一种加热炉炉顶出口密封结构的制作方法

一种加热炉炉顶出口密封结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种加热炉炉顶出口密封结构，尤其是涉及一种复杂位移工况下的加热炉炉顶出口密封结构。
【背景技术】
[0002]在管式加热炉中设计中，辐射炉管进出炉顶处的保温和密封设计一向是炉衬设计中的关键点和难点，在通常情况下，辐射炉管的出口位移仅仅体现在其轴向的位置，径向几乎没有位移，这样情况下，炉顶密封设计相对简单，如图1所示，一种炉顶密封结构，包括陶瓷纤维拐角模块1、辐射炉管9、层铺陶瓷纤维毯4，该炉顶密封结构只需要在辐射炉管出口处设计成拐角模块，再在拐角模块上层铺陶瓷纤维毯即可满足要求，但是在部分化工装置中，例如低碳烷烃脱氢制烯烃装置中，加热炉辐射炉管在炉管轴向和辐射炉管集合管轴向及径向方向均有位移，且各方向位移量均比较大，有的可达200mm，上述的普通的炉顶密封结构已不能满足此位移要求。
[0003]针对此种复杂位移的工况下的炉顶密封，各方进行了多种尝试，一种辐射炉管多方向和大位移情况下的炉顶密封结构，如图2所示，该炉顶密封结构包括铺设在陶瓷纤维模块上的支撑板2、铺设在支撑板2上的盖板3、起阻隔烟气作用的松散填塞在盖板3上的陶瓷纤维散棉5以及包裹在陶瓷纤维散棉5外面的防水玻璃纤维布6与防雨罩8，但是该方案存在以下几点不足:
[0004]1.炉顶的支撑板2和高温烟气直接接触，会导致钢板膨胀翘曲，导致盖板3不能在该支撑板2面上自由滑动，直接妨碍辐射炉管的自由滑动，形成应力集中，严重的话到导致炉管破裂，高温易燃介质外泄，形成安全生产事故。
[0005]2.高温的炉顶钢板将会形成一个热导体，将烟气热传至炉顶钢结构梁上，炉顶梁的设计一般为不耐高温的碳钢材料，这样会导致炉顶钢结构超温，降低钢结构强度，影响炉顶钢结构的安全。
[0006]3.炉顶钢板和盖板之间在实际使用过程中因炉顶钢板受热变形下垂产生缝隙，这样高温烟气顺着缝隙外窜。理论情况下，松散填塞的陶瓷纤维棉会阻隔烟气，但是实际使用中，随着炉管的移动，散棉会堆积，形成空隙，高温烟气会直接接触耐温只有280°C的防水玻璃纤维布，导致该布变脆，防水胶脱落，使其失效，不再具有密封功能。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种隔热性能好、密封性好、成本低、寿命长的加热炉炉顶出口密封结构。
[0008]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0009]一种加热炉炉顶出口密封结构，该密封结构包括陶瓷纤维拐角模块、安装在陶瓷纤维拐角模块上的支撑板、铺设在支撑板上的盖板、固定在盖板上的陶瓷纤维毯、填塞在陶瓷纤维拐角模块上的陶瓷纤维散棉、包裹在陶瓷纤维散棉外面的防水复合布和防雨罩，所述的陶瓷纤维拐角模块设置在加热炉的辐射炉管两侧，所述的陶瓷纤维拐角模块顶部呈阶梯型状，所述的支撑板位于陶瓷纤维拐角模块的台阶上，并远离辐射炉管。
[0010]台阶型状的陶瓷纤维拐角模块的迎火面一侧凸起，另一侧台阶上设有支撑板，避免了支撑板与高温烟气直接接触，保证对支撑板的隔热。
[0011]所述的支撑板的材质选用不锈钢06Crl9Nil0，每侧支撑板均为整体式板块，并在该板块上均匀布置膨胀缝，避免了支撑板多段设计中相邻两块支撑板上下错边，从而阻挡盖板滑动。同时膨胀缝的设计也吸收了支撑板的热膨胀量。
[0012]所述的盖板两端设有滑轨，且滑轨端部倒圆，置于支撑板上表面上，可以随炉管一起在支撑板上滑动，同时，特殊的倒圆滑轨有效的减少支撑板对盖板滑动时的阻力；盖板采用分块设计，便于安装。
