一种高效利用余热的新加热炉系统的制作方法
一种高效利用余热的新加热炉系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油炼油技术领域，尤其涉及一种高效利用余热的新加热炉系统。
【背景技术】
[0002]众所周知，重质油品经管式加热炉加热到焦化反应所需要的温度，并使之迅速离开加热炉管，在焦炭塔内油品进行裂解和缩合反应，生成的油气由焦炭塔顶逸出，生成的焦炭留在塔内。在这一过程，焦化反应被推迟到焦炭塔中进行，因此，称为延迟焦化过程。
[0003]在目前传统的延迟焦化装置加热炉结构中，如图1所示，其加热炉主要由鼓风机、烟囱、热管空预器(隔板将热管空预器分隔开冷空气室和对流室两个部分，热管穿过上述两个腔室进行换热)、焦化炉以及多根连接管道等结构部分组成(其设备结构之间的连接关系如图1所示)；
[0004]关于上述传统加热炉的工作流程描述如下:冷空气首先经过鼓风机进行加压，加压的冷空气进入热管空预器，冷空气与空预器中的热管进行换热，加热后的冷空气进入焦化炉，为燃烧瓦斯气提供氧气。从焦化炉出来的高温烟气进入对流室，从对流室出来的烟气进入热管空预器，高温烟气对热管进行加热，使热管内的热质汽化，汽化后的热质上升到另一端(即将热量传至冷空气室)，遇到冷空气发生冷凝，与冷空气完成热交换。从空预器出来的低温烟气进入烟囱排入到大气中。
[0005]传统加热炉原采用热管空预器回收对流室出口高温烟气余热，由于热管容易失效且传热效果不理想，只是热管空预器使用寿命短，加热炉效率偏低。因此，使用传统的加热炉其排烟温度高达243°C，排烟温度较高，进而造成了大量的热量浪费。
[0006]综上所述，如何克服传统延迟焦化装置加热炉的上述技术缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种高效利用余热的新加热炉系统，以解决上述问题。
[0008]为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0009]本发明提供了一种高效利用余热的新加热炉系统，包括鼓风机1、烟囱2、扰流子空预器3、焦化炉4以及多根连接管道5，其中:
[0010]所述扰流子空预器3包括空预器壳体31以及设置空预器壳体内的多个顺序排列的翅片管32和设置多个翅片管上的扰流子；所述翅片管的管外与空预器壳体之间构成了供烟气流通的壳程，所述翅片管的管内构成了供冷空气流通的管程；
[0011]上述设备的结构连接关系和布局如下:
[0012]所述连接管道5具体包括冷空气输入管道51、副线管道52、瓦斯气输入管道53、冷烟气输出管道54、热空气输出管道55和焦化炉连接管道56 ;
[0013]其中，所述冷空气输入管道51的输入端与所述鼓风机I连通，所述冷空气输入管道51的输出端与所述扰流子空预器3的管程连通，且所述冷空气输入管道51的输出端还通过所述副线管道52与所述焦化炉4的进口连通；所述瓦斯气输入管道53的输入端通入瓦斯气，所述瓦斯气输入管道53的输出端与所述焦化炉4的进口连通；所述焦化炉4的出口通过焦化炉连接管道56与所述扰流子空预器3的壳程一端连通；所述热空气输出管道55的输入端与所述扰流子空预器3的壳程另一端连通；所述热空气输出管道55的输出端与所述焦化炉4的进口连通；所述冷烟气输出管道54的输入端与所述扰流子空预器3内的壳程连通，所述冷烟气输出管道54的输出端与所述烟囱2连通。
[0014]优选的，作为一种可实施方案，多个顺序排列的翅片管32呈均匀间隔分布设置。
[0015]优选的，作为一种可实施方案，所述多个翅片管32呈水平布置。
[0016]优选的，作为一种可实施方案，所述翅片管32为钢制翅片管。
[0017]优选的，作为一种可实施方案，所述扰流子呈螺旋形铺设在所述翅片管的表面上。
[0018]优选的，作为一种可实施方案，所述扰流子以及所述翅片管上均还设置有抗热层和防尘涂层。
[0019]优选的，作为一种可实施方案，所述抗热层为金属基陶瓷涂层。
[0020]优选的，作为一种可实施方案，所述防尘涂层为防尘面漆。
[0021]优选的，作为一种可实施方案，所述扰流子空预器3与所述烟囱2之间还可加装有引风机。
[0022]优选的，作为一种可实施方案，所述冷空气输入管道51、所述副线管道52、所述瓦斯气输入管道53、所述冷烟气输出管道54、所述热空气输出管道55和所述焦化炉连接管道56上均设置有控制阀门6。
[0023]与现有技术相比，本发明实施例的优点在于:
[0024]本发明提供的一种高效利用余热的新加热炉系统，分析本发明实施例提供的高效利用余热的新加热炉系统的主要核心结构可知:其主要由鼓风机1、烟囱2、扰流子空预器3、焦化炉4以及多根连接管道5等部分组成，其中:
