一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置,其設(shè)置在門型工業(yè)爐的爐膛中,所述爐膛包括輻射段、過渡段和對(duì)流段,所述對(duì)流段內(nèi)排布有爐管,所述過渡段位于所述對(duì)流段的爐管以下并將所述輻射段與所述對(duì)流段相連接;在所述輻射段內(nèi)包括至少兩個(gè)輻射室,且在各個(gè)輻射室的初步煙氣匯集區(qū)域,即所述過渡段內(nèi)設(shè)置有所述的防煙氣偏流裝置,所述裝置包括隔離單元,所述隔離單元用于隔離門型工業(yè)爐各個(gè)輻射室內(nèi)的煙氣匯合,減少煙氣擾動(dòng),防止任一側(cè)的煙氣偏流。
【專利說明】一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石油化工裝置中的防止煙氣偏流的結(jié)構(gòu),具體而言,本發(fā)明涉及一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在門型工業(yè)爐結(jié)構(gòu)中,輻射段由兩個(gè)或兩個(gè)以上相對(duì)獨(dú)立的輻射室組成,以提供不同的煙氣量,從而提供不同的熱負(fù)荷,對(duì)流段通常只設(shè)置一個(gè)對(duì)流室。由于輻射段位于對(duì)流段下部并通過過渡段與對(duì)流段相連接,對(duì)流段內(nèi)排布有多層爐管,每相鄰上下兩排的爐管交錯(cuò)排布。在設(shè)置兩個(gè)輻射室的門型工業(yè)爐中,對(duì)流段設(shè)置的爐管,以沿爐子長度方向的中心線為界,可分為兩部分,其中每一部分的管內(nèi)介質(zhì)和流量并不相同,需要的換熱量也不相同,每一部分爐管對(duì)應(yīng)一個(gè)輻射室,每一部分爐管的換熱量通過其所對(duì)應(yīng)的輻射室實(shí)現(xiàn)。由于各輻射室所提供的煙氣量不同,而各輻射室的煙氣穿過對(duì)流段下部過渡段處時(shí),除了流向其所對(duì)應(yīng)部分的爐管,還會(huì)流向其他部分爐管,即發(fā)生煙氣偏流現(xiàn)象。由于煙氣量較多的地方,溫度較高,而煙氣量較少的地方,溫度較低,因此煙氣偏流使?fàn)t管內(nèi)介質(zhì)的換熱量不符合工藝要求,甚至導(dǎo)致溫度過高而損壞爐管和襯里。此外,煙氣偏流可能導(dǎo)致流向各部分爐管的煙氣量不穩(wěn)定,產(chǎn)生紊流或湍流,給對(duì)流段爐管產(chǎn)生不良影響,容易產(chǎn)生局部過熱,局部結(jié)焦,同時(shí)煙氣的湍流容易對(duì)襯里結(jié)構(gòu)造成沖刷。
[0003]目前對(duì)門型工業(yè)爐爐膛內(nèi)煙氣偏流現(xiàn)象的主要解決辦法為:1、燃燒器對(duì)稱布置;
2、完善爐膛結(jié)構(gòu),如爐膛內(nèi)拐角部分采用圓弧結(jié)構(gòu)平穩(wěn)過渡等,但上述解決辦法防止煙氣偏流的效果不明顯。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中門型工業(yè)爐爐膛煙氣偏流問題, 申請(qǐng)人:研發(fā)了切實(shí)解決煙氣偏流的技術(shù)方案,并對(duì)爐膛內(nèi)的過渡段進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整,使經(jīng)過燃燒室燃燒后的各部分煙氣,尤其是實(shí)施例中針對(duì)兩個(gè)輻射室,解決了煙氣偏流導(dǎo)致的種種技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明提供了一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置,其設(shè)置在門型工業(yè)爐的爐膛中,所述爐膛包括輻射段、過渡段7和對(duì)流段,所述對(duì)流段內(nèi)排布有爐管8,所述過渡段位于7所述對(duì)流段的爐管8以下并將所述輻射段與所述對(duì)流段相連接;
