用于加氢装置的加热炉的制作方法

本实用新型涉及化工领域，具体地，涉及用于加氢装置的加热炉。

背景技术：

在相关技术中，加氢装置设置有反应进料加热炉和分馏塔底重沸炉。反应进料加热炉用于对反应进料(例如油气、氢气和硫化氢)进行加热，离开反应进料加热炉的高温烟气经过烟道进入到分馏塔底重沸炉的对流室内，以便回收烟气余热。分馏塔底重沸炉根据进入炉内介质的工艺特性，可以选用辐射-对流型圆筒炉。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供用于加氢装置的加热炉，该用于加氢装置的加热炉可以对反应进料和加氢装置的分馏塔的物料进行加热。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于加氢装置的加热炉，所述用于加氢装置的加热炉包括：辐射室，所述辐射室内具有辐射腔，所述辐射腔包括第一辐射子腔和第二辐射子腔；第一辐射炉管和第二辐射炉管，所述第一辐射炉管设在所述第一辐射子腔内，所述第二辐射炉管设在所述第二辐射子腔内；第一燃烧器和第二燃烧器，所述第一燃烧器设在所述第一辐射子腔内，所述第二燃烧器设在所述第二辐射子腔内；对流室，所述对流室内具有对流腔，所述对流腔位于所述辐射腔的上方，所述对流腔与所述辐射腔连通；和对流炉管，所述对流炉管设在所述对流腔内，所述对流炉管与所述第二辐射炉管连通。

根据本实用新型的用于加氢装置的加热炉具有制造成本低、热量损失小、加热效率高、烟气温度场分布均匀的优点。

优选地，所述用于加氢装置的加热炉进一步包括隔离墙，所述隔离墙设在所述辐射腔的底壁面上，所述隔离墙与所述辐射腔的顶壁面间隔开，其中所述隔离墙将所述辐射腔分隔为所述第一辐射子腔和所述第二辐射子腔。

优选地，所述隔离墙包括多个隔离段，相邻两个所述隔离段中的位于上方的一个设在相邻两个所述隔离段中的位于下方的一个的上表面上，其中相邻两个所述隔离段中的位于上方的一个的横截面积小于相邻两个所述隔离段中的位于下方的一个的横截面积，相邻两个所述隔离段中的位于上方的一个的在水平面上的投影位于相邻两个所述隔离段中的位于下方的一个的在水平面上的投影的内侧。

优选地，所述辐射室包括：本体，所述本体内具有所述辐射腔，所述辐射腔的顶壁面上设有排烟口；和翻边，所述翻边为环形，所述翻边设在所述本体的上表面上，所述翻边位于所述排烟口的外侧或者所述翻边的下沿与所述排烟口的边沿平齐，其中所述对流室设在所述翻边上。

优选地，所述翻边竖直地设置，所述对流室设在所述翻边的上表面上。

优选地，所述对流室的内周面与所述翻边的内周面平齐，所述对流室的外周面与所述翻边的外周面平齐。

优选地，所述第一辐射炉管竖直地设在所述第一辐射子腔内，所述第一辐射炉管包括第一炉管段、第二炉管段和第一连接段，所述第一连接段的第一端与所述第一炉管段的端部相连，所述第一连接段的第二端与所述第二炉管段的端部相连，所述第一炉管段和所述第二炉管段中的每一个均构造成蛇形，其中所述第一燃烧器为多个，多个所述第一燃烧器构成多个第一燃烧器行，每个所述第一燃烧器行包括至少一个所述第一燃烧器，所述第一炉管段位于相邻两个所述第一燃烧器行之间，所述第二炉管段位于相邻两个所述第一燃烧器行之间。

优选地，所述第二辐射炉管竖直地设在所述第二辐射子腔内，所述第二辐射炉管包括第三炉管段、第四炉管段和第二连接段，所述第二连接段的第一端与所述第三炉管段的端部相连，所述第二连接段的第二端与所述第四炉管段的端部相连，所述第三炉管段和所述第四炉管段中的每一个均构造成蛇形，其中所述第二燃烧器设在所述第三炉管段与所述第四炉管段之间，所述第三炉管段邻近所述辐射腔的侧壁，所述第四炉管段邻近所述隔离墙。

优选地，所述第一燃烧器的开口竖直朝上，所述第二燃烧器的开口竖直朝上。

优选地，所述用于加氢装置的加热炉进一步包括：框架，所述辐射室设在所述框架上；和烟囱，所述烟囱与所述对流腔连通。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的用于加氢装置的加热炉的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的用于加氢装置的加热炉的局部结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的用于加氢装置的加热炉10。如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的用于加氢装置的加热炉10包括辐射室110、第一辐射炉管120、第二辐射炉管130、第一燃烧器141、第二燃烧器142、对流室150和对流炉管160。

