专利名称：反旋向折流翅片管加热炉的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于石油炼制、石油化工及其他化工工艺过程对流体介质的管式加热炉的 一种反旋向折流翅片管加热炉，炉管的翅片旋向及翅片管排列方式是新型结构，还说明了设 计及建造技术，属于机械工程装备中的设计及建造领域。
2背景技术：
(1) 传统加热炉的结构设计及功能
加热炉是石油化工中的龙头，包括常压炉、减压炉、制氢炉、重整炉、焦化炉、转化炉 及裂解炉等。管式加热炉的作用于是将介质(油料或气体)加热至工艺所需的温度。
炉体的四面由高大的炉墙围成炉膛，炉墙由工字钢等型钢钢架上铺焊钢板，钢板上分布 焊接保温钉，在保温钉之间浇铸入隔热和耐磨材料。炉墙上安装的支架支持着管板，炉管穿 过带孔的管板由管板支持，炉管可以部分是螺旋翅片管或全部是螺旋翅片管，炉管两端通过 弯头联接，炉管内流过的是需要加热的油料，炉管外面在炉膛内垂直从下往上(或水平从左到 右、从右到左)流过的是高温烟气或热风，热量通过管壁传给管内的油料。
一般来说，为了充分平衡和利用各种热源，加热炉由附图l所示的7组结构相同的模块 上下叠装而成。如果只把集箱、端管板、翅片管、中间管板和弯头按要求组装到一起，这就 是一组盘管，四面再由高大的炉墙围起一组盘管即成为一个模块。
(2) 传统加热炉的建造技术及其存在的问题
目前，加热炉的建造方法分为两种， 一种是在制造厂制成模块后运到装置现场吊装，另 一种是直接在装置现场对炉墙、管板、炉管、弯头等进行安装。无论哪一种方法，炉体结构 设计及建造均没有对其中翅片管的翅片旋向排列方式提出技术要求。
实际上，对绝大多数翅片管制造厂来说，在表面光滑的钢管外圆上螺旋缠绕钢带而成的 翅片管其钢带的缠绕方向一般时同一个方向的，或者是如图2所示的左旋，或者是如图3所 示的右旋，由该厂安装的焊机结构功能而定。
结果是，由同一翅片旋向的翅片管排列在一起时，就组成图4所示同旋向折流翅片管排， 管外的高温烟气很顺畅、很容易就流了过去， 一方面烟气与翅片的接触换热时间縮短了，另 一方面烟气在翅片表面容易形成稳定的层流，对沉积在翅片根部炉管表面的烟尘没有搅动吹 扫作用，增加了热对流的难度，总的是这种排管方法影响了加热炉热效率的进一步提高。由此可见，对石油化工加热炉进行设计及建造技术方面的改进，改变传统的同旋向折流 翅片管加热炉为相邻排管反旋向折流翅片管加热炉，可以提高加热炉热效率及经济效益，具 有很强的工程和社会经济意义。
发明内容
本实用新型是关于一种反旋向折流翅片管加热炉，加热炉由炉墙、管板、炉管和弯头箱 等主要零部件组成，其中炉管可以部分是螺旋翅片管或全部是螺旋翅片管，但其沿着烟气流 向排列的前后(或上下、或左右)相邻的两部分翅片管上的螺旋翅片的旋向是相反的，组成图 5所示反旋向折流翅片管排，这种新型排列组合结构的翅片管除了具有传统翅片主要的增大
换热面积的功能外，还新增了对管排间流动的烟气的折流和搅动作用\
本实用新型主要解决两大技术问题。 一是提高炉管外表面的传热膜系数，解决加热炉热
效率偏低、无法进一步提高加热炉热效率的全行业性技术问题；二是除垢，加热炉的热烟气 流是通过燃烧油料或可燃气体产生的，由于燃料杂质或燃烧不充分，燃烧产物中含有灰烬颗 粒并部分沉积在翅片根部炉管表面，阻碍了管壁内外两种介质的热交换，因此烟气的折流还 可以..对沉积在翅片根部炉管表面的烟尘具有搅动吹扫作用，使燃烧灰烬大部分从炉顶的烟 道排走，解决灰烬沉积问题，从第二个层次上进一步提高加热炉的热效率，最终达到节能的 目的。
具体地说，(1)炉中安装的由基管和翅片组合而成的翅片管设置有两种结构形式， 一种
的翅片旋向是顺时针右旋向的，另一种的翅片旋向是反时针左旋向的。(2)炉中安装的由基
