专利名称：横卧模块工业炉的制作方法
技术领域：
本实用新型是横卧模块工业炉，属于机械工程中的设计及建造领域。具体可用于 石油炼制与化工、煤化工、化肥、空调、空冷、锅炉、电力设施装备等等的热交换要求上，包括 给介质加热或冷却等应用方式，特别适合于各种化工和化肥工业炉的烟气热交换设备。背景技术：
(1)传统工业炉的结构设计及功能工业炉是石油化工中的龙头，包括常压炉、减压炉、制氢炉、重整炉、焦化炉、转化 炉及裂解炉等。管式工业炉的作用于是将介质(油料或气体)加热至工艺所需的温度。炉体由炉壳和内部的盘管组成。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，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。 炉墙上安装的支架支持着管板，炉管穿过带孔的管板由管板支持，炉管内流过的是需要加 热的油料，炉管外面在炉膛内从下往上流过的是高温烟气或热风，热量通过管壁传给管内 的油料。(2)传统工业炉的建造方法由于历史原因，炉体建造中传统的习惯做法是机械制造厂生产管板、翅片管和弯 头等配件，然后由建设公司负责在工地现场将这些零件与钢结构炉墙一起组装成炉体整 体。在装置现场组焊裂解炉对流段，有两种施工技术主要体现在前期炉墙的浇铸方法上，一 是卧式浇铸，二是立式浇铸。传统的习惯做法的缺点是在装置现场组焊，其炉管的穿进、与弯头的组焊及焊缝 的射线检测、焊缝缺陷的反修、炉墙表面严格的喷漆均因露天高空施工带来诸多不便，与现 代工程管理的HSE方针有差距，炉墙耐磨隔热衬里受天气影响会变形开裂、松脱或雨淋失 效。露天高空施工和检查不便，工期会受恶劣天气影响，质量保证难度大，生产安全受威胁。 为方便业主和工程管理方监控各工序质量，缩短工期，近几年来，工业炉建造逐步实行模块 化式施工方法，模块顶部连接有方便吊装用的衡架结构或吊耳。每一组模块的炉墙上下面 均开有大量的圆形螺栓孔。改变工业炉在装置工地现场进行零部件的组装焊接为现场的模 块化“搭积木”式施工方法。例如，乙烯裂解炉由对流段和辐射段两大段上下组装而成，一 台15万吨/年乙烯裂解炉对流段一般整体尺寸往往达长ISmX高^mX宽: ，属于高耸的 钢结构建筑物，图1所示是其对流段7组模块上下叠装示意图。(3)不同结构工业炉建造中存在的问题问题一随着社会经济的发展，各种化工装置的生产规模不断加大，工业炉体积也 越来越大，对于易燃易爆介质的工业炉设计建造，高耸结构抗风振和地震载荷作用的强度 要求高，而很多化工装置都选址在台风较大的海边，因此投资成本上升显著。问题二 工业炉沿垂直上下方向的叠装模块化建造的另一方面问题是模块的更换 困难，因为任一件模块都被上一件模块压迫着，而且是高空作业。由此可见，对化工工业炉进行设计及建造技术方面的改进，沿着水平方向扩大工业炉结构，可以提高工业炉的安全运行性，保证经济效益，具有很强的工程意义
发明内容本实用新型发明需要解决的问题是降低工业炉高耸式结构的高度，把工业炉沿垂 直上下方向的模块化建造技术应用到沿着水平方向扩大工业炉结构。本发明是一种横卧模块工业炉，目的在于克服现有工业炉高耸式结构技术的缺点 与不足。每一台加热炉由若干件长方体形的模块组装而成，每一件模块包括上面的炉顶、下 面的炉 床和前后的两端炉墙组成的外壳，外壳内部上面炉顶的吊耳、下面炉床的支耳、前后 两端部管板、中间管板、炉管和弯头，炉管的集箱及前后两端的弯头箱，其特征是长方体形 的模块之间是横向组装的，工业炉整体呈水平卧式安装，外壳构成的炉腔主流道是水平卧 式的。如图2所示。本发明的具体内容(1)把每一台工业炉整体按需要在同一水平平台上化解为多个连接模块，在制造 厂车间内进行每一件模块的制造，各模块之间在制造厂车间内进行模拟现场组装的预操 作，以保证螺栓孔的对中及模块运到现场时组装的顺利进行。