用于加热气液混合物和/或气液固混合物的加热炉管.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107543413A(43)申请公布日2018.01.05(21)申请号201710658892.8(22)申请日2017.08.04(71)申请人北京中科诚毅科技发展有限公司地址100098北京市海淀区大钟寺13号院1号楼华杰大厦B219(72)发明人李苏安邓清宇王坤朋(74)专利代理机构北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司11129代理人高芬芳(51)Int.Cl.F27B17/00(2006.01)F27D1/00(2006.01)F28D7/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称用于加热气液混合物和/或气液固混合物的加热炉管(57)摘要本发明公开了用于加热气液混合物和/或气液固混合物的加热炉管。本发明所提供的用于加热气液混合物和/或气液固混合物的管式加热炉，包括螺旋式炉管和燃烧器；所述螺旋式炉管直立设置；所述燃烧器设置在所述螺旋式炉管的螺旋周内外两侧；所述气液混合物和/或气液固混合物的雷诺系数为2000-8500；所述气液混合物和/或气液固混合物中气体的体积百分比为75vol％-80vol％。本发明提出的螺旋式炉管呈直立螺旋型，完全克服了气阻问题，同时也克服了固体沉积，避免边壁效应，保证流体流动形态稳定。尤其适用于含有气体的加热介质，如气液混合物、气液固混合物等。CN107543413ACN107543413A权利要求书1/1页1.用于加热气液混合物和/或气液固混合物的管式加热炉，其特征在于：包括螺旋式炉管和燃烧器；所述螺旋式炉管直立设置；所述燃烧器设置在所述螺旋式炉管的螺旋周内外两侧；所述气液混合物和/或气液固混合物的雷诺系数为2000-8500；所述气液混合物和/或气液固混合物中气体的体积百分比为75vol％-80vol％。2.根据权利要求1所述的用于加热气液混合物和/或气液固混合物的管式加热炉，其特征在于：所述螺旋式炉管为矩形螺旋式炉管或同心圆螺旋式炉管。3.根据权利要求2所述的用于加热气液混合物和/或气液固混合物的管式加热炉，其特征在于：所述矩形螺旋或者同心圆螺旋的螺旋曲率半径为350mm-1500mm。4.根据权利要求1或2所述的用于加热气液混合物和/或气液固混合物的管式加热炉，其特征在于：所述螺旋式炉管的内径为50-500mm。5.根据权利要求2所述的用于加热气液混合物和/或气液固混合物的管式加热炉，其特征在于：所述矩形螺旋式炉管，包括：直管段和弯管段；所述直管段之间通过弯管段连接；所述矩形螺旋式炉管的俯视图呈圆角矩形。6.根据权利要求1所述的用于加热气液混合物和/或气液固混合物的管式加热炉，其特征在于：所述燃烧器上均匀设置有若干个燃烧头，所述燃烧头对着炉管，保证炉管受热均匀。7.根据权利要求1所述的用于加热气液混合物和/或气液固混合物的管式加热炉，其特征在于：所述螺旋式炉管内气液混合物和/或气液固混合物的流动速度为2-8m/s，流动状态为湍流。8.权利要求1-7中任一所述的用于加热气液混合物和/或气液固混合物的管式加热炉在加热渣油、煤粉以及氢气混合物中的应用。9.权利要求1-7中任一所述的用于加热气液混合物和/或气液固混合物的管式加热炉在加热渣油和氢气混合物中的应用。2CN107543413A说明书1/3页用于加热气液混合物和/或气液固混合物的加热炉管技术领域[0001]本发明涉及石油化工和煤化工领域，特别涉及用于加热气液混合物和/或气液固混合物的加热炉管。背景技术[0002]加热炉是石油、化工、冶金、电力和天然气工业中广泛使用的一种加热设备，其作用是以燃油或燃气为燃料，将对油、油煤浆、气体及其它介质进行加热，以满足下游设备对工艺物流的温度要求。在石油化工行业中，管式加热炉作为提供石油化工生产对热能需要的一种供热手段得到了广泛运用。管式加热炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器以及通风系统五部分所组成。辐射室和对流室内装有炉管，炉管是加热炉进行热量传递的重要构件，炉管直接受到火焰烧烤，温度最高，必须充分考虑流体在炉管内沉积、结焦以及流体对炉管冲蚀的可能性。[0003]重油、油煤混合物等粘度较高流体如果流速过低，则流动状态处于层流、层湍过渡流状态，易发生挂壁、沉积等现象，沉积物受热结焦，往往堵塞炉管；如果流动速度过高，则易造成管壁冲蚀，在换热管接头处引起泄露等问题，易引发火灾等事故。现有技术中通常采用的常规列管炉的炉管分为直管段和弯头段，直管段采用180°弯头连接，流体在流经弯头处，由于离心运动，造成弯头内外侧的流速不均匀，外侧速度快对管壁冲蚀严重，内侧流速慢易沉积，沉积加剧流体对外侧流体对管壁的冲蚀。严重影响炉子的运行周期，甚至装置的生产周期。为提高炉管的换热效率，燃烧器尽量靠近炉管，因此燃烧器