管和翅片组合而成的翅片管有设置多种排列形式第一种是在同一组模块中，其沿着烟气流 向排列的前后、(或上下、或左右)相邻的两排翅片管上的螺旋翅片的旋向是相反的，如果前 一排是顺时针右旋向的，后一排的翅片旋向则是反时针左旋向的；第二种是在同一组模块中， 其沿着烟气流向排列的前后、(或上下、或左右)相邻的两部分翅片管上的螺旋翅片的旋向是 相反的，如果前两排是顺时针右旋向的，后两排的翅片旋向则是反时针左旋向的；第三种是 在同一台炉的不同模块之间，其沿着烟气流向排列的前后、(或上下、或左右)相邻的两组模 块内部排列的翅片管上的螺旋翅片的旋向是相反的，如果前一组模块内部排列的翅片管全部 是顺时针右旋向的，后一组模块内部排列的翅片管则全是反时针左旋向的。(3)对沿着烟气 流向排列的前后相邻的两部分翅片管的数量可以是数量相同的两排、三排或四排，依此类推， 各部分的数量还可以是不相同的形式，即两排左旋、三排右旋，或其他数量组合等等。(4)炉 中设置安装的由顺时针右旋向和反时针左旋向的两种翅片管，其整体有多种结构形式，也就是说其基管管轴中心线可以是直的、弯的或其他非直的结构。(5)炉中设置安装的由顺时针 右旋向和反时针左旋向的两种翅片管，其材料组合有多种形式，也就是说其基管和翅片可由 不同材料组合而成。
总之，反旋向折流翅片管加热炉同时具备增大换热面积和折流烟气等多重功能，与传统 加热炉结构相比，新建的反旋向折流翅片管加热炉没有增加材及制造投入就可以提高其热效 率，更加适用于各种高效节能设备和热交换设备的需要。
从功能角度看，这里的折流翅片相当于在石油化工装置里大量使用的管壳式换热器的管 束折流板，折流板对换热流体的折流作用原理早已应用了上百年，只不过一直广泛应用在流 体中的液体介质的折流，应用到气体介质的折流中实在罕见，基本是一片空白。
图1所示是由7组结构相同的模块上下叠装而成加热炉典型结构示意图。 图2所示是翅片左旋的一.段翅片管。 图3所示是翅片右旋的一段翅片管。
图4所示是翅片同旋向的两段翅片管排，箭头显示烟气直接顺畅地经过了管排，图中的 标志1表示从翅片管的任意一端观察翅片的缠绕方向为右旋方向，带箭头的粗虚线标志2表 示从两排翅片管流过的烟气流道轨迹是一条直线的，流动较为顺畅。
图5所示是翅片反旋向的两段翅片管排，显示烟气受到反旋向翅片的折流作用才能经过 管排。图中的标志3表示从翅片管的任意一端观察翅片的缠绕方向为左旋方向，带箭头的粗 虚线标志4表示从两排翅片管流过的烟气流道轨迹是一两次折弯的路线，流动较为困难。
具体实施方式
实施例1
首先，翅片管制造厂应对其翅片管焊接装置略加改造，以具备同时生产左旋和右旋翅片 管的条件。具体来说，如果原来旋转钢管的床头箱(类似于车床的床头箱)只有单向旋转功能， 那就要调整原来电机的电原接线方式，使其运行时转向相反，或者在原旋向基础上增加多一 项反转的功能；如果原来旋转钢管的床头箱已经具有双向旋转功能，那就不必进行这一部改 造。
其次，改造翅片管焊接装置的电极安装方位，以适应相应的旋向需要。 再次；在设计加热炉时，对沿着烟气流向排列的前后相邻的两排翅片管提出翅片反旋向的 技术要求，对所需要的不同旋向的翅片管在模块或炉中的安装方位在图纸上作出醒目的标记，对其数量准确统计并标记在图纸标题栏中，以便对应生产。
最后，组装加热炉时，严格按设计图纸要求的排管方式进行排管。加热炉的其他建造方式 与传统工艺相同。
实施例2
本实施例除以下技术特征外，其他同实施例l:对沿着烟气流向排列的前后相邻的两部分 (而不仅是两排)翅片管提出翅片反旋向的技术要求，前后相邻的两部分中各部分的数量可以 是等量的两排、三排或四排，各部分的数量还可以是不等量的形式，即两排左旋、三排右旋， 等等。
实施例3
本实施例除以下技术特征外，其他同实施例l:对沿着烟气流向排列的前后相邻的两组模 块(而不仅是两排或两部分)翅片管提出翅片反旋向的技术要求。
实施例4
