[發明專利]一種U型傳熱盤管加熱爐

在審

• 申請號: 201711146714.3
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107860225A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 劉毅;高捷;王揚;蔣元丁;高路
• 申請（專利權）人: 北京拓首能源科技股份有限公司
• 主分類號: F27B17/00
• 分類號: F27B17/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 廖輝,仇蕾安

技術領域

本發明涉及一種管式加熱爐，具體涉及一種帶螺旋式傳熱盤管的加熱爐，屬于石油煉制、石油化工和化學、化纖工業、煤化工、煤制油加熱設備技術領域。

背景技術

管式加熱爐是石油煉制、石油化工和化學、化纖工業、煤化工、煤制油中使用的工藝加熱爐，被加熱物質在爐管內流動，被加熱物質是氣體、液體和含有固體顆粒的氣液固三相介質。而且這些介質都是易燃易爆的物質，危險性大，操作條件苛刻。加熱的方式為直接受火，燃料采用液體或氣體燃料，同時要求長周期連續運行。

由于工藝要求，一些加工裝置中的加熱爐，所加熱的介質含有固體顆粒，但爐管采用的結構為連續的U型管，為了在有限的爐膛空間內排布盡量長的爐管，U型管的轉彎半徑都很小，由于結構設計的不合理，爐管出現侵蝕磨損現象，導致爐管爆裂易發生安全事故，從而影響裝置安全操作。

結焦是爐管中的介質在超過一定溫度界限后發生熱裂解，變成游離碳，堆積在管內壁上的現象。結焦使管壁溫度急劇上升，加劇了爐管的腐蝕和高溫氧化，引起爐管鼓包、破裂，同時增加了管內壓力降，使爐子操作性能惡化，導致裝置停工，影響長周期操作。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種U型傳熱盤管加熱爐，該加熱爐中的傳熱盤管采用對向U型式螺旋結構設計，通過合理選擇U型傳熱盤管的最小轉彎半徑，減緩介質在轉彎回流區對爐管的侵蝕磨損，提高了設備運行的安全性。

一種U型傳熱盤管加熱爐，該加熱爐包括爐墻、底部燃燒器、側壁燃燒器、傳熱盤管和支撐管；

所述爐墻為矩形結構，其頂部設有排煙通道，底部燃燒器和側壁燃燒器分別布置在爐墻的底面和側面，同時對爐墻內部的空氣加熱；所述傳熱盤管呈螺旋上升的形式通過支撐管固定在爐墻內，單層傳熱盤管為對向U型結構，對向U型結構由兩個U型半環彎頭和兩根水平段盤管對接而成，傳熱盤管的底端為進油口，頂端為出油口。

進一步地，所述傳熱盤管的最小轉彎半徑R≥6倍管心距，管心距為傳熱盤管相鄰兩管路中心距的二分之一。

進一步地，所述底部燃燒器和側壁燃燒器的發熱量分配比例為7:3。

有益效果：

1、本發明的加熱爐輻射爐管采用對向U型式傳熱盤管結構設計，U型傳熱盤管的最小轉彎半徑R≥6倍的管心距，減緩介質在爐管轉彎回流區的侵蝕磨損，提高了設備運行的安全性。

2、本發明加熱爐采用底部+側壁式組合燃燒技術，傳熱盤管受雙面輻射熱，使盤管受熱均勻，能有效的降低和減緩加熱介質的結焦速率，提高設備長周期運行的穩定性。采用雙面輻射技術傳熱盤管的受熱均勻性是傳統單面輻射受熱盤管的1.5倍。同等條件下盤管的使用面積少，投資低。

3、本發明的加熱爐燃燒器采用底燒+側燒組合形式，發熱量分配比例為7:3，通過組合式燃燒，燃燒器能形成分散式燃燒效果，達到分階分段燃燒，降低燃燒熱強度，從而能有效的降低熱力型氮氧化物的生成量，減少污染物的排放。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構主視圖；

圖2為本發明的整體結構側視圖；

圖3為本發明的整體結構俯視圖；

圖4為本發明的U型盤管結構示意圖；

圖5為圖4的A-A剖視圖。

其中，1-爐墻、2-底部燃燒器、3-側壁燃燒器、4-傳熱盤管、5-支撐管、6-進油口、7-出油口。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

如附圖1、2和3所示，本發明提供了一種U型傳熱盤管加熱爐，該加熱爐包括爐墻1、底部燃燒器2、側壁燃燒器3、傳熱盤管4和支撐管5；

所述爐墻1為矩形結構，其頂部設有排煙通道，底部燃燒器2和側壁燃燒器3分別布置在爐墻1的底面和側面，底部燃燒器2和側壁燃燒器3利用外部供給的燃料燃燒同時對爐墻1內部的空氣加熱；所述傳熱盤管4呈螺旋上升的形式通過支撐管5固定在爐墻1內，傳熱盤管的底端為進油口，頂端為出油口，原油通過進油口進入傳熱盤管沿管道內流動，爐墻內的高溫空氣和熱輻射通過傳熱盤管的管壁傳遞給原油，使得原油的溫度上升到設計溫度，加熱后的原油最終從出油口7流出；如附圖4和5所示，單層傳熱盤管為對向U型結構，對向U型結構由兩個U型半環彎頭和兩根水平段盤管對接而成。

所述傳熱盤管4的最小轉彎半徑R≥6倍管心距，管心距為傳熱盤管相鄰兩管路中心距的二分之一。采用上述結構參數可以減緩介質在爐管轉彎回流區的侵蝕磨損，提高了設備運行的安全性。