[发明专利]一种管式炉

说明书

本申请提供一种管式炉，属于燃气加热炉技术领域。管式炉包括炉体、辐射炉管和多孔介质燃烧器。炉体内具有辐射室，辐射炉管设置于辐射室内。多孔介质燃烧器包括外壳和多孔板，外壳内具有远离进气口的反应区，多孔板与外壳连接且多孔板设置于反应区，外壳连接于炉体，辐射室被配置成能够通入多孔板处燃烧产生的烟气。此管式炉中安装多孔介质燃烧器对辐射炉管内的流体进行加热，可以使流体的加热更加均匀，避免辐射炉管产生过热烧损、高温结焦、高温烧蚀等缺陷，并降低NOx的排放。

技术领域

本申请涉及燃气加热炉技术领域，具体而言，涉及一种管式炉。

背景技术

管式炉是炼油和化工装置的主要供热设备，也是炼油和化工装置的能耗大户。燃料消耗在炼油和化工装置总能耗中占有相当大的比例，其中炼油厂管式炉的燃料消耗占全厂能耗的比例约为40％左右。

在管式炉中，现有加热技术多为自由火焰的烟气辐射、对流加热技术以及附壁火焰所形成的炉壁辐射加热技术。自由火焰加热的燃烧器只能够设置在炉体的底板，加热后存在温度不均问题，进而导致炉管高温结焦和炉管烧坏等现象的发生。

以底烧式管式炉为例，炉顶和炉底温度差异大，导致炉内竖直物料管上下温度不均，整管的利用率不高(上部温度达不到工艺要求，影响生产效率)，整管的1/3没有有效利用。而且尾气NOx严重超标，远高于行业要求100mg/m³。

发明内容

本申请的目的在于提供一种管式炉，采用多孔介质燃烧器作为管式炉的燃烧器，能够实现均匀加热，并降低NOx的排放。

第一方面，本申请实施例提供一种管式炉，包括炉体、辐射炉管和多孔介质燃烧器。炉体内具有辐射室，辐射炉管设置于辐射室内。多孔介质燃烧器包括外壳和多孔板，外壳内具有远离进气口的反应区，多孔板与外壳连接且多孔板设置于反应区，外壳连接于炉体，辐射室被配置成能够通入多孔板处燃烧产生的烟气。

混合气体(燃气+空气)通入多孔介质燃烧器以后，在反应区中的多孔板处进行燃烧，混合气体燃烧的时候，火焰被限制于多孔板的无数小孔内，不会产生自由火焰，无局部高温，降低NOx的排放，产生的热量分布均匀，能够与辐射炉管中的流体进行均匀地热交换；同时，由于不产生自由火焰，可以避免辐射炉管局部过热烧损、高温结焦和高温烧蚀等问题，可以节约管式炉的生产成本。

在一种可能的实施方式中，多孔板的辐射面与辐射炉管的轴线基本平行。

多孔板的辐射面与多孔板所形成的平面基本平行，在同一辐射面的各位置处，其温度基本一致，辐射炉管的轴线与辐射面基本平行，那么，辐射面相对于辐射炉管的距离基本一致，辐射面辐射出的温度与辐射炉管内的流体进行热交换的时候，同一辐射炉管中流体进行热交换的辐射温度基本一致，可以对流体进行均匀加热。

在一种可能的实施方式中，辐射室的室壁的至少一部分为多孔板。

在多孔板处产生的热量可以直接辐射进入辐射室内，以便对辐射室内的辐射炉管进行加热。如果是自由火焰燃烧器，则不能够使自由火焰直接进入辐射室内(如果直接进入，可能造成辐射炉管受热不均而出现局部过热烧损、高温结焦、高温烧蚀等问题)，所以，使用多孔介质燃烧器可以减小管式炉的体积，并且能够使多孔板处产生的热量直接进入辐射室内进行加热，提高热量利用率。

在一种可能的实施方式中，多孔板为圆筒状，辐射炉管包括首尾依次连通的多根辐射管，每根辐射管均竖向设置，多根辐射管沿圆筒状的多孔板的周向排布，且均位于圆筒状的多孔板的外侧。

可以在圆筒状的多孔板的周向均竖向排布辐射管，以可以布置更多的辐射管，可以给更多的流体加热，提高加热效率。