[0025]扰流子空预器3替换了传统的热管空预器，其扰流子空预器3具体包括空预器壳体31以及设置空预器壳体内的多个顺序排列的翅片管32和设置多个翅片管上的扰流子；所述翅片管的管外与空预器壳体之间构成了供烟气流通的壳程，所述翅片管的管内构成了供冷空气流通的管程；分析上述扰流子空预器的具体结构可知:其内部管程增加扰流片，改变空气在管程的流动动态，尽量保持湍流状态，提高空气侧的传热系数。管外增加了翅片管，强化换热、减小阻力。翅片管水平布置，管内走空气，管内布置扰流子，壳侧走烟气。
[0026]所述连接管道5具体包括冷空气输入管道51、副线管道52、瓦斯气输入管道53、冷烟气输出管道54、热空气输出管道55和焦化炉连接管道56 ;分析上述各个连接管道与鼓风机1、烟囱2、扰流子空预器3、焦化炉4的连接关系可知:冷空气首先进入鼓风机I进行加压，加压后的冷空气随后进入扰流子空预器3的管程并与壳程内的高温烟气换热，加热后的热空气进入焦化炉4，为焦化炉的瓦斯燃烧提供氧气。从焦化炉4出来的高温烟气再进入扰流子空预器3的壳程并与管程内冷空气进行再次换热，换热后的低温烟气进入烟囱，排到大气中。经过扰流子空预器3的特殊构造实施上述循环换热后，可以回收大量高温烟气的余热，大幅提升加热炉的加热效率，显著提升其加热效果。
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为传统技术中的加热炉系统的系统架构示意图；
[0029]图2为本发明实施例提供的高效利用余热的新加热炉系统的系统架构示意图；
[0030]图3为本发明实施例提供的高效利用余热的新加热炉系统中扰流子与翅片管的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0034]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0035]参见图2，本发明实施例提供的一种高效利用余热的新加热炉系统，包括鼓风机
1、烟囱2、扰流子空预器3、焦化炉4以及多根连接管道5，其中:
[0036]所述扰流子空预器3包括空预器壳体31以及设置空预器壳体内的多个顺序排列的翅片管32和设置多个翅片管上的扰流子33 ;所述翅片管32的管外与空预器壳体31之间构成了供烟气流通的壳程，所述翅片管32的管内构成了供冷空气流通的管程；
[0037]所述连接管道5具体包括冷空气输入管道51、副线管道52、瓦斯气输入管道53、冷烟气输出管道54、热空气输出管道55和焦化炉连接管道56 ;
[0038]上述设备与连接管道之间的结构构造、连接关系和布局如下:
[0039]其中，所述冷空气输入管道51的输入端与所述鼓风机I连通，所述冷空气输入管道51的输出端与所述扰流子空预器3的管程连通，且所述冷空气输入管道51的输出端还通过所述副线管道52与所述焦化炉4的进口连通；所述瓦斯气输入管道53的输入端通入瓦斯气，所述瓦斯气输入管道53的输出端与所述焦化炉4的进口连通；所述焦化炉4的出口通过焦化炉连接管道56与所述扰流子空预器3的壳程一端连通；所述热空气输出管道55的输入端与所述扰流子空预器3的壳程另一端连通；所述热空气输出管道55的输出端与所述焦化炉4的进口连通；所述冷烟气输出管道54的输入端与所述扰流子空预器3内的壳程连通，所述冷烟气输出管道54的输出端与所述烟囱2连通。
[0040]分析本发明实施例提供的高效利用余热的新加热炉系统的主要核心结构可知:其主要由鼓风机1、烟囱2、扰流子空预器3、焦化炉4以及多根连接管道5等部分组成，其中:
[0041]扰流子空预器3替换了传统的热管空预器，其扰流子空预器3具体包括空预器壳体31以及设置空预器壳体内的多个顺序排列的翅片管32和设置多个翅片管上的扰流子；所述翅片管的管外与空预器壳体之间构成了供烟气流通的壳程，所述翅片管的管内构成了供冷空气流通的管程；分析上述扰流子空预器的具体结构可知:其内部管程增加扰流片，改变空气在管程的流动动态，尽量保持湍流状态，提高空气侧的传热系数。管外增加了翅片管，强化换热、减小阻力。翅片管水平布置，管内走空气，管内布置扰流子，壳侧走烟气。
[0042]所述连接管道5具体包括冷空气输入管道51、副线管道52、瓦斯气输入管道53、冷烟气输出管道54、热空气输出管道55和焦化炉连接管道56 ;分析上述各个连接管道与鼓风机1、烟囱2、扰流子空预器3、焦化炉4的连接关系可知:冷空气首先进入鼓风机I进行加压，加压后的冷空气随后进入扰流子空预器3的管程并与壳程内的高温烟气换热，加热后的热空气进入焦化炉4，为焦化炉的瓦斯燃烧提供氧气。从焦化炉4出来的高温烟气再进入扰流子空预器3的壳程并与管程内冷空气进行再次换热，换热后的低温烟气进入烟囱，排到大气中。经过扰流子空预器3的特殊构造实施上述循环换热后，可以回收大量高温烟气的余热，大幅提升加热炉的加热效率，显著提升其加热效果。
[0043]另外，为了防止低温烟气出口温度过低，发生露点腐蚀，另外从鼓风机出口和焦化炉空气入口加有副线管道52，用来调节烟气的出口温度。当烟气出口温度低时，开通副线管道52上的控制阀门，进而减少进入扰流子空预器的冷空气。
