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石化行业加热炉都有哪些

  一.加热炉的种类其辐射室为一“箱子状”的六面体,比立式炉的辐射室宽度要大一些。

  1.烟气下行式

  这是早期的管式炉型,燃烧器横烧,烟气越过辐射室,经对流室的隔墙自上而下流经对流室。

  其缺点是敷管率低,即辐射室排有管子的炉壁占全部炉壁面积的比例低,炉子体积大。炉管需用合金吊挂,造价贵,需要独立烟囱。现在几乎已不采用。

  2.大型箱式炉

  其炉膛非常宽敞,炉膛的中间有隔墙,把辐射室分成两间,从而大大增加了传热反射面。炉膛的三个侧面安装了炉管,提高了炉壁的利用率。对流室和烟囱在炉顶,烟气流动的阻力减少。

  3.横管大型箱式炉与立管大型箱式炉

  这两种炉型基本一致,只是一个为横管,一个为立管。其特点是增加了中央的隔墙数目,可以在保存炉膛体积和发热强度不变的前提下,通过更有效的利用炉膛空间和炉壁,“积木组合式”的把炉子放大,这种设置非常适合大型炉。

  4.顶烧式

  在辐射室内,燃烧器与炉管交错排列,单排管子,双面辐射,管子沿整个圆周上的热分布要比单面辐射均匀的多。其燃烧器在顶端,对流室在地面上。一般这种炉子体积很大,造价也比较高,单纯用来加热是不经济的。目前,在合成氨厂用做大型烃蒸汽转化炉,运转良好。

  5.斜顶炉

  由箱式炉演变而来,结构上去掉了箱式的死角区。虽然这对辐射室的传热均匀性有所改善,但并没有克服箱式炉的其他缺点。近年来已经不再改造。

  6.立式炉

  横管立式炉

  传热机理同箱式炉差不多,但造型上采用了立式炉的特点。炉管的布置在两侧壁,中央有多列底烧燃烧器,烟气由辐射室、对流室经烟囱上行。一般燃烧器的能量较小,数目较多,间距较小,从而在炉子中央形成一道火焰“膜”,提高了辐射传热效果。现在,立式炉多采用这一形式。

  立管立式炉

  这是我国首创的炉型。横管炉会用到大量的高铬镍钢的管架。而立式炉型改用立管,便节省了这些合金钢,同时又保留了立式炉的优点。这种炉型通常用于大型加热炉。

  7.附墙火焰式

  这种立式炉炉膛当中为一排横管,火焰附墙而上,把两面侧墙的墙壁烧红,使火墙成为良好的热辐射体,以提高辐射传热的效果,它比横管立式炉传热均匀得多,目前已成为高压加氢、焦化等装置的主流炉型。

  8.无焰炉

  无焰炉在侧壁上安有许多小型的气体无焰燃烧器,使整个侧壁成为均匀的辐射墙面,有优越的加热均匀性,可分区调节各区的温度,是乙烯裂解和烃蒸汽转化合适的炉型之一。但造价昂贵,并且只能烧气体燃料。

  9.阶梯炉

  阶梯炉与无焰炉都是单排管双面辐射炉型。阶梯炉是在每级阶梯的底部安装一排产生扁平火焰的附墙火焰燃烧器,所需燃烧器数量较无焰炉要少,造价也低一些,还可以燃用较轻的燃料油,不过加热的均匀性和分区调节的特性不及无焰炉。

  

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  10圆筒炉

  11.纯辐射式圆筒炉与螺纹管式圆筒炉

  当炉子热负荷非常小,而且对热效率无要求时,采用这两种炉型。它们是简单、便宜的炉子。

  螺纹管式圆筒炉的炉管是一段绕成螺旋状的小管。虽然它属于立管式炉型,但其管内特性更接近于水平管,能完全排空,管内压降小。为了便于盘绕,易于制造,被加热介质通常只有一管程。

  12.无反射锥的辐射-对流型

  这种圆筒炉取代上述型式,已成为现代立式圆筒炉的主流。结构上取消了反射锥,这样便可以建造较大的炉子。其对流室水平布置若干排管子,并尽量使用钉头管和翅片管,热效率较高。改炉子的制造及施工简单,造价低,是管式加热炉中应用广泛的炉型。但是,这种炉子放大以后,炉膛内显得太空,炉膛体积发热强度将急剧下降,结构上和经济性上都开始不利。为了克服这一缺点,可以在大型圆筒炉的炉膛内增添炉管。

  13.大型方炉

  这种炉子用两排炉管把炉膛分成若干小间,每间设置一或二个大容量高强燃烧器。分隔可以沿两个方向进行,称之为“十字交叉”分隔法。它通常把对流室单独放到地面上。还有把几台炉子的烟气用烟道汇集拢来,送进一个公用的对流室或废热锅炉。这种炉子结构简单,节省占地,便于回收余热,容易实现炉群集中排烟,减轻大气污染。它是专为超大型加热炉而开发的。

  二、加热炉的主要技术指标

  1.热负荷

  加热炉单位时间内向管内介质传递热量的能力称为热负荷,一般以MW为单位。它表示加热炉生产能力的大小。

  加热炉热效率在设计负荷下一般达到高值,无论降低还是增加负荷,炉子热效率都会降低。

  2.炉膛温度

  炉膛温度指烟气离开辐射室进入对流室时的温度。加热炉的炉膛温度不能太高,一般控制在850℃以下,但不是绝对的。

  炉膛温度高有利于辐射传热,但太高后会使炉管热强度高,容易使炉管结焦和烧坏。此外,进入对流室的烟气温度也会过高,对流管易烧坏。因此,炉膛温度是确保加热炉长周期安全运转的一个重要指标。

  3.炉膛体积发热强度

  燃料燃烧的总发热量除以炉膛体积,称之为炉膛体积发热强度,简称为体积热强度,它表示单位体积的炉膛在单位时间里燃料燃烧所发出的热量,一般用kW/m3 为单位。

  炉膛大小对燃料燃烧的稳定性有影响,如果炉膛体积过小,则燃烧空间不够,火焰容易舔到炉管和管架上,炉膛温度也高,不利于长周期安全运行,因此炉膛体积发热强度不允许过大。

  4.炉管表面热强度

  炉管每单位表面积(一般按炉管外径计算表面积)、每单位时间内所传递的热量称为炉管的表面热强度,也称为热通量或热流率,单位为W/m2。

  炉管表面热强度越高,在一定热负荷下,所需要的炉管就越少,炉子体积可减小,投资可以降低,所以要尽可能地提高炉管的表面热强度。


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