一种用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉和应用的制作方法

本发明属于石油化工、石油炼制领域，更具体地，涉及一种用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉和应用。

背景技术：

1、管式加热炉是石油化工、石油炼制等工业中常见的一种加热设备，其原理是通过燃料燃烧产生的高温火焰及高温烟气，对炉管中的介质进行加热，以此使炉管内的介质达到工艺要求的温度。但是，排放的烟气包含大量二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害气体，随着环保要求的日益严格，传统管式加热炉的前景面临严峻的挑战。

2、另外，管式加热炉炉顶排出的烟气温度较高，一般在300℃以上，导致加热炉本体的热效率较低，一般为70％～80％。为回收烟气中的这部分热量，通常要配套地建立余热回收系统，利用这些高温烟气预热燃料燃烧所需的空气，从而提高管式加热炉的整体热效率。但是，余热回收系统的建立占据了较大的空间资源。

3、再者，为保证加热炉的安全运行，需配备复杂的联锁报警系统，操作人员需要针对诸多报警信号或联锁动作做出正确的处理操作，导致加热炉的运行控制相当繁琐，操作较为复杂。

4、电加热是利用电能转换为热能的一种加热方式，与一般的化石燃料相比，电加热可以获得更高的温度，温度可达2000℃以上，完全可以满足石油化工、石油炼制行业内工艺介质的加热需求。同时，电加热非常容易实现温度的自动控制和远程控制，操作简单；并且，在使用“绿电”(水电、风电等)的前提下，电加热不产生任何有害气体、有害烟尘等排放物，不会污染环境。但电加热尚未应用于管式加热炉技术领域。

5、因此，目前亟待提出一种用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉和应用。本发明有效的解决了现有管式加热炉排放有害气体、所占空间资源大、运行控制复杂等问题。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉，所述管式电加热炉包括炉体、炉管系统、电加热组件、电路系统和控制系统；

3、所述炉体的内部四周炉壁表面覆盖有绝缘保温层；

4、所述炉管系统通过管系支撑件固定在所述炉体的内部；

5、所述电加热组件通过组件支撑件支撑并靠近所述炉管系统设置，所述组件支撑件设置于所述炉体的炉壁上；

6、所述控制系统用于控制所述电路系统进而控制所述电加热组件的发热量。

7、在本发明中，通过所述电加热组件的发热使炉管系统内的工艺介质温度达到指定值。

8、根据本发明，优选地，所述炉管系统包括平行设置的多根蛇形炉管，每根炉管设置有进气口和出气口，所述进气口设置于所述炉体的一侧侧壁上，所述出气口设置于相对的另一侧侧壁上。

9、根据本发明，优选地，所述电加热组件为多个电加热板，所述多个电加热板沿多根炉管的排布方向插设于炉管中相邻管段之间以及首尾两个管段的外侧，每个电加热板与相邻管段之间的垂直间距相同；

10、沿每根炉管的轴向方向，所述电加热板分段排布，相邻段的电加热板之间的间距相同。

11、根据本发明，优选地，所述电加热组件为可拆卸装置。

12、根据本发明，优选地，所述电加热组件的外表面绝缘。

13、根据本发明，优选地，所述炉管系统连接接地导线。

14、根据本发明，优选地，所述炉管系统的炉管的材质为金属材质或耐高温的高导热率非金属材质，优选为合金材料、陶瓷、碳化硅和玻璃中的至少一种。

15、根据本发明，优选地，所述管系支撑件为至少一组支撑板，其上均匀开设有多个孔隙结构，所述炉管系统的炉管穿过所述空隙结构从而使炉管得以支撑；

16、所述孔隙结构的开孔直径比所述炉管系统的炉管的直径大8-20mm。

17、根据本发明，优选地，所述绝缘保温层为单层或多层结构，所述绝缘保温层的厚度不低于50mm。

18、根据本发明，优选地，所述炉体的外部四周炉壁表面覆盖有绝缘层，优选地，所述绝缘层的厚度为0.1μm-5mm；

19、根据本发明，优选地，所述炉体外部连接接地导线。

20、根据本发明，优选地，所述炉体的材质为金属材质和/或非金属材质。

21、根据本发明，优选地，所述电路系统设置于绝缘保温层的内部。

22、本发明另一方面提供了所述的用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉在丙烷脱氢制丙烯、连续重整、蜡油加氢、渣油加氢、催化汽油加氢、润滑油加氢、制氢、加氢裂化、乙烯裂解、常减压、芳烃制苯、芳烃和溶剂脱沥青中的至少一种工艺中的应用。

