一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，包括對(duì)流段、輻射段和燃燒器，所述對(duì)流段與輻射段經(jīng)過(guò)渡段相連接；所述爐體包括煙氣過(guò)流面積變化段，其設(shè)置在所述輻射室上端的出口附近，使經(jīng)過(guò)燃燒后的煙氣進(jìn)入對(duì)流段前過(guò)流量發(fā)生變化；所述煙氣過(guò)流面積變化段設(shè)置在所述輻射室出口的下沿，即所述煙氣過(guò)流面積變化段為縮頸結(jié)構(gòu)。所述以上結(jié)構(gòu)能夠有效解決輻射爐膛內(nèi)過(guò)渡段渦流和偏流較大的問(wèn)題，改善了輻射爐膛內(nèi)熱場(chǎng)分布，增加操作周期。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石油化工的裝置設(shè)備領(lǐng)域，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及一種用于乙烯工業(yè)裂解爐的裂解爐爐體結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)爐中的乙烯裂解爐按爐型分通常可分為雙爐膛裂解爐和單爐膛裂解爐，但是無(wú)論單爐膛還是雙爐膛裂解爐因其爐體構(gòu)型原因，都存在輻射室熱分布不均和過(guò)渡段煙氣渦流、偏流現(xiàn)象，整體上影響了爐內(nèi)熱場(chǎng)分布，從而影響操作周期。具體原因如下:1、爐體墻體均為垂直和水平 墻體，水平和垂直墻體連接也是直角連接，使得流體在方型空腔內(nèi)尤其是過(guò)渡段處的渦流和偏流較大，從流型角度看，易造成熱分布的不均；2、燃燒器的布置為底部燃燒器+側(cè)壁燃燒器，即底部和側(cè)壁燃燒器聯(lián)合供熱，這樣從輻射室爐膛的熱分布看，爐膛底部和頂部區(qū)域是爐內(nèi)溫度的較低區(qū)域，中部是爐內(nèi)溫度的較高區(qū)域。
[0003]綜上所述，通過(guò)優(yōu)化爐體構(gòu)型，合理布置燃燒器來(lái)實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)熱場(chǎng)分布均勻、增加操作周期就顯得十分有意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中爐內(nèi)煙氣流場(chǎng)和熱場(chǎng)的分布不均的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明的裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，通過(guò)優(yōu)化爐體構(gòu)型，合理布置燃燒器以達(dá)到實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)溫度場(chǎng)分布均勻、增加操作周期的目的。
[0006]本發(fā)明的一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，包括對(duì)流段、輻射段和燃燒器，所述對(duì)流段與輻射段經(jīng)過(guò)渡段相連接；當(dāng)裂解爐體為單爐體，即爐體包括一個(gè)輻射室；
[0007]所述爐體包括煙氣過(guò)流面積變化段，其設(shè)置在所述輻射室上端的出口附近，使經(jīng)過(guò)燃燒后的煙氣進(jìn)入對(duì)流段前過(guò)流量發(fā)生變化；所述煙氣過(guò)流面積變化段設(shè)置在所述輻射室出口的下沿，即所述煙氣過(guò)流面積變化段為縮頸/擴(kuò)頸結(jié)構(gòu)。
[0008]在具體的單爐體的實(shí)施例中，所述煙氣過(guò)流面積變化段為縮頸結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁為斜墻；即所述輻射室出口處側(cè)壁為斜墻，使煙氣過(guò)流面積變化；
[0009]所述縮頸結(jié)構(gòu)的斜墻與輻射段中線(xiàn)夾角為α，0° <α <20°。