辐射室110内具有辐射腔111，辐射腔111包括第一辐射子腔1111和第二辐射子腔1112。第一辐射炉管120设在第一辐射子腔1111内，第二辐射炉管130设在第二辐射子腔1112内。第一燃烧器141设在第一辐射子腔1111内，第二燃烧器142设在第二辐射子腔1112内。对流室150内具有对流腔151，对流腔151位于辐射腔111的上方，对流腔151与辐射腔111连通。对流炉管160设在对流腔151内，对流炉管160与第二辐射炉管130连通。

下面参考图1和图2描述根据本实用新型实施例的用于加氢装置的加热炉10的工作过程。

将用于加氢反应的反应进料输送到第一辐射炉管120内，利用第一燃烧器141对第一辐射炉管120内的该反应进料进行加热。先将加氢装置的分馏塔的物料(例如塔底物料)输送到对流炉管160内，离开对流炉管160的该物料进入到第二辐射炉管130内，利用第二燃烧器142对第二辐射炉管130内的该物料进行加热。由于对流腔151与辐射腔111连通，因此第一燃烧器141和第二燃烧器142产生的高温烟气可以进入到对流腔151内，并加热对流炉管160内的该物料。

在相关技术中，利用反应进料加热炉对该反应进料进行加热，利用分馏塔底重沸炉对该物料进行加热，因此需要设置两个加热炉。

根据本实用新型实施例的用于加氢装置的加热炉10通过将用于加热该反应进料的第一辐射炉管120和第一燃烧器141以及用于加热该物料的第二辐射炉管130和第二燃烧器142，从而只需要设置一个加热炉10就可以对该反应进料和该物料进行加热。由此不仅可以减小占地面积，而且可以降低钢结构的用钢量，从而可以极大地降低加热炉10的制造成本。

而且，与分别加热该反应进料和该物料的两个加热炉相比，能够加热该反应进料和该物料的加热炉10具有更小的散热面积。因此，在相同的炉墙壁温下，加热炉10的炉墙散热损失更小、炉效率提高、加热效率更高、运行成本更低。

此外，第一燃烧器141和第二燃烧器142产生的高温烟气无需烟道就可以从辐射室110进入到对流室150内，由此不仅可以进一步降低加热炉10的制造成本，而且可以使对流室150内的烟气温度场更加均匀地分布，从而不仅可以使对流传热效率更高，而且可以避免对流炉管160内的该物料出现热裂解、结焦等现象，以便使加热炉10能够更加安全地运行。

因此，根据本实用新型实施例的用于加氢装置的加热炉10具有制造成本低、热量损失小、加热效率高、运行成本低、烟气温度场分布均匀、对流传热效率高、运行安全等优点。

如图1和图2所示，在本实用新型的一些实施例中，加热炉10可以包括框架180、辐射室110、第一辐射炉管120、第二辐射炉管130、第一燃烧器141、第二燃烧器142、对流室150、对流炉管160和烟囱190。辐射室110可以设在框架180上。烟囱190可以与对流室150的对流腔151连通，以便对流腔151内的烟气通过烟囱190排出。

优选地，辐射室110可以由耐火材料制成，对流室150可以由耐火材料制成。

如图1所示，辐射室110可以包括本体112和翻边113。本体112内可以具有辐射腔111，辐射腔111的顶壁面1114上可以设有排烟口114。翻边113可以是环形，翻边113可以设在本体112的上表面上。翻边113可以位于排烟口114的外侧(即排烟口114可以位于翻边113的内侧)或者翻边113的下沿可以与排烟口114的边沿平齐(如图1所示)。对流室150可以设在翻边113上。其中，上下方向如图1中的箭头A所示。

由此第一燃烧器141和第二燃烧器142产生的高温烟气可以通过翻边113限定的通道直接进入到对流室150内，从而可以使加热炉10的结构更加合理。

如图1所示，优选地。翻边113可以竖直地设置，对流室150可以设在翻边113的上表面上。由此可以使加热炉10的结构更加合理。

在本实用新型的一个具体示例中，对流室150的内周面可以与翻边113的内周面平齐，对流室150的外周面可以与翻边113的外周面平齐。由此可以使加热炉10的结构更加合理。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，加热炉10可以进一步包括隔离墙170，隔离墙170可以设在辐射腔111的底壁面1113上，隔离墙170与辐射腔111的顶壁面1114可以间隔开，即隔离墙170的上表面与辐射腔111的顶壁面1114可以间隔开。其中，隔离墙170可以将辐射腔111分隔为第一辐射子腔1111和第二辐射子腔1112。

通过在辐射腔111内设置隔离墙170，从而可以使设有第一辐射炉管120和第一燃烧器141的第一辐射子腔1111与设有第二辐射炉管130和第二燃烧器142的第二辐射子腔1112相互分离，从而可以有效地避免第一辐射子腔1111内的高温烟气(第一燃烧器141产生的高温烟气)与第二辐射子腔1112内的高温烟气(第二燃烧器142产生的高温烟气)相互影响，可以提高加热炉10的操作灵活性。

