炼油化工节能技术领域，涉及一种加热炉管式加热炉加热炉涂层

本实用新型属于炼油化工节能技术领域，涉及一种加热炉，特别是一种节能型管式加热炉。

背景技术：

管式加热炉是用于石油炼制、石化、煤化工、焦油加工、原油输送等行业的工艺加热炉。管内流动介质为气体或液体，均为易燃易爆物质。操作条件恶劣。同时，它可以长时间连续运行。加热方式为直火。管式加热炉在回收烟气低温显热的同时，还能回收部分含酸水蒸气的汽化潜热，进一步提高了加热炉的热效率，节约了能源。

管式加热炉是炼油生产装置的主要设备之一，也是炼油生产装置能耗最大的设备，占整个炼油装置总燃料能耗的65-80%植物。环境污染的重要来源。提高管式加热炉的热效率，降低加热炉的燃料消耗，对贯彻落实国家“节能减排”政策，提高炼油企业经济效益具有一定的意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种节能型管式加热炉，提高管式加热炉的热效率，降低炼油生产装置加热炉的燃料消耗量，节能减排.

本实用新型的技术方案是：一种节能型管式加热炉，包括辐射室和对流室，辐射室由炉壁和炉顶组成，炉壁和炉顶设有内衬，辐射室设有炉管，辐射室下部设有燃烧器。辐射室炉壁和炉顶内衬涂有耐高温辐射涂层，炉管外部喷涂炉管吸热涂层。高温辐射涂层材料为高温抗辐射节能涂层，炉管吸热涂层材料为金银丝炉管低温管式加热炉，加强纳米涂层的吸收。

耐高温抗辐射节能涂料由辐射粉基材、粘合剂、烧结剂和载液组成。辐射粉基材是以氧化锆、氧化钴、氧化铝、耐高温胶体、耐火粉、复合发黑剂、悬浮剂为原料。当辐射室温度为500℃时，耐高温辐射涂层的法向发射率达到0.90。金银丝炉管增强吸收纳米涂层由二氧化钛、氧化铁、氧化锌、二氧化锰、三氧化铬、氧化铯、氧化镁、金属银和胶体组成。炉管喷涂吸热涂层后，法向发射率达到0.96。辐射室为圆柱形结构或方箱结构。

辐射粉基材可提高辐射性能，粘合剂使涂层牢固地粘附在内衬表面，烧结剂促进涂层在高温下的烧结，提高涂层的致密性和强度在 500°C 时，正常发射率达到 0.90 或更高。经过多年的使用和实践，节能效果明显。

金银丝炉管增强吸收纳米涂层可有效提高炉管表面发射率（黑度），提高炉管表面发射率，提高炉管吸收热辐射的能力。由于被加热介质的温度是恒定的，因此增加的炉管表面辐射热可以通过降低燃料消耗、减少总供热量、增加生产负荷来平衡增加的吸热量来平衡。针对炼油、化工领域加热炉辐射段炉管的特点，最大限度地提高加热炉炉管的吸热能力，达到节能目的。实现了

本实用新型的节能型管式加热炉采用辐射炉膛内衬涂有耐高温辐射涂层，增加了内衬的辐射性能、附着力、涂层密度和强度，提高加热炉内辐射热的利用率和炉衬的寿命。通过在炉管上喷涂炉管吸热涂层，提高了炉管的吸热能力，提高了加热炉的辐射传热，可提高加热炉的热效率1.5% 或更多。同时降低炉膛温度，排烟温度下降10℃以上，加热炉外壁温度降低10℃，减少热损失，可有效防止高温加热炉管壁高温氧化，延长炉管使用寿命。本实用新型的实施，有利于减少炉内废气的排放量，具有显着的环保效益。

图纸说明

图1为本实用新型节能型管式加热炉的结构示意图；

其中：1-辐射室，2-炉壁，3-高温辐射涂层，4-炉管，5-炉管吸热涂层，6-燃烧器，7-炉顶。

实施例说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明。本发明的保护范围不仅限于实施例，本领域技术人员在权利要求所限定的范围内所作的任何改动，也都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本实用新型节能管式加热炉包括辐射室1和对流室。炉膛及炉膛顶部设有内衬，辐射室内设有炉管4，辐射室下部设有燃烧器6。辐射室炉壁和炉顶内衬涂有耐高温辐射涂料3。耐高温辐射涂料的材料为耐高温抗辐射节能涂料。本公司生产的lh-w-6高温辐射涂料。炉管4外侧喷涂炉管吸热涂层5。炉管吸热涂层材料为金银丝炉管增强吸收纳米涂层，金银丝炉管增强吸收纳米涂层采用lh-w-8金银丝炉管加强纳米涂层的吸收。