[0010]為了減少煙氣湍流或漩渦的技術(shù)問(wèn)題，所述爐體還包括斜面過(guò)渡單元；所述斜面過(guò)渡單元包括爐底斜面過(guò)渡面I;所述爐底斜面過(guò)渡面I設(shè)置在所述爐底和爐壁之間的連接處；且所述爐底斜面過(guò)渡面I與輻射段中線(xiàn)的夾角為β，0° <β <45°。
[0011]所述斜面過(guò)渡單元還包括過(guò)渡段斜面4 ;所述過(guò)渡段斜面4設(shè)置在所述輻射段到對(duì)流段的連接處，即所述輻射室到對(duì)流室的過(guò)渡段呈斜面過(guò)渡結(jié)構(gòu)；且所述過(guò)渡段斜面4與對(duì)流段中線(xiàn)的夾角均為Y，0°〈Y≤45。
[0012]具體的，所述輻射室爐墻包括縮頸結(jié)構(gòu)、直墻和爐底斜面過(guò)渡面I ;較高一側(cè)爐墻自上至下各部分高度分別為:縮頸結(jié)構(gòu)高度為h3，直墻高度h2，爐底斜面過(guò)渡面I高度為hi ;較低一側(cè)爐墻自上至下各部分高度分別為:縮頸結(jié)構(gòu)高度為h4，直墻高度為h2，爐底斜面過(guò)渡面I高度為hi ;且112>113>114>111。
[0013]本發(fā)明針對(duì)兩個(gè)輻射室，即爐體為雙爐膛門(mén)式裂解爐體的實(shí)施例中，
[0014]所述煙氣過(guò)流面積變化段為一對(duì)，分別設(shè)置在兩個(gè)爐膛內(nèi)；且所述煙氣過(guò)流面積變化段為縮頸結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁為斜墻；即兩個(gè)所述輻射室出口處側(cè)壁為斜墻，使煙氣過(guò)流面積變化；所述縮頸結(jié)構(gòu)的斜墻與輻射段中線(xiàn)夾角為α，0° <α <20°。
[0015]所述雙爐膛門(mén)式裂解爐體還包括斜面過(guò)渡單元，用于減少煙氣湍流或漩渦；所述斜面過(guò)渡單元包括爐底斜面過(guò)渡面I和或過(guò)渡段斜面4和4’ ；
[0016]所述爐底斜面過(guò)渡面I設(shè)置在兩個(gè)所述爐底和爐壁之間的連接處；且所述爐底斜面過(guò)渡面I與輻射段中線(xiàn)的夾角為β，0° <β≤45° ;
[0017]所述過(guò)渡段斜面4和4’設(shè)置在兩個(gè)所述輻射段到對(duì)流段的連接處，即所述輻射室到對(duì)流室的過(guò)渡段呈斜面過(guò)渡結(jié)構(gòu)；所述過(guò)渡段拐角處的過(guò)渡段斜面4和4’與輻射段中線(xiàn)夾角為Y，且兩個(gè)過(guò)渡段斜面在輻射室與對(duì)流室之間的過(guò)渡段爐底凸起結(jié)構(gòu)，其夾角2 Y，0°〈 Y ≤ 45°。
[0018]具體的，所述雙爐膛門(mén)式裂解爐體的爐墻包括縮頸結(jié)構(gòu)、直墻和爐底斜面過(guò)渡面I ;較高一側(cè)爐墻自上至下各部分高度分別為:縮頸結(jié)構(gòu)高度為h3，直墻高度h2，爐底斜面過(guò)渡面I高度為hi ;較低一側(cè)爐墻自上至下各部分高度分別為:縮頸結(jié)構(gòu)高度為h4，直墻高度為h2，爐底斜面過(guò)渡面I高度為hi ;且112>113>114>111。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)聯(lián)合供熱和熱力均勻，所述燃燒器包括一組側(cè)壁燃燒器6和一組底部燃燒器7，位于輻射段側(cè)墻上的一組側(cè)壁燃燒器6均勻布置從所述縮頸結(jié)構(gòu)下沿至直墻處；位于輻射段底部的一組底部燃燒器7在爐底從所述爐底斜面過(guò)渡面I至爐底面，沿爐膛寬度方向以輻射段中線(xiàn)為中心兩側(cè)均布并沿爐膛長(zhǎng)度方向間斷布置。
[0020]各個(gè)所述側(cè)壁燃燒器6的間隔距離為a ;所述一組側(cè)壁燃燒器6總布置長(zhǎng)度為A，A=aX (η-l) ;2≤η≤5 ;各組所述側(cè)壁燃燒器6沿爐膛長(zhǎng)度方向間斷布置。
[0021]所述縮頸結(jié)構(gòu)、斜面過(guò)渡單元均由鋼結(jié)構(gòu)和襯里構(gòu)成；所述直墻分為上下兩部分，直墻的上部分由鋼結(jié)構(gòu)和襯里構(gòu)成，下部分為磚墻；