[0044]下面对本发明实施例提供的高效利用余热的新加热炉系统的具体结构以及具体技术效果做一下详细说明:
[0045]在扰流子空预器的结构中，多个顺序排列的翅片管32呈均匀间隔分布设置。所述多个翅片管32呈水平布置。
[0046]需要说明的是，多个顺序排列的翅片管32可以均匀间隔分布设置，这样有序的间隔排列可以保证翅片管不会影响空预器壳体31内烟气的流通。
[0047]优选的，作为一种可实施方案，所述翅片管32为钢制翅片管。
[0048]需要说明的是，上述翅片管可以选择使用多种材料的管件，但是优选使用钢制翅片管，钢制翅片管其成本更加低廉，结构稳定性更强，被广泛应用在加热炉系统内。
[0049]优选的，作为一种可实施方案，如图3所示，所述扰流子33呈螺旋形铺设在所述翅片管32的表面上。
[0050]需要说明的是，对于气体换热最有效的方法主要有几种，例如，一种是:增加换热传热面积；一种是:改变流体流态；然而上述扰流子空预器的结构，翅片管的结构正是增加了传热换热面积。扰流子可以呈螺旋形铺设在所述翅片管的表面上，扰流子可使烟气流体成旋转流(或称漩涡流)，循环流动可增加换热时间，降低热阻。
[0051]很显然，上述扰流子空预器具有传热系数更大，设备体积小、耐热耐低温腐蚀，节能效果好，传热换热效率高等诸多技术优势，其回收了大量烟气余热，提升了加热炉的热效率。
[0052]优选的，作为一种可实施方案，所述扰流子以及所述翅片管上均还设置有抗热层和防尘涂层。
[0053]优选的，作为一种可实施方案，所述抗热层为金属基陶瓷涂层。
[0054]需要说明的是，在传统的加热炉系统中，空预器的内部结构容易受到低温露点腐蚀以及容易产生烟尘堵塞问题。为此，可以在扰流子以及翅片管上均安装涂覆抗热层和防尘涂层。
[0055]其中，抗热层可以选择使用金属基陶瓷涂层。金属基陶瓷涂层是指涂在金属表面上的耐热无机保护层或表面膜的总称，它能改变金属底材外表的形貌、结构和性质，从而赋予材料新的性能。陶瓷涂层的这种很多，工艺简单、易操作、施工适应性强，操作温度低而不会使零件产生热影响和变形等优点，其将粘合剂和硬质陶瓷骨料等按适当的比例混合起来，涂敷于处理好的金属基体表面，硬化可获得所需的胶粘陶瓷涂层。同时涂有金属基陶瓷涂层后可以增加扰流子以及翅片管表面的抗高温腐蚀以及低温腐蚀性能。
[0056]上述金属基陶瓷涂层具有耐高温、耐腐蚀、抗震动、抗疲劳、抗温度急变及耐冲刷等性能，进而被许多工程设备及构件的工作条件日益苛刻的设备使用，如热电厂锅炉的过热器管、再热器管和省煤器管等的工作环境极为恶劣，要求材料较高的情况下使用。很显然，使用上述金属基陶瓷 涂层可以增强设备的抗磨耗、抗腐蚀和化学侵蚀等，进而提升扰流子空预器以及加热炉系统的使用寿命。
[0057]优选的，作为一种可实施方案，所述防尘涂层为防尘面漆。
[0058]需要说明的是，上述防尘面漆具有超强的耐持久性，耐沾污，优良的耐擦洗性；同时其表面光滑，不容易导致扰流子以及翅片管表面产生污垢，避免了传统空预器内因烟气阻塞而造成的换热不均匀，换热效率不高的问题。
[0059]优选的，作为一种可实施方案，所述扰流子空预器3与所述烟囱2之间还可加装有引风机。
[0060]需要说明的是，为了保证换热后的冷烟气可以顺利的从冷烟气输出管道54以及烟囱2顺利的排出，可以在扰流子空预器3与烟囱2之间加装有引风机，进而实现对强风输出。
[0061]优选的，作为一种可实施方案，所述冷空气输入管道51、所述副线管道52、所述瓦斯气输入管道53、所述冷烟气输出管道54、所述热空气输出管道55和所述焦化炉连接管道56上均设置有控制阀门6。
[0062]需要说明的是，上述各个连接管道上都安装有一个或是多个控制阀门，以便于对管道内气体输入或是输出进行开关控制以及对气体流量进行控制。
[0063]本发明实施例提供的一种高效利用余热的新加热炉系统，为了提高加热炉效率，使加热炉排烟温度降到120°C，使加热炉热效率达到92 %以上，进行以下改造。
[0064]改造原理:利用高位热源给低位热源换热。
[0065]改造措施说明:本次改造将原热管空预器拆除，在原热管空预器位置布置新设计的组合式扰流子空预器，利用旧加热炉原有钢架，并进行局部加固，出口烟道进行局部改造，热风道增加冷风旁路。扰流子空预器结构，采用翅片管为换热元件，烟气走壳侧，空气走管内，内放扰流子，以强化管内换热。增加冷风旁路(即副线管道)可以根据季节变化调节风量来控制空预器的吸热量，从而控制空预器出口的烟气温度，防止低温露点腐蚀。防止冬季和低负荷工况下组合式空预器发生露点腐蚀，增加冷风旁路，在冬季和低负荷工况下，为防止排烟温度太低，可打开冷风旁路蝶阀，使部分助燃空气绕过空预器直接进入热风道。
[0066]改造效果说明:
