專利名稱：高溫取熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到石油化工行業(yè)催化裂化裝置中的高溫取熱爐。 背錄技術(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)煔饨禍兀篃煔獾竭_(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70(TC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(lái)達(dá)到降低自身溫度的目的，具體過程為水儲(chǔ)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訜幔訜嵝纬傻钠旌衔飶钠隹?5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(lái)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(lái)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(wú)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(duì)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(duì)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)置用于檢査爐內(nèi)冷卻水管高位受熱面狀 況的檢測(cè)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(zhǎng)期使用過程中，內(nèi)襯難免會(huì)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?gòu)?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(huì)破裂，釀成重大事故。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種安全可靠、長(zhǎng)期使用不易堵 塞、便于檢修和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的高溫取熱爐。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(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(duì)流管束單元構(gòu)成的對(duì)流管束裝置，每個(gè)對(duì)流管束單元包括若干根對(duì)流水 管和設(shè)置在爐室兩頭的上、下集箱，每個(gè)對(duì)流管束單元中的每根對(duì)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(duì)流管束裝置的中央設(shè)置有檢查通道，檢査通道中自上而下間隔設(shè)置有若干塊可拆卸隔板；檢査通道貫通于上保溫層和上封頭、并與開設(shè)在上封 頭頂部的檢査入口相連通。上述的對(duì)流管束裝置的中央設(shè)置有檢査通道，檢査通道中自上而下間隔設(shè) 置有若干塊可拆卸隔板；檢査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)。本實(shí)用新型的有益效果如下1. 本實(shí)用新型所述的高溫取熱爐，由于在爐室中采用了由若干個(gè)對(duì)流管束 單元構(gòu)成的對(duì)流管束裝置，其中的對(duì)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(duì)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. 本實(shí)用新型中的上、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(duì)流管束單元可以單獨(dú)拆裝，大大方便了對(duì)流管束裝置的檢修；本實(shí)用新型 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(jiǎn)化，節(jié)省了占地面積， 降低了成本。3. 本實(shí)用新型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(lái)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是本實(shí)用新型所述的高溫取熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是對(duì)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(duì)流管束單元的B-B向剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是對(duì)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是本實(shí)用新型所述爐體的一種結(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是本實(shí)用新型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、檢査通 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、檢査入口， 22、上保溫 層，3、對(duì)流管束單元，31、對(duì)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、檢査入口， 82、下保溫 層，83、排灰通道；圖11為本實(shí)用新型的布置狀態(tài)示意圖；圖中198、鋼架，200、高溫取熱爐，201、鍋筒。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述
如圖3所示，本實(shí)用新型所述的高溫取熱爐，包括爐體l，爐體l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(duì)流管束單元3構(gòu)成的 對(duì)流管束裝置，所述的對(duì)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(duì)流管束單元3包括若干根對(duì)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(duì)流管束單元3中的每根對(duì)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IOI，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(duì)流管束裝置的中央留有空間 并形成檢查通道11，即所有對(duì)流管束單元3在爐體1的圓截面內(nèi)呈輻射狀布 置、其中央留出檢査通道11，檢查通道11中間隔布置有數(shù)塊可拆卸隔板12— 一隔板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)置方法為在檢査通道ll附近的對(duì) 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(duì)此結(jié)構(gòu)
的理解和實(shí)現(xiàn)，所述的檢査通道ll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頂部的檢査入口 21相連通，檢査通道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l (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，是本實(shí)用新型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(duì)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 —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(lái)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。本實(shí)用新型所述的高爐取熱爐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(duì)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?duì)其加熱，使其溫度有不斷 上升的趨勢(shì)，另一方面不斷流經(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?18進(jìn)入至爐室10，在上升過 程中，與對(duì)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(lái) 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(lái)的經(jīng)全程冷卻的低溫?zé)煔?進(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)置在檢査通道11中的隔板12可有效地防止煙氣短路。當(dāng)需對(duì)上述高溫取熱爐200中的對(duì)流管束裝置進(jìn)行修理時(shí)，只需卸下上封 頭2，然后對(duì)汽水引出管4和下降供水管5作簡(jiǎn)單切割，便可將個(gè)別對(duì)流管束單 元3從爐室10中單獨(dú)抽出，從而方便了對(duì)流管束裝置的修理。在對(duì)上述的高溫 取熱爐200中的受熱面進(jìn)行檢査時(shí)，檢査人員可以從下封頭8中的檢査入口 81 處進(jìn)入爐室10中，也可以從上封頭2中的檢査入口21處進(jìn)入爐室10中；這里 以從開設(shè)在下封頭8上的檢査入口 81中進(jìn)入檢査通道11為例，來(lái)描述對(duì)高溫 取熱爐爐室10中的所有對(duì)流水管31進(jìn)行檢査的過程首先卸下第一塊隔板12， 將懸梯掛在同樣焊接在檢査通道11附近的對(duì)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(duì)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，檢査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(cè)整個(gè)高溫取熱爐200中所 有對(duì)流水管31的受熱面的狀況，檢査完畢，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(duì)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(duì)流管束單元[3]構(gòu)成的對(duì)流管束裝置，每個(gè)對(duì)流管束單元[3]包括若干根對(duì)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(duì)流管束單元[3]中的每根對(duì)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(duì)流管束裝置中 央設(shè)置有檢査通道[ll]，檢査通道[ll]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] 頂部的檢査入口[21]相連通。
3. 如權(quán)利要求l所述的高溫取熱爐，其特征在于所述的對(duì)流管束裝置中 央設(shè)置有檢査通道[ll]，檢査通道[ll]中自上而下間隔設(shè)置有若干塊可拆卸隔 板[12];檢査通道[11]貫通于下保溫層[82]和下封頭[8]、并與開設(shè)在下封頭[8] 底部的檢査入口[81]相連通。
4. 如權(quán)利要求l、 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l、 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l、 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)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種不易堵塞、便于檢修、安全可靠和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)流管束單元構(gòu)成的對(duì)流管束裝置，每個(gè)對(duì)流管束單元包括若干根對(duì)流水管，每個(gè)對(duì)流管束單元中的每根對(duì)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。本實(shí)用新型主要用于石油化工行業(yè)中的催化裂化裝置中。
文檔編號(hào)F22B7/00GK201053665SQ20072003785
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)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(qǐng)人:蘇州海陸重工股份有限公司