优选地，如图1所示，隔离墙170可以包括多个隔离段171，相邻两个隔离段171中的位于上方的一个可以设在相邻两个隔离段171中的位于下方的一个的上表面上。其中，相邻两个隔离段171中的位于上方的一个的横截面积可以小于相邻两个隔离段171中的位于下方的一个的横截面积，相邻两个隔离段171中的位于上方的一个的在水平面上的投影可以位于相邻两个隔离段171中的位于下方的一个的在水平面上的投影的内侧。由此可以使隔离墙170的结构更加稳固。

如图1和图2所示，在本实用新型的一些示例中，第一辐射炉管120可以竖直地设在第一辐射子腔1111内，第一辐射炉管120可以包括第一炉管段121、第二炉管段122和第一连接段123。其中，第一连接段123的第一端可以与第一炉管段121的端部相连，第一连接段123的第二端可以与第二炉管段122的端部相连。

第一燃烧器141可以是多个，多个第一燃烧器141可以构成多个第一燃烧器行，每个该第一燃烧器行可以包括至少一个第一燃烧器141。其中，第一炉管段121可以位于相邻两个该第一燃烧器行之间，第二炉管段122可以位于相邻两个该第一燃烧器行之间。换言之，可以利用第一燃烧器141从相对的两侧加热第一炉管段121，也可以利用第一燃烧器141从相对的两侧加热第二炉管段122。由此可以使加热炉10的结构更加合理。

如图1所示，优选地，第一炉管段121可以构造成蛇形，第二炉管段122也可以构造成蛇形。也就是说，第一炉管段121可以盘绕成蛇形，第二炉管段122可以盘绕成蛇形。换言之，第一炉管段121可以以蛇形形式延伸，第二炉管段122可以以蛇形形式延伸。

具体而言，如图1所示，第一炉管段121和第二炉管段122中的每一个可以包括多个平直段和至少一个弧形段，多个该平直段可以沿水平方向间隔开地设置。相邻两个该平直段中的一个的端部可以与该弧形段的第一端相连，相邻两个该平直段中的另一个的端部可以与该弧形段的第二端相连。换言之，相邻两个该平直段可以通过一个该弧形段相连。

如图1和图2所示，第二辐射炉管130可以竖直地设在第二辐射子腔1112内，第二辐射炉管130可以包括第三炉管段131、第四炉管段132和第二连接段133。其中，第二连接段133的第一端可以与第三炉管段131的端部相连，第二连接段133的第二端可以与第四炉管段132的端部相连。第二燃烧器142可以设在第三炉管段131与第四炉管段132之间，第三炉管段131可以邻近辐射腔111的侧壁1115，第四炉管段132可以邻近隔离墙170。由此可以使加热炉10的结构更加合理。

如图2所示，第二燃烧器142可以是多个。

优选地，第三炉管段131可以构造成蛇形，第四炉管段132也可以构造成蛇形。也就是说，第三炉管段131可以盘绕成蛇形，第四炉管段132可以盘绕成蛇形。换言之，第三炉管段131可以以蛇形形式延伸，第四炉管段132可以以蛇形形式延伸。

第三炉管段131和第四炉管段132中的每一个可以包括多个平直段和至少一个弧形段，多个该平直段可以沿水平方向间隔开地设置。相邻两个该平直段中的一个的端部可以与该弧形段的第一端相连，相邻两个该平直段中的另一个的端部可以与该弧形段的第二端相连。换言之，相邻两个该平直段可以通过一个该弧形段相连。

如图1所示，第一燃烧器141的开口可以竖直朝上，第二燃烧器142的开口也可以竖直朝上。由此可以使第一燃烧器141的火焰向上燃烧以及使第二燃烧器142的火焰向上燃烧。

通过利用根据本实用新型实施例的用于加氢装置的加热炉10，可以使该反应进料全部在辐射室110内加热，取消了价格昂贵的不锈钢对流炉管，节省了加热炉10的一次性投资。

第一辐射炉管120常常由价格昂贵的奥氏体不锈钢制成。

根据本发明实施例的加热炉10通过在第一辐射炉管120的两侧均设置第一燃烧器141，从而可以在最高热强度不超限的情况下，得到最高的平均热强度，由此可以缩短第一辐射炉管120的总长度和减少弯头数量，进而可以降低加热炉10的制造成本。

根据本发明实施例的加热炉10可以不在第一辐射子腔1111内设置对流炉管160，由于辐射传热的传热效果远远高于对流传热的传热效果，因此可以进一步缩短第一辐射炉管120的总长度，进而可以进一步降低加热炉10的制造成本。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。