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一種多爐膛結構的新型加熱爐.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510292492.0

申請日:

2015.06.01

公開號:

CN104896926A

公開日:

2015.09.09

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F27B 17/00申請日:20150601|||公開
IPC分類號: F27B17/00 主分類號: F27B17/00
申請人: 北京中科誠毅科技發展有限公司
發明人: 李蘇安; 鄧清宇; 王坤朋
地址: 100098北京市海淀區大鐘寺13號院1號樓華杰大廈B219
優先權:
專利代理機構: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司11129 代理人: 鞏固
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510292492.0

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2016.11.16|||2015.10.07|||2015.09.09

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種多爐膛結構的新型加熱爐,包括進料管道、燃燒器、爐體、出口管道,所述燃燒器為1個,所述爐體內包括至少兩個爐膛;每個爐膛的入口包括可開閉的隔熱的切換板;每個爐膛分別在入口和出口之間設置遠傳壓差計;所述燃燒器與爐膛之間為進料空間,所述進料管道通入所述進料空間;每個爐膛分別包括出口管道,相鄰的爐膛之間包括隔熱填料。本發明在不改變爐管構型、爐管材質、燃燒器數量的條件下,在一個爐膛出現問題的情況下可以及時切換至另一個爐膛進行加熱,不用對整體加熱爐進行停車檢修,延長了因加熱爐檢修造成裝置停車的周期,提高了裝置運行的穩定性,而且不用設置更多的備用爐,大幅度的降低成本。

權利要求書

權利要求書
1.  一種多爐膛結構的新型加熱爐,包括進料管道、燃燒器、爐體、出口管道,其特征在于所述燃燒器為1個,所述爐體內包括至少兩個爐膛;每個爐膛的入口包括可開閉的隔熱的切換板;每個爐膛分別在入口和出口之間設置遠傳壓差計;所述燃燒器與爐膛之間為進料空間,所述進料管道通入所述進料空間;每個爐膛分別包括出口管道,相鄰的爐膛之間包括隔熱填料。

2.  根據權利要求1所述的一種多爐膛結構的新型加熱爐,其特征在于所述爐膛為2-3個。

3.  根據權利要求1所述的一種多爐膛結構的新型加熱爐,其特征在于所述燃燒器為強混燃燒器。

4.  根據權利要求1所述的一種多爐膛結構的新型加熱爐,其特征在于所述遠傳壓差計壓降超過0.05-1MPa時關閉正在使用的爐膛的切換板,開啟另一個爐膛。

5.  根據權利要求1所述的一種多爐膛結構的新型加熱爐,其特征在于包括爐膛自動和手動雙重切換系統。

6.  根據權利要求1所述的一種多爐膛結構的新型加熱爐,其特征在于爐膛內介質的狀態為純液相、純氣相、氣液兩相流、氣、液、固體三相流或在爐內產生相變化。

7.  根據權利要求1-6任一所述的一種多爐膛結構的新型加熱爐的加熱方法,其特征在于包括以下步驟:
開啟其中一個爐膛的切換板,原料通過進料管道先進入進料空間然后通過開啟的切換板進入該開啟的爐膛,所述燃燒器對開啟的爐膛進行加熱;通過遠傳壓差計監控開啟的爐膛內的壓降,當壓降超過設定值時,對另一個爐膛進行預熱;然后所述另一個爐膛的出口管道打開;然后原使用爐膛的切換板關閉,同時所述另一個爐膛切換板打開;再關閉原使用爐膛的出口管道閥門;吹掃原使用爐膛,冷卻,進行檢修,同時所述另一個爐膛進行工作。

8.  根據權利要求7所述的方法,其特征在于所述設定值為0.05-1MPa。

9.  根據權利要求1-6任一所述的一種多爐膛結構的新型加熱爐的用途,其特征在于用于煉油廠中渣油加熱爐、渣油加氫或油煤混煉加氫的減壓爐。

10.  根據權利要求1-6任一所述的一種多爐膛結構的新型加熱爐的設計方法,其特征在于設計加熱爐為以下結構:包括進料管道、燃燒器、爐體、出口管道,其特征在于所述燃燒器為1個,所述爐體內包括至少兩個爐膛;每個爐膛的入口包括可開閉的隔熱的切換板;每個爐膛分別在入口和出口之間設置遠傳壓差計;所述燃燒器與爐膛之間為進料空間,所述進料管道通入所述進料空間;每個爐膛分別包括出口管道,相鄰的爐膛之間包括隔熱填料。

