应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉，包括炉体，炉体内自下而上依次设有辐射室、对流室、烟囱，辐射室内设有炉管，烟囱通过顶部排烟管路和空气预热器与第一引风机连接，辐射室部分对应的炉体上设有两组燃烧器，辐射室内在两组燃烧器之间设有隔墙，燃烧器为蓄热式燃烧器；蓄热式燃烧器的气管通过转换装置分别与预热空气管路和底部排烟管路连接，空气预热管路通过空气预热器与鼓风机连接，底部排烟管路与第二引风机连接。可以有效提高石化行业管式加热炉热效率，并且避免了蓄热式燃烧器应用在管式加热炉上产生的正压操作问题。
【专利说明】应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种石化行业管式加热炉，尤其涉及一种应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉。
【背景技术】
[0002]在石化领域广泛应用的设备是管式加热炉，一般由辐射室、对流室和烟气余热回收系统组成。辐射室内设置数量众多的炉管，被加热介质在炉管内流动。燃料在辐射室内燃烧产生火焰或高温烟气对炉管进行辐射传热，管内介质吸收热量温度升高，辐射室是整个加热炉进行热量交换的主要场所，福射室热效率一般为50%?65%。对流室一般设置在辐射室之上，密布多排炉管，从辐射室出来的烟气对这些炉管进行对流传热。余热回收系统是对离开对流室的烟气进一步回收热量的部分，烟气与余热回收系统进行热量交换之后排空。
[0003]现有技术一:
[0004]如图1所示，为了降低排烟温度提高加热炉热效率，通常在对流室之后设置空气预热器以回收烟气热量，目前采用热管式空气预热器和板式空气预热器的类型较多。然而随着运行时间的延长，空气预热器普遍存在一些问题:采用热管式空气预热器时，换热管容易发生低温露点腐蚀；采用板式空气预热器时，由于板片之间的间隙较小而易积灰积垢。这些问题致使空气预热器换热效率逐渐降低，排烟温度逐渐升高，导致加热炉热效率低于设计热效率。采用维护或更换空气预热器的方法来提高加热炉热效率，存在维护成本高，并且不能从根本上解决加热炉热效率降低的问题。
[0005]现有技术二:
[0006]蓄热式燃烧技术可以最大限度地回收烟气余热，降低排烟温度，节能效果显著，并且不存在露点腐蚀问题。将蓄热式燃烧技术引入常规管式加热炉中，可以有效避免空气预热器的缺点，提高加热炉热效率。现有技术中，蓄热式加热炉包括蓄热式燃烧器，辐射室和换向系统等，蓄热式燃烧器上下或左右对称布置。中国专利CN201779848U、CN201778008U、CN201779983U、CN201779982U、CN201737901U等分别公开了一种蓄热式燃烧管式气体加热炉、蓄热式燃烧焦化加热炉、蓄热式燃烧重整加热炉、蓄热式燃烧加氢加热炉和蓄热式燃烧烃类蒸汽裂解炉。在实际应用过程中，这种蓄热式管式加热炉在提高热效率的同时也存在一定的不足，不足之处表现为炉膛压力难于调节，且炉膛压力一般处于正压状态，基于装置的安全运行考虑，石化行业管式加热炉要求负压状态下操作，客观上限制了蓄热式燃烧技术在石化行业的应用。
[0007]上述现有技术一至少存在以下缺点:
[0008]传统管式加热炉的特点为炉管数量众多，体积庞大，辐射室内火焰长度与炉管高度相差较大，因此炉膛温度均匀性较差，辐射室热效率低。此外，空气预热器存在的露点腐蚀和积灰问题也使得加热炉热效率逐渐降低。
[0009]上述现有技术二至少存在以下缺点:[0010]上述现有技术二的共同特点是在常规管式加热炉上应用蓄热式燃烧器，燃烧器对称布置，加热炉取消了对流室和空气预热器，实现了高温空气燃烧，提高了加热炉热效率。但上述现有技术二的不足之处表现为加热炉处于正压状态操作，炉膛压力难于调节，这对于要求负压操作的石化管式加热炉来说是极力避免的。
实用新型内容
[0011]本实用新型的目的是提供一种既能有效提高石化行业管式加热炉热效率，又能避免蓄热式燃烧器应用在管式加热炉上产生的正压操作问题的应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉。
[0012]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0013]本实用新型的应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉，包括炉体，所述炉体内自下而上依次设有辐射室、对流室、烟?，所述辐射室内设有炉管，所述烟?通过顶部排烟管路和空气预热器与第一引风机连接，所述辐射室部分对应的炉体上设有两组燃烧器，所述辐射室内在两组燃烧器之间设有隔墙，所述燃烧器为蓄热式燃烧器；
[0014]所述蓄热式燃烧器的气管通过转换装置分别与预热空气管路和底部排烟管路连接，所述空气预热管路通过所述空气预热器与鼓风机连接，所述底部排烟管路与第二引风机连接。
