CN105953630B - 一种盘管可抽离的加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明的一种盘管可抽离的加热炉，由若干个换热盘管模块组装而成，换热盘管模块包括两侧的炉墙、设置于炉墙的两端的弯头箱和设置于炉墙内的盘管，盘管由管板、炉管、弯头、凸缘短管和集箱连接组焊而成，管板支承在炉墙内侧的支耳上，盘管能够被从炉墙内抽出或被推进炉墙。通过把加热炉的下部换热管模块的盘管改变在装置工地现场进行组装焊接，完善了“搭积木”模块式加热炉的高效安全施工新方法；建造时上部模块不受下部的模块炉管供货周期影响，生产条件和产品质量状况得到改善，避免露天施工工地受不良天气的影响，大大减少了工地现场高空作业和交叉作业；方便建造、检修和更换容易损坏的个别盘管，结构简单，能够延长整台加热炉的使用寿命。

Description

一种盘管可抽离的加热炉

技术领域

本发明涉及石油炼制、石油化工及其它化工中的管式加热炉技术领域，具体涉及一种盘管可抽离的加热炉。

背景技术

(1) 传统加热炉的结构设计及功能

加热炉是石油化工中的龙头，包括常压炉、减压炉、制氢炉、重整炉、焦化炉、转化炉及裂解炉等。管式加热炉的作用是将介质（油料或气体）加热至工艺所需的温度。

炉体的四面由高大的炉墙围成炉膛，炉墙由工字钢等型钢钢架上铺焊钢板，钢板上分布焊接保温钉，在保温钉之间浇铸入隔热和耐磨材料。炉墙上安装的支架支持着管板，炉管穿过带孔的管板由管板支持，炉管内流过的是需要加热的油料，炉管外面在炉膛内从下往上流过的是高温烟气或热风，热量通过管壁传给管内的油料或其它介质。

例如，乙烯裂解炉由对流段和辐射段两大段上下组装而成，一台15万吨/年乙烯裂解炉对流段一般整体尺寸往往达到长18m×高28m×宽3m，属于高耸的钢结构建筑物。

(2) 目前的加热炉建造方法

由于历史原因，炉体建造中传统的习惯做法是机械制造厂生产管板、翅片管和弯头等配件，然后由建设公司负责在工地现场将这些零件与钢结构炉墙一起组装成炉体整体。在装置现场组焊，其炉管的穿进、与弯头的组焊及焊缝的射线检测、焊缝缺陷的反修、炉墙表面严格的喷漆均因露天高空施工带来诸多不便，与现代工程管理的HSE方针有差距，炉墙耐磨隔热衬里受天气影响会变形开裂、松脱或雨淋失效。

本世纪初，模块式石油化工加热炉建造技术得到开发应用，每一台加热炉由若干件长方体形的模块叠装或拼装而成，每一件模块包括两侧炉墙、炉墙内侧的支耳、管板、炉管、中间的集箱和两端的弯头箱，在每一模块靠近底部的两炉墙上设有两侧炉墙间距的调节及固定机构，调节机构穿过炉墙的壁厚、在两侧炉墙之间是互相对称配搭成套的。模块顶部连接有方便吊装用的桁架结构或吊耳。每一组模块的炉墙上下面均开有大量的圆形螺栓孔。改变加热炉在装置工地现场进行零部件的组装焊接为现场的模块化“搭积木”式施工新方法。技术路线是：（1）根据加热炉的总体尺寸和交通运输路线，把加热炉整体分割设计为长、宽、高及重量合适的若干件，这样达到化整为零的目的；（2）完全在制造厂车间厂房内组焊炉体各模块；（3）把模块运输到工地现场安装即可。

(3) 模块化设计建造技术存在的问题

现有的模块化建造方法均是先组装焊接好各个换热盘管模块，然后把多个完整换热盘管模块进行搭建，而对流段下部盘管因辐射及较高温烟气环境往往选用高等级材料的炉管，炉管的供货周期相对较长，滞后了对流段下部模块的制造供货，与装置现场安装需要首先安装下部模块的要求相矛盾，成为重大工程项目建设进度的关键。

