CN202993149U - 一种制氢转化炉余热锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种制氢转化炉余热锅炉，包括有锅筒以及用于高温烟气通过的烟道，其中，烟道包括有烟道弯曲段和烟道横置段；烟道弯曲段设有水保护段、原料预热段及蒸汽过热器，水保护段为竖向排布；烟道横置段内依次安装有高温板式换热器、蒸发器及低温板式换热器。本实用新型有效地减少了设备的占地面积，仅为水平布置结构的1/2，且安装和维护都更加方便，大大减少了安装和维护成本；同时也降低了炉体钢结构的重量，减少了投资。本实用新型制氢转化气余热锅炉的蒸发器的管束采用竖直排布，有效解决了自然循环水平蒸发管束的循环流速如果过小导致汽水分层和污染物沉积等问题。

Description

一种制氢转化炉余热锅炉

技术领域

本实用新型涉及石油化工领域，尤其涉及一种余热锅炉，具体地说，涉及一种制氢转化炉余热锅炉。

背景技术

在石油炼制、石油化工生产中，余热锅炉不仅是回收生产中存在的大量余热的重要设备，有的还是保证加工生产正常运转不可或缺的设备。因此，节能和换热***的优化是石油化工技术发展中的一个重要课题。

转化炉余热锅炉是制氢工艺中的关键设备之一。约1000℃的转化炉高温烟气经过转化炉余热锅炉的各受热面后，烟气温度被降低至100℃。回收烟气热能，副产中低压蒸汽，对降低装置能耗有着重要作用。

随着石化行业的发展，氢资源的需求越来越大，伴随着制氢装置大型化，转化炉余热锅炉工程设计必然面临着工艺操作条件更趋于苛刻、换热面增加、锅炉设备尺寸增大。大型化后如何使余热锅炉设计满足工艺生产的需要，能够最大限度的回收热能，产生的蒸汽压力和质量满足使用对象的要求，仅仅依靠简单的几何堆积或尺寸放大远远不够的。因此在设计时要全面进行分析、综合考虑，选择合理的高效的结构形式。

目前有两种制氢转化气余热锅炉结构，一种是换热面水平布置（如图2所示），一种是换热面π型布置（如图3所示）。换热面水平布置结构由于占地面积大，只适用于小型制氢装置，换热面π型布置结构克服了水平布置结构的不足，但是这种结构又有设备重量大、资金投入大及能耗高等不足。

发明内容

本实用新型之目的在于克服现有的技术缺陷，提供一种占地面积小，同时又具有设备重量轻、安装方便、能耗低等优点的制氢转化炉余热锅炉。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种制氢转化炉余热锅炉，包括有锅筒以及用于高温烟气通过的烟道，其中，烟道包括有烟道弯曲段和烟道横置段；烟道弯曲段设有水保护段、原料预热段及蒸汽过热器，水保护段为竖向排布；烟道横置段内依次安装有高温板式换热器、蒸发段及低温板式换热器。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的烟道弯曲段包括有烟道升段、烟道横段及烟道降段，且水保护段及原料预热段安装在烟道升段管腔内，蒸汽过热器安装在烟道降段管腔内。

上述的蒸发器经第一循环管道与锅筒连接；水保护段经第二循环管道与锅筒连接；蒸汽过热器一端经第三管道与锅筒连接，另一端开设有用于过热蒸汽排出的排出口。

上述的原料预热段开设有原料进口和原料出口。

上述的水保护段具有水流方向为从下至上的流道。

上述的原料预热段具有原料的流动方向为从下至上的流道。

上述的烟道外部包设有保温层。

上述的第一循环管道外部包设有隔热层。

与现有技术相比，本实用新型的一种制氢转化炉余热锅炉，包括有锅筒以及用于高温烟气通过的烟道，其中，烟道包括有烟道弯曲段和烟道横置段；烟道弯曲段设有水保护段、原料预热段及蒸汽过热器，水保护段为竖向排布；烟道横置段内依次安装有高温板式换热器、蒸发器及低温板式换热器。本实用新型的前部烟道采用了π型布置，有效地减少了设备的占地面积，使得本实用新型占地面积仅为水平布置结构的1/2。由于高温板式换热器、蒸发器及低温板式换热器较重且安装复杂，后部烟道采用水平布置，与π型布置结构比，安装和维护都更加方便，从而大大减少了安装和维护成本；同时也降低了炉体钢结构的重量，减少了投资。本实用新型制氢转化炉余热锅炉的蒸发器的管束采用竖直排布，有效解决了自然循环水平蒸发管束的循环流速如果过小导致汽水分层和污染物沉积等问题。

综上所述，本实用新型具有占地面积小，安装与维护方便，能耗低等优点，同时解决了自然循环水平蒸发管束的循环流速如果过小导致汽水分层和污染物沉积等问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是背景技术中余热锅炉水平布置图；

图3是背景技术中余热锅炉π型布置图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

图1所示为本实用新型的结构示意图。

其中的图1的附图标记为：烟道1、烟道弯曲段11、烟道升段11a、烟道横段11b、烟道降段11c、烟道横置段12、第一循环管道21、第二循环管道22、第三管道23、锅筒3、高温板式换热器4、蒸发器5、低温板式换热器6、水保护段7、原料预热段8、原料进口81、原料出口82、蒸汽过热器9、排出口91。