說明書

說明書一種多爐膛結構的新型加熱爐
技術領域
本發明涉及一種多爐膛結構的新型加熱爐,屬于石油化工和煤化工領域。
背景技術
加熱爐,是石油、化工、冶金、電力和天然氣工業中廣泛使用的一種加熱設備,其作用是以燃油或燃氣為燃料,將對油品或其它介質進行加熱。以滿足下游設備對工藝物流的溫度要求。在石油化工行業中,管式加熱爐作為提供石油化工生產對熱能需要的一種供熱手段得到了廣泛運用。
管式加熱爐一般由輻射室、對流室、余熱回收系統、燃燒器以及通風系統五部分所組成。輻射室和對流室內裝有爐管,這個部分直接受到火焰燒烤,溫度最高,必須充分考慮爐管內結焦的可能性。在輻射室的底部、側室或頂部裝有火嘴,在煙囪內裝有擋板。低溫物料先流進對流室爐管,再流經輻射室爐管,在爐膛內吸熱后成為高溫物料而流出。
爐管是加熱爐進行熱量傳遞的重要構件。爐管在苛刻的條件下運行,直接見火。由于設計上不可能留有很高的安全系數(否則,爐管會過厚),因此比廠內的其他通用設備容易損壞。爐管損壞的主要形態有:管壁減薄、變形、破裂、鼓包、內外腐蝕等。
降低檢修周期,甚至損壞加熱爐管是多種因素的綜合作用造成的,其中管內腐蝕和結焦是主要原因。腐蝕是指被加熱介質含有的酸性或堿性物質對爐管造成的化學腐蝕;結焦是爐管內的油品溫度超過一定界限后發生熱裂解,變成游離炭,堆積到爐管上的現象。
近年來,隨著原油開采量的不斷增加和常規原油儲量的不斷減少,原油劣質化趨勢越來越嚴重。原油和原油直接蒸餾得到的中間餾分油及焦化、催化裂化等二次加工得到的中間餾分的S、N含量逐漸升高,烴分子鏈逐漸變長,這就對加熱爐和加熱爐管的性能提出了更大的考驗。煤液化和油煤混煉等工藝處理的是分子量更大,S、N含量更高的介質,因此,這些工藝也面臨著同樣的易腐蝕、結焦的問題。
如何解決因爐管腐蝕和結焦帶來的操作不穩定、開工負荷低、甚至頻繁停車檢修等問題成為了研究熱點。目前,研究的重點主要是在如何減少爐管因腐蝕和結焦帶來的損害,比如有相關專利提出通過改造加熱爐爐管形式,在爐管內、外側涂耐熱層,加防護配件等方法延長爐管使用壽命,這固然能夠減少腐蝕和結焦等因素對爐管造成的損害,但是并未解決因定期清理加熱爐管內的結焦物而造成裝置停車的問題。目前的化工廠和煉油廠多數采取設置備用加熱爐的方式來彌補加熱爐不能長周期運行的缺陷,這種做法使得投資和占地面積大大增 加,并且加熱爐的預熱和切換操作非常繁瑣。
保證裝置安全穩定運行是工程設計的指導思想,延長設備的檢修周期則是關鍵所在。
發明內容
為解決現有技術的問題,本發明提出一種多爐膛結構的新型加熱爐,在一個爐膛內的加熱爐管因腐蝕、結焦和堵塞等因素影響操作時,自動或手動切換到另外一個爐膛,實現連續操作,這就根本上解決了因爐管結焦造成裝置停車的問題。
本發明的技術方案如下:
一種多爐膛結構的新型加熱爐,包括進料管道、燃燒器、爐體、出口管道,其特征在于所述燃燒器為1個,所述爐體內包括至少2個、優選為2-3個爐膛;每個爐膛的入口包括可開閉的隔熱的切換板;每個爐膛分別在入口和出口之間設置遠傳壓差計;所述燃燒器與爐膛之間包括進料空間,所述進料管道通入所述進料空間;每個爐膛分別包括出口管道,相鄰的爐膛之間包括隔熱填料。
所述燃燒器優選為強混燃燒器。
優選的所述遠傳壓差計壓降超過0.05-1MPa時關閉正在使用的爐膛的切換板,開啟另一個爐膛。
不同爐膛的切換板可通過爐膛自動或手動雙重切換系統來進行切換。
爐膛內介質的狀態為純液相、純氣相、氣液兩相流、氣、液、固體三相流或在爐內產生相變化。
上述新型加熱爐的加熱方法,其特征在于包括以下步驟:
開啟其中一個爐膛的切換板,原料通過進料管道先進入進料空間然后通過開啟的切換板進入該爐膛,所述燃燒器對開啟的爐膛進行加熱;通過遠傳壓差計監控開啟的爐膛內的壓降,當壓降超過設定值時,對另一個爐膛進行預熱;然后所述另一個爐膛的出口管道打開;然后原使用爐膛的切換板關閉,同時所述另一個爐膛切換板打開;再關閉原使用爐膛的出口管道閥門;吹掃原使用爐膛,冷卻,進行檢修,同時所述另一個爐膛進行工作。
所述設定值優選為0.05-1MPa。
