專利名稱：高溫取熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到石油化工行業(yè)催化裂化裝置中的高溫取熱爐。
背景技術(shù)：
高溫取熱爐是石油化工行業(yè)中催化裂化裝置中的一個(gè)重要設(shè)備，將送入爐內(nèi)的約400KPa壓力和上千攝氏度的高溫?zé)煔饨禍?，使煙氣到達(dá)高溫取熱爐出口的溫度下降至某一指定的溫度，這個(gè)指定的溫度通常在700℃左右。如圖1和圖2所示，是一種傳統(tǒng)的雙筒式串聯(lián)布置高溫取熱爐，包括兩個(gè)通過聯(lián)接煙道6聯(lián)接在一起的高溫取熱爐，其中一個(gè)高溫取熱爐的側(cè)壁上開設(shè)有煙氣入口18，另一個(gè)高溫取熱爐的側(cè)壁上開設(shè)有旁路煙道口17和煙氣出口19，兩個(gè)高溫取熱爐爐體在上部以聯(lián)接煙道6相聯(lián)通，每個(gè)高溫取熱爐包括爐體1和上、下封頭2和8，爐體中的空間為爐室，爐體1包括耐壓筒101和設(shè)置在耐壓筒101內(nèi)壁上的內(nèi)襯，內(nèi)襯由保溫層102和耐熱層103構(gòu)成；若干根嵌套式冷卻水管穿過位于爐頂?shù)纳戏忸^2插入爐室中，冷卻水管的結(jié)構(gòu)包括呈試管狀的外管3和設(shè)置在外管3中的內(nèi)管4，外管3的上端與內(nèi)管4的外壁密封，外管3在靠近其上端的管壁上開設(shè)有汽水引出口5；內(nèi)管4的下端開口與外管3的底部留有間隙，內(nèi)管4的上端為進(jìn)水口。其工作原理是從煙氣入口18進(jìn)入爐室的高溫?zé)煔馔ㄟ^與冷卻水管中的水進(jìn)行熱交換來達(dá)到降低自身溫度的目的，具體過程為水儲存在鍋筒中，而鍋筒位于高溫取熱爐的上方，從鍋筒中流入冷卻水管中的水在爐室中被高溫?zé)煔馑訜?，加熱形成的汽水混合物從汽水引出?回流至鍋筒中，其蒸汽部分通過鍋筒中的出汽口進(jìn)入到輸出管道中，為了保持鍋筒中的水位，鍋筒中要經(jīng)常補(bǔ)充經(jīng)處理過的給水；在工作過程中，如果從煙氣出口19出來的煙氣溫度偏低，可以通過調(diào)節(jié)旁路煙道口17的煙氣量，使得一部分煙氣直接從旁路煙道口17通過、減少其吸熱量，然后與煙氣出口19出來的煙氣進(jìn)行混合，達(dá)到設(shè)定溫度后送至下道工序。該高溫取熱爐的缺點(diǎn)如下1、由于內(nèi)管4的下端與外管3底部形成的通道過于狹窄，這樣就形成了類似“盲腸”式的結(jié)構(gòu)，在裝配過程中可能落入的異物和水蒸發(fā)濃縮過程中必然產(chǎn)生的水垢是無法排除的，因此很容易發(fā)生水流通不暢或因內(nèi)管4腐蝕泄漏而不能對整根受熱外管3補(bǔ)水，從而造成外管3燒壞爆管的事故；2、上述結(jié)構(gòu)的冷卻水管穿過爐頂?shù)纳戏忸^2伸入至爐室中，其重量全部由上封頭2支承，使得上封頭2不能設(shè)置成可拆卸結(jié)構(gòu)，只能焊接在高溫取熱爐的爐體1上，導(dǎo)致對爐內(nèi)受熱面的檢修非常困難；上述雙筒式結(jié)構(gòu)的高溫取熱爐，雖說可以在其上部聯(lián)接煙道6上設(shè)置用于檢查爐內(nèi)冷卻水管高位受熱面狀況的檢測口；盡管如此，檢修工作仍很困難，而且其結(jié)構(gòu)也顯得過于龐大和復(fù)雜；3、高溫取熱爐在長期使用過程中，內(nèi)襯難免會因老化等原因而脫落，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、停機(jī)維修，耐壓筒101與爐內(nèi)上千度的高溫?zé)煔庵苯咏佑|，將使耐壓筒101的金屬強(qiáng)度大大下降，當(dāng)耐壓筒101的金屬高溫屈服強(qiáng)度低于克服爐內(nèi)煙氣壓力所需的強(qiáng)度時(shí)，高溫取熱爐就會破裂，釀成重大事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種安全可靠、長期使用不易堵塞、便于檢修和結(jié)構(gòu)簡單的高溫取熱爐。