本發(fā)明涉及一種裂解爐管原位涂層加工熱處理爐，主要應(yīng)用于爐管加熱技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

裂解爐管原位涂層加工技術(shù)是北京化工研究院的研究出的專利技術(shù)。其涂層組分來自爐管基體本身，涂層與基體結(jié)合牢固并具有優(yōu)異的抗結(jié)焦及抗?jié)B碳性能，原位涂層能夠抑制乙烯裝置裂解爐管的結(jié)焦，延長(zhǎng)裝置的有效生產(chǎn)時(shí)間，降低能耗、增加爐管的使用壽命，提高乙烯裝置的經(jīng)濟(jì)效益。中石化燕山分公司BA1102裂解爐應(yīng)用北京化工研究院原位涂層抑制結(jié)焦技術(shù)后，連續(xù)運(yùn)行達(dá)到207天，大大超過了裂解爐50～100天的普遍運(yùn)行周期，取得了較好的工業(yè)運(yùn)行結(jié)果。

裂解爐管原位涂層技術(shù)最關(guān)鍵的是對(duì)爐管進(jìn)行熱處理，根據(jù)爐管的實(shí)際尺寸設(shè)置熱處理爐。裂解爐管原位涂層加工熱處理爐技術(shù)要求：①工作溫度：950℃；②升溫速度：≤100℃/h，降溫速度：≤150℃/h；③爐溫均勻性：有效加熱區(qū)內(nèi)保溫期間≤±15℃；④控溫精度：≤±5℃；⑤爐體表面溫升：≤80℃；⑥熱處理總時(shí)間：約45小時(shí)。

原位涂層加工技術(shù)首先由北京燕華工程建設(shè)有限公司進(jìn)行實(shí)施，其設(shè)計(jì)的框式加熱爐比較簡(jiǎn)易，在廠房?jī)?nèi)設(shè)置一場(chǎng)地，根據(jù)爐管的規(guī)格尺寸制作臨時(shí)加熱爐，規(guī)格為寬1.5m，高0.8m，長(zhǎng)約14m，腔壁鋪設(shè)保溫棉，爐底保溫棉上用保溫磚鋪滿，在爐底及兩側(cè)布置紅外電熱塊。保溫材料采用三層硅酸鋁針刺毯保溫被，保溫被固定在框架壁上，在壁板上焊接保溫釘，各層保溫被覆蓋在腔壁后用鋼板壓實(shí)，鋼板焊在保溫釘上。

北京燕華工程建設(shè)有限公司設(shè)計(jì)的加熱爐由以下幾個(gè)問題：

1、熱處理爐是一次性臨時(shí)設(shè)置，熱處理完后即拆除，再次處理時(shí)需重復(fù)建設(shè)。

2、由于是臨時(shí)設(shè)置，保溫效果較差。頂部保溫棉有下塌的風(fēng)險(xiǎn)。升溫及降溫速度難以嚴(yán)格控制。

3、管子與管子之間需臨時(shí)連接，熱處理后需割除重新打磨，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

4、一次處理的爐管數(shù)量較少。功效低。

為了提高功效，結(jié)合我們需要處理的爐管具體情況，經(jīng)多方研究討論，重新設(shè)計(jì)了裂解爐管原位涂層加工熱處理爐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種可以一次處理加工兩組爐管，最大限度利用爐體空間，提高熱處理效率的裂解爐管原位涂層加工熱處理爐。

本發(fā)明所述的裂解爐管原位涂層加工熱處理爐，包括由底架、壁板及頂部蓋板形成爐腔，爐腔內(nèi)分布有龍門架，龍門架安裝在底架上，龍門架上有兩層橫梁，相鄰龍門架之間設(shè)有底部電加熱片，底部電加熱片固定在底架上，底架的外周為壁板，壁板的頂部設(shè)置頂部蓋板，前、后兩側(cè)壁板及頂部蓋板上分別分布有看火孔，左、右兩端的壁板分別設(shè)有人員進(jìn)出口及工藝管出口，前、后兩側(cè)壁板內(nèi)側(cè)分別布置有熱電偶、電線套管及側(cè)部電加熱片。

