[实用新型]应用于烃类-蒸汽转化制氢装置转化炉的炉管固定结构

说明书

一种应用于烃类‑蒸汽转化制氢装置转化炉的炉管固定结构，用于多排排列的多根炉管与转化炉炉体之间的密封连接，所述多根炉管竖直贯穿且伸出转化炉炉体的炉顶板和炉底板，炉管向下伸出炉底板的一端相对于炉底钢结构处于固定状态，避免炉管与炉底板之间的密封结构，受到炉管、下集气管因热膨胀而产生位移的影响。本实用新型通过炉管与炉底固定结构连接，炉管通过下猪尾管与下集气管连接，避免了下集气管热膨胀延伸对炉管产生的横向位移，可最大限度地保证炉管与炉顶板、炉底板密封结构的同轴度，保证密封效果，进而降低炉内烟气中的过剩空气系数，提高了转化炉的热效率，同时避免因热膨胀导致的焊缝开裂，保证了生产的安全性。

技术领域

本实用新型涉及石油化工技术领域，尤其是涉及一种应用于烃类-蒸汽转化制氢装置转化炉的炉管固定结构。

背景技术

采用烃类-蒸汽转化方法制取氢气是石油炼制加工过程中加氢装置所需氢气的主要来源，转化炉是此类制氢装置的核心设备。在转化炉炉体内排列有成排贯穿炉顶板、炉底板的炉管，转化炉炉体内燃料燃烧对炉管进行加热，在炉管内的烃类-蒸汽在高温及管内催化剂的作用下裂解为氢气，氢气由炉管下端通过下猪尾管进入下集气管内再送出。

目前采用最广泛、最普遍的炉管固定安装方式有两种：第一种是直接将炉管的下端与下集气管焊接在一起的固定方式；第二种是在炉管顶部设置弹簧支座支撑炉管，或是由恒力弹簧吊拉炉管、或是采用滑轮加重锤的方式吊挂炉管，使炉管在冷态时处于悬吊状态，每根炉管的下端由与之相对应的下猪尾管与下集气管连接。

当转化炉点火后，炉管与下集气管的温度持续升高，温度可达800摄氏度以上，采用第一种固定方式的炉管受热后不会向下膨胀延伸，只能在炉管顶部吊挂机构的牵引下，单向向上释放热膨胀延伸量，此时，下集气管受热后产生水平方向上的热膨胀延伸量，会推动与之焊接在一起的炉管发生横向移动，由于下集气管很长，受热后的热膨胀延伸量是累加的，处于热膨胀延伸方向最外端的炉管产生的横向移动最大，炉管的横向移动使炉管与炉体之间密封结构的同轴度遭到破坏，二者之间产生缝隙，进而使外界空气进入转化炉炉体内，影响炉内过剩空气系数，同时此处散热损失加大，致使转化炉热效率下降。采用第二种固定方式的炉管受热后先向下膨胀40-60mm，释放热膨胀延伸量，到达膨胀下止点后，再在炉管顶部吊挂机构的牵引下，再向上膨胀，释放剩余的热膨胀延伸量。而此时，下集气管受热后对连通管产生水平方向上的热膨胀延伸量，会推动连通管、以及与之焊接在一起的炉管横向移动。

显然，这两种炉管的固定安装方式，对于炉管与炉底板部位的密封结构都存在不良影响。在冷热态变化时，炉管均发生横向位移，致使同轴的密封结构遭到破坏，影响转化炉热效率。

实用新型内容

针对当前制氢转化炉炉管的固定安装方式存在的问题，本实用新型提供一种应用于烃类-蒸汽转化制氢装置转化炉的炉管固定结构，目的是约束炉管在炉底板密封结构部位受下集气管热膨胀延伸的横向位移趋势，以便于能够对该部位实施有效可靠的密封，进而减少空气进入，降低炉内烟气中的过剩空气系数，以提高转化炉的热效率，同时通过预设热膨胀补偿措施，避免因热膨胀导致的焊缝开裂。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种应用于烃类-蒸汽转化制氢装置转化炉的炉管固定结构，用于多排排列的多根炉管与转化炉炉体之间的密封连接，所述多根炉管竖直贯穿且伸出转化炉炉体的炉顶板和炉底板，在向下伸出炉底板的炉管上设有用于防止炉管受热膨胀而向下延伸以及横向摆动位移固定支耳，固定支耳与炉底钢结构固定连接。

优选的，在炉管向上伸出炉顶板的外管壁上，对称焊接有一对辅助悬挂吊耳，辅助悬挂吊耳通过钢丝绳、定滑轮与可配重的重锤吊挂连接。

优选的，在炉管向下伸出炉底板的管壁上连接有下猪尾管，下猪尾管的另一端与水平放置的下集气管连接；下猪尾管为可弹性形变的S形管。