[0022]一組或多組側(cè)壁燃燒器6分布于所述縮頸結(jié)構(gòu)下沿至所述直墻2的上部分；最下端的側(cè)壁燃燒器6距所述磚墻距離為B，B古O。
[0023]本發(fā)明的特點(diǎn):
[0024]1、本發(fā)明的裂解爐爐體結(jié)構(gòu)的水平和垂直墻體連接為斜面連接，非直角連接；
[0025]2、本發(fā)明的裂解爐爐體結(jié)構(gòu)的燃燒器布置為側(cè)壁燃燒器和底部燃燒器聯(lián)合供熱；并且燃燒器設(shè)置在輻射室輻射中線(xiàn)兩側(cè)，輻射傳熱為雙面?zhèn)鳠帷?br> [0026]3、本發(fā)明的對(duì)流段和輻射段間的連接過(guò)渡段的拐角處設(shè)有傾斜連接筒體，可減小流體在該處形成的渦流和偏流，使熱分布更均勻；
[0027]綜上，本發(fā)明的裂解爐爐體結(jié)構(gòu)能夠有效解決爐膛內(nèi)過(guò)渡段渦流和偏流較大的問(wèn)題，改善了輻射爐膛內(nèi)熱場(chǎng)分布，增加操作周期。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明的單爐膛爐體結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖；[0029]圖2為本發(fā)明的雙爐膛爐體結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖；
[0030]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0031]I 一爐底斜面過(guò)渡面；2 —輻射室低側(cè)墻直墻；3 —輻射室低側(cè)縮頸結(jié)構(gòu)墻；4 一過(guò)渡段斜面；4’ 一過(guò)渡段爐底凸起；5 —輻射室高側(cè)縮頸結(jié)構(gòu)墻；6 —側(cè)壁燃燒器；7 —底部燃燒器；hl —爐底斜面過(guò)渡結(jié)構(gòu)高度；h2 —側(cè)墻直墻高度；h3 —輻射室高側(cè)墻縮頸結(jié)構(gòu)高度山4 一輻射室低側(cè)墻縮頸結(jié)構(gòu)高度；h5 —過(guò)渡段爐底凸起高度；a —側(cè)壁燃燒器布置間距；n —側(cè)壁燃燒器數(shù)量；A —側(cè)壁燃燒器總布置長(zhǎng)度；B —最下排側(cè)壁燃燒器距磚墻距離；α 一輻射室出口處兩側(cè)墻與輻射段中線(xiàn)夾角；β_輻射室爐底與側(cè)墻的斜面過(guò)渡結(jié)構(gòu)與輻射段中線(xiàn)夾角；Y —輻射室與對(duì)流室之間的過(guò)渡段拐角處的斜面過(guò)渡結(jié)構(gòu)與輻射段中線(xiàn)夾角。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0033]實(shí)施例1
[0034](1).對(duì)于單爐膛箱式裂解爐:如圖1所示，輻射室由一個(gè)爐膛組成，側(cè)墻一高一低，兩側(cè)墻至上而下均由縮頸結(jié)構(gòu)、直墻和斜面過(guò)渡結(jié)構(gòu)構(gòu)成、過(guò)渡段處由斜面過(guò)渡結(jié)構(gòu)構(gòu)成，縮頸結(jié)構(gòu)的斜墻與輻射段中線(xiàn)的夾角為α，爐底過(guò)渡斜面與輻射段中線(xiàn)的夾角為β，夾角角度范圍為0° <α≤20°，0° <β≤45° ;過(guò)渡段斜面與輻射段中線(xiàn)夾角為Y，夾角Y的角度范圍為0°〈Y <45°，保證輻射爐膛煙氣流型。在輻射爐膛底部設(shè)置燃燒器距爐中線(xiàn)間距為L(zhǎng)，側(cè)壁燃燒器間距為a，數(shù)量為n，總距離為A，A=aX (η-Ι),Β為最下排側(cè)壁燃燒器距磚墻距離，B Φ O，保證熱場(chǎng)分布均勻。