[0067]原空预器改成扰流子空预器后，排烟温度可从改造前的243°C，降低至120°C左右，可多回收热量1171kw，以燃料气热值46055kJ/kg计算每小时节约燃料气1171X3600/46055 = 91.53Kg，以燃料气价格2元/千克，每年运行8000小时计算，每年可新增经济效益91.53X2X8000 = 146.45万元。
[0068]综上所述，本发明实施例提供的一种高效利用余热的新加热炉系统，经过扰流子空预器的特殊构造实施上述循环换热后，可以回收大量高温烟气的余热。上述扰流子空预器具有传热系数更大，设备体积小、耐热耐低温腐蚀，节能效果好，传热换热效率高等诸多技术优势，其回收了大量烟气余热，提升了加热炉的热效率，并显著提升其加热效果。
[0069]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于，包括鼓风机(1)、烟囱(2)、扰流子空预器(3)、焦化炉⑷以及多根连接管道(5)，其中: 所述扰流子空预器(3)包括空预器壳体(31)以及设置空预器壳体内的多个顺序排列的翅片管(32)和设置多个翅片管上的扰流子；所述翅片管(32)的管外与所述空预器壳体(31)之间构成了供烟气流通的壳程，所述翅片管(32)的管内构成了供冷空气流通的管程；上述设备的结构连接关系和布局如下: 所述连接管道(5)具体包括冷空气输入管道(51)、副线管道(52)、瓦斯气输入管道(53)、冷烟气输出管道(54)、热空气输出管道(55)和焦化炉连接管道(56)； 其中，所述冷空气输入管道(51)的输入端与所述鼓风机(I)连通，所述冷空气输入管道(51)的输出端与所述扰流子空预器(3)的管程连通，且所述冷空气输入管道(51)的输出端还通过所述副线管道(52)与所述焦化炉(4)的进口连通；所述瓦斯气输入管道(53)的输入端通入瓦斯气，所述瓦斯气输入管道(53)的输出端与所述焦化炉(4)的进口连通；所述焦化炉(4)的出口通过焦化炉连接管道(56)与所述扰流子空预器(3)的壳程一端连通；所述热空气输出管道(55)的输入端与所述扰流子空预器(3)的壳程另一端连通；所述热空气输出管道(55)的输出端与所述焦化炉(4)的进口连通；所述冷烟气输出管道(54)的输入端与所述扰流子空预器(3)内的壳程连通，所述冷烟气输出管道(54)的输出端与所述烟囱⑵连通。2.如权利要求1所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 多个顺序排列的翅片管(32)呈均匀间隔分布设置。3.如权利要求1所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述多个翅片管(32)呈水平布置。4.如权利要求1所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述翅片管(32)为钢制翅片管。5.如权利要求1所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述扰流子呈螺旋形铺设在所述翅片管的表面上。6.如权利要求4或5所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述扰流子以及所述翅片管上均还设置有抗热层和防尘涂层。7.如权利要求6所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述抗热层为金属基陶瓷涂层。8.如权利要求6所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述防尘涂层为防尘面漆。9.如权利要求6所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述扰流子空预器(3)与所述烟囱(2)之间还可加装有引风机。10.如权利要求6所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述冷空气输入管道(51)、所述副线管道(52)、所述瓦斯气输入管道(53)、所述冷烟气输出管道(54)、所述热空气输出管道(55)和所述焦化炉连接管道(56)上均设置有控制阀门(6) ο
【专利摘要】本发明公开了一种高效利用余热的新加热炉系统，包括鼓风机、烟囱、扰流子空预器、焦化炉以及多根连接管道等结构。本发明实施例提供的一种高效利用余热的新加热炉系统，经过扰流子空预器的特殊构造实施上述循环换热后，可以回收大量高温烟气的余热。上述扰流子空预器具有传热系数更大，设备体积小、耐热耐低温腐蚀，节能效果好，传热换热效率高等诸多技术优势，其回收了大量烟气余热，提升了加热炉的热效率，并显著提升其加热效果。
【IPC分类】F23L15/00, F27D17/00
【公开号】CN104896959
【申请号】CN201510340713
【发明人】刘振营, 赵煜
【申请人】东营华联石油化工厂有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月18日
