一種工業爐輻射段的模塊化結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種工業爐輻射段的模塊化結構，沿輻射段高度方向將輻射段分成若干個多面體模塊，每個模塊至少由四個立面組成，根據結構和需要不同，有的模塊還會有底面或頂面，有的模塊還會是一個帶有拐角的多面體。每個模塊均有鋼結構、焊接于鋼結構壁板上的耐火襯里錨固件和耐火襯里組成，根據結構和需要不同，有的模塊還會有爐附件，如底部燃燒器、側壁燃燒器、看火門和作業門。本發明所述的輻射段的模塊化結構具有制造安全、進度較快、節省費用、質量穩定、不受天氣影響和現場吊裝方便等優點。
【專利說明】一種工業爐輻射段的模塊化結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油化工設備領域，尤其涉及一種工業爐輻射段模塊化的結構型式。【背景技術】
[0002]工業爐(包括各種加熱爐、制氫轉化爐和乙烯裂解爐，下同)是石油化工裝置中最重要的設備之一，而輻射段又是工業爐最核心的部分，其結構較為龐大、復雜，在運行狀態時溫度較高。輻射段施工周期直接影響到整臺爐子的施工周期，輻射段施工質量也直接影響到整臺爐子的使用性能指標。
[0003]目前，工業爐對流段大部分都實現了模塊化設計、模塊化車間制造和模塊化現場吊裝。而目前由于輻射段結構較為復雜、龐大，且所受載荷較大等因素，目前輻射段仍在現場作業施工，現場施工順序如下:1、施工安裝鋼結構。I)先將承載立柱立起來；2)將爐壁板與立柱焊接；3)將加強型鋼焊接在爐壁板上。2、在爐壁板上焊接襯里錨固釘。3、施工襯里。4、安裝爐附件，如底部燃燒器、側壁燃燒器、看火門和作業門等。
[0004]現有技術中CN101893230A公開了一種鍋爐臥式輻射段結構，包括外護層，外護層內設置有截面為方形的膜式壁，所述膜式壁包含蛇形連接的多根爐管和連接在爐管之間的封閉板，其特征在于，所述爐管中的出口爐管和入口爐管之間的封閉板為兩塊具有自由邊和固定邊的連接板；所述兩塊連接板的固定邊分別連接出口爐管和入口爐管，自由邊相互交錯。
[0005]CN2615573Y公開了一種新型加熱爐輻射段結構，其特征是由用于并列分流的立式輻射段進口集合管，輻射段爐管，立式中間集管，和頂棚管以及出口集管依次組成。
[0006]CN201104097Y公開了一種多邊形截面爐管連續式回轉爐。它包括進料系統、密封裝置、排氣系統、回轉體、加熱運轉的控制系統、出料系統、氣體管路系統、爐管、測溫系統
坐寸ο
[0007]上述現有技術，與本發明從構思、結構上、所達到的目的與效果與本專利相比都不同。現有技術中輻射段現場施工存在如下缺點:1、現場高空作業較多，危險性和安全措施費較大。2、所用到的大型機具臺班數較多，施工費用較大。3、受現場條件和施工設備的限制，施工質量不穩定。4、現場交叉作業較多，施工進度較慢。5、由于現場為露天施工，焊接和襯里施工受天氣影響如大風、大雨影響較大，給施工帶來很大的不便，施工質量有時很難保證。

【發明內容】

[0008]本發明為了解決現有技術中的技術問題，研發了一種工業爐輻射段的模塊化結構，對輻射段采用模塊化設計、模塊化制造和現場模塊化吊裝，其具有制造安全、進度較快、節省費用、質量穩定、不受天氣影響和現場吊裝方便等優點。
[0009]本發明所采用的技術方案為，一種工業爐輻射段的模塊化結構，所述結構沿輻射段高度方向包含一組多面體模塊，所述每個多面體模塊至少包含四個立面式爐壁板7 ;每個所述多面體模塊至少包括一組支撐部件；所述支撐部件包括承載立柱6 ;每個所述多面體模塊的立面式爐壁板7內包括襯里結構；
[0010]所述模塊化結構還包括一組多面體模塊間的連接部件和一組爐壁板加強型鋼8 ；所述各個多面體模塊之間通過所述的連接部件固定連接；且通過所述爐壁板加強型鋼8加強爐壁板7的強度。