[0015]由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉，由于既保留原加热炉的顶部排烟管路和空气预热器，又增加蓄热式燃烧器、隔墙、预热空气管路和底部排烟管路，可以有效避免传统管式加热炉和蓄热式管式加热炉的缺点，既适用于加热炉新建，也适用于加热炉改造；可以有效提高石化行业管式加热炉热效率，并且避免了蓄热式燃烧器应用在管式加热炉上产生的正压操作问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有技术中传统的管式加热炉的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型实施例一提供的应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉的结构示意图；
[0018]图3为本实用新型实施例二提供的燃烧器侧排的加热炉的结构示意图。
[0019]1-辐射室，2-对流室，3-烟囱，4、5-燃烧器，6_炉管，7_空气预热器，8_隔墙，9_顶部排烟管路，10-预热空气管路，11-第一引风机，12-鼓风机，13-旁路空气管路，14-底部排烟管路，15-第二引风机，16-转换装置。
【具体实施方式】
[0020]下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。
[0021]本实用新型的应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉，其较佳的【具体实施方式】是:
[0022]包括炉体，所述炉体内自下而上依次设有辐射室、对流室、烟囱，所述辐射室内设有炉管，所述烟?通过顶部排烟管路和空气预热器与第一引风机连接，所述辐射室部分对应的炉体上设有两组燃烧器，所述辐射室内在两组燃烧器之间设有隔墙，所述燃烧器为蓄热式燃烧器；
[0023]所述蓄热式燃烧器的气管通过转换装置分别与预热空气管路和底部排烟管路连接，所述空气预热管路通过所述空气预热器与鼓风机连接，所述底部排烟管路与第二引风机连接。
[0024]所述空气预热管路还通过旁路空气管路与所述鼓风机连接。
[0025]所述燃烧器设于所述炉体的侧壁和/或底壁上。
[0026]所述顶部排烟管路设有烟气排量调节装置。
[0027]每组燃烧器包括至少一个蓄热式燃烧器。
[0028]本实用新型的应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉，可以有效避免传统管式加热炉和蓄热式管式加热炉的缺点，既适用于加热炉新建，也适用于加热炉改造；可以有效提高石化行业管式加热炉热效率，并且避免了蓄热式燃烧器应用在管式加热炉上产生的正压操作问题；
[0029]本实用新型通过控制部分烟气经辐射室、对流室、烟?和顶部排烟管路排出以实现调节炉压的目的，此部分烟气量可调，保证加热炉处于负压状态下操作；
[0030]本实用新型中的加热炉不同于传统的蓄热式管式加热炉，加热炉保留了对流室和烟囱，蓄热式燃烧器无须上下或左右对称布置，蓄热式燃烧器可布置于加热炉底部或侧墙上，蓄热式燃烧器的运行方式是:
[0031]左右相邻的两个燃烧器成对使用，在两排(组)燃烧器之间设一隔墙，当隔墙一侧燃烧器处于燃烧状态时，另一侧燃烧器处于排烟状态，改变了烟气下(上)进上(下)出或左(右)进右(左)出的流动方式。由于隔墙的作用，高温烟气在辐射室内的行程增加，在辐射室内停留时间延长，有效改善了炉内温度分布均匀性，同时可使高温烟气充分对炉管进行辐射传热，辐射室热效率可由50?65%提高到80?90% ；
[0032]本实用新型实现了以辐射传热为主的传热方式，对流室体积可明显减小；
[0033]本实用新型中加热炉的工作过程是:
[0034]加热炉排烟通道分为两部分，一部分烟气经辐射室、对流室、烟?、顶部排烟管路和空气预热器后排出，另外一部分烟气经蓄热式燃烧器排出，可通过调节顶部烟道的流通面积，使顶部排出的烟气量占总烟气量的10?25%。常温空气一部分通过旁路空气管路、另一部分通过空气预热器管路与自顶部排出的部分烟气进行换热，上述两部分空气汇合后进入蓄热式燃烧器的进风口，经过蓄热体吸收热量升温后参与燃烧，可通过对两路空气管路的空气量进行调节，使排出空气预热器的烟气温度在露点之上，避免引起空气预热器的低温腐蚀；本实用新型可使加热炉综合热效率提高2?5%。
[0035]具体实施例:
[0036]如图2、图3所示，本实用新型所述的石化行业管式加热炉应用蓄热式燃烧器的一种方法，本实用新型中加热炉装置主要包括辐射室1，对流室2，烟囱3，蓄热式燃烧器，炉管6，空气预热器7，顶部排烟管路，隔墙8，旁路空气管路，蓄热式燃烧系统排烟管路，引风机和鼓风机等，旁路空气管路与经过空气预热器7空气管路并联，其中顶部排烟管路、蓄热式燃烧器排烟管路、隔墙8和旁路空气管路为本实用新型中实现蓄热式燃烧器用于管式加热炉上的关键组成部分；[0037]本实用新型通过控制部分烟气经辐射室1、对流室2、烟? 3和顶部排烟管路排出以实现调节炉压的目的，此部分烟气量占总烟气量的10?25%，保证加热炉处于负压状态下操作；