23、本发明的技术方案的有益效果如下：

24、(1)与现有管式加热炉的燃料燃烧排放大量有害气体相比，本发明采用电加热，不产生任何有害气体、有害烟尘等排放物，对环境无污染。

25、(2)与现有管式加热炉需配套建立余热回收系统占据大量空间资源相比，本发明只需使用一台炉体的空间资源即可，大大节省了空间资源，并有效减少了预热器、烟风道、烟囱等涉及的大量设计计算及现场施工的工作量。

26、(3)与现有管式加热炉的运行控制复杂相比，本发明只需一套控制系统，配合简单的控制参数，即可实现加热炉的运行控制，大大降低了运行控制的难度，同时有效减少了误操作的可能性。

27、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉，其特征在于，所述管式电加热炉包括炉体、炉管系统、电加热组件、电路系统和控制系统；

2.根据权利要求1所述的用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉，其中，所述炉管系统包括平行设置的多根蛇形炉管，每根炉管设置有进气口和出气口，所述进气口设置于所述炉体的一侧侧壁上，所述出气口设置于相对的另一侧侧壁上。

3.根据权利要求2所述的用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉，其中，所述电加热组件为多个电加热板，所述多个电加热板沿多根炉管的排布方向插设于炉管中相邻管段之间以及首尾两个管段的外侧，每个电加热板与相邻管段之间的垂直间距相同；

4.根据权利要求1或3所述的用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉，其中，所述电加热组件为可拆卸装置；所述电加热组件的外表面绝缘。

5.根据权利要求1所述的用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉，其中，所述炉管系统连接接地导线；所述炉管系统的炉管的材质为金属材质或耐高温的高导热率非金属材质，优选为合金材料、陶瓷、碳化硅和玻璃中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉，其中，所述管系支撑件为至少一组支撑板，其上均匀开设有多个孔隙结构，所述炉管系统的炉管穿过所述空隙结构从而使炉管得以支撑；

7.根据权利要求1所述的用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉，其中，所述绝缘保温层为单层或多层结构，所述绝缘保温层的厚度不低于50mm。

8.根据权利要求1所述的用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉，其中，

9.根据权利要求1所述的用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉，其中，所述电路系统设置于绝缘保温层的内部。

10.权利要求1-9中任意一项所述的用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉在丙烷脱氢制丙烯、连续重整、蜡油加氢、渣油加氢、催化汽油加氢、润滑油加氢、制氢、加氢裂化、乙烯裂解、常减压、芳烃制苯、芳烃和溶剂脱沥青中的至少一种工艺中的应用。

技术总结
本发明属于石油化工、石油炼制领域，公开了一种用于石油化工和石油炼制的管式电加热炉和应用。所述管式电加热炉包括炉体、炉管系统、电加热组件、电路系统和控制系统；所述炉体的内部四周炉壁表面覆盖有绝缘保温层；所述炉管系统通过管系支撑件固定在所述炉体的内部；所述电加热组件通过组件支撑件支撑并靠近所述炉管系统设置，所述组件支撑件设置于所述炉体的炉壁上；所述控制系统用于控制所述电路系统进而控制所述电加热组件的发热量。本发明有效的解决了现有管式加热炉排放有害气体、所占空间资源大、运行控制复杂等问题。

技术研发人员：刘涛,谷长超,王海涛,厉亚宁,张伟乾,韩健,蔡建光,张明波
受保护的技术使用者：中国石化工程建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5