[0011]在所述每個多面體模塊的承載立柱6上下兩端設置有適配的柱接頭5 ;所述各個多面體模塊之間的承載立柱6通過所述柱接頭5連接為一體。
[0012]所述一組爐壁板加強型鋼8固定設在所述爐壁板7的外表面，所述爐壁板加強型鋼8與爐壁板7焊接起加強作用。
[0013]所述的連接部件為一組連接型鋼，其為扁鋼、角鋼或槽鋼中的一種；所述連接型鋼分別設置在各個所述多面體模塊的連接處，所述連接型鋼與所述爐壁板7之間焊接。
[0014]在具體中，連接型鋼之間的連接實施例1為，每個所述連接型鋼的連接面設有單排或雙排螺栓孔，雙排螺栓孔可平行布置也可交錯布置；在所述各個相鄰多面體模塊間的連接型鋼之間采用螺栓連接，且在連接型鋼連接面上鋪設密封墊，其厚度為2-4mm。
[0015]每個所述連接型鋼的連接面設有單排或雙排螺栓孔，雙排螺栓孔可平行布置也可交錯布置；在所述各個相鄰多面體模塊間的連接型鋼之間采用螺栓連接，且在所述連接型鋼的連接面的外側進行一圈密封焊。
[0016]在具體的實施中，在一組所述多面體模塊中至少包括一個頂端模塊和底端模塊；所述頂端模塊包含四個立面式爐壁板7和一個爐頂面21 ;所述底端模塊包含四個立面式爐壁板7和一個輻射爐底19 ;所述各個爐壁板7和爐頂面21和輻射爐底19之間固定連接。
[0017]所述模塊化結構沿輻射段水平方向還包含至少一個橫向多面體模塊，所述橫向多面體模塊包括四個立面式爐壁板7和一個橫跨段爐底2 ;所述各個爐壁板7和橫跨段爐底2之間固定連接；
[0018]所述橫向多面體模塊與縱向的所述多面體模塊之間通過承載梁3和承載立柱6連接承載。
[0019]各個所述多面體模塊的立面式爐壁板7以及輻射爐底19和爐頂面21包括襯里結構；所述襯里結構由焊接于爐壁板7以及輻射爐底19和爐頂面21的內壁表面的耐火襯里錨固件和耐火材料組成；所述多面體模塊的每個面的襯里結構為三種結構中的一種或它們的組合:
[0020]a,所述襯里為隔熱耐火磚背襯13和隔熱耐火磚17或澆注料；所述隔熱耐火磚背襯13鋪覆在所述多面體模塊每個壁板的內壁表面；所述隔熱耐火磚17或澆注料通過隔熱耐火磚錨固釘16與所述的隔熱耐火磚背襯13和壁板固定；
[0021]b，所述襯里為陶瓷纖維模塊背襯9和陶瓷纖維模塊14 ;所述陶瓷纖維模塊背襯9鋪覆在所述多面體模塊每個壁板的內壁表面；所述陶瓷纖維模塊14通過陶瓷纖維模塊錨固釘10與所述的陶瓷纖維模塊背襯9和壁板；
[0022]C，所述襯里為層鋪陶瓷纖維制品。
[0023]在具體的實施中，所述襯里結構第一種實施例為，隔熱耐火磚背襯13和隔熱耐火磚17或澆注料；所述隔熱耐火磚背襯13固定鋪覆在所述爐壁板7以及輻射爐底19和爐頂面21的內壁表面；所述隔熱耐火磚17或澆注料通過隔熱耐火磚錨固釘16與所述的隔熱耐火磚背襯13和爐壁板7以及輻射爐底19和爐頂面21固定。
[0024]所述襯里結構第二種實施例為，各個所述多面體模塊的立面式爐壁板7以及輻射爐底19和爐頂面21包括襯里結構；所述輻射段的下段襯里結構為隔熱耐火磚背襯13和隔熱耐火磚17或澆注料；所述隔熱耐火磚背襯13固定鋪覆在所述爐壁板7以及輻射爐底19的內壁表面；所述隔熱耐火磚17或澆注料通過隔熱耐火磚錨固釘16與所述的隔熱耐火磚背襯13和爐壁板7以及輻射爐底19固定；
[0025]所述輻射段的上段襯里結構為陶瓷纖維模塊背襯9和陶瓷纖維模塊14 ;所述陶瓷纖維模塊背襯9固定鋪覆在所述爐壁板7和爐頂面21的內壁表面；所述陶瓷纖維模塊14通過陶瓷纖維模塊錨固釘10與所述的陶瓷纖維模塊背襯9和爐壁板7和爐頂面21固定。