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為高溫取熱爐，包括爐體，爐體的側(cè)壁上開設(shè)有煙氣入口和煙氣出口，爐體的兩頭分別設(shè)置有上、下封頭，上、下封頭與爐室之間分別設(shè)置有上、下保溫層；爐室中設(shè)置有由若干個(gè)對流管束單元構(gòu)成的對流管束裝置，每個(gè)對流管束單元包括若干根對流水管和設(shè)置在爐室兩頭的上、下集箱，每個(gè)對流管束單元中的每根對流水管的兩端分別與本單元中的上、下集箱相連通，每個(gè)下集箱均設(shè)置有排污管，下集箱均與下降供水管相連通，上集箱均與汽水引出管相連通；所述的上、下封頭中至少有一個(gè)為可拆卸結(jié)構(gòu)；所述爐體包括耐壓筒和布置在耐壓筒的筒壁上的若干冷卻水管，冷卻水管與耐壓筒之間設(shè)置有傳熱層，冷卻水管的上下兩頭分別與位于爐室兩頭的上、下環(huán)形集箱相連通，上、下環(huán)形集箱分別與汽水引出管和下降供水管相連通。
上述的對流管束裝置的中央設(shè)置有檢查通道，檢查通道中自上而下間隔設(shè)置有若干塊可拆卸隔板；檢查通道貫通于上保溫層和上封頭、并與開設(shè)在上封頭頂部的檢查入口相連通。
上述的對流管束裝置的中央設(shè)置有檢查通道，檢查通道中自上而下間隔設(shè)置有若干塊可拆卸隔板；檢查通道貫通于下保溫層和下封頭、并與開設(shè)在下封頭底部的檢查入口相連通。
在上述的耐壓筒的外壁上設(shè)置有若干根均勻排布的冷卻水管，冷卻水管與耐壓筒的外壁之間設(shè)置有傳熱層。
在上述的耐壓筒的內(nèi)壁上設(shè)置有若干根均勻排布的冷卻水管，冷卻水管與耐壓筒的內(nèi)壁之間設(shè)置有傳熱層。
上述的上、下封頭與爐體之間分別通過法蘭連接、形成可拆卸結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的有益效果如下1.本發(fā)明所述的高溫取熱爐，由于在爐室中采用了由若干個(gè)對流管束單元構(gòu)成的對流管束裝置，其中的對流水管為自下而上的直通式結(jié)構(gòu)，水流十分通暢，而且下集箱中設(shè)置有排污管，可將對流管束單元管子中的水垢或異物定期從排污管中排出，有效地保證了水路的暢通和使用安全；2.本發(fā)明中的上、下封頭中至少有一個(gè)為法蘭式可拆卸結(jié)構(gòu)，而且每個(gè)對流管束單元可以單獨(dú)拆裝，大大方便了對流管束裝置的檢修；本發(fā)明所述的高溫取熱爐為單筒式結(jié)構(gòu)，其布局和結(jié)構(gòu)更加簡化，節(jié)省了占地面積，降低了成本。
3.本發(fā)明中的爐體通過在金屬制成的耐壓筒的內(nèi)壁或外壁上設(shè)置冷卻水管而構(gòu)成，使耐壓筒體金屬溫度穩(wěn)定保持在水冷系統(tǒng)工作壓力下的飽和溫度附近，消除了原來爐體因內(nèi)襯老化等原因脫落導(dǎo)致爐體金屬超溫破裂而引起的事故隱患，使得整個(gè)高溫取熱爐爐體的安全性能得到了可靠保證。


圖1是背景技術(shù)中所述的雙筒式高溫取熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的A-A向剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖1、圖2中1、爐體，101、耐壓筒，102、保溫層，103、耐熱層，2、上封頭，3、外管，4、內(nèi)管，5、汽水引出口，6、聯(lián)接煙道，8、下封頭，17、旁路煙道口，18、煙氣入口，19、煙氣出口；圖3是本發(fā)明所述的高溫取熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是對流管束單元在爐室內(nèi)的一種分布結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4中對流管束單元的B-B向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是對流管束單元在爐室內(nèi)的另一種分布結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明所述爐體的一種結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖；圖8是圖7中H部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明所述爐體