一种蒸汽过热炉的制作方法

本实用新型属于蒸汽加热领域，具体涉及一种蒸汽过热炉。

背景技术：

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

蒸汽过热炉是塑料厂苯乙烯装置的关键设备之一，现有的蒸汽过热炉一般为双程炉管，它将低压蒸汽经对流室和辐射室两级加热后，为后续的反应提供热源。现有的蒸汽过热炉处理量为原来的4倍，难以对两种物料同时进行加热，如继续使用双程炉管进行加热，炉管管径将扩大为原来的两倍，炉管壁厚扩大为原来的约两倍，造成炉管重量变为原来的约14倍，由于炉管系统过重，炉管吊架在1000℃高温下强度无法满足要求；同时由于炉管管径变为原来的4倍，管间距相应变为原来的2倍，使得炉体直径扩大为原来的两倍，从而造成项目投资及占地大幅增加。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种蒸汽过热炉。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的一个或多个实施例公开了以下技术方案：

一种蒸汽过热炉，自下往上依次包括：辐射室、对流室、空气预热器和烟囱，其中，

对流室内设置有上层炉管和下层炉管，下层炉管设置于上层炉管的下方，各个炉管均为蛇形管，上层炉管包括并排竖向设置的3-5个蛇形管，每个蛇形管的进口位于上方，出口位于下方；下层炉管中包括并排竖向设置的3-5个蛇形管，每个蛇形管的进口位于上方，出口位于炉体内部，且向下设置；

辐射室内的炉管数量与所述下层炉管中炉管的数量相等，各个炉管环形排列，且贴于辐射室的内壁设置，辐射室内的每个炉管的一端分别与下层炉管中每个炉管的出口连接，另一端穿过辐射室侧壁，且延伸至辐射室外。

与现有技术相比，本实用新型的以上一个或多个技术方案取得了以下有益效果：

将蒸汽过热炉中的双管程替换为多管程，可以显著提高蒸汽过热炉的蒸汽处理量，避免仅对炉管进行扩径造成的炉管管径及壁厚会过大，炉管吊架在高温下无法满足吊装强度的问题。

将对流室内的上下两层炉管中的多个蛇形管均竖向并排设置，可以显著减小炉管的体积，提高空间的利用率，使得无需增加过多的炉体直径的前提下，就可以实现多管程炉管的安装，可以有效降低成本。

在对流室内填充有上层炉管和下层炉管，上层炉管中用于通入清洁物料，可以对清洁物料进行加热，使其达到待反应温度，以提高后续反应的反应效率。

下层炉管中通入低温蒸汽，可以利用对流室对该部分低温蒸汽进行预热，预热后的蒸汽进入辐射室中的炉管，在辐射室内进一步加热，形成过热蒸汽。

通过在对流室中设置上下两层炉管，可以同时对两种物料进行加热，进一步节省了空间，提高了蒸汽过热炉的空间和能量的利用率。

在对流室的上方设置空气预热器，将燃烧器空气预热到约300℃，既降低了排烟温度又减少了燃料消耗。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的辐射室炉管系统结构示意图；

图3是本实用新型实施例的对流室炉管系统结构示意图；

图4是本实用新型实施例对流室与对流室炉管系统结构示意图。

其中，1、炉外壁，2、内衬，3、蒸汽炉管系统，4、清洁气体炉管系统，5、燃烧器，6、烟囱，7、空气预热器，8、对流室，9、辐射室，10、辐射室炉管进口，11、辐射室炉管出口，12、上层炉管，13、下层炉管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

一种蒸汽过热炉，自下往上依次包括：辐射室、对流室、空气预热器和烟囱，其中，

对流室内设置有上层炉管和下层炉管，下层炉管设置于上层炉管的下方，各个炉管均为蛇形管，上层炉管包括并排竖向设置的3-5个蛇形管，每个蛇形管的进口位于上方，出口位于下方；下层炉管中包括并排竖向设置的3-5个蛇形管，每个蛇形管的进口位于上方，出口位于炉体内部，且向下设置；

对流室内的炉管数量与所述下层炉管中炉管的数量相等，各个炉管环形排列，且贴于对流室的内壁设置，对流室内的每个炉管的一端分别与下层炉管中每个炉管的出口连接，另一端穿过对流室侧壁，且延伸至对流室外。