(2)水平连接的多个模块其排列方式包括水平直线和水平转弯两种结构形式。前 者如图2所示，能避免高耸炉体的强度问题，后者如图3所示，能进一步改善炉体的强度。(3)由两个不同水平平台上分别连接的多个模块构成的两个水平炉腔主流道，通 过端盖结构将上下两个流道连接到一起，构成=D形流道。如果由三个不同水平平台上分别 连接的多个模块构成的三个水平炉腔主流道，通过端盖结构将上下两两流道连接到一起， 则构成S形流道。如图4所示。该模块组合形式综合了工业炉的向上发展和水平发展，但是以水平发展为主，本 质上其流道是水平方向的，能避免高耸炉体的强度问题。(4)在每一模块前后的两端炉墙之间设有支撑立柱，立柱间隔约4000mm，立柱上 下两端分别与上面的炉顶、下面的炉床焊接牢固，以增强炉体强度。(5)在模块上面的炉顶设有吊耳结构，方便吊装及拆卸用。(6)在模块炉床下面设有方便安装的支腿结构，螺栓通过支腿底板上的螺栓孔与 安装基础连接。(7)每一组模块的左右两侧炉墙上均开由大量的圆形螺栓孔，螺栓孔间距约 150mm，左右两组配对的模块其炉墙螺栓孔在车间制造时经过预组装加工，左右两组模块在 装置工地现场组装后，其连接螺栓孔顺利地对中并穿过螺栓。(8)炉中所有模块的高度和长度是相等的，个别模块或所有模块的宽度则是一端 较另一端略窄小一些，视模块长短，两端的宽度差为50mm至100mm，较短的模块其宽度差取 小值，较长的模块其宽度差取大值。这样的模块就如一枚楔，方便以后从炉体的一侧拉出， 进行更新改造。如图3所示。
图1所示是对流段7组模块上下叠装示意图。图2所示是模块水平直线排列结构形式的横卧模块工业炉。图中1、2、3、4、5是5件模块，6是模块上面的炉顶，7是端炉墙，8是模块下面的炉床，箭头所示是气流水平流过 炉腔的流道方向。图3所示是模块水平转弯结构形式的横卧模块工业炉。图中1、2、3、4、5共5件模 块沿前后排列，9、10、11、12、13共5件模块沿左右排列，10件模块都在同一个水平面上，其 中模块11和12均是一端宽大而另一端窄小的楔形结构，两者大小端宽度尺寸互补，合起来 则是宽度不变的一对模块。箭头所示是气流从右向左、再从前到后流过炉腔的流道方向。与 模块10相比，模块12更容易从前端拉出来和插进去。图4所示是通过端盖结构14将上下 两个流道连接到一起的id形流道横卧模块工业炉。箭所示是气流从下面流道的左端进入、 在右端向上拐弯进入上面流道的右端、再从上面流道的左端出去。图5所示是图1至图4中的某一组盘管，其基本结构大体相同，由组装在炉顶6和 炉床8中的集箱15、端管板16、翅片管17、中间管板18、弯头19等组成，20是支脚，21是吊耳。
具体实施方式
实施例1首先，根据制造厂与装置工地之间的交通路径和运输方式，确定每一件模块的长 宽高极限尺寸，考虑到车辆型号结构等因素，在此基础上进行模块的结构设计。第二，按上述“
”中图5，由型钢和钢板焊好炉顶和炉底，在内侧焊好保 温钉，在保温钉之间浇铸炉墙内侧的耐磨隔热保温层，然后通过螺栓组装成外壳。第三，对各模块外壳进行预组装，检查连接螺栓孔是否对中，调整合适然后焊接牢 固外壳结构。第四，在外壳内装入端管板16和中间管板18，在管板上穿进炉管17，在炉管两端 组焊弯头19和联箱15，使炉管联接在一起形成盘管，并对焊缝进行射线探伤等质量检测。第五，经过对连在一起的蛇形盘管进行水压试验合格后，在两端组装弯头箱，并对 外表进行油漆包装的一组模块。逐步建造出一台管式工业炉的各个模块。最后，利用衡架进行吊装将一组模块装在运输车上。将各模块运到装置工地，并按 上述“