[0035](2).對(duì)于雙爐膛箱式裂解爐:如圖2所示，輻射室由兩個(gè)爐膛組成，對(duì)單一爐膛而言，側(cè)墻一高一低，兩側(cè)墻至上而下均由縮頸結(jié)構(gòu)、直墻和斜面過(guò)渡結(jié)構(gòu)構(gòu)成，過(guò)渡段處由斜面過(guò)渡結(jié)構(gòu)構(gòu)成，縮頸結(jié)構(gòu)的斜墻與輻射段中線(xiàn)的夾角為α，爐底過(guò)渡斜面與輻射段中線(xiàn)的夾角為β，夾角角度范圍為0° <α≤20°，0° <β≤45° ;所述過(guò)渡段斜面4和4’設(shè)置在兩個(gè)所述輻射段到對(duì)流段的連接處，即所述輻射室到對(duì)流室的過(guò)渡段呈斜面過(guò)渡結(jié)構(gòu)；所述過(guò)渡段拐角處的過(guò)渡段斜面4和4’與輻射段中線(xiàn)夾角為Y，且兩個(gè)過(guò)渡段斜面在輻射室與對(duì)流室之間的過(guò)渡段爐底凸起結(jié)構(gòu)，其夾角2 Y，0°〈Y <45°。保證輻射爐膛煙氣流型。在輻射爐膛底部設(shè)置燃燒器距爐中線(xiàn)間距為L(zhǎng)，側(cè)壁燃燒器間距為a，數(shù)量為n，總距離為A，A=aX (n-1)，B為最下排側(cè)壁燃燒器距磚墻距離，B Φ 0，保證熱場(chǎng)分布均勻。
【權(quán)利要求】
1.一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，包括對(duì)流段、輻射段和燃燒器，所述對(duì)流段與輻射段經(jīng)過(guò)渡段相連接；其特征在于:所述爐體至少包括一個(gè)輻射室，即至少包含一個(gè)爐膛； 所述爐體包括煙氣過(guò)流面積變化段，其設(shè)置在所述輻射室上端的出口附近，使經(jīng)過(guò)燃燒后的煙氣進(jìn)入對(duì)流段前過(guò)流量發(fā)生變化；所述煙氣過(guò)流面積變化段設(shè)置在所述輻射室出口的下沿，即所述煙氣過(guò)流面積變化段為縮頸/擴(kuò)頸結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述煙氣過(guò)流面積變化段為縮頸結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁為斜墻；即所述輻射室出口處側(cè)壁為斜墻，使煙氣過(guò)流面積變化； 所述縮頸結(jié)構(gòu)的斜墻與輻射段中線(xiàn)夾角為α，0° <α <20°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述爐體還包括斜面過(guò)渡單元，用于減少煙氣湍流或漩渦；所述斜面過(guò)渡單元包括爐底斜面過(guò)渡面(I);所述爐底斜面過(guò)渡面(I)設(shè)置在所述爐底和爐壁之間的連接處；且所述爐底斜面過(guò)渡面(I)與輻射段中線(xiàn)的夾角為β，0° <β≤45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述斜面過(guò)渡單元還包括過(guò)渡段斜面(4 );所述過(guò)渡段斜面(4 )設(shè)置在所述輻射段到對(duì)流段的連接處，即所述輻射室到對(duì)流室的過(guò)渡段呈斜面過(guò)渡結(jié)構(gòu)；且所述過(guò)渡段斜面(4)與對(duì)流段中線(xiàn)的夾角均為Y，0°〈Y≤45。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的所述的一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述輻射室爐墻包括縮頸結(jié)構(gòu)、直墻和爐底斜面過(guò)渡面(I);較高一側(cè)爐墻自上至下各部分高度分別為:縮頸結(jié)構(gòu)高度為h3，直墻高度h2，爐底斜面過(guò)渡面(I)高度為hi ;較低一側(cè)爐墻自上至下各部分高度分別為:縮頸結(jié)構(gòu)高度為h4，直墻高度為h2，爐底斜面過(guò)渡面(I)高度為 hi ;且 h2>h3>h4>hl。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述爐體包括兩個(gè)輻射室，即爐體為雙爐膛門(mén)式裂解爐體和燃燒器； 所述煙氣過(guò)流面積變化段為一對(duì)，分別設(shè)置在兩個(gè)爐膛內(nèi)；且所述煙氣過(guò)流面積變化段為縮頸結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁為斜墻；即兩個(gè)所述輻射室出口處側(cè)壁為斜墻，使煙氣過(guò)流面積變化；所述縮頸結(jié)構(gòu)的斜墻與輻射段中線(xiàn)夾角為α，0° <α <20°。