一种新型防结焦燃油气有机热载体炉的制作方法

1.本实用新型涉及有机热载体炉加热技术领域，尤其是一种新型防结焦燃油气有机热载体炉。


背景技术：

2.有机热载体炉是以煤、油、气体、电为燃料，以导热油为热载体，利用循环油泵强制液相循环，将热能输送给换热设备后，再返回加热炉重新加热的特种工业炉，被广泛应用于石油、化工、制药、纺织印染、轻工、建材等工业领域。有机热载体炉是耗能特种设备，工业应用中爆炸、火灾事故常有发生，随着国家双碳战略的实施，开发低碳绿色的新型有机热载体炉刻不容缓。
3.目前，以天然气、焦炉煤气等洁净可燃气体为燃料的燃油气有机热载体炉越来越受到人们的青睐。然而常规的燃油气有机热载体炉，内外盘管通常采用并联结构，并联盘管结构的有机热载体加热炉，由于导热油流量不足、分布不均，导致管内有机热载体变性、结焦、降低换热效率，严重时引起爆管事故，极大影响有机热载体炉的长周期安全运行。
4.因此，急需开发一种内圈盘管和外圈盘管受热均匀，防止管内结焦且能提高受热面使用效率的新型防结焦燃油气有机热载体炉。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种新型防结焦燃油气有机热载体炉，它能够均匀炉膛盘管内热载体介质的温度，防止高温辐射段的炉管结焦，延长炉管寿命，保证热载体炉长周期运行。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种新型防结焦燃油气有机热载体炉，其特征包括壳体、受压部件和底部支座，其中：
7.所述壳体由外顶盖、内顶盖、烟气出口、外筒体、内筒体保温层和内筒体组成；
8.所述受压部件由顶部汇流再分配联箱、顶盘管、外圈盘管、内圈盘管、底部进口集管和底部出口集管组成；
9.所述顶部汇流再分配联箱设有介质排气接口，排气接口能及时排出炉管有机热载体介质带入的不凝性气体，有效防止炉管内产生气堵，出现过热和局部超温点；
10.所述顶盘管内壁、上方的外圈盘管与内圈盘管内壁组成辐射换热室，外圈盘管内壁和内圈盘管外侧组成第一对流换热室，外圈盘管外侧与内筒体内壁组成第二对流换热室；
11.所述外圈盘管、内圈盘管、顶盘管由炉管盘绕而成，且经顶部汇流再分配联箱串联在一起，内圈盘管与串联在一起的外圈盘管和顶盘管的炉管根数和管径可以不同，它们与顶部汇流再分配联箱串联在一起，以满足不同换热和均温工艺的需要。
12.有机热载体介质首先进入底部进口集管，然后先后依次流经内圈盘管、顶部汇流再分配联箱、顶盘管、外圈盘管，最后汇集到底部出口集管，所述顶部汇流再分配联箱不是
有机热载体的出口，仅仅是内圈盘管与串联在一起的外圈盘管和顶盘管的汇流分配联箱；顶部汇流再分配联箱不仅起再分配作用，还有混合均温作用，以保证内圈盘管、外圈盘管和顶盘管内热载体介质温度的均匀性；
13.有机热载体炉正常运行时，底部燃烧器燃烧火焰产生的高温烟气，在顶盘管内壁、上方外圈盘管与内圈盘管内壁组成的辐射换热室内辐射对流换热后，进入外圈盘管内壁和内圈盘管外侧组成的第一对流换热室对流换热后，再进入外圈盘管外侧与内筒体内壁组成的第二对流换热室对流换热后，最后从烟气出口排出炉体。烟气与管内热载体介质的流动方向在炉膛的辐射换热室内先是顺流辐射对流换热、再在第一对流换热室内对顺流对流换热，最后在第二对流换热室内逆流对流换热，高温烟气和管内被加热的低温热载体介质这样的流动安排既能充分保证换热效率，又能避免管内介质出现过热而导致积碳和结焦，有效防止炉管局部过热，损害机械强度，导致爆管等恶性事故的发生。
14.所述底部支座由支座钢结构、底部燃烧器和底部耐火保温层组成。
15.进一步的，所述第一对流换热室底部与第二对流换热室底部相通，第二对流换热室与烟气出口相通，让烟气在炉膛停留时间延长，烟气的热量被管内介质充分吸收利用，提高加热炉的热效率。
16.进一步的，所述内顶盖为高温陶瓷棉结构，一方面有效保证热量被炉顶顶盘管内的热载体介质吸收，有效利用炉顶受热面，同时又能避免钢铁材料炉顶结构火焰导致的热应力破坏，延长加热炉的寿命。
17.进一步的，所述底部燃烧器位于支座钢结构中心处，四周均为底部耐火保温层。
18.本实用新型的有益效果是：（1）外圈盘管、内圈盘管、顶盘管由炉管盘绕而成，且经顶部汇流再分配联箱串联在一起，使低温有机热载体介质首先进入底部进口集管，然后先流经内圈盘管、顶部汇流再分配联箱、顶盘管、外圈盘管后汇集到底部出口集管，可以使炉内盘管受热均匀，提高受热面的使用效率，同时内圈盘管与串联在一起的外圈盘管和顶盘管的炉管根数和管径可以不同，可以适应不同的要求，满足不同换热和均温工艺的需要；（2）受压部件设有顶部汇流再分配联箱和介质排气接口，及时排出炉管有机热载体介质带入的不凝性气体，有效防止炉管内产生气堵，出现过热和局部超温点；（3）新型的内顶盖高温陶瓷棉结构，烟气热量被炉管内的介质高效吸收，有效地使降低了炉体出烟口的烟气温度，并且便于日常维护。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