[0006]在所述輻射段內(nèi)包括至少兩個(gè)輻射室6,且在各個(gè)輻射室6的初步煙氣匯集區(qū)域,即在所述過渡段7內(nèi)設(shè)置有所述的防煙氣偏流裝置,所述裝置包括隔離單元,所述隔離單元用于隔離門型工業(yè)爐各個(gè)輻射室內(nèi)的煙氣匯合,減少煙氣擾動(dòng),防止任一側(cè)的煙氣偏流;所述隔離單元沿工業(yè)爐長度方向設(shè)置在所述爐膛內(nèi)的過渡段內(nèi)。
[0007]為了解決技術(shù)問題,本發(fā)明第一種解決方案是:所述隔離單元為設(shè)置在各個(gè)輻射室之間的過渡段7爐底內(nèi),且沿工業(yè)爐長度方向的煙氣隔離帶3 ;所述煙氣隔離帶3設(shè)置在過渡段爐底在寬度方向任意處。
[0008]優(yōu)選的,所述各個(gè)煙氣隔離帶3布置在所述各個(gè)輻射室6之間的過渡段中心位置處。
[0009]具體中,針對(duì)輻射段包括兩個(gè)輻射室6,即兩個(gè)輻射室6對(duì)稱布置,所述煙氣隔離帶3設(shè)置在兩個(gè)輻射室6之間的過渡段7中,爐底寬度的中心位置處;
[0010]所述煙氣隔離帶3的長度等于所述過渡段爐底的長度,所述煙氣隔離帶的高度不大于所述對(duì)流段最下部一排爐管8的中心與其過渡段爐底之間的距離的0.8倍。煙氣是從兩個(gè)輻射室6分別通過過渡段進(jìn)入對(duì)流段,在上述過渡段沿爐子長度方向中心位置設(shè)置煙氣隔離帶3,最能有效的防止兩個(gè)爐膛的煙氣混合。
[0011]優(yōu)選的,所述煙氣隔離帶3的高度為所述對(duì)流段最下部一排爐管8的中心與其過渡段爐底之間的距離的0.3倍。
[0012]本發(fā)明第二種解決方案是:所述隔離單元為一組引射器2,所述一組引射器至少包含一排引射器2,所述一排引射器2沿所述工業(yè)爐長度方向等間距布置;所述每個(gè)引射器2的底部通過管道4與所述爐膛的輻射段相連以將該輻射段的煙氣引入引射器2,通過所述的引射器2將煙氣引射,形成煙氣阻隔。
[0013]具體的,當(dāng)輻射段包括兩個(gè)輻射室6,一排所述引射器2沿所述工業(yè)爐長度方向等間距布置,其間距等于所述各個(gè)引射器所噴射的煙氣寬度,每個(gè)引射器的煙氣高度不大于所述對(duì)流段最下部一排爐管8的中心與其過渡段爐底之間的距離的0.8倍;
[0014]所述引射器2的布置數(shù)量取過渡段爐底的長度除以引射器的布置間距所得商的整數(shù)部分。
[0015]第三種解決方案的結(jié)構(gòu)為:所述隔離單元為一組燃燒器1,每個(gè)所述燃燒器I沿工業(yè)爐的長度方向等間距布置,其間距等于所述燃燒器所噴射的火焰寬度,且每個(gè)燃燒器I的火焰高度不大于所述對(duì)流段最下部一排爐管8的中心與其過渡段爐底之間的距離的0.8倍;
[0016]一組所述燃燒器I的布置數(shù)量取過渡段爐底的長度除以燃燒器的布置間距所得商的整數(shù)部分。
[0017]具體的,輻射段包括兩個(gè)輻射室6,一排所述燃燒器I沿工業(yè)爐的長度方向等間距布置,且所述燃燒器I的火焰高度為所述對(duì)流段最下部一排爐管8的中心與其過渡段爐底之間的距離的0.6倍;且所述的燃燒器為扁平火焰燃燒器。
[0018]每個(gè)扁平火焰燃燒器,根據(jù)過渡段到對(duì)流段最底層爐管的距離,設(shè)計(jì)火焰的長度。若為了避免火焰沖刷對(duì)流段最底層爐管,應(yīng)選擇無焰或短焰燃燒器。
[0019]扁平火焰燃燒器目的是達(dá)到隔絕兩側(cè)煙氣的效果的同時(shí)使隔離帶的厚度最小。而無焰燃燒器是一種火焰極其短的短焰燃燒器
[0020]現(xiàn)有技術(shù)中隔離墻和燃燒器在工業(yè)爐中均有涉及,但其應(yīng)用的位置和用途以及解決的技術(shù)問題和技術(shù)方案均不同,現(xiàn)有技術(shù)中一般隔離墻是設(shè)置在燃燒室中。而本發(fā)明的隔離墻不是設(shè)置在工業(yè)爐的燃燒室中,而是設(shè)置在門型工業(yè)爐中的過渡段,過渡段是由輻射段到對(duì)流段的連接部分,煙氣在輻射段已經(jīng)完成了輻射傳熱,在過渡段中的煙氣與在燃燒室中的煙氣是不同的。且作用不同,燃燒室內(nèi)的隔離墻,其作用是增加煙氣在燃燒室內(nèi)的擾動(dòng),使燃燒充分,提高了焚燒爐的燃燒效率。本發(fā)明中隔離墻的目的是阻擋門型爐兩側(cè)煙氣匯合,減少煙氣的擾動(dòng)。