上述新型加熱爐的用途,其特征在于用于煉油廠中渣油加熱爐、渣油加氫或油煤混煉加氫的減壓爐。
還包括上述的多爐膛結構的新型加熱爐的設計方法。
技術效果:
本發明提出一種多爐膛結構的新型加熱爐,在一個爐膛內的加熱爐管因腐蝕、結焦和堵塞等因素影響操作時,自動或手動切換到另外一個爐膛,實現連續操作,這就根本上解決了因爐管結焦造成裝置停車的問題。其中燃燒器為強混燃燒器,數量僅須1臺,單個爐膛的進出口設置遠傳壓差計,以檢測爐管內的堵塞情況,壓降超過設定值(0.05-1MPa)時啟動切換板,即可切換爐膛。爐膛關閉以后,會對爐膛使用蒸汽吹掃,工廠風吹掃,自然冷卻至常溫,再進行檢修。由于切換板絕熱且爐膛之間也包括隔熱填料,因此另一個開啟的爐膛的加熱并不會影響已關閉爐膛的檢修。
本發明在不改變爐管構型、爐管材質、燃燒器數量的條件下,在一個爐膛出現問題的情況下可以及時切換至另一個爐膛進行加熱,不用對整體加熱爐進行停車檢修,延長了因加熱爐檢修造成裝置停車的周期,提高了裝置運行的穩定性,而且不用設置更多的備用爐,大幅度的降低成本。
1、大大延長了加熱爐整體的檢修時間,有利于爐子安全運行;
2、爐膛切換的自動化程度高,便于操作;
3、保留手動切換,更加安全;
4、相比于并聯設置備用加熱爐,由于燃燒器等造價高昂的設備被節省,因此可節省設備投資30-50%,節省工程投資40-70%;
5、相比于并聯設置備用加熱爐,節省占地60%以上。
由于渣油加氫和油煤混煉等工藝處理的是分子量更大,S、N含量更高的介質,因此,這些工藝更易發生腐蝕、結焦的問題,爐膛的檢修率高,因此本發明特別適用于以上工藝的加熱程序,相比起并聯設置加熱爐其效果更加明顯。
附圖說明
圖1為本發明雙爐膛實施例的簡圖。
圖中各標號列示如下:
1-進料管道,2-燃燒器,3-A爐膛,4-B爐膛,5-A爐膛出口管道,6-B爐膛出口管道,7-爐膛出口總管道,8-A爐膛爐管壓差計,9-B爐膛爐管壓差計,10-A爐膛切換板,11-B爐膛切換板,12-燃燒氣進料口,13-進料空間。
具體實施方式
為了更好的解釋本發明,下面結合具體實施例和附圖對本發明進行進一步的解釋。
實施例
本實施例如圖1所示,應用于渣油加熱。爐體內包括A爐膛3和B爐膛4;燃燒器2為1個強混燃燒器,包括燃燒氣進料口12,對兩個爐膛都能進行加熱。每個爐膛分別在入口和出口之間設置A爐膛爐管壓差計8和B爐膛爐管壓差計9,進料管道1通入爐體后與爐膛的入口之間為進料空間13,也即燃燒器2與兩個爐膛之間的爐體內的空間,待加熱的物料從進料管道1進入爐體后首先進入進料空間13,每個爐膛的入口分別包括絕熱的、可開閉的A爐膛切換板10和B爐膛切換板11,當切換板開啟時,物料從進料空間進入對應的開啟的爐膛,每個爐膛分別包括A爐膛出口管道5和B爐膛出口管道6并匯總為爐膛出口總管道7。爐膛之間設置有3層的隔熱填料,隔熱填料采用耐高溫的航天陶瓷材料,能夠做到未使用爐膛的溫度為常溫,能夠實現隔熱的溫度范圍可高達1200℃-1750℃。
初始狀態:A爐膛3加熱。
切換條件:A爐膛爐管壓差計8數值超過0.1MPa時;
切換準備:將B爐膛4利用少量燃燒氣進行預熱;
切換過程:(1)壓差計將信號傳遞給B爐膛出口管道閥門壓力變送器,B爐膛出口管道6打開;(2)壓差計將信號傳遞給爐膛切換板變送器,A爐膛切換板10關閉,同時B爐膛切換板11打開;(3)關閉A爐膛出口管道5閥門;
切換完成:吹掃A爐膛3,自然冷卻,進行檢修,同時B爐膛4進行加熱。按照上述程序循環。
以上所述僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到變化或替換,例如爐膛數量、尺寸,切換板的形式,管路的形式和連接方式等,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此,本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。

關 鍵 詞:
一種 爐膛 結構 新型 加熱爐
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