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油炼油技术领域，尤其涉及一种高效利用余热的新加热炉系统。
【背景技术】
[0002]众所周知，重质油品经管式加热炉加热到焦化反应所需要的温度，并使之迅速离开加热炉管，在焦炭塔内油品进行裂解和缩合反应，生成的油气由焦炭塔顶逸出，生成的焦炭留在塔内。在这一过程，焦化反应被推迟到焦炭塔中进行，因此，称为延迟焦化过程。
[0003]在目前传统的延迟焦化装置加热炉结构中，如图1所示，其加热炉主要由鼓风机、烟囱、热管空预器(隔板将热管空预器分隔开冷空气室和对流室两个部分，热管穿过上述两个腔室进行换热)、焦化炉以及多根连接管道等结构部分组成(其设备结构之间的连接关系如图1所示)；
[0004]关于上述传统加热炉的工作流程描述如下:冷空气首先经过鼓风机进行加压，加压的冷空气进入热管空预器，冷空气与空预器中的热管进行换热，加热后的冷空气进入焦化炉，为燃烧瓦斯气提供氧气。从焦化炉出来的高温烟气进入对流室，从对流室出来的烟气进入热管空预器，高温烟气对热管进行加热，使热管内的热质汽化，汽化后的热质上升到另一端(即将热量传至冷空气室)，遇到冷空气发生冷凝，与冷空气完成热交换。从空预器出来的低温烟气进入烟囱排入到大气中。
[0005]传统加热炉原采用热管空预器回收对流室出口高温烟气余热，由于热管容易失效且传热效果不理想，只是热管空预器使用寿命短，加热炉效率偏低。因此，使用传统的加热炉其排烟温度高达243°C，排烟温度较高，进而造成了大量的热量浪费。
[0006]综上所述，如何克服传统延迟焦化装置加热炉的上述技术缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种高效利用余热的新加热炉系统，以解决上述问题。
[0008]为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0009]本发明提供了一种高效利用余热的新加热炉系统，包括鼓风机1、烟囱2、扰流子空预器3、焦化炉4以及多根连接管道5，其中:
[0010]所述扰流子空预器3包括空预器壳体31以及设置空预器壳体内的多个顺序排列的翅片管32和设置多个翅片管上的扰流子；所述翅片管的管外与空预器壳体之间构成了供烟气流通的壳程，所述翅片管的管内构成了供冷空气流通的管程；
[0011]上述设备的结构连接关系和布局如下:
[0012]所述连接管道5具体包括冷空气输入管道51、副线管道52、瓦斯气输入管道53、冷烟气输出管道54、热空气输出管道55和焦化炉连接管道56 ;
[0013]其中，所述冷空气输入管道51的输入端与所述鼓风机I连通，所述冷空气输入管道51的输出端与所述扰流子空预器3的管程连通，且所述冷空气输入管道51的输出端还通过所述副线管道52与所述焦化炉4的进口连通；所述瓦斯气输入管道53的输入端通入瓦斯气，所述瓦斯气输入管道53的输出端与所述焦化炉4的进口连通；所述焦化炉4的出口通过焦化炉连接管道56与所述扰流子空预器3的壳程一端连通；所述热空气输出管道55的输入端与所述扰流子空预器3的壳程另一端连通；所述热空气输出管道55的输出端与所述焦化炉4的进口连通；所述冷烟气输出管道54的输入端与所述扰流子空预器3内的壳程连通，所述冷烟气输出管道54的输出端与所述烟囱2连通。
[0014]优选的，作为一种可实施方案，多个顺序排列的翅片管32呈均匀间隔分布设置。
[0015]优选的，作为一种可实施方案，所述多个翅片管32呈水平布置。
[0016]优选的，作为一种可实施方案，所述翅片管32为钢制翅片管。
[0017]优选的，作为一种可实施方案，所述扰流子呈螺旋形铺设在所述翅片管的表面上。
[0018]优选的，作为一种可实施方案，所述扰流子以及所述翅片管上均还设置有抗热层和防尘涂层。
[0019]优选的，作为一种可实施方案，所述抗热层为金属基陶瓷涂层。
[0020]优选的，作为一种可实施方案，所述防尘涂层为防尘面漆。
[0021]优选的，作为一种可实施方案，所述扰流子空预器3与所述烟囱2之间还可加装有引风机。
[0022]优选的，作为一种可实施方案，所述冷空气输入管道51、所述副线管道52、所述瓦斯气输入管道53、所述冷烟气输出管道54、所述热空气输出管道55和所述焦化炉连接管道56上均设置有控制阀门6。
[0023]与现有技术相比，本发明实施例的优点在于:
[0024]本发明提供的一种高效利用余热的新加热炉系统，分析本发明实施例提供的高效利用余热的新加热炉系统的主要核心结构可知:其主要由鼓风机1、烟囱2、扰流子空预器3、焦化炉4以及多根连接管道5等部分组成，其中:
