本发明专利技术提供了一种急冷锅炉，其中，所述急冷锅炉具有换热管（10），所述换热管（10）的直径为D，该换热管（10）中设置有强化传热元件，该强化传热元件包括扭曲片，该扭曲片上具有孔。本发明专利技术还提供了所述急冷锅炉在化工领域的应用。通过上述技术方案，在所述换热管10中加入具有开孔的扭曲片，从而减小急冷锅炉的换热管的直径，使急冷锅炉的传热性能提高，减少了热能的损失，降低了急冷锅炉的结焦速率，还可以使得所述急冷锅炉能够进行在线烧焦和机械清焦。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种急冷锅炉，其中，所述急冷锅炉具有换热管（10），所述换热管（10）的直径为D，该换热管（10）中设置有强化传热元件，该强化传热元件包括扭曲片，该扭曲片上具有孔。本专利技术还提供了所述急冷锅炉在化工领域的应用。通过上述技术方案，在所述换热管10中加入具有开孔的扭曲片，从而减小急冷锅炉的换热管的直径，使急冷锅炉的传热性能提高，减少了热能的损失，降低了急冷锅炉的结焦速率，还可以使得所述急冷锅炉能够进行在线烧焦和机械清焦。【专利说明】急冷锅炉及其应用
本专利技术涉及化工领域，具体地，涉及一种包括设置有强化传热元件的急冷锅炉、以及所述急冷锅炉在化工领域的应用。
技术介绍
在乙烯裂解炉中，裂解原料经过裂解炉辐射段高温裂解后，产生乙烯、丙烯、丁二烯、苯和甲苯等一系列基本化工原料。高温裂解气必须在短时间内冷却下来，否则会因为二次反应大大降低乙烯等主要产物的收率。因此，为了防止二次反应的发生，进口为700-950°C左右裂解气通过间壁式换热器进行换热冷却时，必须在很短的时间内(一般在0.1s以内)冷却到300-400°C左右；同时回收急冷过程中所产生的12MPa左右的高压蒸汽。目前，裂解气所采用的换热设备一般为急冷锅炉，所述急冷锅炉通常包括壳体和设置在壳体内的换热管，其换热部位相对应为管程和壳程。如图1所示，急冷锅炉的换热原理为:高温裂解气从急冷锅炉的裂解气入口 I,进入换热管10的管程中，低温冷却介质(通常为水)经壳体的水入口 2'进入壳程中，通过间壁之间进行热交换，高温裂解气逐渐冷却，冷却后的裂解气经急冷锅炉的裂解气出口 3'流出，冷却介质经壳体的水汽出口 4'流出。急冷锅炉与普通换热器有很大不同:管内流速高，换热强度相当高，操作条件极为严格，换热管的两侧需要同时承受高温和高压条件。由于裂解原料是石油产品的反应产物，因此在高温换热条件下不可避免会产生结焦的现象。产生结焦的原因主要有两个方面:一方面是高温气相结焦，另一方面是冷凝物结焦。所谓高温气相结焦是指由于入口的高温裂解气体混合物温度很高，而且部分气体在换热管壁附近有较长时间的停留，不饱和烃发生进一步缩聚反应，从而促使焦炭的生成；所谓冷凝结焦是指裂解产物中高沸点组分在壁面冷凝，并进一步缩聚、脱氢形成焦垢。目前，急冷锅炉的结构主要朝着两个方向发展:一个是大管径线性急冷锅炉，其具有分布均匀、阻力降小、对结焦不敏感、大块焦粒易于通过等优势，但也存在着投资高、空间占地多、处理量受限等不足；另一个是小管径急冷锅炉，其具有换热面积小、投资相对较少、空间利用率高、处理量不受限制、气体分布均匀、快速冷却等优势，但也存在着结焦敏感、大块结焦颗粒易于堵塞、需进行水力清焦等不足。目前，高传热系数、低结焦速率一直是裂解工艺用急冷锅炉所追求的目标。近年来由于原油价格上涨和全球节能减排任务增加，相关科技人员加强了裂解炉急冷锅炉强化传热和降低结焦速率的研究。先后提出了一系列强化传热和抑制结焦的技术，例如CN 101893396 A公开了一种以内置扭曲片的扭曲片管作为强化传热元件的急冷锅炉。研究表明，尽管所述扭曲片管的强化传热效果较好，但其无法对设置有所述强化传热元件的换热管进行机械清焦。然而，现有的急冷锅炉中有很大的一部分是必须进行机械清焦的，否则会严重影响急冷锅炉的工作效果以及使用寿命。因此，开发出传热效果优异且能便于机械清焦的强化传热元件以及包括该强化传热元件的急冷锅炉是目前急冷锅炉的重点发展方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的急冷锅炉、以及所述急冷锅炉在化工领域中的应用。