无论是加热炉的传统建造技术还是创新的模块化建造技术都存在一个共同的老炉墙修复问题。对流段的衬里一般为轻质浇注料形式，裂解炉运行过程中，一旦炉墙浇注料老化或其他原因产生开裂、剥落，需要修复时，必须立即停炉，然后打开弯头箱，破坏炉管与弯头间焊缝，将炉管抽出，再修复衬里或调整炉管，拆掉的弯头也不能再重复使用。这过程中整个裂解炉装置必须停止工作，再拆装和修复，工作量非常庞大，工作难度较高。因为炉墙内空间较为狭窄，又是在装置现场施工，施工环境和施工设备均比较差，无法保证修复衬里的质量，不能保证裂解炉有较高的热效率和较长的使用寿命，使对流段维修成本较高，存在安全隐患。

由此可见，对石油化工加热炉进行设计及建造技术方面的改进，可以提高经济效益，具有很强的工程意义。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种结构简单、能够提高建造和维护检修工作效率，并可缩短安装周期、灵活操作的盘管可抽离的加热炉。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供一种盘管可抽离的加热炉，由若干个换热盘管模块组装而成，所述换热盘管模块包括两侧的炉墙、设置于所述炉墙的两端的弯头箱和设置于所述炉墙内的盘管，盘管由管板、炉管、弯头、凸缘短管和集箱连接组焊而成，所述管板支承在所述炉墙内侧的支耳上，所述盘管能够被从所述炉墙内抽出或被推进所述炉墙。

其中，所述盘管为一体组焊的盘管，且所述盘管能够整体从所述炉墙内抽出或推进。

其中，所述盘管由若干组分盘管堆叠组成，若干组分盘管的管板之间为固定连接，所述盘管能够整体从所述炉墙内抽出或推进。

其中，所述盘管由若干组分盘管堆叠组成，若干组分盘管的管板之间为滑动连接，所述盘管能够整体从所述炉墙内抽出或推进，或部分所述分盘管能够从所述炉墙内抽出或推进。

其中，所述炉墙内侧的支耳的组数与所述分盘管的数量相对应，且每组分盘管的管板分别支承在每组支耳上。

其中，所述炉墙内侧仅设置有一组支耳，若干组分盘管的底层分盘管的管板支承于所述支耳，其余分盘管往上堆叠。

其中，所述炉墙内侧仅设置有一组支耳，若干个分盘管顶层的分盘管的管板支承于所述支耳，其余分盘管通过吊挂钩往下堆叠。

其中，所述管板设置有若干块，且相邻所述管板之间设置有定距管。

其中，所述盘管由若干组分盘管堆叠组成，不同所述分盘管的管板之间的距离可调节设置，上下分盘管的管板在横截面设置有间距，和/或上下分盘管在纵轴线方向设置有间距。

其中，所述炉管与所述管板之间固定连接或滑动连接。

本发明的有益效果：

本发明的一种盘管可抽离的加热炉，由若干个换热盘管模块组装而成，换热盘管模块包括两侧的炉墙、设置于炉墙的两端的弯头箱和设置于炉墙内的盘管，盘管包括管板、炉管和弯头，管板支承在炉墙内侧的支耳上，盘管能够被从炉墙内抽出或被推进炉墙。与现有技术相比，本申请在使用时，打开弯头箱后，盘管能够被从炉墙内抽出或被推进炉墙，具有以下优点：（1）通过把加热炉的下部换热管模块的盘管改变在装置工地现场进行组装焊接，完善了“搭积木”模块式加热炉的高效安全施工新方法；（2）建造时上部的模块不受下部的模块的炉管供货周期影响，可以先建造炉墙等其余部分，后续再推进盘管，生产条件和产品质量状况得到改善，避免露天施工工地受不良天气的影响，大大减少了工地现场高空作业和交叉作业，不影响其他模块的安装，保证项目工期；（3）适用于空调、化工、石油化工、电力能源、钢铁冶炼行业中的换热设备领域，避免工地现场焊接焊缝需进行射线探伤对环境的影响，设计技术理念符合国际上流行的石化设备制造检修HSE(健康、安全、环境)制度；(4) 方便建造、检修和更换容易损坏的个别盘管，结构简单，能够延长整台加热炉的使用寿命。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的一种盘管可抽离的加热炉的第一种盘管的结构示意图。