[0021]另外,現(xiàn)有技術(shù)中采用扁平火焰燃燒器主要作用是提供燃燒的熱量,并利用扁平火焰的特點(diǎn),形成比較良好的爐膛熱分布。本發(fā)明的扁平火焰燃燒器,主要的作用是隔離燃燒器兩側(cè)的煙氣,使燃燒器兩側(cè)的煙氣被扁平火焰燃燒器形成的氣流分開,避免發(fā)生煙氣混合和擾動(dòng)。
[0022]本發(fā)明所采用的門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置,通過在所述門型工業(yè)爐爐膛的過渡段爐底沿爐子長度方向布置包括防煙氣隔離單元(引射器、燃燒器和隔離帶),有效解決門型工業(yè)爐爐膛的煙氣在過渡段處的偏流問題,避免了因煙氣偏流所產(chǎn)生的局部溫度過高和過低現(xiàn)象,有效保證了煙氣的平穩(wěn)流動(dòng)。當(dāng)門型爐兩個(gè)爐膛操作條件不一樣的時(shí)候,增加門型爐的操作穩(wěn)定性和操作彈性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置的實(shí)施例1的示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明的門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置的實(shí)施例2的示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明的門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置的實(shí)施例3的示意圖。
[0026]圖4為本發(fā)明的門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置的工作示意圖。
[0027]圖5為現(xiàn)有技術(shù)中門型工業(yè)爐沒有設(shè)置防煙氣偏流裝置的煙氣走向?qū)Ρ葓D
[0028]附圖標(biāo)記說明:
[0029]I 一燃燒器、2—引射器、3和5均為一隔離帶、4一管道、6-輻射室、7-過渡段、8-對(duì)流段爐管;
[0030]H 一對(duì)流段最下部一排爐管的中心與其過渡段爐底之間的距離、L 一過渡段爐底的長度、a —燃燒器的布置間距或其火焰寬度、b —引射器的布置間距或其所噴射的煙氣寬度、hi —燃燒器的火焰高度、h2 —引射器的煙氣高度、h3 —隔離帶的高度。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 下面結(jié)合實(shí)施例,進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0032]實(shí)施例1
[0033]如圖1所示,輻射段由兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的輻射室6組成,對(duì)流段只有一個(gè)對(duì)流室。過渡段爐底的長度為L,對(duì)流段最下部一排爐管的中心與其過渡段爐底之間的距離為H。所述煙氣隔離單元布置在所述過渡段爐底內(nèi)并使其沿爐子長度方向的中心線與所述過渡段爐底沿爐子長度方向的中心線重合,所述煙氣隔離單元內(nèi)沿爐子長度方向布置一排引射器2,每個(gè)引射器2通過管道4將爐膛內(nèi)的部分煙氣噴射出去,每個(gè)引射器2之間的間距為b,每個(gè)引射器2所噴射的煙氣寬度也為b,每個(gè)引射器2所噴射的煙氣高度h2取0.8XH。為保證隔離帶為一個(gè)無明顯間隙的區(qū)域,引射器的布置數(shù)量η與每相鄰兩個(gè)引射器的距離b相互關(guān)聯(lián),引射器2的布置數(shù)量n=L/b=7,在一定長度的過渡段爐底,η增大,則b減小。