”的图2、图3或图4所示顺序安装到一起。注意各模块最好直接从气车上吊装到安装平台上装配，以免在工地存放过程变 形受损。实施例2本实施例除以下技术特征外，其他部分同实施例1 对于上下两个流道连接到一 起的两层或多层横卧模块，在实施例1的基础上，增加如下两点操作规程(1)上面的模块可以取消支脚，上一模块的炉底与下一模块的炉顶组合到一起，加 强刚度。(2)下面模块的吊耳设置在四周，在安装后可以作为上一模块炉底安装的水平方 向的定位块，方便上下模块的对中组合，但是吊耳设置不应顶住上一模块的炉底，并且应方 便在模块安装后拆卸吊耳，以免妨碍左右两件模块的无缝连接，也有利于上一流道的炉底 与下一流道的炉顶贴合到一起。上述实施例2为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替 代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
近几年来，国家交通基础设施建设加强，高速公路网遍布全国地区，长途运输路程 大大缩短，路上的颠簸也大大减少，为工业炉模块这种超长超重设备的运输提供了很好的 条件。
权利要求1.一种横卧模块工业炉，每一台加热炉由若干件长方体形的模块组装而成，每一件模 块包括上面的炉顶、下面的炉床和前后的两端炉墙组成的外壳，外壳内部上面炉顶的吊耳、 下面炉床的支耳、前后两端部管板、中间管板、炉管和弯头，炉管的集箱及前后两端的弯头 箱，其特征是长方体形的模块之间是横向组装的，工业炉整体呈水平卧式安装，外壳构成 的炉腔主流道是水平卧式的。
2.根据权利要求1所述的一种横卧模块工业炉，其特征是每一台工业炉整体由在同 一水平平台上多个模块连接而成。
3.根据权利要求1所述的一种横卧模块工业炉，其特征是水平连接的多个模块其排 列方式包括水平直线和水平转弯两种结构形式。
4.根据权利要求1所述的一种横卧模块工业炉，其特征是由两个不同水平平台上分 别连接的多个模块构成的两个水平炉腔主流道，通过端盖结构将上下两个流道连接到一 起，构成=D形流道。
5.根据权利要求1所述的一种横卧模块工业炉，其特征是由三个不同水平平台上分 别连接的多个模块构成的三个水平炉腔主流道，通过端盖结构将上下两两流道连接到一 起，构成S形流道。
6.根据权利要求1所述的一种横卧模块工业炉，其特征是在每一模块前后的两端炉 墙之间设有支撑立柱，立柱间隔约4000mm，立柱上下两端分别与上面的炉顶、下面的炉床焊 接牢固。
7.根据权利要求1所述的一种横卧模块工业炉，其特征是在模块上面的炉顶设有吊 耳结构。
8.根据权利要求1所述的一种横卧模块工业炉，其特征是在模块炉床下面设有方便 安装的支腿结构，螺栓通过支腿底板上的螺栓孔与安装基础连接。
9.根据权利要求1所述的一种横卧模块工业炉，其特征是每一组模块的左右两侧炉 墙上均开由大量的圆形螺栓孔，螺栓孔间距约150mm。
10.根据权利要求1所述的一种横卧模块工业炉，其特征是炉中所有模块的高度和长 度是相等的，个别模块或所有模块的宽度则是一端较另一端略小一些，视模块长短，两端的 宽度差为20mm至150mm。
专利摘要本实用新型是一种横卧模块工业炉，目的在于克服现有工业炉高耸式结构技术的缺点与不足。每一台加热炉由若干件长方体形的模块组装而成，每一件模块包括上面的炉顶、下面的炉床和前后的两端炉墙组成的外壳，外壳内部上面炉顶的管板吊耳、下面炉床的管板支耳、前后两端部管板、中间管板、炉管和弯头，炉管的集箱及前后两端的弯头箱，其特征是长方体形的模块之间是横向组装的，工业炉整体呈水平卧式安装，外壳构成的炉腔主流道是水平卧式的。同一水平连接的多个模块其排列方式包括水平直线和水平转弯两种结构形式，由两个或多个不同水平连接成的主流道通过端盖结构连接到一起构成形或S形流道，上一模块的炉底与下一模块的炉顶组合到一起加强刚度。
文档编号F27B17/00GK201837237SQ20102028052
公开日2011年5月18日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者陈孙艺 申请人:茂名重力石化机械制造有限公司