20.图1为本实用新型的一种新型防结焦燃油气有机热载体炉的结构示意图；
21.图2为本实用新型的一种新型防结焦燃油气有机热载体炉的俯视图；
22.图3为本实用新型的一种新型防结焦燃油气有机热载体炉的剖视图。
23.图中：1.壳体，2.受压部件，3.底部支座，4.外顶盖，5.内顶盖，6.烟气出口，7.外筒体，8.内筒体保温层，9.内筒体，10.顶部汇流再分配联箱，11.顶盘管，12.外圈盘管，13.内圈盘管，14.底部进口集管，15.底部出口集管，16.介质排气接口，17.辐射换热室，18.第一对流换热室，19.第二对流换热室，20.炉管，21.支座钢结构，22.底部燃烧器，23.底部耐火保温层。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
25.如图1至图3所示，一种新型防结焦燃油气有机热载体炉，其特征包括壳体1、受压部件2和底部支座3，其中：
26.所述壳体1由外顶盖4、内顶盖5、烟气出口6、外筒体7、内筒体保温层8和内筒体9组成；
27.所述受压部件2由顶部汇流再分配联箱10、顶盘管11、外圈盘管12、内圈盘管13、底部进口集管14和底部出口集管15组成；
28.所述顶部汇流再分配联箱10设有介质排气接口16；
29.所述顶盘管11内壁、上方的外圈盘管12与内圈盘管13内壁组成辐射换热室17，外圈盘管12内壁和内圈盘管13外侧组成第一对流换热室18，外圈盘管12外侧与内筒体9内壁组成第二对流换热室19；
30.所述外圈盘管12、内圈盘管13、顶盘管11由炉管20盘绕而成，且经顶部汇流再分配联箱10串联在一起，内圈盘管13与串联在一起的外圈盘管12和顶盘管11的炉管20根数和管径可以不同，它们经顶部汇流再分配联箱10串联在一起；
31.有机热载体介质首先进入底部进口集管14，然后先后依次流经内圈盘管13、顶部汇流再分配联箱10、顶盘管11、外圈盘管12，最后汇集到底部出口集管15，所述顶部汇流再分配联箱10不是有机热载体的出口，仅仅是内圈盘管13与串联在一起的外圈盘管12和顶盘管11的汇流分配联箱；
32.有机热载体炉正常运行时，底部燃烧器22燃烧火焰产生的高温烟气，在顶盘管11内壁、外圈盘管12上方与内圈盘管13内壁组成的辐射换热室17内辐射和对流换热后，进入外圈盘管12内壁和内圈盘管13外侧组成的第一对流换热室18对流换热后，进入外圈盘管12外侧与内筒体9内壁组成的第二对流换热室19对流换热后，由烟气出口6排出炉体；
33.所述底部支座3由支座钢结构21、底部燃烧器22和底部耐火保温层23组成。
34.所述第一对流换热室18底部与第二对流换热室19底部相通，第二对流换热室19与烟气出口6相通。
35.所述内顶盖5为高温陶瓷棉结构。
36.所述底部燃烧器22位于支座钢结构21中心处，四周均为底部耐火保温层23。
37.本实用新型的工作原理如下：
38.当新型防结焦燃油气有机热载体炉运行时，有机热载体介质首先进入底部进口集管14，然后先后依次流经内圈盘管13、顶部汇流再分配联箱10、顶盘管11、外圈盘管12，最后汇集到底部出口集管15进入供热循环系统管线。
39.新型防结焦燃油气有机热载体炉供热状态时，底部燃烧器22燃气时产生的高温烟气，流经辐射换热室17，与辐射换热室17的内圈盘管13内侧和上方的外圈盘管12和顶盘管11辐射对流换热后，进入内圈盘管13和外圈盘管12组成第一对流换热室18，在进入外圈盘管12外侧与内筒体9内壁组成第二对流换热室19对流换热后，最后从烟气出口6出新型防结焦燃油气有机热载体炉进入系统余热回收装置。
40.本实用新型的新型防结焦燃油气有机热载体炉的外圈盘管12、内圈盘管13、顶盘
管11由炉管20盘绕而成，且经顶部汇流再分配联箱10串联在一起，使低温有机热载体介质首先进入底部进口集管14，然后先流经内圈盘管13、顶部汇流再分配联箱10、顶盘管11、外圈盘管12后汇集到底部出口集管，可以使炉内盘管20受热均匀，提高受热面的使用效率，同时内圈盘管13与串联在一起的外圈盘管12和顶盘管11的炉管20根数和管径可以不同，可以适应不同的要求；
41.受压部件2设有顶部汇流再分配联箱10和介质排气接口16，有效防止了低进低出有机热载体炉的气堵问题；
42.新型内顶盖5的高温陶瓷棉结构，有效地使降低了炉体出烟口的烟气温度，并且便于日常维护。
43.以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。