一种辐射炉管及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种辐射炉管及其应用，该辐射炉管由外管（１）、内管（２）和定位块（３）组成，内管（２）为空心管，其内不走任何介质，物料走内管（２）与外管（１）之间形成的环形间隙（４），将辐射炉管用于乙烯裂解炉，该乙烯裂解炉的辐射炉管部分或全部采用本发明专利技术涉及的辐射炉管。与现有技术相比，本发明专利技术辐射炉管的传热效果得到明显的改善，不仅延长了裂解炉的运行周期，也能降低产品的能耗，节约了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于传热强化技术和烃油裂化设备领域，尤其是涉及一种辐射炉管， 可用于乙烯裂解炉。
技术介绍
随着能源危机的日益加剧，设备的节能降耗问题就凸现出来，目前乙烯裂 解炉是各乙烯装置中的耗能大户，因此各乙烯裂解炉生产商都把研究重点转移 到乙烯裂解炉的节能降耗方面了。要降低乙烯裂解炉的能耗，有效的途径就是 提高乙烯裂解炉的换热效率。本
的人员都知道，传热效率的高低跟换 热管的比表面积和热阻有关。比表面积越大，传热效率越高；热阻越小，传热 效率越高。专利CN1260469A中描述了一种扭曲片管，扭曲角度为100 360度，扭 曲比为2 3之间。该扭曲片管应用于裂解炉或管式加热炉，可减薄管内流体 的边界层流层和提高换热管的传热效率，目前有很多石化厂的乙烯裂解炉采用 了该专利技术的扭曲片。但该扭曲片管只能从减少热阻方面来提高传热效率，因此 提高的幅度会受到限制。专利US2002/0159934A1中描述了一种内翅片管(来复管)，该专利涉及的辐 射炉管通过增加管内表面的传热面积(即提高比表面积)来提高传热效率，降低炉 管表面温度，减少炉管结焦。同时内翅片做成螺旋状，增加了管内流体的湍动程度， 减薄了边界层流层，也起到提高传热效率的作用。虽然该内翅片管能通过同时提高 换热管的比表面积和减少热阻来达到提高传热效率的目的，但该炉管制造比较困 难，增加了不少制造成本。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种在相同供热3条件下，辐射炉管传热效率得到大幅度提高的辐射炉管及其应用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现 一种辐射炉管，该辐射炉管由外 管l、内管2和定位块3组成，其特征在于，所述的内管2为空心管，所述的外管1与内管2之间设有可供物料通过的环形间隙4，所述的定位块3设在环形间隙4内。所述的内管2的外径D2与外管1的内径Di之比为0.2 0.8。 所述的定位块3设置在内管2外壁上。所述的定位块3设有多块，沿内管2轴向管壁均布3-6节同样方向的定位块， 相邻节间距P为外管1内径D,的0.5 30倍；各节沿内管2径向同周均布3-6块 同样方向的定位块。所述的定位块3形状为直条形，长度L为外管1内径D^勺1 10倍。 所述的定位块3形状为螺旋形，为右旋或者左旋，长度L为外管1内径Di的 1 10倍。一种辐射炉管的应用，其特征在于，将辐射炉管用于乙烯裂解炉，该乙烯裂解 炉的辐射炉管部分或全部采用本专利技术设计的辐射炉管。与现有技术相比，本专利技术的优点在于(1) 、物料只走内管与外管之间的环形间隙，该管的比表面积A「4XD^(D卩-D )，而普通管(与本专利技术管具有同样当量内径，当量内径为De-(D卩-D22,2) 的比表面积Ae-4/D^4/(D卩-D2y2， A,/A^1/ 1/2〉1，显然本专利技术的换热 管比表面积相对于普通管提高了很多，因此能有效提高辐射传热效率，降低炉管表 面温度，减少炉管结焦，达到延长裂解炉运行周期和降低产品耗能的目的；(2) 、内管与外管之间的环形间隙设置螺旋形状的定位块， 一方面能保证内 管与外管的间隙，另一方面使间隙内的流体产生旋转，减薄管内流体的边界层流层， 减小了热阻，因此也能使辐射传热效率得到进一步提高。附图说明图1是本专利技术辐射炉管的透视图2是本专利技术辐射炉管内管与定位块的立体图3是本专利技术辐射炉管沿轴线方向的截面图4是本专利技术辐射炉管安装3块定位块的断面图;图5是本专利技术辐射炉管安装4块定位块的断面图； 图6是本专利技术辐射炉管安装5块定位块的断面图； 图7是本专利技术辐射炉管安装6块定位块的断面图； 图8是本专利技术辐射炉管应用于一种乙烯裂解炉的简图。