图2、图3中的标号含义为：背景烟道1'、背景烟道弯曲段11'、背景烟道横置段12'、背景第一循环管道21'、背景第二循环管道22'、背景第三管道23'、背景锅筒3'、背景高温板式换热器4'、背景蒸发器5'、背景低温板式换热器6'、背景水保护段7'、背景原料预热段8'、背景原料进口81'、背景原料出口82'、背景蒸汽过热器9'、背景排出口91'。

本实用新型的一种制氢转化炉余热锅炉，包括有锅筒3以及用于高温烟气通过的烟道1，其中，所述的烟道1包括有烟道弯曲段11和烟道横置段12；所述的烟道弯曲段11设有水保护段7、原料预热段8及蒸汽过热器9，所述的水保护段7为竖向排布；所述的烟道横置段12内依次安装有高温板式换热器4、蒸发器5及低温板式换热器6。

实施例中，烟道弯曲段11包括有烟道升段11a、烟道横段11b及烟道降段11c，且所述的水保护段7及原料预热段8安装在烟道升段管腔内11a管腔内，所述的蒸汽过热器9安装在烟道降段管腔内11c管腔内。

实施例中，蒸发器5经第一循环管道21与锅筒3连接；所述的水保护段7经第二循环管道22与锅筒3连接；所述的蒸汽过热器9一端经第三管道23与锅筒3连接，另一端开设有用于过热蒸汽排出的排出口91。

实施例中，原料预热段8开设有原料进口81和原料出口82。

实施例中，水保护段7内腔具有水流方向为从下至上的流道。

实施例中，原料预热段8具有原料的流动方向为从下至上的流道。

实施例中，烟道1外部包设有保温层。

实施例中，第一循环管道21外部包设有隔热层。

本实用新型的工作流程是：高温烟气从烟气进口进入后，依次流经水保护段7、原料预热段8、蒸汽过热器9、高温板式换热器4、蒸发器5和低温板式换热器6，最后变为低温烟气从烟气出口排出，水保护段7和蒸发器5从高温烟气中吸收热量，并通过循环管道连接锅筒3，将热量传递至锅筒3，实现能源的再利用。

本实用新型借鉴了水平布置的余热锅炉易安装、好保养的结构特点以及π型布置的余热锅炉节约场地的结构特点，创造了半π、半水平布置的结构，将重量轻、易安装的组件安装在烟道弯曲段11，而重量大、难安装、难保养的高温板式换热器4、蒸发器5、低温板式换热器6安装在烟道横置段12，这种结构组合有效地减少了设备的占地面积，使得本实用新型占地面积仅为水平布置结构的1/2，并且使较重且安装复杂的高温板式换热器4、蒸发器5、低温板式换热器6安装和维护都更加方便，从而大大减少了安装和维护成本；同时也降低了炉体钢结构的重量，减少了投资。本实用新型制氢转化炉余热锅炉的蒸发器5的管束采用竖直排布，有效解决了自然循环水平蒸发管束的循环流速如果过小导致汽水分层和污染物沉积等问题。

综上所述，本实用新型具有占地面积小，安装与维护方便，能耗低等优点，同时解决了自然循环水平蒸发管束的循环流速如果过小导致汽水分层和污染物沉积等问题。

Claims (8)

1.一种制氢转化炉余热锅炉，包括有锅筒(3)以及用于高温烟气通过的烟道(1)，其特征是：所述的烟道(1)包括有烟道弯曲段(11)和烟道横置段(12)；所述的烟道弯曲段(11)设有水保护段(7)、原料预热段(8)及蒸汽过热器(9)，所述的水保护段(7)为竖向排布；所述的烟道横置段(12)内依次安装有高温板式换热器(4)、蒸发器(5)及低温板式换热器(6)。

2.根据权利要求1所述的一种制氢转化炉余热锅炉，其特征是：所述的烟道弯曲段(11)包括有烟道升段(11a)、烟道横段(11b)及烟道降段(11c)，且所述的水保护段(7)及原料预热段(8)安装在烟道升段管腔内(11a)管腔内，所述的蒸汽过热器(9)安装在烟道降段管腔内(11c)管腔内。

3.根据权利要求2所述的一种制氢转化炉余热锅炉，其特征是：所述的蒸发器(5)经第一循环管道(21)与锅筒(3)连接；所述的水保护段(7)经第二循环管道(22)与锅筒(3)连接；所述的蒸汽过热器(9)一端经第三管道(23)与锅筒(3)连接，另一端开设有用于过热蒸汽排出的排出口(91)。

4.根据权利要求3所述的一种制氢转化炉余热锅炉，其特征是：所述的原料预热段(8)开设有原料进口(81)和原料出口(82)。

5.根据权利要求4所述的一种制氢转化炉余热锅炉，其特征是：所述的水保护段(7)内腔具有水流方向为从下至上的流道。

6.根据权利要求5所述的一种制氢转化炉余热锅炉，其特征是：所述的原料预热段(8)具有原料的流动方向为从下至上的流道。

7.根据权利要求6所述的一种制氢转化炉余热锅炉，其特征是：所述的烟道(1)外部包设有保温层。

8.根据权利要求7所述的一种制氢转化炉余热锅炉，其特征是：所述的第一循环管道(21)外部包设有隔热层。

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