[0026]所述襯里結構第三種實施例為，所述橫向多面體模塊的四個立面式爐壁板7以及橫跨段爐底2包括襯里結構為三種結構中的一種:a，所述襯里為隔熱耐火磚背襯13和隔熱耐火磚17或澆注料；所述隔熱耐火磚背襯13固定鋪覆在所述爐壁板7以及橫跨段爐底2的內壁表面；所述隔熱耐火磚17或澆注料通過隔熱耐火磚錨固釘16與所述的隔熱耐火磚背襯13和爐壁板7以及橫跨段爐底2固定；
[0027]b，所述襯里為陶瓷纖維模塊背襯9和陶瓷纖維模塊14 ;所述陶瓷纖維模塊背襯9固定鋪覆在所述爐壁板7以及橫跨段爐底2的內壁表面；所述陶瓷纖維模塊14通過陶瓷纖維模塊錨固釘10與所述的陶瓷纖維模塊背襯9和爐壁板7以及橫跨段爐底2固定；
[0028]C，所述襯里為陶 瓷纖維背襯9。
[0029]在各個所述多面體模塊間，所述各個襯里的連接面之間設置連接縫15，其厚度范圍為10-50mm ;用于防止兩模塊襯里連接面出現縫隙；且在所述連接縫15處鋪設陶瓷纖維毯。
[0030]在每個模塊的上下襯里連接面處各留出一定尺寸的空間，所留出的空間在車間不施工襯里，等各模塊現場安裝完成后，在各模塊的上下襯里連接面所留空間處再現場施工襯里。
[0031]在所述模塊化結構中，在所述的爐壁板7上設置有看火門4和作業門I和側壁燃燒器；在輻射段爐底19下設置有底部燃燒器20.[0032]所述模塊化結構還包括珩架結構22，即在每個多面體模塊的底面或頂面設置珩架結構22，所述珩架結構22與所述底面或者頂面采用可拆式連接方式，且頂面上的珩架結構22上設置有吊耳。
[0033]與現有的輻射段結構相比，本發明的一種工業爐輻射段模塊化的結構具有以下優
占-
^ \\\.[0034]1、由于輻射段模塊在車間制造完成，大大減少了高空作業量、降低了高空作業危險性和減少了安全措施費。
[0035]2、由于輻射段模塊在車間制造完成，大大減少了大型機具臺班數，施工費用相應減少。
[0036]3、由于輻射段模塊在車間制造完成，天氣情況對模塊制造不產生影響，且車間施工條件比現場好很多，故施工質量穩定。
[0037]4、由于輻射段模塊在車間制造完成，大大減少了現場交叉作業，進一步保證了施工進度和質量。[0038]5、輻射段模塊運到施工現場后，只需搭積木式的現場安裝，安裝方便，且安裝速度較快，進一步保證了施工進度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1為本發明的總體結構示意圖，包含6個多面體模塊的輻射段；
[0040]圖2為本發明中圖1的A-A剖面視圖；
[0041]圖3為本發明中圖1的B-B剖面視圖。
[0042]將結合具體的實施方式對各幅附圖進行詳細說明。
[0043]附圖標記說明:
[0044]a 一模塊a ；b 一模塊b ；c 一模塊c ；d 一模塊d ；e 一模塊e ；f 一模塊f。
[0045]I 一作業門；2 —橫跨段爐底；3 —承載梁；4 一看火門；5 —柱接頭；6 —承載立柱；7 —爐壁板；8—爐壁板加強型鋼；9 一陶瓷纖維模塊背襯；10 —陶瓷纖維模塊錨固釘；11 一模塊連接角鋼；12 —模塊連接槽鋼；13 —隔熱耐火磚背襯；14 一陶瓷纖維模塊；15 —連接縫；16 —隔熱耐火磚錨固釘；17 —隔熱耐火磚；18 —螺栓、螺母；19 一福射段爐底；20 —底部燃燒器；21 —輻射段爐頂；22 —珩架結構。
【具體實施方式】
[0046]—種工業爐輻射段模塊化結構，如圖1、圖2和圖3所示，沿輻射段水平和垂直方向將輻射段分成模塊a、模塊b、模塊C、模塊d、模塊e、模塊f共六個模塊。
[0047]模塊a由四個立面墻和一個水平輻射段爐底19共五個面組成。其鋼結構由十根承載立柱6、四根承載梁3、上模塊分界面處連接槽鋼12、爐壁板7和爐壁板加強型鋼8組成。其立面墻和水平輻射段爐底襯里結構均為:隔熱耐火磚背襯13+隔熱耐火磚17。隔熱耐火磚背襯13為陶瓷纖維制品。隔熱耐火磚錨固釘16焊接于爐壁板7上。底部燃燒器安裝在水平輻射段爐底19上。