[0025]扰流子空预器3替换了传统的热管空预器，其扰流子空预器3具体包括空预器壳体31以及设置空预器壳体内的多个顺序排列的翅片管32和设置多个翅片管上的扰流子；所述翅片管的管外与空预器壳体之间构成了供烟气流通的壳程，所述翅片管的管内构成了供冷空气流通的管程；分析上述扰流子空预器的具体结构可知:其内部管程增加扰流片，改变空气在管程的流动动态，尽量保持湍流状态，提高空气侧的传热系数。管外增加了翅片管，强化换热、减小阻力。翅片管水平布置，管内走空气，管内布置扰流子，壳侧走烟气。
[0026]所述连接管道5具体包括冷空气输入管道51、副线管道52、瓦斯气输入管道53、冷烟气输出管道54、热空气输出管道55和焦化炉连接管道56 ;分析上述各个连接管道与鼓风机1、烟囱2、扰流子空预器3、焦化炉4的连接关系可知:冷空气首先进入鼓风机I进行加压，加压后的冷空气随后进入扰流子空预器3的管程并与壳程内的高温烟气换热，加热后的热空气进入焦化炉4，为焦化炉的瓦斯燃烧提供氧气。从焦化炉4出来的高温烟气再进入扰流子空预器3的壳程并与管程内冷空气进行再次换热，换热后的低温烟气进入烟囱，排到大气中。经过扰流子空预器3的特殊构造实施上述循环换热后，可以回收大量高温烟气的余热，大幅提升加热炉的加热效率，显著提升其加热效果。
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为传统技术中的加热炉系统的系统架构示意图；
[0029]图2为本发明实施例提供的高效利用余热的新加热炉系统的系统架构示意图；
[0030]图3为本发明实施例提供的高效利用余热的新加热炉系统中扰流子与翅片管的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0034]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0035]参见图2，本发明实施例提供的一种高效利用余热的新加热炉系统，包括鼓风机
1、烟囱2、扰流子空预器3、焦化炉4以及多根连接管道5，其中:
[0036]所述扰流子空预器3包括空预器壳体31以及设置空预器壳体内的多个顺序排列的翅片管32和设置多个翅片管上的扰流子33 ;所述翅片管32的管外与空预器壳体31之间构成了供烟气流通的壳程，所述翅片管32的管内构成了供冷空气流通的管程；
[0037]所述连接管道5具体包括冷空气输入管道51、副线管道52、瓦斯气输入管道53、冷烟气输出管道54、热空气输出管道55和焦化炉连接管道56 ;
[0038]上述设备与连接管道之间的结构构造、连接关系和布局如下:
[0039]其中，所述冷空气输入管道51的输入端与所述鼓风机I连通，所述冷空气输入管道51的输出端与所述扰流子空预器3的管程连通，且所述冷空气输入管道51的输出端还通过所述副线管道52与所述焦化炉4的进口连通；所述瓦斯气输入管道53的输入端通入瓦斯气，所述瓦斯气输入管道53的输出端与所述焦化炉4的进口连通；所述焦化炉4的出口通过焦化炉连接管道56与所述扰流子空预器3的壳程一端连通；所述热空气输出管道55的输入端与所述扰流子空预器3的壳程另一端连通；所述热空气输出管道55的输出端与所述焦化炉4的进口连通；所述冷烟气输出管道54的输入端与所述扰流子空预器3内的壳程连通，所述冷烟气输出管道54的输出端与所述烟囱2连通。
[0040]分析本发明实施例提供的高效利用余热的新加热炉系统的主要核心结构可知:其主要由鼓风机1、烟囱2、扰流子空预器3、焦化炉4以及多根连接管道5等部分组成，其中:
[0041]扰流子空预器3替换了传统的热管空预器，其扰流子空预器3具体包括空预器壳体31以及设置空预器壳体内的多个顺序排列的翅片管32和设置多个翅片管上的扰流子；所述翅片管的管外与空预器壳体之间构成了供烟气流通的壳程，所述翅片管的管内构成了供冷空气流通的管程；分析上述扰流子空预器的具体结构可知:其内部管程增加扰流片，改变空气在管程的流动动态，尽量保持湍流状态，提高空气侧的传热系数。管外增加了翅片管，强化换热、减小阻力。翅片管水平布置，管内走空气，管内布置扰流子，壳侧走烟气。
[0042]所述连接管道5具体包括冷空气输入管道51、副线管道52、瓦斯气输入管道53、冷烟气输出管道54、热空气输出管道55和焦化炉连接管道56 ;分析上述各个连接管道与鼓风机1、烟囱2、扰流子空预器3、焦化炉4的连接关系可知:冷空气首先进入鼓风机I进行加压，加压后的冷空气随后进入扰流子空预器3的管程并与壳程内的高温烟气换热，加热后的热空气进入焦化炉4，为焦化炉的瓦斯燃烧提供氧气。从焦化炉4出来的高温烟气再进入扰流子空预器3的壳程并与管程内冷空气进行再次换热，换热后的低温烟气进入烟囱，排到大气中。经过扰流子空预器3的特殊构造实施上述循环换热后，可以回收大量高温烟气的余热，大幅提升加热炉的加热效率，显著提升其加热效果。
[0043]另外，为了防止低温烟气出口温度过低，发生露点腐蚀，另外从鼓风机出口和焦化炉空气入口加有副线管道52，用来调节烟气的出口温度。当烟气出口温度低时，开通副线管道52上的控制阀门，进而减少进入扰流子空预器的冷空气。
