加热炉系统、加热炉系统的燃烧及热量回收方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114719623A(43)申请公布日2022.07.08(21)申请号202210547490.1F23J15/08(2006.01)(22)申请日2022.05.18F23J15/02(2006.01)F28D13/00(2006.01)(71)申请人中国石油化工股份有限公司F28D19/02(2006.01)地址100000北京市朝阳区朝阳门北大街F23L15/00(2006.01)22号申请人中石化炼化工程（集团）股份有限公司(72)发明人周天宇张婧帆李玖重孙志钦牛风宾郜建松王恒博苏耀伦李晓睿(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师覃蛟(51)Int.Cl.F27D17/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称加热炉系统、加热炉系统的燃烧及热量回收方法(57)摘要本发明公开了加热炉系统、加热炉系统的燃烧及热量回收方法，涉及加热炉技术领域。利用压力进风单元提供增压助燃气，将增压助燃气和燃料混合后在加热炉辐射段的炉膛内带压燃烧，高温烟气流动速度较高形成湍流流动，增强了高温烟气与炉管之间的对流换热。在燃料迅速充分燃烧和高温烟气气流湍流流动的相互作用下，使得炉膛内的燃烧和换热过程更加高效。余热回收单元采用双流化介质在流化床换热段进行高效换热，在移动床助燃气预热段利用空心金属小球与增压助燃气进行接触换热，达到深度回收烟气热量、避免露点腐蚀的目的，显著提高了加热炉热效率，减少换热单元的体积和投资。CN114719623ACN114719623A权利要求书1/2页1.一种加热炉系统，其特征在于，包括通过燃烧产生烟气的加热炉单元、用于为所述加热炉单元提供增压助燃气的压力进风单元和用于回收烟气热量的余热回收单元，所述压力进风单元包括用于输送增压助燃气的助燃气输送管线，所述加热炉单元包括用于使燃料与所述增压助燃气进行带压燃烧产生烟气的加热炉辐射段，所述加热炉辐射段与所述助燃气输送管线和用于输送燃料的燃料输送管线相连；所述余热回收单元包括流化床换热段和移动床助燃气预热段，所述流化床换热段内设置有换热管束，所述余热回收单元中的流化床换热段以固体流化颗粒和空心金属小球作为扰流子强化传热，通过不断流化冲刷管束破坏换热管束附近的层流底层，将烟气的热量高效传递给换热管束内的取热介质，同时所述余热回收单元中以空心金属小球作为传热媒介，在所述流化床换热段吸收烟气热量温度升高的空心金属小球进入所述移动床助燃气预热段与来自压力进风单元的增压助燃气进行接触换热，所述移动床助燃气预热段输出的增压助燃气通过所述助燃气输送管线进入所述加热炉辐射段，所述移动床助燃气预热段输出的所述空心金属小球返回所述流化床换热段。2.根据权利要求1所述的加热炉系统，其特征在于，所述加热炉单元还包括加热炉对流段、烟道和烟气分布器，所述加热炉辐射段的输出端与所述加热炉对流段相连，所述加热炉对流段的输出端通过烟道与所述烟气分布器相连，以使所述加热炉辐射段产生的烟气经过所述加热炉对流段降温之后经过所述烟道和所述烟气分布器进入所述流化床换热段。3.根据权利要求1所述的加热炉系统，其特征在于，所述余热回收单元还包括设置于所述流化床换热段和所述移动床助燃气预热段之间的沉降段、旋风分离器和用于连通所述沉降段和所述旋风分离器的旋风分离器管道，所述流化床换热段的顶部输出端与所述沉降段的底部连通，所述沉降段的顶部通过所述旋风分离器管道与所述旋风分离器相连，通过所述沉降段防止烟气携带固体流化颗粒离开所述流化床换热段，通过旋风分离器将烟气和空心金属小球分离；所述旋风分离器的顶部设置有烟气出口，所述旋风分离器的底部与所述移动床助燃气预热段连通，以将分离得到的空心金属小球输送至所述移动床助燃气预热段与所述增压助燃气进行接触换热。4.根据权利要求3所述的加热炉系统，其特征在于，所述移动床助燃气预热段的底部通过向下倾斜的循环斜管与所述流化床换热段的底部侧壁连通，以将空心金属小球循环至所述流化床换热段；所述移动床助燃气预热段设置有增压助燃气出口，所述增压助燃气出口通过所述助燃气输送管线与所述加热炉辐射段相连；优选地，所述循环斜管上设置有空心金属小球控制阀。5.根据权利要求4所述的加热炉系统，其特征在于，所述移动床助燃气预热段包括壳体和位于壳体内且网孔小于所述空心金属小球直径的通道网，在所述壳体的底部侧壁上设置有增压助燃气进口，在所述壳体的相对的另一侧壁的顶部设置有增压助燃气出口，所述壳体的顶部设置有用于通入所述空心金属小球的进料口，所述通道网的顶部与所述壳体的顶部内壁相连，以使从所述进料口通入的所述空心金属小球进入所述通道网所围成的下落通道中，并通过所述循环斜管返回所述流化床换热段；在