本专利技术提供了一种急冷锅炉，其中，所述急冷锅炉具有换热管10，所述换热管10的直径为D，该换热管中设置有强化传热元件，该强化传热元件包括扭曲片，该扭曲片上具有孔。优选地，所述换热管10中设置有第一强化传热元件、第二强化传热元件、第三强化传热元件、第四强化传热元件和第五强化传热元件中的至少一种，其中，该第一强化传热元件包括第一扭曲片1，所述第一扭曲片I具有沿所述换热管10的轴向方向从所述第一扭曲片I的上侧边至下侧边贯穿形成的竖孔；该第二强化传热元件包括所述第一扭曲片I和设置在所述第一扭曲片I之中的第一套管3，该第一扭曲片I的内边缘与所述第一套管3的外表面相连；该第三强化传热元件包括第二扭曲片2，所述第二扭曲片2具有贯穿所述第二扭曲片2的表面而形成的边缘闭合的横孔；该第四强化传热元件包括在横截面上相互垂直设置的所述第一扭曲片和/或第二扭曲片；该第五强化传热元件包括在横截面上相互垂直设置的两个所述第一扭曲片I和设置在该两个第一扭曲片I之中的第二套管，该两个第一扭曲片I中至少一个的内边缘与所述第二套管的外表面相连。优选地，所述第一强化传热元件和/或第二强化传热元件和/或第三强化传热元件和/或所述第四强化传热元件和/或第五强化传热元件关于所述换热管10的中心线对称。优选地，所述第一套管3和/或第二套管为圆柱形管，并且该圆柱形管的中心线与所述换热管10的中心线重合。优选地，在所述横孔中心处做所述第二扭曲片2的切面，所述横孔在该切面上的投影为圆形。优选地，其特征在于，所述换热管10中设置的所述强化传热元件的个数为1-24个、优选为2-10个。优选地，所述换热管10中设置多个所述强化传热元件，相邻所述强化传热元件之间的轴向距离为15D-75D、优选为25D-50D。优选地，所述第一强化传热元件的竖孔的直径为0.05D-0.95D、优选为0.05D-0.8D0优选地，所述第二强化传热元件竖孔的直径和/或所述第一套管3的直径和/或所述第二套管的直径为0.05D-0.95D、优选为0.05D-0.8D。优选地，所述横孔的面积与整个所述第二扭曲片2的面积的比值为0.05-0.95、优选为 0.05-0.8。优选地，所述强化传热元件的沿所述换热管10的轴向长度和所述换热管10的直径之间的比例为1-10、优选为1-6。优选地，所述强化传热元件的旋转角度为90° -1080°、优选为120° -360°。优选地，所述换热管的直径D为5-200mm、优选为30_150mm。本专利技术还提供根据本专利技术所述的急冷锅炉在化工领域中的应用。通过上述技术方案，在换热管10中加入具有开孔的扭曲片，从而减小急冷锅炉的换热管的直径，使急冷锅炉的传热性能提高，减少了热能的损失，降低了急冷锅炉的结焦速率，还使得所述急冷锅炉可以在停车条件下能够进行在线清焦和机械清焦，提高了急冷锅炉的整体性能。本专利技术的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。【专利附图】【附图说明】附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1为本专利技术提供的急冷锅炉的示意图；图2为具有第一强化传热元件的换热管的截面图；图3为如图2所示的换热管的侧视图，其中假设换热管为透明，因此能够看到换热管之内的第一强化传热元件的结构示意图；图4为具有第二强化传热元件的换热管的截面图；图5为如图4所示的换热管的侧视图，其中假设换热管为透明，因此能够看到换热管之内的第二强化传热元件的结构示意图；图6为具有第三强化传热元件的换热管的截面图；图7是如图6所示的换热管的侧本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊杰，王国清，张利军，周先锋，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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