[0034]實(shí)施例2
[0035]如圖2所示,輻射段由兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的輻射室組成,對(duì)流段只有一個(gè)對(duì)流室。過渡段爐底的長度為L,對(duì)流段最下部一排爐管的中心與其過渡段爐底之間的距離為H。所述煙氣隔離單元布置在所述過渡段爐底內(nèi)并使其沿爐子長度方向的中心線與所述過渡段爐底沿爐子長度方向的中心線重合,所述煙氣隔離單元內(nèi)沿爐子長度方向布置一排燃燒器1,每個(gè)燃燒器I之間的間距為a,每個(gè)燃燒器I的火焰寬度也為a,每個(gè)燃燒器I的火焰高度hi為0.6父!1,燃燒器1的布置數(shù)量11=17&=7。除了保證隔離單元為一個(gè)無明顯間隙的區(qū)域之外,在使用燃燒器I時(shí),火焰太高較易損壞爐管,火焰太低無法形成一道有效的隔離單元,因此對(duì)于燃燒器式的隔離單元而言,0.6H是一個(gè)比較合理的高度。
[0036]實(shí)施例3
[0037]如圖3所示,輻射段由兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的輻射室組成,對(duì)流段只有一個(gè)對(duì)流室。過渡段爐底的長度為L,對(duì)流段最下部一排爐管的中心與其過渡段爐底之間的距離為H。所述煙氣隔離單元布置在所述過渡段爐底內(nèi)并使其沿爐子長度方向的中心線與所述過渡段爐底沿爐子長度方向的中心線重合,所述煙氣隔離單元內(nèi)沿爐子長度方向布置一道隔離帶3,隔離帶3的高度h3取0.3 XH,隔離帶3的長度為L。隔離帶形成一個(gè)無明顯間隙的隔離屏障,由于墻體相比燃燒器和引射器而言,更加致密,隔離效果明顯,如果隔離帶太高,容易被兩側(cè)煙氣推倒,如果隔離帶太矮,無法實(shí)現(xiàn)隔離的作用。因此對(duì)于隔離帶式的隔離單元而言,
0.3H是一個(gè)比較合理的高度。圖中只表示了從一個(gè)輻射室引煙氣,實(shí)際情況有可能從一個(gè),或者兩個(gè)。根據(jù)不同的工業(yè)爐,在設(shè)計(jì)過程中確定如何引煙氣。形成風(fēng)墻的煙氣沒有具體要求,在不影響整個(gè)工業(yè)爐操作的情況下,任一種均可。引射器噴射出的煙氣會(huì)形成一道風(fēng)
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[0038]圖4和圖5的煙氣流向比較,可明顯看出,沒有設(shè)置隔離單元的爐膛易發(fā)生煙氣偏流現(xiàn)象。且煙氣量較多的地方,溫度較高,而煙氣量較少的地方,溫度較低,因此煙氣偏流使?fàn)t管內(nèi)介質(zhì)的換熱量不符 合工藝要求,甚至導(dǎo)致溫度過高而損壞爐管和襯里。同時(shí)煙氣偏流可能導(dǎo)致流向各部分爐管的煙氣量不穩(wěn)定,產(chǎn)生紊流或湍流,給對(duì)流段爐管產(chǎn)生不良影響,容易產(chǎn)生局部過熱,局部結(jié)焦,同時(shí)煙氣的湍流容易對(duì)襯里結(jié)構(gòu)造成沖刷。本發(fā)明由于研發(fā)了偏流裝置很好的解決了現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題。
【權(quán)利要求】
1.一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置,其設(shè)置在門型工業(yè)爐的爐膛中,所述爐膛包括輻射段、過渡段(7 )和對(duì)流段,所述對(duì)流段內(nèi)排布有爐管(8 ),所述過渡段(7 )位于所述對(duì)流段的爐管(8)以下并將所述輻射段與所述對(duì)流段相連接; 