀。在优选技术方案中，限定40～80mm的碳砖层厚度能强制将高温烟气气流上升到换热管高度40mm以上部位，以免对管板及换热管直接冲刷造成磨损；限定通孔的直径为换热管内径的2/3是兼顾烟气进入热交换器后的初始流速与系统压力而设置的；在镂空板下表面设置筛网可以在一定程度上滤除大颗粒杂质，以降低气流对热交换器内部的磨损。

通过本实用新型用于烟气热交换器的热能缓释装置，整台设备使用寿命从原来的2～3年提高到10年及10年以上，生产效率大大提高；不会频繁停车停工，提高了整个工艺流程生产效益和质量，降低了生产成本，减少了工人的劳动强度，增加了产能产值。

附图说明

图1是本实用新型用于烟气热交换器的热能缓释装置在整体工艺设备中的位置示意图。

图2是本实用新型实施例1中用于烟气热交换器的热能缓释装置的纵剖面结构示意图。

图中

1、变径管 2、小径端口 3、大径端口 4、直管

5、镂空板 6、碳砖层 7、通孔 8、第一旁路管

9、烟气热交换器 10、管板 11、换热管 12、第二旁路管

13、第三旁路管 14、裂解炉 15、本实用新型用 16、蒸汽出口

于烟气热交换器

的热能缓释装置

17、旋风分离器 18、布袋除尘器

具体实施方式

以下将对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本实用新型所属领域技术人员普遍理解的相同含义。

实施例1

一种用于烟气热交换器的热能缓释装置，包括变径管1，小径端口2，大径端口3，直管4，镂空板5，碳砖层6，通孔7，第一旁路管8，烟气热交换器9，管板10，换热管11，第二旁路管12，其中变径管1的两端分别为小径端口2和大径端口3，直管4一端固定连接在大径端口3上、另一端固定连接在烟气热交换器9底端，烟气热交换器9具有一空腔，管板10固定连接在所述空腔的下端， 换热管11有若干根，所述换热管11位于所述空腔中，所述换热管11与管板10固定连接，所述换热管11的下端口位置低于管板10，镂空板5固定连接在直管4中，碳砖层6的下表面与镂空板5的上表面相贴合，碳砖层6的上表面与管板10的下表面相贴合，所述碳砖层6上具有若干通孔7，所述通孔7的数量、位置与换热管11下端口的数量、位置一一对应，第一旁路管8固定连接在直管4的管壁上，第二旁路管12固定连接在烟气热交换器9的侧壁上。

在以上技术方案的基础上，满足以下条件：

所述碳砖层6的厚度为40mm。

还包括第三旁路管13，所述第三旁路管13固定连接在变径管1的管壁上。

所述第三旁路管13的数量为2个。

镂空板5的下表面上附着有筛网。

所述通孔7的直径为换热管11内径的2/3。

实施例2

一种用于烟气热交换器的热能缓释装置，包括变径管1，小径端口2，大径端口3，直管4，镂空板5，碳砖层6，通孔7，第一旁路管8，烟气热交换器9，管板10，换热管11，第二旁路管12，其中变径管1的两端分别为小径端口2和大径端口3，直管4一端固定连接在大径端口3上、另一端固定连接在烟气热交换器9底端，烟气热交换器9具有一空腔，管板10固定连接在所述空腔的下端，换热管11有若干根，所述换热管11位于所述空腔中，所述换热管11与管板10固定连接，所述换热管11的下端口位置低于管板10，镂空板5固定连接在直管4中，碳砖层6的下表面与镂空板5的上表面相贴合，碳砖层6的上表面与管板10的下表面相贴合，所述碳砖层6上具有若干通孔7，所述通孔7的数量、位置与换热管11下端口的数量、位置一一对应，第一旁路管8固定连接在直管4的管壁上，第二旁路管12固定连接在烟气热交换器9的侧壁上。

在以上技术方案的基础上，满足以下条件：

所述碳砖层6的厚度为80mm。

实施例3

一种用于烟气热交换器的热能缓释装置，包括变径管1，小径端口2，大径端口3，直管4，镂空板5，碳砖层6，通孔7，第一旁路管8，烟气热交换器9， 管板10，换热管11，第二旁路管12，其中变径管1的两端分别为小径端口2和大径端口3，直管4一端固定连接在大径端口3上、另一端固定连接在烟气热交换器9底端，烟气热交换器9具有一空腔，管板10固定连接在所述空腔的下端，换热管11有若干根，所述换热管11位于所述空腔中，所述换热管11与管板10固定连接，所述换热管11的下端口位置低于管板10，镂空板5固定连接在直管4中，碳砖层6的下表面与镂空板5的上表面相贴合，碳砖层6的上表面与管板10的下表面相贴合，所述碳砖层6上具有若干通孔7，所述通孔7的数量、位置与换热管11下端口的数量、位置一一对应，第一旁路管8固定连接在直管4的管壁上，第二旁路管12固定连接在烟气热交换器9的侧壁上。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。