图2为本发明的一种盘管可抽离的加热炉的第二种盘管的结构示意图。

图3为本发明的一种盘管可抽离的加热炉的第三种盘管的结构示意图。

图4为本发明的一种盘管可抽离的加热炉的第四种盘管的结构示意图。

图5为图3的A向的示意图。

图6为本发明的一种盘管可抽离的加热炉的第五种盘管的结构示意图。

图7为本发明的一种盘管可抽离的加热炉的第六种盘管的结构示意图。

图8为本发明的一种盘管可抽离的加热炉的第七种盘管的结构示意图。

图9为本发明的一种盘管可抽离的加热炉的第八种盘管的结构示意图。

图1至图9包含的附图标记：

1——炉管、2——管板、3——定距管，

4——第一分盘管、5——第二分盘管、6——第一分盘管的管板、7——第二分盘管的管板、8——滑动副，

9——固定面、10——滑动炉管、11——管孔间隙，

12——固定炉管、13——管孔、20——滚轮，

14——第三分盘管、15——支耳、16——炉墙、17——顶梁、18——底梁、19——第三分盘管管板，

20——滚轮、21——吊挂钩。

A——盘管的横向、B——盘管的纵向、L——分组盘管的管板间距、L1、L2——分组盘管内的两种管板间距。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。

实施例1

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉之一，加热炉由若干个换热盘管模块组装而成，其中换热盘管模块参见图1和图7所示，换热盘管模块包括两侧的炉墙16、顶梁17、底梁18、设置于炉墙16的两端的弯头箱和设置于炉墙16内的盘管，盘管由若干块管板2、炉管1、弯头、凸缘短管和集箱（图中没画出）连接组焊而成，炉管1穿设于管板上的管孔13，盘管通过管板2上的支脚支承在炉墙16内侧的支耳15上，图1中盘管为一体组焊的盘管，图7中盘管由三组分盘管组成，盘管能够整体或部分从炉墙16内抽出或推进。相邻管板2之间设置有定距管3，用于保证管板2之间的间距L1和L2，L1和L2相等或者不等。炉管1的两端由弯头串联或与集箱组焊。顶梁17和底梁18起到宽度定位以及提高模块整体刚性的作用。

与现有技术相比，本申请在使用时，打开弯头箱后，盘管能够被从炉墙内抽出或被推进炉墙，具有以下优点：（1）通过把加热炉的最下部换热管模块的盘管改变为在装置工地现场进行组装焊接，完善了“搭积木”模块式加热炉的高效安全施工新方法；（2）建造时不受炉管供货周期影响，生产条件和产品质量状况得到改善，避免露天施工工地受不良天气的影响，大大减少了工地现场高空作业和交叉作业；（3）适用于空调、化工、石油化工、电力能源和钢铁冶炼行业中的换热设备领域，避免工地现场焊接焊缝需进行射线探伤对环境的影响，设计技术理念符合国际上流行的石化设备制造检修HSE(健康、安全、环境)制度；(4) 方便建造、检修和更换容易损坏的个别盘管，结构简单，能够延长整台加热炉的使用寿命。

实施例2

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之二，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，参见图2所示，盘管由两组分盘管堆叠组成，第一分盘管4的管板6和第二分盘管5的管板7之间形成滑动副8，为滑动连接，盘管能够整体从炉墙内抽出或推进，或部分的分盘管能够从炉墙内抽出或推进。盘管进一步分开为两个分盘管，减轻重量，方便把盘管从模块的一端抽出或推入。

实施例3

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之三，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，参见图3所示，盘管由两组组分盘管堆叠组成，两组分盘管的管板之间的接触面为固定面9，为固定连接，盘管能够整体从炉墙内抽出或推进。盘管进一步分开为两个分盘管，方便运输，减轻重量，方便把盘管从模块的一端抽出或推入。

实施例4

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之四，本实施例的主要技术方案与实施例2相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于，参见图4所示，盘管由两组分盘管堆叠组成，上下分盘管的管板之间的距离可调节设置，上下分盘管的管板在横截面设置有间距L，上下分盘管在纵轴线方向设置有间距。

