[發(fā)明專利]一種輻射爐管及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910052852.4
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN101575255A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李保有;涂國華;劉海軍;李延生;喬親親;盧永生;馮恩明;薄建民;方守毅
• 申請（專利權(quán)）人: 上海惠生化工工程有限公司
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C4/04
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙志遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于傳熱強(qiáng)化技術(shù)和烴油裂化設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及一種輻射爐管， 可用于乙烯裂解爐。

背景技術(shù)

隨著能源危機(jī)的日益加劇，設(shè)備的節(jié)能降耗問題就凸現(xiàn)出來，目前乙烯裂 解爐是各乙烯裝置中的耗能大戶，因此各乙烯裂解爐生產(chǎn)商都把研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移 到乙烯裂解爐的節(jié)能降耗方面了。要降低乙烯裂解爐的能耗，有效的途徑就是 提高乙烯裂解爐的換熱效率。本技術(shù)領(lǐng)域的人員都知道，傳熱效率的高低跟換 熱管的比表面積和熱阻有關(guān)。比表面積越大，傳熱效率越高；熱阻越小，傳熱 效率越高。

專利CN1260469A中描述了一種扭曲片管，扭曲角度為100～360度，扭 曲比為2～3之間。該扭曲片管應(yīng)用于裂解爐或管式加熱爐，可減薄管內(nèi)流體 的邊界層流層和提高換熱管的傳熱效率，目前有很多石化廠的乙烯裂解爐采用 了該發(fā)明的扭曲片。但該扭曲片管只能從減少熱阻方面來提高傳熱效率，因此 提高的幅度會受到限制。

專利US2002/0159934A1中描述了一種內(nèi)翅片管(來復(fù)管)，該專利涉及的輻 射爐管通過增加管內(nèi)表面的傳熱面積(即提高比表面積)來提高傳熱效率，降低爐 管表面溫度，減少爐管結(jié)焦。同時內(nèi)翅片做成螺旋狀，增加了管內(nèi)流體的湍動程度， 減薄了邊界層流層，也起到提高傳熱效率的作用。雖然該內(nèi)翅片管能通過同時提高 換熱管的比表面積和減少熱阻來達(dá)到提高傳熱效率的目的，但該爐管制造比較困 難，增加了不少制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種在相同供熱 條件下，輻射爐管傳熱效率得到大幅度提高的輻射爐管及其應(yīng)用。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種輻射爐管，該輻射爐管由外 管1、內(nèi)管2和定位塊3組成，其特征在于，所述的內(nèi)管2為空心管，所述的外管 1與內(nèi)管2之間設(shè)有可供物料通過的環(huán)形間隙4，所述的定位塊3設(shè)在環(huán)形間隙4 內(nèi)。

所述的內(nèi)管2的外徑D₂與外管1的內(nèi)徑D₁之比為0.2～0.8。

所述的定位塊3設(shè)置在內(nèi)管2外壁上。

所述的定位塊3設(shè)有多塊，沿內(nèi)管2軸向管壁均布3-6節(jié)同樣方向的定位塊， 相鄰節(jié)間距P為外管1內(nèi)徑D₁的0.5～30倍；各節(jié)沿內(nèi)管2徑向同周均布3-6塊 同樣方向的定位塊。

所述的定位塊3形狀為直條形，長度L為外管1內(nèi)徑D₁的1～10倍。

所述的定位塊3形狀為螺旋形，為右旋或者左旋，長度L為外管1內(nèi)徑D₁的 1～10倍。

一種輻射爐管的應(yīng)用，其特征在于，將輻射爐管用于乙烯裂解爐，該乙烯裂解 爐的輻射爐管部分或全部采用本發(fā)明設(shè)計(jì)的輻射爐管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)、物料只走內(nèi)管與外管之間的環(huán)形間隙，該管的比表面積A₁＝4× D₁/(D₁²-D₂²)，而普通管(與本發(fā)明管具有同樣當(dāng)量內(nèi)徑，當(dāng)量內(nèi)徑為D_e＝(D₁²-D₂²)^1/2) 的比表面積A_e＝4/D_e＝4/(D₁²-D₂²)^1/2，A₁/A_e＝1/[1-(D₂/D₁)²]^1/2＞1，顯然本發(fā)明的換熱 管比表面積相對于普通管提高了很多，因此能有效提高輻射傳熱效率，降低爐管表 面溫度，減少爐管結(jié)焦，達(dá)到延長裂解爐運(yùn)行周期和降低產(chǎn)品耗能的目的；

(2)、內(nèi)管與外管之間的環(huán)形間隙設(shè)置螺旋形狀的定位塊，一方面能保證內(nèi) 管與外管的間隙，另一方面使間隙內(nèi)的流體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，減薄管內(nèi)流體的邊界層流層， 減小了熱阻，因此也能使輻射傳熱效率得到進(jìn)一步提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明輻射爐管的透視圖；

圖2是本發(fā)明輻射爐管內(nèi)管與定位塊的立體圖；