[发明专利]加热炉

说明书

本发明涉及石油化工技术领域，公开了一种加热炉，所述加热炉(2)包括辐射室(20)，所述辐射室的侧壁具有阶梯状结构，所述阶梯状结构将所述辐射室的内部空间分割成至少两个彼此之间相互连通且沿所述辐射室的高度方向排列的腔室，位于所述辐射室最底部的腔室为第一腔室(21a)，其余位于所述第一腔室(21a)上方的腔室为第二腔室(21b)；多个炉管(22)，多个所述炉管设置于所述辐射室内，并且多个所述炉管沿所述辐射室的高度方向排列；以及燃烧机构，所述燃烧机构包括安装于所述第一腔室内的能够加热所述炉管的主燃烧器和安装于所述第二腔室内的辅助燃烧器。本发明可显著增大炉管平均热强度；主辅燃烧器配合调节，可提高加热炉操作弹性。

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，具体地涉及加热炉。

背景技术

管式加热炉是石油化工装置中重要的加热设备，其设计和运行水平往往直接影响装置的处理量，操作弹性和运行周期。

目前，石油化工领域的管式加热炉按辐射方式可分为单面辐射和双面辐射加热炉。其中，单面辐射加热炉采用炉管紧靠炉墙的布置方式，燃烧器位于炉膛底部中间位置，炉管仅受单面火焰及烟气辐射，炉管平均热强度较低，大约为20～30kW/m²，且炉管周向热强度分布均匀性差，不均匀系数约为1.8，导致炉管传热面积利用率低，通常在处理量较大的加热炉中很少采用。

相比而言，双面辐射加热炉可有效提高炉管传热面积利用率，其炉管平均热强度约为25～35kW/m²。如图1中所示，现有的双面辐射加热炉1的炉管位于加热炉辐射室12的中间，炉管的两侧均设置有加热炉燃烧器14。尽管炉管的两侧均设置有加热炉燃烧器14，但其安装位置均位于炉底，导致炉膛高度方向上的温度场分布并不均匀，具体表现为炉膛不同高度方向上的炉管的热强度分布差别较大，因此限制了炉管平均热强度的进一步提高。

当前，加热炉的大型化仅靠单一的增大传热面积，增多炉膛数量的方式，必然造成设备投资和操作费用的大幅增加，并未真正提高设备利用率。因此，加热炉大型化需要解决的关键问题是提高炉管的平均热强度，增大加热炉的操作弹性，才能有效节省设备投资和降低操作费用，体现装置规模效益。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有双面辐射加热炉炉管平均热强度提高受限、炉膛高度方向温度场分布不均匀、加热炉操作弹性小等问题，提供一种分区供热双阶梯式加热炉。该加热炉的辐射室具有阶梯状结构的侧壁以及多个腔室，每个腔室中设置有燃烧件，由此使得辐射室内高度方向上的炉管的热强度分布较为均匀。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种加热炉，所述加热炉包括：

辐射室，所述辐射室的侧壁具有阶梯状结构，所述阶梯状结构将所述辐射室的内部空间分割成至少两个彼此之间相互连通且沿所述辐射室的高度方向排列的腔室，其中，位于所述辐射室最底部的腔室为第一腔室，其余位于所述第一腔室上方的腔室为第二腔室；

多个炉管，多个所述炉管设置于所述辐射室内，并且多个所述炉管沿所述辐射室的高度方向排列；以及

燃烧机构，所述燃烧机构包括安装于所述第一腔室内的能够加热所述炉管的主燃烧器和安装于所述第二腔室内的能够加热所述炉管的辅助燃烧器。

在上述技术方案中，通过将辐射室的侧壁设置为具有能够将辐射室的内部空间分割成至少两个彼此之间相互连通且沿辐射室的高度方向排列的腔室的阶梯状结构以及在每个所述腔室内设置能够加热炉管的燃烧器，如在第一腔室内设置主燃烧器和在第二腔室内设置辅助燃烧器，从而使得辐射室不同高度方向上的温度场分布更为均匀，显著提高了炉管的平均热强度，提高了加热炉的处理量。

优选地，每个所述腔室具有在所述辐射室的底壁到所述辐射室的顶壁的方向上呈渐缩状的侧壁；和/或

多个所述炉管将所述辐射室分成沿垂直于所述辐射室高度方向上的对称结构。