[0013]所述的盖板的材质选用低Ni合金ZG35Cr24Ni7SiN。
[0014]所述的陶瓷纤维毯设有至少四层。
[0015]所述的防水复合布为防水高硅氧与陶瓷纤维复合布，包括外层的防水高硅氧布，以及内层的陶瓷纤维布，既满足了耐高温烟气要求，又使复合布保持一定的抗拉强度。
[0016]所述的防雨罩横截面上部呈圆台锥体状，下部呈圆柱体状，所述的防水复合布完全被防雨罩罩住。这样，防雨罩可有效的防止雨水落在密封的防水复合布上，减少雨水对防水复合布使用寿命的影响。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0018](I)隔热性能好，拐角模块及其顶端的阶梯型设计，能有效避免烟气外窜，保证背部钢结构及软密封复合布的安全和使用系能；
[0019](2)密封效果好，由于散棉和盖板上层铺毯的设计，使复合布的工作温度较低，保证了布的性能，长期使用下，也不会泄露；
[0020](3)盖板选用低Ni材料铸造，在保证性能的前提下，降低了造价。
[0021](4)软密封布外层采用防水高硅氧布内层陶瓷纤维布，既具有了硅氧布的抗拉性能又集合了陶纤布的耐高温性能。
[0022](5)贴合的防雨罩设计避免雨水直接落在复合布上，减少对布表面所涂硅胶的影响，增加了布的使用寿命。
【附图说明】
[0023]图1为乙烯裂解炉炉顶密封结构横截面剖视图；
[0024]图2为现有炉管在大位移情况下的炉顶密封结构横截面剖视图；
[0025]图3为本实用新型的炉顶出口密封结构横截面剖视图；
[0026]图4为本实用新型的炉顶出口密封结构纵截面剖视图；
[0027]图中，陶瓷纤维拐角模块1，支撑板2，盖板3，陶瓷纤维毯4，陶瓷纤维散棉5，防水玻璃纤维布6，防水复合布7，防雨罩8，辐射炉管9，槽钢10，集合管11。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0029]实施例1
[0030]如图3与图4所示，一种复杂位移下的加热炉炉顶出口密封结构，该密封结构包括陶瓷纤维拐角模块1、铺设在陶瓷纤维拐角模块I上的支撑板2、铺设在支撑板2上的盖板3、固定在盖板3上的陶瓷纤维毯4、填塞在陶瓷纤维拐角模块I上的陶瓷纤维散棉5、包裹在陶瓷纤维散棉5外面的防水复合布7和防雨罩8，所述的陶瓷纤维拐角模块I设置在加热炉的辐射炉管9两侧。
[0031]根据辐射炉管9径向的位移量，设计出合适尺寸的陶瓷纤维拐角模块1，该拐角模块的材料等级可以根据炉膛的烟气温度进行选择，一般和炉顶炉墙保温选用相同等级的即可。陶瓷纤维拐角模块I的上端面设计成阶梯型，台阶型状的陶瓷纤维拐角模块I的迎火面一侧凸起，另一侧设有至少两级台阶，顶部台阶上设置支撑板2，第二级台阶上设置槽钢10，该槽钢10与陶瓷纤维拐角模块I迎火面的凸起形成一凹槽，支撑板2置于该凹槽内，固定在槽钢10上，且凹槽的深度与支撑板的厚度相当。在本实施例中，支撑板的厚度为5mm，且支撑板2的材质选用不锈钢06Crl9Nil0，每侧支撑板2均为整体式板块，并在该板块上均匀布置膨胀缝，避免了支撑板多段设计中相邻两块支撑板上下错边，从而阻挡盖板滑动。同时膨胀缝的设计也吸收了支撑板的热膨胀量。支撑板2上表面靠近迎火面的一侧按照间距300_左右开约为整个板宽度三分之一的膨胀槽，支撑板2下设有加强筋，该加强筋间材质与支撑板2 —致，安装间距可以是单个陶瓷纤维拐角模块I的宽度或者是其整数倍，以便于加强筋安装时位于两相邻的陶瓷纤维拐角模块之间。支撑板2—端与槽钢10焊接固定，另一端与陶瓷纤维拐角模块I的迎火面至少有50mm的距离，来保证对支撑板2的隔热。