所述的底架由H型鋼組裝成，龍門架立柱分別焊在底部的H型鋼上。

所述的頂部蓋板設(shè)置為分體式，分體式頂部蓋板上在與壁板卡合處的端部設(shè)置吊裝支腿，頂部蓋板內(nèi)側(cè)面設(shè)置保溫層。

所述的側(cè)部電加熱片底部設(shè)置耐火磚。

所述的前、后兩側(cè)壁板外側(cè)下部設(shè)置防雨防觸電蓬。

所述的左、右兩端的壁板中其中一端設(shè)置扶手。

所述的爐腔內(nèi)部設(shè)置保溫襯里，底架襯里厚度為314mm；爐頂及四周壁板襯里厚度均為250mm。

加熱爐體設(shè)計(jì)整體考慮：分底架、壁板、頂部蓋板和附屬設(shè)施等幾個(gè)部分，內(nèi)部空間凈尺寸為17550mm×2500mm×1500mm(長(zhǎng)×寬×高)，滿足裂解爐管原位涂層加工要求。加熱爐設(shè)計(jì)時(shí)兼顧壓力容器熱處理要求，內(nèi)部可分割為4米、10米等不同長(zhǎng)的空間，頂部可加高1.2米的短節(jié)，以滿足不同規(guī)格的壓力容器熱處理。最大可以處理直徑2.4米左右17米長(zhǎng)的壓力容器。

加熱爐底部設(shè)計(jì)時(shí)要考慮爐管支撐和加熱片的布置。為此底部采用11個(gè)龍門支架支撐爐管，因在高溫時(shí)間較長(zhǎng)，龍門支架采用耐高溫的廢舊爐管制作。龍門支架之間布置底部加熱片。為一次能對(duì)兩組爐管進(jìn)行熱處理，龍門支架設(shè)計(jì)為兩層，下部橫梁與立柱焊接固定，上部橫梁與立柱采用活動(dòng)可拆的結(jié)構(gòu)形式。

加熱爐頂部設(shè)計(jì)為基本對(duì)稱的兩部分，為便于吊裝和定位，每一部分設(shè)計(jì)有5個(gè)吊裝支腿，吊裝支腿即定位塊兼支腿。因室外放置，需進(jìn)行防雨設(shè)計(jì)。頂部設(shè)計(jì)為有一定斜度的屋脊結(jié)構(gòu)。頂部蓋板根據(jù)需要設(shè)置6個(gè)看火孔。

加熱爐壁板前后兩側(cè)面各設(shè)置6個(gè)看火孔，前后兩側(cè)面看火孔上下錯(cuò)開布置。熱電偶、電線套管對(duì)稱布置在壁板兩側(cè)面，兩側(cè)面套管下面對(duì)稱布置電纜橋架。爐子的左右兩端面設(shè)人員進(jìn)出孔、工藝介質(zhì)管線進(jìn)出口。在爐子的中上部設(shè)梯子平臺(tái)，以便于檢查操作。

加熱爐保溫襯里形式：爐體底部襯里結(jié)構(gòu)為50mm輕質(zhì)澆注料、150mm高鋁陶纖模塊、114mm高鋁低鐵輕質(zhì)耐火磚，襯里厚度為314mm；爐頂及四周壁板襯里結(jié)構(gòu)為100mm輕質(zhì)澆注料、150mm高鋁陶纖模塊，襯里厚度為250mm。

電加熱片布置形式：加熱爐前后兩側(cè)面和底部各布置32片10KV電加熱片，共計(jì)96片，能夠滿足熱處理要求，底部加熱片平放于龍門架之間，前后兩側(cè)面的加熱片上部懸掛于焊在壁板上的鋼管，下部墊耐火磚予以支撐，以保證高溫下加熱片支撐不變形。

本發(fā)明的有益效果是：

通過對(duì)中石化齊魯分公司烯烴廠裂解爐BA-102爐管原位涂層加工熱處理應(yīng)用，加熱爐有以下使用效果：

1、能夠滿足熱處理工藝的要求。對(duì)于爐內(nèi)溫度的均勻性、爐體壁溫的控制能夠滿足要求。熱處理工藝要求在950°保溫20小時(shí)，爐內(nèi)支撐基本不變形，爐管變形量符合要求。

2、縮短了熱處理時(shí)間，提高了勞動(dòng)效率。熱處理一組爐管大約需要5天時(shí)間，一次可以處理2組爐管，提高功效一倍。

3、充分利用資源，減少了浪費(fèi)。熱處理工藝要求，在加熱過程中，需要持續(xù)不斷的在管內(nèi)通氫氣，一次處理兩組爐管，節(jié)約氫氣量近一半，同時(shí)也減少了電能的浪費(fèi)。