其特征在于:在所述輻射段內(nèi)包括至少兩個(gè)輻射室(6),且在各個(gè)輻射室(6)的初步煙氣匯集區(qū)域,即在所述過渡段(7)內(nèi)設(shè)置有所述的防煙氣偏流裝置,所述裝置包括隔離單元,所述隔離單元用于隔離門型工業(yè)爐各個(gè)輻射室內(nèi)的煙氣匯合,減少煙氣擾動(dòng),防止任一側(cè)的煙氣偏流;所述隔離單元沿工業(yè)爐長度方向設(shè)置在所述爐膛內(nèi)的過渡段內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置,其特征在于: 所述隔離單元為設(shè)置在各個(gè)輻射室之間的過渡段爐底內(nèi),且沿工業(yè)爐長度方向的煙氣隔離帶(3);所述煙氣隔離帶(3)設(shè)置在過渡段爐底在寬度方向任意處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置,其特征在于: 所述各個(gè)煙氣隔離帶(3)布置在所述各個(gè)輻射室之間的過渡段中心位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置,其特征在于: 所述輻射段包括兩個(gè)輻射室(6),所述煙氣隔離帶(3)設(shè)置在兩個(gè)輻射室之間的過渡段中,爐底寬度的中心位置處; 所述煙氣隔離帶(3)的長度等于所述過渡段爐底的長度,所述煙氣隔離帶(3)的高度不大于所述對(duì)流段最下部一排爐管(8)的中心與其過渡段爐底之間的距離的0.8倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置,其特征在于: 所述煙氣隔離帶(3)的高度為所述對(duì)流段最下部一排爐管(8)的中心與其過渡段爐底之間的距離的0.3倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置,其特征在于: 所述隔離單元為一組引射器(2),所述一組引射器至少包含一排引射器(2),所述一排引射器(2)沿所述工業(yè)爐長度方向等間距布置;所述每個(gè)引射器(2)的底部通過管道(4)與所述爐膛的輻射段相連以將該輻射段的煙氣引入引射器(2),通過所述的引射器(2)將煙氣引射,形成煙氣阻隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置,其特征在于: 輻射段包括兩個(gè)輻射室(6),一排所述引射器(2)沿所述工業(yè)爐長度方向等間距布置,其間距等于所述各個(gè)引射器所噴射的煙氣寬度,每個(gè)引射器的煙氣高度不大于所述對(duì)流段最下部一排爐管(8)的中心與其過渡段爐底之間的距離的0.8倍; 所述引射器(2)的布置數(shù)量取過渡段爐底的長度除以引射器的布置間距所得商的整數(shù)部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置,其特征在于: 所述隔離單元為一組燃燒器(1),每個(gè)所述燃燒器(I)沿工業(yè)爐的長度方向等間距布置,其間距等于所述燃燒器所噴射的火焰寬度,且每個(gè)燃燒器(I)的火焰高度不大于所述對(duì)流段最下部一排爐管(8)的中心與其過渡段爐底之間的距離的0.8倍; 一組所述燃燒器(I )的布置數(shù)量取過渡段爐底的長度除以燃燒器的布置間距所得商的整數(shù)部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種門型工業(yè)爐的防煙氣偏流裝置,其特征在于: 輻射段包括兩個(gè)輻射室(6),一排所述燃燒器(I)沿工業(yè)爐的長度方向等間距布置,且`所述燃燒器(I)的火焰高度為所述對(duì)流段最下部一排爐管(8)的中心與其過渡段爐底之間的距離的0.6倍;且所述的燃燒器為扁平火焰燃燒器。
【文檔編號(hào)】F23M9/00GK103968411SQ201310048004
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月6日
【發(fā)明者】孫向軍, 李光, 劉敬坤, 郭玉萍, 薛磊, 周桂娟, 李森, 高景芬 申請(qǐng)人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中國石化工程建設(shè)有限公司