(1)用于高温辐射涂层

高温抗辐射节能涂料由辐射粉末基材、粘合剂、烧结剂和载液组成。辐射粉基材 以氧化锆、氧化钴、氧化铝、耐高温胶体、耐火粉、复合发黑剂、悬浮剂为原料。当辐射室温度为500℃时，耐高温辐射涂层3的法向发射率达到0.90。耐高温防辐射节能涂料技术参数见表1。

表1：高温抗辐射节能涂料技术参数

高温抗辐射节能涂料应用效果的理论分析：

⑴物体的辐射能力与温度的关系：物体的辐射能力与温度有关。单位面积和单位时间反射的总辐射能量称为物体的辐射能力e0。测试表明，黑体的辐射能力 e0 与温度的四次方成正比。即，e0∝t4。工程计算参考如下公式：

e0=c0(t/100)4

其中：e0：黑体的辐射能力w/m2；

t：黑体的温度k；

c0：黑体的发射系数c0=5.77w/m2k4

(2)炉壁只有高发射率((或黑度)，并不代表辐射利用率高。介质的加热是以吸收辐射能为基础的，被加热的物体对辐射具有相对固定的吸收频率，因此需要改进热源和被加热物体，同时提高辐射频率，使介质与固定频率相匹配。

⑶散热基材提高散热性能。粘合剂使涂层牢固地粘附在基面上，烧结剂在涂层高温时促进涂层。烧结可以提高涂层的密度和强度，从而延长炉衬的使用寿命。另外，高温辐射涂层在高温下辐射远红外波具有很强的穿透能力，能顺利穿透介质和炉管，使介质内外受热均匀。

㈡关于炉管吸热涂层

金银丝炉管增强吸收纳米涂层由二氧化钛、氧化铁、氧化锌、二氧化锰、三氧化铬、氧化铯、氧化镁、金属银和胶体组成。在炉管4喷涂炉管吸热涂层5后，法向发射率达到0.96。增强吸收纳米涂层的金银丝炉管技术参数见表2。

表2：纳米涂层增强金银丝炉管吸收的技术参数

⑴纳米涂层增强金银丝炉管吸收的技术特性

①节能增效，a．提高耐火衬里表面的发射率，增加辐射热的二次辐射（增加黑度）；湾。提高加热炉炉管的吸热能力； C。提高加热炉内温度的均匀性和稳定性； d。提高加热炉的加热速度。 ②减排环保，降低排烟温度，减少对采油企业加热炉的污染。③加强纳米涂层与炉管的吸附，附着力好，不结焦，不开裂，有利于延长加热炉管的使用寿命。

②金银丝炉管强化纳米涂层吸收的技术效果

①提高工艺管道吸热能力，改善加热炉辐射传热低温管式加热炉，提高加热炉热效率1.@ >5%以上；

②降低炉膛温度和排烟温度10℃以上；

③将加热炉外壁温度降低10℃，减少热量损失；

④涂层与炉管结合紧密，物理寿命可达10年以上，可有效防止加热炉管壁高温氧化，延长炉管使用寿命；

⑤有效改善加热炉管壁结焦结灰现象；

⑥减少炉内废气排放，环保效益显着。

㈢应用实例

⑴氢气转化加热炉f501

重整器基本数据：炉膛辐射室表面面积897平方米，总喷涂面积897平方米。预计投资77万元。

年经济效益：氢转化加热炉f501辐射室内衬涂有耐高温辐射涂层，炉管喷涂吸热涂层，提高热效率根据< @1.5%计算，每小时节气量为586.3kg/h×1.@>5%=8.8kg/h，年节气量8.8kg/h×24h×365天/1000=77.088吨。气价1200元/吨（不含税），年经济效益：77.088×1200/10000=9.25万元。

(2)加氢加热炉f101、f201

加热炉基本数据：炉膛辐射室表面积1343平方米；总喷涂面积1343平方米，预计投资115万元。年经济效益：柴油加氢炉f101、f201炉的辐射室内衬涂有耐高温辐射涂层，炉管在炉管上喷涂吸热涂层后，热效率提高1.@>5%计算，每小时可节约天然气量为(1120+669)kg/h×1.@>5%=26.835kg/h，年节气26.@ >835kg/h×24h×365天/1000=235.07吨，气价1200元/吨（不含税） ，年经济效益为：235.07×1200/10000 =28.2万元。