4、可用于壓力容器的熱處理。通過加隔板和加高等形式，可以對(duì)長(zhǎng)度不同規(guī)格不同的的設(shè)備進(jìn)行熱處理?？梢砸粻t多用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中去掉頂部蓋板后爐腔的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中頂部蓋板的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖1中爐腔橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明中頂部蓋板的端面圖。

圖5是本發(fā)明中前側(cè)壁板的示意圖。

圖6是本發(fā)明中左端壁板的示意圖。

圖中：1、龍門架；2、底架；3、頂部蓋板；4、看火孔；5、上部橫梁；6、壁板；7、下部橫梁；8、立柱；9、吊裝支腿；10、壁板襯里；11、扶手；12、防雨防觸電蓬。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：

如圖1～圖6所示，本發(fā)明所述的裂解爐管原位涂層加工熱處理爐，包括由底架2、壁板6及頂部蓋板3形成爐腔，爐腔內(nèi)分布有龍門架1，龍門架1安裝在底架2上，龍門架1上有兩層橫梁，分別為上部橫梁5和下部橫梁7，上部橫梁5和下部橫梁7均安裝在立柱8上，立柱8固定在底架2上，相鄰龍門架1之間設(shè)有底部電加熱片，底部電加熱片固定在底架2上，底架2的外周為壁板6，壁板6的頂部設(shè)置頂部蓋板3，前、后兩側(cè)壁板6及頂部蓋板3上分別分布有看火孔4，左、右兩端的壁板6分別設(shè)有人員進(jìn)出口及工藝管出口，前、后兩側(cè)壁板6內(nèi)側(cè)分別布置有熱電偶、電線套管及側(cè)部電加熱片。底架2由H型鋼組裝成，龍門架立柱8分別焊在底部的H型鋼上。頂部蓋板3設(shè)置為分體式，分體式頂部蓋板3上在與壁板6卡合處的端部設(shè)置吊裝支腿9，頂部蓋板3內(nèi)側(cè)面設(shè)置保溫層。側(cè)部電加熱片底部設(shè)置耐火磚。前、后兩側(cè)壁板外側(cè)下部設(shè)置防雨防觸電蓬12。左、右兩端的壁板中其中一端設(shè)置扶手11。爐腔內(nèi)部設(shè)置保溫襯里，底架2襯里厚度為314mm；爐頂襯里及四周壁板襯里10厚度均為250mm。

(一)加熱爐組裝步驟：

1、通過H型鋼組裝成底部框架，龍門支架立柱8分別焊在底部的H型鋼橫梁上。

2、通過H型鋼、槽鋼組對(duì)壁板框架。

3、通過H型鋼、槽鋼組對(duì)頂部框架，頂部分兩部分。為便于定位吊裝，每一部分含5個(gè)定位塊兼支腿，可直接放在地面而不損害保溫層。

4、框架完成后從里面鋪設(shè)焊接6mm后的鋼板。

5、前后兩側(cè)壁板和頂部蓋板3開設(shè)看火孔4。前后兩側(cè)壁板焊接熱電偶、電線套管，左右兩側(cè)壁板開設(shè)人員進(jìn)出口和工藝管出口。

6、在內(nèi)部鋼板上焊接保溫釘，之后進(jìn)行耐火隔熱層施工。

7、布置電加熱片布置：加熱爐前后兩側(cè)面和底部各布置32片10KV電加熱片，共計(jì)96片，底部加熱片平放于龍門架1之間，前后兩側(cè)面的加熱片上部懸掛于焊在壁板上的鋼管，下部墊耐火磚予以支撐，以保證高溫下加熱片支撐不變形。

8、焊接外部梯子平臺(tái)與防雨設(shè)施。

(二)加熱爐使用方法：

1、爐管到貨后，先進(jìn)行內(nèi)部清洗，檢查合格后，吊裝第一組爐管放在爐內(nèi)的龍門支架下部橫梁7上，調(diào)整爐管彎頭和出口管口至合適位置。

2、第一組爐管檢查合格后，安裝龍門支架上部橫梁5，再吊裝第二組爐管，放在龍門架上部橫梁5之上。

3、將兩組爐管出口通過臨時(shí)管線和外部工藝管道焊接連接。焊縫表面需進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)合格。

4、檢查加熱爐內(nèi)電氣設(shè)施，合格后，將頂部蓋板3吊裝封蓋。

5、封堵外部看火孔4和人員進(jìn)出口。

6、檢查外部電氣設(shè)施，合格后按工藝要求通電加熱。

7、通電加熱保溫降溫等工藝過程完成后，將頂部蓋板3吊起放在地面上，依次吊裝兩組爐管，完成一次熱處理過程。