对流室和辐射室内的各个炉管均为蛇形管，可以有效提高流体的加热路径长度，以实现对流体的充分加热。

上层炉管和下层炉管的进口均位于上方，出口位于下方，是因为自蒸汽过热炉的下方至上方温度逐渐降低，流体进口位于上方时，可以保证经过加热后流出的温度最高，有效提高加热效率。

辐射室内的炉管环形布置，且贴于辐射室的内壁设置，既可以避免对辐射室内的火焰的干扰，又可以减少炉管与火焰直接接触，对炉管起到一定的保护作用，同时，炉管环形布置，利用火焰的辐射能对蒸汽进行加热，还可以保证蒸汽的加热均匀性，以保证蒸汽温度的均匀性。

在一些实施例中，下层炉管和对流室内的炉管数量均为4个。

在一些实施例中，对流室的底部设置有燃烧器，燃烧器与燃料源连接。

在一些实施例中，所述空气预热器包括中部的空腔、翅片组件和外壳，中部的空腔的两端分别与对流室和烟囱连接，翅片组件设置于空腔的周围，外壳环绕翅片组件设置，与翅片组件之间围成以封闭的空间，外壳上设置有进口和出口。

通过对流室的烟气温度较高，携带较多的热量，当该部分烟气流经空气预热器时，向外壳的空间内通入空气，烟气中的热量通过翅片传递到空气中，回收烟气中的热量，对空气进行预热。

在一些实施例中，蒸汽过热炉的炉体由炉外壁和内衬组成。

进一步的，炉外壁的材质为碳钢、低合金钢或不锈钢，优选为碳钢或低合金钢。

更进一步的，炉外壁的外侧设置有加强结构。

进一步的，所述内衬的材质为陶瓷纤维、浇注料或耐火砖。

更进一步的，辐射段的内衬的材质为陶瓷纤维。

更进一步的，对流段、空气预热器和烟囱的内衬为浇注料。

实施例1

如图1、图2、图3和图4所示，一种四管程蒸汽过热炉，自下往上依次包括：辐射室9、对流室8、空气预热器7和烟囱6，其中，

对流室8内设置有上层炉管12和下层炉管13，下层炉管13设置于上层炉管12的下方，各个炉管均为蛇形管，上层炉管12包括并排竖向设置的4个蛇形管，每个蛇形管的进口位于上方，出口位于下方；下层炉管中包括并排竖向设置的4个蛇形管，每个蛇形管的进口位于上方，出口位于炉体内部，且向下设置；

辐射室9内的炉管数量与所述下层炉管13中炉管的数量相等，各个炉管环形排列，且贴于对流室8的内壁设置，辐射室9内的每个炉管的一端(即辐射室炉管进口10)分别与下层炉管13中每个炉管的出口连接，另一端(即辐射室炉管出口11)穿过辐射室9侧壁，且延伸至辐射室9外。

四程清洁气体在对流室8上部进入炉体，在对流室8中部加热至反应温度后出炉体。四程蒸汽在对流室中部进入炉体，经一次加热后在对流室下部经过对四程炉管重新布置进入辐射室继续加热至反应温度后出炉体。两种物料出加热炉后送至π形反应器进行混合反应。

所述炉体由炉外壁1和内衬2组成。

炉外壁1的材质可采用碳钢、低合金钢或不锈钢等各种可焊材质，优先选用碳钢或低合金钢。炉外壁需使用钢结构加强。

内衬可采用陶瓷纤维、浇注料、耐火砖等材质，其中，辐射段优先选用陶瓷纤维模块，对流段、空气预热器及烟囱优先选用浇注料。各部分保温厚度须经核算，以保证炉外壁温度≤80℃。

所述炉管系统由清洁气体炉管系统和蒸汽炉管系统组成。

清洁气体炉管系统位于对流段，四程炉管分别经180°弯头绕12次后加热至反应温度后出炉体。

清洁气体炉管系统材质可为s31008、inconel600等耐高温炉管，优先选用s31008，炉管壁厚须经核算。

蒸汽炉管系统位于对流段和辐射段，四程炉管在对流室分别经180°弯头绕6次后，在对流室下部经过对四程炉管重新布置进入辐射室经180°弯头绕10次，加热至反应温度后出炉体。

蒸汽炉管系统材质可为inconel600、2848w5等耐高温炉管，优先选用2848w5，炉管壁厚须经核算。

所述燃烧器使用专业燃烧器厂家生产的低nox燃烧器，燃烧后的烟气可直接通过烟囱排放到大气。燃烧器安装于炉底。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。