图中外管l;内管2;定位块3;环形间隙4;内管通道5;辐射室ll;对流 室12;底部燃烧器13;侧壁燃烧器14;急冷锅炉15;辐射炉管16;横跨管17; 对流盘管18。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。 实施例1-10如图l-8所示， 一种辐射炉管，由外管l、内管2和定位块3组成，内管通道5不走任何介质；物料走内管与外管之间的环形间隙4，内管2的外径D2与外管1的内径Dt之比为0.2 0.8 (如图3所示)；定位块3与内管2形成一体(如图2所 示)，定位块3有多块，沿内管2轴向管壁均布3-6节同样方向的定位块(如图1-3 所示)，相邻节间距P为外管1内径Dt的0.5 30倍(如图3所示)；各节沿内管2 径向同周均布3-6块同样方向的定位块(如图4-7所示)。定位块3为直条形或螺 旋形；定位块3形状为直条形时，长度L为外管1内径DJ勺1 10倍，定位块3 形状为螺旋形，为右旋或者左旋，长度L为外管1内径D,的1 10倍。如图8所示，将上述辐射炉应用于乙烯裂解炉，该乙烯裂解炉由辐射室11、 对流室12和及急冷锅炉15等元件组成，辐射室11可有单个或多个，其内包含辐 射炉管16、底部燃烧器13、侧壁燃烧器14等，对流室12内有对流盘管18，物料 经对流盘管18预热后通过横跨管17输送到辐射炉管16中进行裂解，辐射炉管16 中产生的裂解气经急冷锅炉15快速降温后经裂解气总管输送到下游设备进行处 理；乙烯裂解炉的特征为辐射炉管16部份或全部采用本专利技术中涉及的辐射炉管， 其中，外管l内径D,、内管2的外径D2、当量内径为D^(D卩-D22,2、外管l厚度 h、内管2厚度t2、定位块3厚度t3、定位块3长度L、沿内管2管壁轴向设置的 相邻节定位块3的间距P、比表面积A^4/De-4/(D -D22,2具体数据见下表一。表l、辐射炉管的实施方案见下表(长度单位为mm):<table>table see original document page 5</column></row><table><table>table see original document page 6</column></row><table>样方向的定位块，相邻节间距P为外管1内径Di的10倍；各节沿内管径向同周均 布4块同样方向的定位块(参见图5)。定位块形状为直条形，长度L为外管1内 径Dt的1倍。 实施例14参见图l-8所示， 一种辐射炉管，由外管、内管和定位块组成，内管通道不走 任何介质；物料走内管与外管之间的环形间隙，内管的外径D2与外管1的内径Di 之比为0.8;定位块与内管形成一体，定位块有36块，沿内管轴向管壁均布6节同 样方向的定位块，相邻节间距P为外管1内径D,的0.5倍；各节沿内管径向同周 均布6块同样方向的定位块(参见图7)。定位块形状为螺旋形，为左旋，长度L 为外管l内径Di的l倍。实施例15参见图l-8所示， 一种辐射炉管，由外管、内管和定位块组成，内管通道不走 任何介质；物料走内管与外管之间的环形间隙，内管的外径D2与外管1的内径D！ 之比为0.6;定位块与内管形成一体，定位块有20块，沿内管轴向管壁均布4节同 样方向的定位块，相邻节间距P为外管1内径D!的20倍；各节沿内管径向同周均 布5块同样方向的定位块(参见图6)。定位块形状为螺旋形，为右旋，长度L为 外管l内径DJ勺10倍。权利要求1.一种辐射炉管，该辐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辐射炉管，该辐射炉管由外管（１）、内管（２）和定位块（３）组成，其特征在于，所述的内管（２）为空心管，所述的外管（１）与内管（２）之间设有可供物料通过的环形间隙（４），所述的定位块（３）设在环形间隙（４）内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李保有，涂国华，刘海军，李延生，乔亲亲，卢永生，冯恩明，薄建民，方守毅，
申请(专利权)人：上海惠生化工工程有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]