一種轉化餘熱鍋爐的製作方法

2023-06-03 02:40:51 1

專利名稱：一種轉化餘熱鍋爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高效制氫轉化餘熱鍋爐，尤其是加壓催化部分氧化法制 氫裝置轉化造氣流程的餘熱鍋爐，屬於強化傳熱技術領域。
背景技術：
在石油煉製、石油化工生產中，餘熱鍋爐不僅是回收生產中存在的大量餘熱 的重要設備，有的還是保證加工生產正常運轉不可或缺的設備。因此，節能和換 熱系統的優化是石油化工技術發展中的一個重要課題。
轉化餘熱鍋爐是制氫工藝中的關鍵設備之一。約820'C的轉化氣經過轉化餘 熱鍋爐與脫氧水換熱，轉化氣溫度被降低至37(TC，滿足後工序對轉化氣溫度的 要求。同時回收部分熱能，副產中低壓蒸汽,對降低裝置能耗有著重要作用。
現有的轉化餘熱鍋爐多為以普通光管作為換熱元件的管殼式換熱器，傳熱效 率低，要滿足熱交換量，以增大設備換熱面積為主要手段。隨著石化行業的發展， 氫資源的需求越來越大，新建或擴建的制氫裝置能力越來越大，如果仍採用原設 計的話，只能擴大換熱器截面積，增加換熱管數量，來擴大換熱面積，造成餘熱 鍋爐體積越來越大，設備笨重，安裝就位困難，製造費用及安裝費用越來越高。 還有一些制氫裝置，尤其是需要擴能的老裝置，現場已經沒有多餘的位置，設備 的體積擴大受到限制，為了不影響整個裝置擴能，採取往鍋爐入口或出口加入急 冷水的辦法，降低出口轉化氣溫度使之滿足工藝要求，但這樣做的缺點是既浪費 大量熱能，同時急冷水會縮短設備材料及後序工段觸媒的使用壽命。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種體積小、換熱效率高、使用壽命長的固定管板 式結構的管殼式轉化餘熱鍋爐。
為了實現以上目的，本實用新型餘熱鍋爐包括鍋爐筒體，轉化氣進口，轉化 氣出口，前後管板，上升管，下降管，脫氧水入口，蒸汽出口，汽包，換熱管等 組成。上述結構中換熱管為一種機加雙重凹陷表面多孔管，是採用厚壁管光管,在 其外管壁，通過機械加工的方法獲得的一種雙重凹陷多孔結構，具體結構是在換 熱管外表面分布有多孔槽，沿徑向的槽呈螺旋分布，沿軸向的槽與軸線平行，槽 截面形狀底部的寬度大於槽上部的寬度。
本實用新型還包括設在換熱管中部的中心旁路管，旁路管的流通面積為換熱 管總流通面積的50%~60%。其出口設調節閥頭，通過調節經過旁路管中的轉化
氣量來控制鍋爐出口轉化氣溫度。調節閥可以為手動控制或自動控制。 換熱管表面多孔性為沸騰傳熱提供大量穩定的汽化核心，大大降低液體沸騰
所需的過熱度；同時改善了表面液體的流動，減薄了液體與管壁之間的層流層， 降低傳熱熱阻，強化沸騰傳熱。利用機加雙重凹陷表面多孔換熱管優秀的換熱能 力，能在單位時間最大限度的將較高溫度的轉化氣所含的熱量傳遞給脫氧水，單 位換熱面積能比普通光管換熱器產生更多的蒸汽，換熱效率高，因此，不需要在 轉化氣入口或出口處加入急冷水就能滿足出口處轉化氣溫度的要求，即節約了大 量熱能，同時消除了加急冷水縮短設備材料及後序工段觸媒的使用壽命的問題。 同樣，由於換熱係數高，本實用新型所需換熱面積小，設備緊湊，降低設備成本。 此外，由於換熱管優秀的換熱能力，更及時帶走熱量，降低了換熱管的表面溫度， 減小了換熱管與殼體之間的熱應力，延長管板及換熱管的使用壽命。本實用新型 可解決很多因為空間狹小限制設備體積的放大而無法擴大能力的實際生產難題。 綜上所述，本實用新型的具有結構簡單、換熱效率高、體積小，換熱量可調， 使用壽命長的優點。


圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為機加雙重凹陷表面多孔管結構示意圖。
圖3為機加雙重凹陷表面多孔管截面結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型予以詳細說明。
參見圖l，筒體1內分布著換熱管4，換熱管4的數量根據設備需要的換熱量確定，換熱管4的相對位置通過管板5和6固定，脫氧水從脫氧水入口ll進 入汽包13內，經下降管9進入鍋爐，通過機加雙重凹陷表面多孔換熱管4與轉 化氣換熱，產生汽、水混合物經過上升管10返回汽包13，分離後的飽和蒸汽從 蒸汽出口 12外送供使用。而從轉化氣進口 2進入鍋爐的轉化氣與脫氧水換熱後， 與經中心旁路管7未經換熱的轉化氣混合，從轉化氣出口 3排出，進入下一工序。 中心旁路管7的出口處還設有調節閥頭8，調節閥頭8的開度由換熱量決定，當 調節閥頭全關閉時，即達到餘熱鍋爐的最大換熱能力。
上述結構中，採用多根機加表面多孔管作為換熱元件，例如170根4) 32X 3. 5 X3500mm的，多孔管外形如圖2和圖3所示，多孔層槽距2mm，槽底部寬1. 5mm， 槽上部寬0.5mm，中心旁通管尺寸為4>273，實際換熱面積僅60M2，鍋爐直徑 1.2m，若採用現有技術中的普通光管換熱器設計，轉化餘熱鍋爐需換熱面積 120M2，鍋爐筒體直徑約1.8m。因此，本實用新型，削減了 50%換熱面積體積 就能達到同樣的換熱效果。
權利要求1.一種轉化餘熱鍋爐，由鍋爐筒體(1)，轉化氣進口(2)，轉化氣出口(3)，前管板(5)，後管板(6)，上升管(10)，下降管(9)，脫氧水入口(11)，蒸汽出口(12)，汽包(13)，換熱管(4)等組成，其特徵在於，所述換熱管外表面具有多孔槽，沿徑向的槽呈螺旋分布，沿軸向的槽與軸線平行，槽截面形狀底部的寬度大於槽上部的寬度，在鍋爐筒體(1)的中部還設有中心旁路管(7)，所述的中心旁路管(7)的出口端設有調節閥頭(8)。
專利摘要本實用新型公開了一種轉化餘熱鍋爐。餘熱鍋爐中的換熱管(4)為機加表面多孔管，管壁的槽由縱向螺旋槽和徑向的槽組成，從而保證了較好的換熱效果，本實用新型的筒體(1)中部還有中心旁路管(7)，中心旁路管(7)的出口處還設有調節閥頭(8)，根據換熱量調節閥頭(8)的開度。本實用新型具有結構簡單、換熱效率高、體積小，換熱量可調，使用壽命長的優點。
文檔編號F22B1/18GK201401771SQ20092006437
公開日2010年2月10日 申請日期2009年5月9日 優先權日2009年5月9日
發明者劉克軍, 楊阿鵬, 強 鄒 申請人:中國石油化工集團公司