[0048]模塊b由四個立面墻組成。其鋼結構由十根承載立柱6、上模塊分界面處連接槽鋼12、下模塊分界面處連接角鋼11、爐壁板7和爐壁板加強型鋼8組成。其立面墻襯里結構為:隔熱耐火磚背襯13+隔熱耐火磚17。隔熱耐火磚錨固釘16焊接于爐壁板7上。看火門4安裝在立面墻上。隔熱耐火磚背襯13為陶瓷纖維制品。
[0049]模塊C、模塊d均由四個立面墻組成。其鋼結構均由十根承載立柱6、上模塊分界面處連接槽鋼12、下模塊分界面處連接角鋼11、爐壁板7和爐壁板加強型鋼8組成。其立面墻襯里結構為:陶瓷纖維模塊背襯9+陶瓷纖維模塊14。陶瓷纖維模塊錨固釘10焊接于爐壁板7上。看火門4安裝在立面墻上。
[0050]模塊e由四個立面墻和一個水平輻射段爐頂21共5個面組成。其鋼結構由十根承載立柱6、下模塊分界面處連接角鋼11、爐壁板7和爐壁板加強型鋼8組成。其立面墻和水平輻射段爐頂襯里結構均為:陶瓷纖維模塊背襯9+陶瓷纖維模塊14。陶瓷纖維模塊錨固釘10焊接于爐壁板7上。看火門4安裝在立面墻上。
[0051]模塊f由四個立面墻和一個水平橫跨段爐底共5個面組成。其鋼結構由十根承載立柱6、四根承載梁3、上模塊分界面處連接槽鋼12、爐壁板7和爐壁板加強型鋼8組成。其立面墻襯里結構均為:陶瓷纖維模塊背襯9+陶瓷纖維模塊14 ;水平橫跨段爐底襯里結構為:隔熱耐火磚背襯13+隔熱耐火磚17。陶瓷纖維模塊錨固釘10焊接于爐壁板7上。作業門I和看火門4安裝在立面墻上。
[0052]為防止模塊在運輸、吊裝過程中變形，在每個模塊的底面或頂面或者底面和頂面均設置臨時性的可拆除的珩架結構22，且在每個模塊的頂面珩架結構22上應設置一定數量的滿足吊裝要求的吊耳。
[0053]兩模塊間耐火襯里連接面處的襯里結構為:在模塊連接面處設置一定尺寸的連接縫15，即在安裝上面模塊前，先在下面模塊耐火襯里連接面處鋪設一定尺寸的連接縫15。
[0054]每個模塊面鋼結構承載立柱6的兩端均設有滿足載荷要求的合適的柱接頭5，現場安裝時，各模塊間承載立柱6是通過柱接頭5連接成為一個整體的。每個模塊的連接面角鋼11和槽鋼12均設有兩排平行布置螺栓孔，現場安裝時，各模塊間連接面通過螺栓、螺母18連接在一起，同時，兩連接面的結合處需進行一圈密封焊。
[0055]上述技術方案只是本發明的一種實施方式，對于本領域內的技術人員而言，在本發明公開了應用方法和原理的基礎上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限于本發明上述【具體實施方式】所描述的結構，因此前面描述的方式只是優選地，而并不具有限制性的意義。
【權利要求】
1.一種工業爐輻射段的模塊化結構，其特征在于，所述結構沿輻射段高度方向包含一組多面體模塊，所述每個多面體模塊至少包含四個立面式爐壁板(7);每個所述多面體模塊至少包括一組支撐部件；所述支撐部件包括承載立柱(6);每個所述多面體模塊的立面式爐壁板(7)內包括襯里結構； 所述模塊化結構還包括一組多面體模塊間的連接部件；所述各個多面體模塊之間通過所述的連接部件固定連接。
2.根據權利要求1所述一種工業爐輻射段的模塊化結構，其特征在于， 在所述每個多面體模塊的承載立柱(6)上下兩端設置有適配的柱接頭(5);所述各個多面體模塊之間的承載立柱(6)通過所述柱接頭(5)連接為一體。
3.根據權利要求1所述一種工業爐輻射段的模塊化結構，其特征在于， 所述的連接部件為一組連接型鋼，其為扁鋼、角鋼或槽鋼中的一種；所述連接型鋼分別設置在各個所述多面體模塊的連接處，所述連接型鋼與所述爐壁板(7)之間焊接。
4.根據權利要求3所述一種工業爐輻射段的模塊化結構，其特征在于， 每個所述連接型鋼的連接面設有單排或雙排螺栓孔，雙排螺栓孔可平行布置也可交錯布置；在所述各個相鄰多面體模塊間的連接型鋼之間采用螺栓連接，且在連接型鋼連接面上鋪設密封墊，其厚度為2-4mm。