[0032]盖板3分多块设计，每相邻的两根辐射炉管中间为一盖板，盖板3直接放在支撑板2上，不用焊接，可以自由滑动。盖板3采用铸造形式，材料选用ZG35Cr24Ni7SiN，厚度为8mm，盖板3上设有加强筋，两端设有滑轨，滑轨端部倒圆。盖板3的宽度设计要保证辐射炉管9在径向方向最大位移时还有50mm搭在支撑板2上。盖板3上层铺设四层陶瓷纤维毯4，陶瓷纤维毯4不能太厚，以免影响炉管垂直方向的位移，为保证陶瓷纤维毯4能够与盖板3 一起移动，需要用L型锚固件把陶瓷纤维毯4固定在盖板3上面，L型锚固钉间距不超过600_，至少排布两排，材质选用不锈钢。防水复合布7为防水高硅氧布与陶瓷纤维复合布，一端用压板与槽钢10上的翼缘螺栓固定，另一端固定在集合管11外的保温层上，集合管11与陶瓷纤维拐角模块I中间填塞陶瓷纤维棉，填充的陶瓷纤维散棉不可压实，仅填满即可。在防水复合布7外面再设计一圈0.8_铝皮材料的防雨罩8，防雨罩8通过自攻螺钉与集合管11外的保温铝皮固定。
【主权项】
1.一种加热炉炉顶出口密封结构，该密封结构包括陶瓷纤维拐角模块(I)、陶瓷纤维拐角模块上的支撑板(2)、铺设在支撑板上的盖板(3)、固定在盖板上的陶瓷纤维毯(4)、填塞在陶瓷纤维拐角模块上的陶瓷纤维散棉(5)、包裹在陶瓷纤维散棉外面的防水复合布(7)和防雨罩(8)，所述的陶瓷纤维拐角模块(I)设置在加热炉的辐射炉管(9)两侧，其特征在于，所述的陶瓷纤维拐角模块(I)顶部呈阶梯型状，所述的支撑板位于陶瓷纤维拐角模块(I)的台阶上，并远离辐射炉管(9)。
2.根据权利要求1所述的一种加热炉炉顶出口密封结构，其特征在于，台阶型状的陶瓷纤维拐角模块(I)的迎火面一侧凸起，另一侧台阶上安装有支撑板(2)。
3.根据权利要求1或2所述的一种加热炉炉顶出口密封结构，其特征在于，所述的支撑板(2)的材质选用不锈钢06Crl9Nil0，每侧支撑板均为整体式板块，并在该板块上均匀布置膨胀缝。
4.根据权利要求1所述的一种加热炉炉顶出口密封结构，其特征在于，所述的盖板(3)两端设有滑轨，且滑轨端部倒圆，置于支撑板(2)上表面上。
5.根据权利要求4所述的一种加热炉炉顶出口密封结构，其特征在于，所述的盖板(3)的材质选用低Ni合金ZG35Cr24Ni7SiN。
6.根据权利要求1所述的一种加热炉炉顶出口密封结构，其特征在于，所述的陶瓷纤维毯⑷设有至少四层。
7.根据权利要求1所述的一种加热炉炉顶出口密封结构，其特征在于，所述的防水复合布(X)为防水高硅氧与陶瓷纤维复合布，包括外层的防水高硅氧布，以及内层的陶瓷纤维布。
8.根据权利要求1所述的一种加热炉炉顶出口密封结构，其特征在于，所述的防雨罩(8)横截面上部呈圆台锥体状，下部呈圆柱体状。
【专利摘要】本实用新型涉及一种加热炉炉顶出口密封结构，该密封结构包括陶瓷纤维拐角模块(1)、陶瓷纤维拐角模块上的支撑板(2)、铺设在支撑板上的盖板(3)、固定在盖板上的陶瓷纤维毯(4)、填塞在陶瓷纤维拐角模块上的陶瓷纤维散棉(5)、包裹在陶瓷纤维散棉外面的防水复合布(7)和防雨罩(8)，所述的陶瓷纤维拐角模块(1)设置在加热炉的辐射炉管(9)两侧，其特征在于，所述的陶瓷纤维拐角模块(1)顶部呈阶梯型状，所述的支撑板位于陶瓷纤维拐角模块(1)的台阶上，并远离辐射炉管(9)。与现有技术相比，本实用新型具有隔热性能好、密封效果突出、成本低等优点。
【IPC分类】F27D1-02
【公开号】CN204612480
【申请号】CN201520169072
【发明人】张焕耀, 谢朝阳, 赫修辉, 王明峰, 崔伟峰, 陈德祥
【申请人】惠生工程（中国）有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年3月24日