[发明专利]一种裂解炉炉体结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油化工的装置设备领域，进一步地说，是涉及一种用于乙烯工业裂解炉的裂解炉炉体结构。

背景技术

工业炉中的乙烯裂解炉按炉型分通常可分为双炉膛裂解炉和单炉膛裂解炉，但是无论单炉膛还是双炉膛裂解炉因其炉体构型原因，都存在辐射室热分布不均和过渡段烟气涡流、偏流现象，整体上影响了炉内热场分布，从而影响操作周期。具体原因如下：1、炉体墙体均为垂直和水平墙体，水平和垂直墙体连接也是直角连接，使得流体在方型空腔内尤其是过渡段处的涡流和偏流较大，从流型角度看，易造成热分布的不均；2、燃烧器的布置为底部燃烧器+侧壁燃烧器，即底部和侧壁燃烧器联合供热，这样从辐射室炉膛的热分布看，炉膛底部和顶部区域是炉内温度的较低区域，中部是炉内温度的较高区域。

综上所述，通过优化炉体构型，合理布置燃烧器来实现炉内热场分布均匀、增加操作周期就显得十分有意义。

发明内容

为了解决现有技术中炉内烟气流场和热场的分布不均的问题，本发明提供一种裂解炉炉体结构。

本发明的裂解炉炉体结构，通过优化炉体构型，合理布置燃烧器以达到实现炉内温度场分布均匀、增加操作周期的目的。

本发明的一种裂解炉炉体结构，包括对流段、辐射段和燃烧器，所述对流段与辐射段经过渡段相连接；当裂解炉体为单炉体，即炉体包括一个辐射室；

所述炉体包括烟气过流面积变化段，其设置在所述辐射室上端的出口附近，使经过燃烧后的烟气进入对流段前过流量发生变化；所述烟气过流面积变化段设置在所述辐射室出口的下沿，即所述烟气过流面积变化段为缩颈/扩颈结构。

在具体的单炉体的实施例中，所述烟气过流面积变化段为缩颈结构，其侧壁为斜墙；即所述辐射室出口处侧壁为斜墙，使烟气过流面积变化；

所述缩颈结构的斜墙与辐射段中线夹角为α，0°<α≤20°。

为了减少烟气湍流或漩涡的技术问题，所述炉体还包括斜面过渡单元；所述斜面过渡单元包括炉底斜面过渡面1；所述炉底斜面过渡面1设置在所述炉底和炉壁之间的连接处；且所述炉底斜面过渡面1与辐射段中线的夹角为β，0°<β≤45°。

所述斜面过渡单元还包括过渡段斜面4；所述过渡段斜面4设置在所述辐射段到对流段的连接处，即所述辐射室到对流室的过渡段呈斜面过渡结构；且所述过渡段斜面4与对流段中线的夹角均为γ，0°<γ≤45。

具体的，所述辐射室炉墙包括缩颈结构、直墙和炉底斜面过渡面1；较高一侧炉墙自上至下各部分高度分别为：缩颈结构高度为h3,直墙高度h2，炉底斜面过渡面1高度为h1；较低一侧炉墙自上至下各部分高度分别为：缩颈结构高度为h4,直墙高度为h2，炉底斜面过渡面1高度为h1；且h2>h3>h4>h1。

本发明针对两个辐射室，即炉体为双炉膛门式裂解炉体的实施例中，

所述烟气过流面积变化段为一对，分别设置在两个炉膛内；且所述烟气过流面积变化段为缩颈结构，其侧壁为斜墙；即两个所述辐射室出口处侧壁为斜墙，使烟气过流面积变化；所述缩颈结构的斜墙与辐射段中线夹角为α，0°<α≤20°。

所述双炉膛门式裂解炉体还包括斜面过渡单元，用于减少烟气湍流或漩涡；所述斜面过渡单元包括炉底斜面过渡面1和或过渡段斜面4和4’；

所述炉底斜面过渡面1设置在两个所述炉底和炉壁之间的连接处；且所述炉底斜面过渡面1与辐射段中线的夹角为β，0°<β≤45°；

所述过渡段斜面4和4’设置在两个所述辐射段到对流段的连接处，即所述辐射室到对流室的过渡段呈斜面过渡结构；所述过渡段拐角处的过渡段斜面4和4’与辐射段中线夹角为γ，且两个过渡段斜面在辐射室与对流室之间的过渡段炉底凸起结构，其夹角2γ，0°<γ≤45°。

具体的，所述双炉膛门式裂解炉体的炉墙包括缩颈结构、直墙和炉底斜面过渡面1；较高一侧炉墙自上至下各部分高度分别为：缩颈结构高度为h3,直墙高度h2，炉底斜面过渡面1高度为h1；较低一侧炉墙自上至下各部分高度分别为：缩颈结构高度为h4,直墙高度为h2，炉底斜面过渡面1高度为h1；且h2>h3>h4>h1。

为了实现联合供热和热力均匀，所述燃烧器包括一组侧壁燃烧器6和一组底部燃烧器7，位于辐射段侧墙上的一组侧壁燃烧器6均匀布置从所述缩颈结构下沿至直墙处；位于辐射段底部的一组底部燃烧器7在炉底从所述炉底斜面过渡面1至炉底面，沿炉膛宽度方向以辐射段中线为中心两侧均布并沿炉膛长度方向间断布置。