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的所述的一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述雙爐膛門(mén)式裂解爐體還包括斜面過(guò)渡單元，用于減少煙氣湍流或漩渦；所述斜面過(guò)渡單元包括爐底斜面過(guò)渡面(I)和或過(guò)渡段斜面(4，4’)； 所述爐底斜面過(guò)渡面(I)設(shè)置在兩個(gè)所述爐底和爐壁之間的連接處；且所述爐底斜面過(guò)渡面(I)與輻射段中線(xiàn)的夾角為β，0° <β≤45° ; 所述過(guò)渡段斜面(4，4’ )設(shè)置在兩個(gè)所述輻射段到對(duì)流段的連接處，即所述輻射室到對(duì)流室的過(guò)渡段呈斜面過(guò)渡結(jié)構(gòu)；所述過(guò)渡段拐角處的過(guò)渡段斜面(4，4’)與輻射段中線(xiàn)夾角為Y，且兩個(gè)過(guò)渡段斜面在輻射室與對(duì)流室之間的過(guò)渡段爐底凸起結(jié)構(gòu)，其夾角2 Y，0°〈 Y ≤ 45°。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的所述的一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述雙爐膛門(mén)式裂解爐體的爐墻包括縮頸結(jié)構(gòu)、直墻和爐底斜面過(guò)渡面(I);較高一側(cè)爐墻自上至下各部分高度分別為:縮頸結(jié)構(gòu)高度為h3，直墻高度h2，爐底斜面過(guò)渡面(I)高度為hi ;較低一側(cè)爐墻自上至下各部分高度分別為:縮頸結(jié)構(gòu)高度為h4，直墻高度為h2，爐底斜面過(guò)渡面(I)高度為hi ;且112>113>114>111。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或6的所述的一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述燃燒器包括一組側(cè)壁燃燒器(6)和一組底部燃燒器(7)，位于輻射段側(cè)墻上的一組側(cè)壁燃燒器(6)均勻布置從所述縮頸結(jié)構(gòu)下沿至直墻處；位于輻射段底部的一組底部燃燒器(7)在爐底從所述爐底斜面過(guò)渡面(I)至爐底面，沿爐膛寬度方向以輻射段中線(xiàn)為中心兩側(cè)均布并沿爐膛長(zhǎng)度方向間斷布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的所述的一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，其特征在于: 各個(gè)所述側(cè)壁燃燒器(6)的間隔距離為a ;所述一組側(cè)壁燃燒器(6)總布置長(zhǎng)度為A，A=aX (η-l) ;2≤η≤5 ;各組所述側(cè)壁燃燒器(6)沿爐膛長(zhǎng)度方向間斷布置。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的所述的一種裂解爐爐體結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述縮頸結(jié)構(gòu)、斜面過(guò)渡單元均由鋼結(jié)構(gòu)和襯里構(gòu)成；所述直墻分為上下兩部分，直墻的上部分由鋼結(jié)構(gòu)和襯里構(gòu)成，下部分為磚墻； 一組或多組側(cè)壁燃燒器(6)分布于所述縮頸結(jié)構(gòu)下沿至所述直墻(2)的上部分；最下端的側(cè)壁燃燒器(6)距所述磚墻距離為B，B古O。
【文檔編號(hào)】C10G9/18GK103965947SQ201310047206
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月6日
【發(fā)明者】孫向軍, 薛磊, 李光, 郭玉萍, 劉克剛, 劉敬坤, 李森, 胡鳴, 袁慕軍, 門(mén)寬亮, 高景芬, 張艷 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司