本实施例除以下技术特征外，其他同实施例l:本实用新型所说的加热炉其精神实质是实 现两种换热介质的热交换，加热炉只是热交换器中通俗的一种名称，本实用新型所说的加热 炉技术创新内容也可以应用到冷却器等其他热交换器中。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例 的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、 简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
近几年来，随着原油劣质化及能源危机，国家加强对节能减排的管理，企业对高效换热新 技术及其应用非常重视，这为该项专利技术的应用提供了很好的条件。
权利要求1.一种反旋向折流翅片管加热炉，加热炉由炉墙、管板、炉管和弯头箱等主要零部件组成，炉墙上安装的支架支持着管板，炉管穿过带孔的管板由管板支持，炉管两端通过弯头联接，其中炉管可以部分是螺旋翅片管或全部是螺旋翅片管，其特征是沿着烟气流向排列的前后相邻的翅片管上的螺旋翅片的旋向是相反的，包括三种旋向相反形式，第一种是相邻的两排翅片管上的螺旋翅片的旋向是相反的，第二种是相邻的两部分翅片管上的螺旋翅片的旋向是相反的，第三种是相邻的两组模块内部排列的翅片管上的螺旋翅片的旋向是相反的。
2. 根据权利要求l所述一种反旋向折流翅片管加热炉，其特征是炉中安装的由基管和 翅片组合而成的翅片管设置有两种结构形式， 一种的翅片旋向是顺时针右旋向的，另一种的 翅片旋向是反时针左旋向的。
3. 根据权利要求l所述一种反旋向折流翅片管加热炉，其特征是炉中安装的由基管和 翅片组合而成的翅片管有设置多种排列形式第一种是在同一组模块中，其沿着烟气流向排 列的前后相邻的两排翅片管上的螺旋翅片的旋向是相反的，如果前一排是顺时针右旋向的， 后一排的翅片旋向则是反时针左旋向的；第二种是在同一组模块中，其沿着烟气流向排列的 前后相邻的两部分翅片管上的螺旋翅片的旋向是相反的，如果前两排是顺时针右旋向的，后 两排的翅片旋向则是反时针左旋向的；第三种是在同一台炉的不同模块之间，其沿着烟气流 向排列的前后相邻的两组模块内部排列的翅片管上的螺旋翅片的旋向是相反的，如果前一组 模块内部排列的翅片管全部是顺时针右旋向的，后一组模块内部排列的翅片管则全是反时针 左旋向的。
4. 根据权利要求l所述一种反旋向折流翅片管加热炉，其特征是对沿着烟气流向排列 的前后相邻的两部分翅片管的数量可以是数量相同的两排、三排或四排，依此类推，各部分 的数量还可以是不相同的形式，即两排左旋、三排右旋。
5. 根据权利要求l所述一种反旋向折流翅片管加热炉，其特征是炉中设置安装的由顺 时针右旋向和反时针左旋向的两种翅片管，其整体有多种结构形式，其基管管轴中心线可以 是直的、弯的或其他非直的结构。
6. 根据权利要求l所述一种反旋向折流翅片管加热炉，其特征是炉中设置安装的由顺 时针右旋向和反时针左旋向的两种翅片管。
专利摘要本实用新型是关于一种反旋向折流翅片管加热炉，涉及机械工程装备中的设计及建造。加热炉由炉墙、管板、炉管和弯头箱等主要零部件组成，炉管可以部分是或全部是螺旋翅片管，但其沿着烟气流向排列的前后相邻的两部分翅片管上的螺旋翅片的旋向是相反的，组成反旋向折流翅片管排，这种新型排列组合结构的翅片管除了具有传统翅片主要的增大换热面积的功能外，还新增了对管排间流动的烟气的折流作用，以及对沉积在翅片根部炉管表面的烟尘具有搅动吹扫作用，同时具备多重功能，与传统加热炉结构相比，新的反旋向折流翅片管加热炉没有增加材及制造投入就可以提高其热效率，更加适用于各种高效节能设备和热交换设备的需要。
文档编号C10G9/20GK201400657SQ20082012898
公开日2010年2月10日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者柳曾典, 陈孙艺 申请人:茂名重力石化机械制造有限公司;柳曾典