的另一種結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖；圖10是圖9的I部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3至圖10中1、爐體，10、爐室，101、耐壓筒，102、冷卻水管，103、傳熱層，104、上環(huán)形集箱，105、下環(huán)形集箱，106、隔熱防護(hù)層，11、檢查通道，12、隔板，13、支撐定位梁，14、支撐定位梁，16、排灰斗，17、旁路煙道口，18、煙氣入口，19、煙氣出口，2、上封頭，21、檢查入口，22、上保溫層，3、對流管束單元，31、對流水管，32、上集箱，33、下集箱，331、排污管，4、汽水引出管，5、下降供水管，8、下封頭，81、檢查入口，82、下保溫層，83、排灰通道；圖11為本發(fā)明的布置狀態(tài)示意圖；圖中198、鋼架，200、高溫取熱爐，201、鍋筒。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述
如圖3所示，本發(fā)明所述的高溫取熱爐，包括爐體1，爐體1中的空間為爐室10，爐體1的側(cè)壁上開設(shè)有煙氣入口18和煙氣出口19，爐體1的兩頭分別設(shè)置有上、下封頭2和8，上、下封頭2和8與爐室10之間分別設(shè)置有上、下保溫層22和82，下封頭8和下保溫層82中開設(shè)有貫通的排灰通道83；如圖4所示，爐室10中設(shè)置有由十二個(gè)呈輻射狀布置的對流管束單元3構(gòu)成的對流管束裝置，所述的對流管束裝置還可以設(shè)置成如圖6所示的平行布置結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)；如圖5所示，每個(gè)對流管束單元3包括若干根對流水管31和設(shè)置在爐室10兩頭的上、下集箱32和33，每個(gè)對流管束單元3中的每根對流水管31的兩端分別與本單元中的上、下集箱32和33相連通，每個(gè)下集箱33的底部均設(shè)置有排污管331，所有的下集箱33均與下降供水管5相連通，所有的上集箱32均與汽水引出管4相連通；所述的上、下封頭2和8中至少有一個(gè)封頭是可拆卸式法蘭安裝結(jié)構(gòu)；如圖7、圖8所示，所述的爐體1結(jié)構(gòu)包括耐壓筒101，在耐壓筒101的內(nèi)壁上均勻布置若干根冷卻水管102，冷卻水管102與耐壓筒101的內(nèi)壁之間設(shè)置有傳熱層103；另外，所述的爐體1還可以設(shè)置成如圖9、圖10所示的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括耐壓筒101，在耐壓筒101外壁上均勻布置若干根冷卻水管102，冷卻水管102與耐壓筒101的外壁之間設(shè)置有傳熱層103；這里所述的傳熱層103就是冷卻水管102與耐壓筒101之間的焊接層；所述的爐體1的所有冷卻水管102的上下兩頭分別與位于爐室10兩頭的上、下環(huán)形集箱104和105相連通，上、下環(huán)形集箱104和105分別與汽水引出管4和下降供水管5相連通；本實(shí)施例中，如圖4所示，在對流管束裝置的中央留有空間并形成檢查通道11，即所有對流管束單元3在爐體1的圓截面內(nèi)呈輻射狀布置、其中央留出檢查通道11，檢查通道11中間隔布置有數(shù)塊可拆卸隔板12——隔板12的塊數(shù)可根據(jù)爐體1的高度而作相應(yīng)的增減，布置隔板12的目的是為了消除煙氣走廊效應(yīng)，隔板12的具體設(shè)置方法為在檢查通道11附近的對流水管31上焊接有焊耳，隔板12安裝在焊耳上即可——這種就近焊接焊耳安裝隔板12的通常技術(shù)雖未在圖中畫出，但這不影響本領(lǐng)域的技術(shù)人員對此結(jié)構(gòu)的理解和實(shí)現(xiàn)，所述的檢查通道11向上貫通于上保溫層22和上封頭2、并與開設(shè)在上封頭2頂部的檢查入口21相連通，檢查通道11向下貫通于下保溫層82和下封頭8、并與開設(shè)在下封頭8底部的檢查入口81相連通；爐室10中位于排灰通道83的上方設(shè)置有由填料構(gòu)成的呈漏斗狀的排灰斗16，使得爐室10中的灰塵能順著排灰斗16滑落至排灰通道83中，并沿著排灰通道83排出高溫取熱爐。另外，為了防止散熱損失，爐體1(包括煙道入口18和煙道出口19)的外壁上還設(shè)置有隔熱防護(hù)層106；為了調(diào)節(jié)從煙氣出口19處煙氣的溫度，在爐體1的中部設(shè)置有旁路煙道口17。除此之外，為了高溫取熱爐的固定和支托，爐體1上還設(shè)置有支撐定位梁13和14。
