[实用新型]反旋向折流翅片管加热炉

说明书

1、技术领域

本实用新型是关于石油炼制、石油化工及其他化工工艺过程对流体介质的管式加热炉的一种反旋向折流翅片管加热炉，炉管的翅片旋向及翅片管排列方式是新型结构，还说明了设计及建造技术，属于机械工程装备中的设计及建造领域。

2、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。管式加热炉的作用于是将介质(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，炉管可以部分是螺旋翅片管或全部是螺旋翅片管，炉管两端通过弯头联接，炉管内流过的是需要加热的油料，炉管外面在炉膛内垂直从下往上(或水平从左到右、从右到左)流过的是高温烟气或热风，热量通过管壁传给管内的油料。

一般来说，为了充分平衡和利用各种热源，加热炉由附图1所示的7组结构相同的模块上下叠装而成。如果只把集箱、端管板、翅片管、中间管板和弯头按要求组装到一起，这就是一组盘管，四面再由高大的炉墙围起一组盘管即成为一个模块。

(2)传统加热炉的建造技术及其存在的问题

目前，加热炉的建造方法分为两种，一种是在制造厂制成模块后运到装置现场吊装，另一种是直接在装置现场对炉墙、管板、炉管、弯头等进行安装。无论哪一种方法，炉体结构设计及建造均没有对其中翅片管的翅片旋向排列方式提出技术要求。

实际上，对绝大多数翅片管制造厂来说，在表面光滑的钢管外圆上螺旋缠绕钢带而成的翅片管其钢带的缠绕方向一般时同一个方向的，或者是如图2所示的左旋，或者是如图3所示的右旋，由该厂安装的焊机结构功能而定。

结果是，由同一翅片旋向的翅片管排列在一起时，就组成图4所示同旋向折流翅片管排，管外的高温烟气很顺畅、很容易就流了过去，一方面烟气与翅片的接触换热时间缩短了，另一方面烟气在翅片表面容易形成稳定的层流，对沉积在翅片根部炉管表面的烟尘没有搅动吹扫作用，增加了热对流的难度，总的是这种排管方法影响了加热炉热效率的进一步提高。

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，改变传统的同旋向折流翅片管加热炉为相邻排管反旋向折流翅片管加热炉，可以提高加热炉热效率及经济效益，具有很强的工程和社会经济意义。

3、发明内容

本实用新型是关于一种反旋向折流翅片管加热炉，加热炉由炉墙、管板、炉管和弯头箱等主要零部件组成，其中炉管可以部分是螺旋翅片管或全部是螺旋翅片管，但其沿着烟气流向排列的前后(或上下、或左右)相邻的两部分翅片管上的螺旋翅片的旋向是相反的，组成图5所示反旋向折流翅片管排，这种新型排列组合结构的翅片管除了具有传统翅片主要的增大换热面积的功能外，还新增了对管排间流动的烟气的折流和搅动作用

本实用新型主要解决两大技术问题。一是提高炉管外表面的传热膜系数，解决加热炉热效率偏低、无法进一步提高加热炉热效率的全行业性技术问题；二是除垢，加热炉的热烟气流是通过燃烧油料或可燃气体产生的，由于燃料杂质或燃烧不充分，燃烧产物中含有灰烬颗粒并部分沉积在翅片根部炉管表面，阻碍了管壁内外两种介质的热交换，因此烟气的折流还可以对沉积在翅片根部炉管表面的烟尘具有搅动吹扫作用，使燃烧灰烬大部分从炉顶的烟道排走，解决灰烬沉积问题，从第二个层次上进一步提高加热炉的热效率，最终达到节能的目的。