5.根據權利要求3所述一種工業爐輻射段的模塊化結構，其特征在于 每個所述連接型鋼的連接面設有單排或雙排螺栓孔，雙排螺栓孔可平行布置也可交錯布置；在所述各個相鄰多面體模塊間的連接型鋼之間采用螺栓連接，且在所述連接型鋼的連接面的外側進行一圈密封焊。
6.根據權利要求1所述一種工業爐輻射段的模塊化結構，其特征在于， 在一組所述多面體模塊中至少包括一個頂端模塊和底端模塊；所述頂端模塊包含四個立面式爐壁板(7)和一個爐頂面(21);所述底端模塊包含四個立面式爐壁板(7)和一個輻射爐底(19);所述各個爐壁板(7)和爐頂面(21)和輻射爐底(19)之間固定連接。
7.根據權利要求1所述一種工業爐輻射段的模塊化結構，其特征在于， 所述爐壁板(7)的外表面通過爐壁板加強型鋼(8)進行加強，所述爐壁板加強型鋼(8)焊接于爐壁板(7)的外表面。
8.根據權利要求1所述一種工業爐輻射段的模塊化結構，其特征在于， 所述模塊化結構沿輻射段水平方向還包含至少一個橫向多面體模塊，所述橫向多面體模塊包括四個立面式爐壁板(7 )和一個橫跨段爐底(2 );所述各個爐壁板(7 )和橫跨段爐底(2)之間固定連接； 所述橫向多面體模塊與縱向的所述多面體模塊之間通過承載梁(3)和承載立柱(6)連接承載。
9.根據權利要求1、6或8所述一種工業爐輻射段的模塊化結構，其特征在于， 各個所述多面體模塊的立面式爐壁板(7)以及輻射爐底(19)和爐頂面(21)包括襯里結構；所述襯里結構由焊接于爐壁板(7)以及輻射爐底(19)和爐頂面(21)的內壁表面的耐火襯里錨固件和耐火材料組成；所述多面體模塊的每個面的襯里結構為三種結構中的一種或它們的組合: a,所述襯里為隔熱耐火磚背襯(13)和隔熱耐火磚(17)或澆注料；所述隔熱耐火磚背襯(13)鋪覆在所述多面體模塊每個壁板的內壁表面；所述隔熱耐火磚(17)或澆注料通過隔熱耐火磚錨固釘(16)與所述的隔熱耐火磚背襯(13)和壁板固定； b，所述襯里為陶瓷纖維模塊背襯(9)和陶瓷纖維模塊(14);所述陶瓷纖維模塊背襯(9)鋪覆在所述多面體模塊每個壁板的內壁表面；所述陶瓷纖維模塊(14)通過陶瓷纖維模塊錨固釘(10)與所述的陶瓷纖維模塊背襯(9)和壁板；c，所述襯里為層鋪陶瓷纖維制品。
10.根據權利要求9所述一種工業爐輻射段的模塊化結構，其特征在于， 在各個所述多面體模塊間，所述各個襯里的連接面之間設置連接縫(15)，其厚度范圍為10-50mm ;用于防止兩模塊襯里連接面出現縫隙；且在所述連接縫(15)處鋪設陶瓷纖維經； 在每個模塊的上下襯里連接面處各留出一定尺寸的施工空間，用于在各模塊現場安裝完成后，在各模塊的上下襯里連接面所留空間處再現場施工襯里。
11.根據權利要求1，8，9，10之一所述一種工業爐輻射段的模塊化結構，其特征在于， 在所述模塊化結構中，在所述的爐壁板(7)上設置有看火門(4)、作業門(I)和側壁燃燒器；在輻射段爐底(19)下設置有底部燃燒器(20)。
12.根據權利要求1所述一種工業爐輻射段的模塊化結構，其特征在于， 所述模塊化結構還包括珩架結構(22)，即在每個多面體模塊的底面或頂面設置珩架結構(22)，所述珩架結構(22)與所述底面或者頂面采用可拆式連接方式，且頂面上的珩架結構(22)上設置有吊耳。`
【文檔編號】F27D1/00GK103727791SQ201210388448
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月12日 優先權日:2012年10月12日
【發明者】袁慕軍, 李森, 孫寶平, 黃鐘喜, 劉敬坤, 高景芬, 李光, 姜炳陽 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石化工程建設有限公司