如圖11所示，是本發(fā)明在催化裂化裝置中的布置結(jié)構(gòu)圖，整個(gè)高溫取熱爐200為單筒結(jié)構(gòu)，由鋼架198支承，支撐定位梁13和14可以根據(jù)需要作為定位梁或支撐梁使用，如果高溫取熱爐200與鋼架198的支承點(diǎn)在高溫取熱爐200的上部，那么支撐定位梁13作為承撐梁，支撐定位梁14作為定位梁；反之，如果高溫取熱爐200與鋼架198的支承點(diǎn)在高溫取熱爐200的中部或下部，則支撐定位梁13作為定位梁，支撐定位梁14作為支撐梁。鍋筒201作為高溫取熱爐200的水源和匯汽之處，為了加強(qiáng)水循環(huán)、管道布置以及考慮到檢修對流管束單元3時(shí)向上抽出的需要，鍋筒201設(shè)于高出高溫取熱爐200一定距離的側(cè)面，鍋筒201底部有數(shù)根大直徑下降供水管5直達(dá)下集箱33附近，再用小口徑管子將水分配到下環(huán)形集箱105和各個(gè)下集箱33中去，從上環(huán)形集箱104和各個(gè)上集箱32出來的汽水混合物經(jīng)汽水引出管4回流到鍋筒201中，經(jīng)過汽水分離后，蒸汽從鍋筒201的出汽口中送出。
本發(fā)明所述的高爐取熱爐200的具體的工作過程為鍋筒201位于高溫取熱爐200的上方，鍋筒201通過兩路下降供水管5分別與下集箱33、對流水管31、上集箱32和汽水引出管4組成一組水冷系統(tǒng)，與下環(huán)形集箱105、冷卻水管102、上環(huán)形集箱104和汽水引出管4組成另一組水冷系統(tǒng)。在工作過程中，為了保持鍋筒201中的水位，鍋筒201中要經(jīng)常補(bǔ)充經(jīng)處理過的給水。作為爐體1一部分的耐壓筒101，一方面由于高溫?zé)煔鈱ζ浼訜?，使其溫度有不斷上升的趨勢，另一方面不斷流?jīng)冷卻水管102的水又將耐壓筒101得到的大部分熱量不斷帶走，這樣就形成了一個(gè)熱平衡，使得耐壓筒101維持在水冷系統(tǒng)工作壓力下的飽和溫度附近。高溫?zé)煔鈴臒煔馊肟?8進(jìn)入至爐室10，在上升過程中，與對流水管31不斷進(jìn)行熱量交換以降低煙溫，如果從煙氣出口19出來的煙氣溫度偏低，可以通過調(diào)節(jié)旁路煙道口17的煙氣量，使得一部分煙氣直接從旁路煙道口17旁路引出，然后與煙氣出口19出來的經(jīng)全程冷卻的低溫?zé)煔膺M(jìn)行混合，調(diào)節(jié)兩者的比例、使其達(dá)到設(shè)置溫度，然后送至下道工序。另外，設(shè)置在檢查通道11中的隔板12可有效地防止煙氣短路。
當(dāng)需對上述高溫取熱爐200中的對流管束裝置進(jìn)行修理時(shí)，只需卸下上封頭2，然后對汽水引出管4和下降供水管5作簡單切割，便可將個(gè)別對流管束單元3從爐室10中單獨(dú)抽出，從而方便了對流管束裝置的修理。在對上述的高溫取熱爐200中的受熱面進(jìn)行檢查時(shí)，檢查人員可以從下封頭8中的檢查入口81處進(jìn)入爐室10中，也可以從上封頭2中的檢查入口21處進(jìn)入爐室10中；這里以從開設(shè)在下封頭8上的檢查入口81中進(jìn)入檢查通道11為例，來描述對高溫取熱爐爐室10中的所有對流水管31進(jìn)行檢查的過程首先卸下第一塊隔板12，將懸梯掛在同樣焊接在檢查通道11附近的對流水管31上的掛鉤上——這種就近焊接用于懸掛懸梯的掛鉤的通常技術(shù)雖未在圖中畫出，但這不影響本領(lǐng)域的技術(shù)人員對此結(jié)構(gòu)的理解和實(shí)現(xiàn)，檢查人員通過懸梯再接近第二塊隔板12，并將其卸下，然后，檢查人員可以站在懸梯的頂端上，將第二個(gè)懸梯向上升起、并將其掛在上方相應(yīng)的掛鉤上，依次類推，就可檢測整個(gè)高溫取熱爐200中所有對流水管31的受熱面的狀況，檢查完畢，再一步一步退回，并將隔板12依次固定在原處。在高溫取熱爐200運(yùn)行期間，可以定期通過排污管331將對流水管31中的水垢沉渣和異物排出，從而有效地保證了水路的暢通。