[0044]下面对本发明实施例提供的高效利用余热的新加热炉系统的具体结构以及具体技术效果做一下详细说明:
[0045]在扰流子空预器的结构中，多个顺序排列的翅片管32呈均匀间隔分布设置。所述多个翅片管32呈水平布置。
[0046]需要说明的是，多个顺序排列的翅片管32可以均匀间隔分布设置，这样有序的间隔排列可以保证翅片管不会影响空预器壳体31内烟气的流通。
[0047]优选的，作为一种可实施方案，所述翅片管32为钢制翅片管。
[0048]需要说明的是，上述翅片管可以选择使用多种材料的管件，但是优选使用钢制翅片管，钢制翅片管其成本更加低廉，结构稳定性更强，被广泛应用在加热炉系统内。
[0049]优选的，作为一种可实施方案，如图3所示，所述扰流子33呈螺旋形铺设在所述翅片管32的表面上。
[0050]需要说明的是，对于气体换热最有效的方法主要有几种，例如，一种是:增加换热传热面积；一种是:改变流体流态；然而上述扰流子空预器的结构，翅片管的结构正是增加了传热换热面积。扰流子可以呈螺旋形铺设在所述翅片管的表面上，扰流子可使烟气流体成旋转流(或称漩涡流)，循环流动可增加换热时间，降低热阻。
[0051]很显然，上述扰流子空预器具有传热系数更大，设备体积小、耐热耐低温腐蚀，节能效果好，传热换热效率高等诸多技术优势，其回收了大量烟气余热，提升了加热炉的热效率。
[0052]优选的，作为一种可实施方案，所述扰流子以及所述翅片管上均还设置有抗热层和防尘涂层。
[0053]优选的，作为一种可实施方案，所述抗热层为金属基陶瓷涂层。
[0054]需要说明的是，在传统的加热炉系统中，空预器的内部结构容易受到低温露点腐蚀以及容易产生烟尘堵塞问题。为此，可以在扰流子以及翅片管上均安装涂覆抗热层和防尘涂层。
[0055]其中，抗热层可以选择使用金属基陶瓷涂层。金属基陶瓷涂层是指涂在金属表面上的耐热无机保护层或表面膜的总称，它能改变金属底材外表的形貌、结构和性质，从而赋予材料新的性能。陶瓷涂层的这种很多，工艺简单、易操作、施工适应性强，操作温度低而不会使零件产生热影响和变形等优点，其将粘合剂和硬质陶瓷骨料等按适当的比例混合起来，涂敷于处理好的金属基体表面，硬化可获得所需的胶粘陶瓷涂层。同时涂有金属基陶瓷涂层后可以增加扰流子以及翅片管表面的抗高温腐蚀以及低温腐蚀性能。
[0056]上述金属基陶瓷涂层具有耐高温、耐腐蚀、抗震动、抗疲劳、抗温度急变及耐冲刷等性能，进而被许多工程设备及构件的工作条件日益苛刻的设备使用，如热电厂锅炉的过热器管、再热器管和省煤器管等的工作环境极为恶劣，要求材料较高的情况下使用。很显然，使用上述金属基陶瓷 涂层可以增强设备的抗磨耗、抗腐蚀和化学侵蚀等，进而提升扰流子空预器以及加热炉系统的使用寿命。
[0057]优选的，作为一种可实施方案，所述防尘涂层为防尘面漆。
[0058]需要说明的是，上述防尘面漆具有超强的耐持久性，耐沾污，优良的耐擦洗性；同时其表面光滑，不容易导致扰流子以及翅片管表面产生污垢，避免了传统空预器内因烟气阻塞而造成的换热不均匀，换热效率不高的问题。
[0059]优选的，作为一种可实施方案，所述扰流子空预器3与所述烟囱2之间还可加装有引风机。
[0060]需要说明的是，为了保证换热后的冷烟气可以顺利的从冷烟气输出管道54以及烟囱2顺利的排出，可以在扰流子空预器3与烟囱2之间加装有引风机，进而实现对强风输出。
[0061]优选的，作为一种可实施方案，所述冷空气输入管道51、所述副线管道52、所述瓦斯气输入管道53、所述冷烟气输出管道54、所述热空气输出管道55和所述焦化炉连接管道56上均设置有控制阀门6。
[0062]需要说明的是，上述各个连接管道上都安装有一个或是多个控制阀门，以便于对管道内气体输入或是输出进行开关控制以及对气体流量进行控制。
[0063]本发明实施例提供的一种高效利用余热的新加热炉系统，为了提高加热炉效率，使加热炉排烟温度降到120°C，使加热炉热效率达到92 %以上，进行以下改造。
[0064]改造原理:利用高位热源给低位热源换热。
[0065]改造措施说明:本次改造将原热管空预器拆除，在原热管空预器位置布置新设计的组合式扰流子空预器，利用旧加热炉原有钢架，并进行局部加固，出口烟道进行局部改造，热风道增加冷风旁路。扰流子空预器结构，采用翅片管为换热元件，烟气走壳侧，空气走管内，内放扰流子，以强化管内换热。增加冷风旁路(即副线管道)可以根据季节变化调节风量来控制空预器的吸热量，从而控制空预器出口的烟气温度，防止低温露点腐蚀。防止冬季和低负荷工况下组合式空预器发生露点腐蚀，增加冷风旁路，在冬季和低负荷工况下，为防止排烟温度太低，可打开冷风旁路蝶阀，使部分助燃空气绕过空预器直接进入热风道。
[0066]改造效果说明:
[0067]原空预器改成扰流子空预器后，排烟温度可从改造前的243°C，降低至120°C左右，可多回收热量1171kw，以燃料气热值46055kJ/kg计算每小时节约燃料气1171X3600/46055 = 91.53Kg，以燃料气价格2元/千克，每年运行8000小时计算，每年可新增经济效益91.53X2X8000 = 146.45万元。