实施例5

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之五，本实施例的主要技术方案与实施例2相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于，参加图5所示，图5为图3的A向视图，表述了第一分盘管4的管板6下表面和第二分盘管5的管板7的上表面7之间结构，管板7设置有凹槽，管板6落在凹槽内，第一分盘管4受到限位而不能沿盘管的横向A向滑动，只能沿盘管的纵向B向滑动。也可以把上管板6的底面制造成人字形，叉在下管板7的上面，两者之间亦不能沿A向滑动。图5中，滑动炉管10和管板2的管孔之间存在间隙11，所以滑动炉管10能够沿B向滑动。

实施例6

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之六，本实施例的主要技术方案与实施例5相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例5中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例5的区别在于，参加图6所示，图6亦为图3的A向视图，固定炉管12和管板7的管孔之间不存在管孔间隙，而是形成管孔贴紧13，所以炉管12只能与管板7一起沿B向滑动，炉管不能单独滑动。

实施例7

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之七，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，参见图7所示，盘管由三组分盘管堆叠组成，炉墙内侧的支耳15的组数与分盘管的数量相对应，且每组分盘管的管板分别支承在每组支耳上。安装时可从下往上装，先装上第一分盘管4，再装第二分盘管5，最后装第三分盘管14，或者按其他顺序安装。为方便盘管的推进或抽出，可在盘管下部安装一对滚轮20，滚轮20在盘管安装后可拆下。

实施例8

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之八，本实施例的主要技术方案与实施例7相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例7中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例7的区别在于，参见图8所示，炉墙16内侧仅设置有一组支耳15，三组分盘管的底层分盘管的管板支承于支耳，其余分盘管往上堆叠。安装时只能从下往上装，先把第一分盘管4安装在唯一的支耳上，再安装第二分盘管5到第一分盘管4上，最后装第三分盘管14到第二分盘管5。

实施例9

本实施例的一种盘管可抽离的加热炉的具体实施方式之九，本实施例的主要技术方案与实施例7相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例7中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例7的区别在于，参见图9所示，炉墙16内侧仅设置有一组支耳15，三组分盘管第三分盘管14的管板支承于支耳，其余分盘管通过吊挂钩往下堆叠。安装时只能从上往下装，先把第三分盘管14安装在唯一的支耳15上，再通过吊挂钩20把第二分盘管5安装到第三分盘管14上，最后通过吊挂钩21把第一分盘管4吊挂到第二分盘管5上。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种盘管可抽离的加热炉，由若干个换热盘管模块组装而成，所述换热盘管模块包括两侧的炉墙、设置于所述炉墙的两端的弯头箱和设置于所述炉墙内的盘管，所述盘管包括管板、炉管和弯头，所述管板支承在所述炉墙内侧的支耳上，其特征在于：

所述盘管能够被从所述炉墙内抽出或被推进所述炉墙；所述盘管由若干组分盘管堆叠组成，若干组分盘管的管板之间为滑动连接，所述盘管能够整体从所述炉墙内抽出或推进，或部分所述分盘管能够从所述炉墙内抽出或推进；

相邻两个所述分盘管之间、位于下方的分盘管的管板的顶部设置有凹槽，位于上方的分盘管设置在所述凹槽内，以使得位于上方的分盘管在径向方向上受限；所述管板设置为若干块，且相邻所述管板之间设置有定距管；

所述炉管与所述管板之间滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种盘管可抽离的加热炉，其特征是：所述炉墙内侧的支耳的组数与所述分盘管的数量相对应，且每组分盘管的管板分别支承在每组支耳上。

3.根据权利要求1所述的一种盘管可抽离的加热炉，其特征是：所述炉墙内侧仅设置有一组支耳，若干组分盘管的底层分盘管的管板支承于所述支耳，其余分盘管往上堆叠。

4.根据权利要求1所述的一种盘管可抽离的加热炉，其特征是：所述炉墙内侧仅设置有一组支耳，若干个分盘管顶层的分盘管的管板支承于所述支耳，其余分盘管通过吊挂钩往下堆叠。

5.根据权利要求1所述的一种盘管可抽离的加热炉，其特征是：所述盘管由若干组分盘管堆叠组成，不同所述分盘管的管板之间的距离可调节设置，上下分盘管的管板在横截面设置有间距，和/或上下分盘管在纵轴线方向设置有间距。