[实用新型]立管式圆筒煤焦油加热炉

说明书

本实用新型涉及焦化行业煤焦油加热蒸馏时的一种加热炉。

这种加热炉由支架、圆筒形辐射加热管群和位于其上方的对流加热管群、位于圆筒形辐射加热管群围绕内的加热装置及烟囱组成，通常用于年处理能力在4.5万吨的煤焦油蒸馏系统中煤焦油蒸馏时加热。在此之前，加热炉的辐射段加热管群管径为一种规格，即管径φ1。设计时，为得到较高的内膜传热系数和较小的设备投资，一般根据加热炉的煤焦油入口冷油流速、流型选择管径。当煤焦油被加热汽化后，管内流速猛增，导致管内介质流动压力降突增。这时由于管径较小，一是造成输送设备(柱塞泵)出口压力高，电耗增加；二是管内介质压力高，在相同出口焦油热焓量时，油料温度增高，管壁温度增高，使焦油发生裂解产生游离碳，而在管内壁解焦。解焦后的炉管传热系数急剧降低，为保证生产，需要被迫提高炉膛温度，又使管壁温度再度增高，进一步加剧了焦油的裂解解焦，最终以炉管高温氧化减薄超过其耐温要求而鼓包破裂，或输送泵出口压力过高而导致生产中断结束。

当采用较大管径时，不仅设备投资增高，而且焦油汽化前流速过小，内膜传热系数低。在传热量一定时，管壁温度升高，接近管壁的滞流膜内的焦油同样会裂解而解焦，最终结果和上述相同，因此很少被采用。

本实用新型的目的旨在根据现有技术中存在的问题对其进行改进，以得到一种设备投资运行费用少、管壁不易解焦的加热炉，以使煤焦油的加热蒸馏过程高效节能。

为实现上述目的，本实用新型提出的技术解决方案为：将圆筒形辐射加热管群由管径不同的两部分管群组成，第一部分管径φ1较小，从煤焦油入口到变径点，从变径点到煤焦油出口为第二部分，管径φ2较大。

附图1所示为本实用新型整体结构示意图。

附图2所示为本实用新型圆筒形辐射加热管联接示意图。

附图3所示为本实用新型凸法兰示意图。

附图4所示为本实用新型凹法兰示意图。

下面结合说明书附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述：如说明书附图所示，本实用新型由支架7、圆筒形辐射加热管群1和位于其上方的对流加热管群8、位于圆筒形辐射加热管群围绕内的加热装置及烟囱9组成。圆筒形辐射加热管群1由两部分管径不同的管群2、3组成，第一部分2管径φ1较小，从煤焦油入口到变径点4，从变径点4到煤焦油出口为第二部分3，管径φ2较大。变径点4由一个凹法兰5和一个凸法兰6联接而成，凹法兰5的管径由φ1过渡到φ2，凸法兰6的管径为φ2。

当煤焦油在辐射加热管内被加热汽化到一定程度后，扩大炉管管径，这样，一是降低汽化段炉管阻力，二是降低焦油压力，在汽化率一定时，使焦油温度降低，减缓焦油因高温裂解产生游离碳而在管壁解焦。从理论上讲，煤焦油汽化以后的炉管随汽化量的增加管径应逐步向炉子出口方向扩大，但会受到配件规格增多、成本大幅度增加等多方面的限制，故对于中小型加热炉，只在汽化后一次扩径，即可避免因汽化段阻力高而在出口前焦油温度出现峰值的现象。

本实用新型的炉管在炉膛内为分组排列，每组内的炉管采用H型铸制弯头联接，组与组之间采用180°U型铸制弯头并焊接凹凸法兰5、6联接，扩径点4为一组的开始，采用凹法兰5由φ1过渡到φ2变径后再与凸法兰6联接。

本实用新型由于采用了合理的炉管变径技术方案，使煤焦油在加热过程中汽化前后始终处于合适的流型状态，保证了加热炉炉管阻力、管壁温度和设备投资均处于最佳值附近，使煤焦油加热炉炉管管壁易解焦问题得以合理解决，使煤焦油蒸馏生产更稳定运行，提高了生产效率，延长了加热炉寿命，降低了生产成本。