[0038]本实用新型中加热炉装置不同于蓄热式管式加热炉，加热炉保留了对流室2和烟囱3，蓄热式燃烧器无须上下或左右对称布置，本实施例中蓄热式燃烧器布置于加热炉底部，也可如图3所示布置于侧墙上；
[0039]蓄热式燃烧器的运行方式为，左右相邻的两个燃烧器4和5成对使用，在两排燃烧器之间设一隔墙8，当隔墙8 一侧燃烧器4处于燃烧状态时，另一侧燃烧器5处于排烟状态，改变了烟气下(上)进上(下)出或左(右)进右(左)出的流动方式；
[0040]加热炉的工作过程:
[0041]加热炉排烟通道分为两部分，一部分烟气经辐射室1、对流室2、烟? 3、顶部排烟管路和空气预热器7后排出，另外一部分烟气经辐射室1、对流室2进行换热后，继续折返回辐射室1，经蓄热式燃烧器中的蓄热体回收烟气热量后，由蓄热式燃烧系统排烟管路排出，可通过调节顶部烟道的流通面积，使顶部排出的烟气量占总烟气量的10?25%。常温空气一部分通过旁路空气管路、另一部分通过空气预热器管路与自顶部排出的部分烟气进行换热，上述两部分汇合后进入蓄热式燃烧器的进风口，经过蓄热体吸收热量升温后参与燃烧，可通过对两路空气管路的空气量进行调节，使排出空气预热器7的烟气温度在露点之上，避免引起空气预热器7的低温腐蚀。
[0042]本实用新型提高加热炉热效率的原理:
[0043]如图1所示，传统管式加热炉内高温烟气流动方式为经辐射室1、对流室2和烟囱3后排出。
[0044]如图2、图3所示，本实用新型中由于增加了隔墙8，加热炉内高温烟气流经辐射室
1、对流室2后，继续折返回辐射室1，经蓄热式燃烧器中的蓄热体回收烟气热量后排出。可见，本实用新型中高温烟气在辐射室I内的行程增加，高温烟气在辐射室I内的停留时间延长，有效改善了炉内温度分布均匀性，在辐射室内布置相同炉管面积的条件下，可使高温烟气充分对炉管进行辐射传热，有利于提高加热炉热效率。此外，蓄热式燃烧器中的蓄热体可最大限度的回收烟气热量，降低排烟温度，也提高了加热炉热效率；
[0045]本实用新型中辐射室热效率可由50?65%提高到80?90%，实现了以辐射传热为主的传热方式，辐射室体积可减少20?40%，对流室体积可减少60?80% ;本实用新型可使加热炉综合热效率提高2?5%。
[0046]本实用新型技术方案带来的有益效果:
[0047]本实用新型通过控制10?25%的烟气经辐射室、对流室、烟?和顶部排烟管路排出以实现调节炉压的目的，保证应用蓄热式燃烧器的管式加热炉处于负压状态下操作。
[0048]本实用新型中隔墙的设置改变了烟气下(上)进上(下)出或左(右)进右(左)出的流动方式。由于隔墙的作用，高温烟气在辐射室内的行程增加，在辐射室内停留时间延长，有效改善了炉内温度分布均匀性，同时可使高温烟气充分对炉管进行辐射传热，加热炉综合热效率提高2?5%。
[0049]本实用新型中辐射室热效率可由50?65%提高到80?90%，实现了以辐射传热为主的传热方式，对流室体积可明显减少。[0050]本实用新型中通过顶部排放的烟气的热量经空气预热器回收，此部分热量用于预热助燃空气，在避免引起空气预热器低温腐蚀的同时，可最大限度地降低排烟温度。
[0051]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉，包括炉体，所述炉体内自下而上依次设有辐射室、对流室、烟?，所述辐射室内设有炉管，所述烟?通过顶部排烟管路和空气预热器与第一引风机连接，其特征在于，所述辐射室部分对应的炉体上设有两组燃烧器，所述辐射室内在两组燃烧器之间设有隔墙，所述燃烧器为蓄热式燃烧器； 所述蓄热式燃烧器的气管通过转换装置分别与预热空气管路和底部排烟管路连接，所述空气预热管路通过所述空气预热器与鼓风机连接，所述底部排烟管路与第二引风机连接。
2.根据权利要求1所述的应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉，其特征在于，所述空气预热管路还通过旁路空气管路与所述鼓风机连接。
3.根据权利要求2所述的应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉，其特征在于，所述燃烧器设于所述炉体的侧壁和/或底壁上。
4.根据权利要求3所述的应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉，其特征在于，所述顶部排烟管路设有烟气排量调节装置。
5.根据权利要求1至4任一项所述的应用蓄热式燃烧器的石化行业管式加热炉，其特征在于，每组燃烧器包括至少一个蓄热式燃烧器。
【文档编号】F27B17/02GK203810913SQ201420068371
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年2月17日 优先权日:2014年2月17日
【发明者】岳云飞, 窦丛丛, 马委元 申请人:北京华福神雾工业炉有限公司