[0068]综上所述，本发明实施例提供的一种高效利用余热的新加热炉系统，经过扰流子空预器的特殊构造实施上述循环换热后，可以回收大量高温烟气的余热。上述扰流子空预器具有传热系数更大，设备体积小、耐热耐低温腐蚀，节能效果好，传热换热效率高等诸多技术优势，其回收了大量烟气余热，提升了加热炉的热效率，并显著提升其加热效果。
[0069]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于，包括鼓风机(1)、烟囱(2)、扰流子空预器(3)、焦化炉⑷以及多根连接管道(5)，其中: 所述扰流子空预器(3)包括空预器壳体(31)以及设置空预器壳体内的多个顺序排列的翅片管(32)和设置多个翅片管上的扰流子；所述翅片管(32)的管外与所述空预器壳体(31)之间构成了供烟气流通的壳程，所述翅片管(32)的管内构成了供冷空气流通的管程；上述设备的结构连接关系和布局如下: 所述连接管道(5)具体包括冷空气输入管道(51)、副线管道(52)、瓦斯气输入管道(53)、冷烟气输出管道(54)、热空气输出管道(55)和焦化炉连接管道(56)； 其中，所述冷空气输入管道(51)的输入端与所述鼓风机(I)连通，所述冷空气输入管道(51)的输出端与所述扰流子空预器(3)的管程连通，且所述冷空气输入管道(51)的输出端还通过所述副线管道(52)与所述焦化炉(4)的进口连通；所述瓦斯气输入管道(53)的输入端通入瓦斯气，所述瓦斯气输入管道(53)的输出端与所述焦化炉(4)的进口连通；所述焦化炉(4)的出口通过焦化炉连接管道(56)与所述扰流子空预器(3)的壳程一端连通；所述热空气输出管道(55)的输入端与所述扰流子空预器(3)的壳程另一端连通；所述热空气输出管道(55)的输出端与所述焦化炉(4)的进口连通；所述冷烟气输出管道(54)的输入端与所述扰流子空预器(3)内的壳程连通，所述冷烟气输出管道(54)的输出端与所述烟囱⑵连通。2.如权利要求1所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 多个顺序排列的翅片管(32)呈均匀间隔分布设置。3.如权利要求1所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述多个翅片管(32)呈水平布置。4.如权利要求1所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述翅片管(32)为钢制翅片管。5.如权利要求1所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述扰流子呈螺旋形铺设在所述翅片管的表面上。6.如权利要求4或5所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述扰流子以及所述翅片管上均还设置有抗热层和防尘涂层。7.如权利要求6所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述抗热层为金属基陶瓷涂层。8.如权利要求6所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述防尘涂层为防尘面漆。9.如权利要求6所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述扰流子空预器(3)与所述烟囱(2)之间还可加装有引风机。10.如权利要求6所述的高效利用余热的新加热炉系统，其特征在于， 所述冷空气输入管道(51)、所述副线管道(52)、所述瓦斯气输入管道(53)、所述冷烟气输出管道(54)、所述热空气输出管道(55)和所述焦化炉连接管道(56)上均设置有控制阀门(6) ο
【专利摘要】本发明公开了一种高效利用余热的新加热炉系统，包括鼓风机、烟囱、扰流子空预器、焦化炉以及多根连接管道等结构。本发明实施例提供的一种高效利用余热的新加热炉系统，经过扰流子空预器的特殊构造实施上述循环换热后，可以回收大量高温烟气的余热。上述扰流子空预器具有传热系数更大，设备体积小、耐热耐低温腐蚀，节能效果好，传热换热效率高等诸多技术优势，其回收了大量烟气余热，提升了加热炉的热效率，并显著提升其加热效果。
【IPC分类】F23L15/00, F27D17/00
【公开号】CN104896959
【申请号】CN201510340713
【发明人】刘振营, 赵煜
【申请人】东营华联石油化工厂有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月18日
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