[发明专利]一种带匀流盖的钉头管及具有其的加热炉

说明书

技术领域

本发明涉及加热炉技术领域，特别是涉及一种带匀流盖的钉头管及具有其的加热炉。

背景技术

加热炉是石油化工中的龙头，通常包括常压炉、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。

加热炉的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。图1是组成加热炉炉体的一块换热模块的横截面示意图，炉墙1上安装的支架2支持着管板3，钉头管孔4上穿过钉头管（为增加换热效率，钉头管多为钉头管5），多个钉头管5的端部通过弯头窜联连接组成盘管，盘管和弯头箱等主要零部件组成换热模块，换热模块叠装后底部安装燃烧器，顶部安装烟囱，组成加热炉的炉体。钉头管5内流过的是需要加热的油料，见图1钉头管5外面在炉膛内从下往上箭头所示流过的是高温烟气或热风，其热量通过管壁传给钉头管5内的油料或其它介质。

传统加热炉对炉体结构中存在两个尚未解决的技术难题，一方面难题是因为钉头管外表面整体上从烟气获取热量的能力满足不了钉头管内表面对油品介质的给热能力，长期以来，仅仅通过钉头管表面的钉头或钉头来强化换热，其效果不明显。另一方面难题是钉头管的管壁在周向的换热能力严重不平衡。理论分析和实验表明，热量气流横掠管束时，沿着烟气气流方向，钉头管的迎风面具有最好的换热效果，而背风面具有最差的换热效果，钉头管两侧的换热效果处于中间水平。从图1中取出三条错开排列的钉头管5如图2所示，由于自重作用，钉头管5的中心略低于管板孔4的中心，炉膛内从下往上箭头所示的烟气冲刷到钉头管5正面A处时，分开沿着虚线箭头从钉头管5两侧紧贴着流过，然后在钉头管5背面脱离，继续往上流到C处才会合，而不是在钉头管5背面B处会合，从而在钉头管5背面B与C之间形成一个滞流区7，如图2中方格阴影所示，该区面积相当于钉头管5的横截面积，在方格阴影范围内的管壁不但无法起到应有的提高换热效果的作用，而且因为占据炉膛空间高度而浪费了投资成本。即便是前后正对排列的钉头管层，钉头管的背风面也同样存在该滞流区。钉头管背风面的换热效果之所以最差，主要原因是钉头管的背风面存在滞流区，气流流动慢或不流动，滞流小区随着钉头管直径的增大而增大，明显影响加热炉的加热效率。另外，钉头管长期使用后，沉积在钉头根部处管壁表面上的烟尘，尤其是钉头管背风面的管壁上，这也同样影响了钉头管的换热效果。

综上，加热炉中钉头管的换热效率成为节能降耗技术进步的关键，改善钉头管背风面滞流区的换热，既是提高加热炉热效率的主要途径，也是充分利用原有资源的节能方法，因此对钉头管给予更多关注并进行合理的结构改善，开发出一种全周边换热效果好的的钉头管，很有工程意义。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种换热能效高、且使用寿命长的带匀流盖的钉头管。

本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种换热能效高、使用寿命长的加热炉。

本发明的目的之一通过以下技术方案实现：

提供了一种带匀流盖的钉头管，包括基管和安装于基管外壁的用于加速换热的钉头，位于基管背向气流流动方向的背面的钉头设有匀流盖，高温气流经匀流盖折流和导流后会流经位于基管背面的钉头间隙。

其中，匀流盖设有供折流和导流后的气流流出的通孔。

其中，匀流盖包括两个匀流子盖，两个匀流子盖沿基管的宽度方向排布，两个匀流子盖之间有供折流和导流后的气流流出的间隙。

其中，匀流盖包括两个匀流子盖，两个匀流子盖沿基管的宽度方向排布，两个匀流子盖的搭接处留有供折流和导流后的气流流出的间隙。

其中，匀流盖设有多段，各段匀流盖沿基管长度方向首尾拼接，拼接处有间隙。

其中，匀流盖沿其宽度方向截取的横截面为平直形、弧形、角折形或折流线形。

其中，匀流盖沿其长度方向截取的纵截面为平直形或者波折形。

其中，钉头的横截面为圆形、长圆形或者矩形，钉头的根部与基管固接，钉头的端部与匀流盖焊接固定。

其中，钉头的横截面为圆形、长圆形或者矩形，钉头的根部与基管固接，钉头的端部连接有与其一体成型的所述匀流盖。

本发明的目的之二通过以下技术方案实现：

提供了一种加热炉，用于换热的炉管，所述炉管为上述的钉头管。

本发明的有益效果：