權(quán)利要求
1.高溫取熱爐，包括爐體[1]，爐體[1]的側(cè)壁上開設(shè)有煙氣入口[18]和煙氣出口[19]，爐體[1]的兩頭分別設(shè)置有上、下封頭[2]和[8]，上、下封頭[2]和[8]與爐室[10]之間分別設(shè)置有上、下保溫層[22]和[82]；其特征在于爐室[10]中設(shè)置有由若干個(gè)對流管束單元[3]構(gòu)成的對流管束裝置，每個(gè)對流管束單元[3]包括若干根對流水管[31]和設(shè)置在爐室[10]兩頭的上、下集箱[32]和[33]，每個(gè)對流管束單元[3]中的每根對流水管[31]的兩端分別與本單元中的上、下集箱[32]和[33]相連通，每個(gè)下集箱[33]均設(shè)置有排污管[331]，下集箱[33]均與下降供水管[5]相連通，上集箱[32]均與汽水引出管[4]相連通；所述的上、下封頭[2]和[8]中至少有一個(gè)為可拆卸結(jié)構(gòu)；所述爐體[1]包括耐壓筒[101]和布置在耐壓筒[101]的筒壁上的若干冷卻水管[102]，冷卻水管[102]與耐壓筒[101]之間設(shè)置有傳熱層[103]，冷卻水管[102]的上下兩頭分別與位于爐室[10]兩頭的上、下環(huán)形集箱[104]和[105]相連通，上、下環(huán)形集箱[104]和[105]分別與汽水引出管[4]和下降供水管[5]相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的高溫取熱爐，其特征在于所述的對流管束裝置中央設(shè)置有檢查通道[11]，檢查通道[11]中自上而下間隔設(shè)置有若干塊可拆卸隔板[12]；檢查通道[11]貫通于上保溫層[22]和上封頭[2]、并與開設(shè)在上封頭[2]頂部的檢查入口[21]相連通。
3.如權(quán)利要求1所述的高溫取熱爐，其特征在于所述的對流管束裝置中央設(shè)置有檢查通道[11]，檢查通道[11]中自上而下間隔設(shè)置有若干塊可拆卸隔板[12]；檢查通道[11]貫通于下保溫層[82]和下封頭[8]、并與開設(shè)在下封頭[8]底部的檢查入口[81]相連通。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的高溫取熱爐，其特征在于在所述的耐壓筒[101]的外壁上設(shè)置有均勻排布的冷卻水管[102]，冷卻水管[102]與耐壓筒[101]的外壁之間設(shè)置有傳熱層[103]。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的高溫取熱爐，其特征在于在所述的耐壓筒[101]的內(nèi)壁上設(shè)置有均勻排布的冷卻水管[102]，冷卻水管[102]與耐壓筒[101]的內(nèi)壁之間設(shè)置有傳熱層[103]。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的高溫取熱爐，其特征在于所述的上、下封頭[2]和[8]與爐體[1]之間分別通過法蘭連接、形成可拆卸結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種長期使用不易堵塞、便于檢修、安全可靠和結(jié)構(gòu)簡單的高溫取熱爐，包括爐體，爐體的側(cè)壁上開設(shè)有煙氣入口和煙氣出口，爐體的兩頭分別設(shè)置有可拆卸的上、下封頭，下封頭中開設(shè)有排灰通道；爐室中設(shè)置有由若干個(gè)對流管束單元構(gòu)成的對流管束裝置，每個(gè)對流管束單元包括若干根對流水管，每個(gè)對流管束單元中的每根對流水管通過本單元中的上、下集箱與汽水引出管和下降供水管相連通，每個(gè)下集箱均設(shè)置有排污管；所述的爐體包括耐壓筒和布置在耐壓筒的內(nèi)壁或外壁上的若干冷卻水管，冷卻水管與耐壓筒之間設(shè)置有傳熱層，冷卻水管通過上、下環(huán)形集箱與汽水引出管和下降供水管相連通。本發(fā)明主要用于石油化工行業(yè)中的催化裂化裝置中。
文檔編號F22B31/00GK101059318SQ200710022659
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月20日
發(fā)明者趙柏年 申請人:蘇州海陸重工股份有限公司