加熱爐的分類在國內外還沒有統(tong)一劃(hua)分的方法,本書按(an)以下7類方法進行分類。


  ①. 按外形分為:箱式(shi)爐(lu)(含6分類(lei))、立式(shi)爐(lu)(含6分類(lei))、圓(yuan)筒(tong)爐(lu)(含3分類(lei))、大(da)型方爐(lu),如圖8.2所(suo)示。


   a. 箱式爐[見圖8.2(a)]。


     在這種爐子(zi)(zi)的輻(fu)(fu)射室內,燃燒器和爐管(guan)交錯排(pai)列,單(dan)(dan)排(pai)管(guan)雙面輻(fu)(fu)射,管(guan)子(zi)(zi)沿整個圓周(zhou)上的熱(re)分布要比單(dan)(dan)面輻(fu)(fu)射均勻得多。燃燒器頂燒時,對流室和煙囪放(fang)在地面上。它的缺點是爐子(zi)(zi)體積大,造價很(hen)高,用(yong)于單(dan)(dan)純加(jia)熱(re)不經濟。目前在合成氨廠常用(yong)它作為大型(xing)(xing)烴蒸(zheng)汽轉化(hua)爐的爐型(xing)(xing),運轉良好。


   b. 立式爐(lu)[見圖8.2(b)]。


     ·底(di)燒(shao)橫(heng)管式,傳(chuan)熱機(ji)理同箱式爐,只是造型上采用(yong)了(le)立(li)式爐的特點(dian)。爐管布置在(zai)兩側壁,中央(yang)是一(yi)列底(di)燒(shao)的燃(ran)燒(shao)器。煙氣(qi)由輻射(she)(she)室(shi)、對流室(shi)經(jing)煙囪一(yi)直上行(xing)。燃(ran)燒(shao)器能量較小,數目較多,間距較小,從而(er)在(zai)爐子(zi)中央(yang)形成一(yi)道(dao)火(huo)焰“膜”,提高(gao)了(le)輻射(she)(she)傳(chuan)熱的效果。現(xian)在(zai)使用(yong)的立(li)式爐多數采用(yong)這一(yi)形式。


     ·附墻(qiang)(qiang)火焰式,這種(zhong)立(li)式爐爐膛中央為(wei)一排橫(heng)管,火焰附墻(qiang)(qiang)而上,把(ba)兩(liang)面側墻(qiang)(qiang)的(de)墻(qiang)(qiang)壁燒紅,使火墻(qiang)(qiang)成為(wei)良好的(de)熱輻(fu)(fu)射體,以提(ti)高輻(fu)(fu)射傳熱的(de)效果(guo),目前已成為(wei)高壓加氫、焦化等裝置的(de)主流爐型。


     ·立(li)(li)管立(li)(li)式(shi)爐(lu),立(li)(li)式(shi)爐(lu)都為橫管,要用大批高鉻鎳鋼的管架,而(er)這種爐(lu)型(xing)改用立(li)(li)管,節(jie)省了合金鋼,同(tong)時(shi)又保留(liu)了立(li)(li)式(shi)爐(lu)的優點,常(chang)用作大型(xing)加(jia)熱爐(lu)的爐(lu)型(xing)。


     ·在側(ce)(ce)壁(bi)上安有許多小型的(de)(de)氣體無焰燃燒(shao)器(qi),使整個側(ce)(ce)壁(bi)成為(wei)均勻(yun)的(de)(de)輻(fu)射墻面,有優越(yue)的(de)(de)加(jia)熱(re)均勻(yun)性,可(ke)分區調(diao)節(jie)溫(wen)度,是乙烯裂解和烴類蒸汽轉化最合(he)適(shi)的(de)(de)爐型之一。但造(zao)價昂貴,用于純加(jia)熱(re)非常(chang)不合(he)算。這種爐子只能燒(shao)氣體燃料。


 c. 圓筒爐[見(jian)圖8.2(c)]


     ·當爐(lu)子(zi)熱負(fu)荷(he)非常小,而且(qie)對熱效率無要求(qiu)時,采用螺(luo)旋管(guan)(guan)(guan)式(shi)(shi)和純輻射式(shi)(shi)這(zhe)(zhe)兩種爐(lu)型。它們是(shi)最(zui)簡單、最(zui)便宜(yi)的爐(lu)子(zi)。爐(lu)內爐(lu)管(guan)(guan)(guan)是(shi)一段(duan)盤繞成螺(luo)旋狀的小管(guan)(guan)(guan),雖然它屬于(yu)立管(guan)(guan)(guan)式(shi)(shi)爐(lu)型,但其管(guan)(guan)(guan)內特性更接近于(yu)水平管(guan)(guan)(guan),能(neng)完全排(pai)空,管(guan)(guan)(guan)內壓降小。這(zhe)(zhe)種爐(lu)子(zi)的主要缺(que)點(dian)是(shi):為了便于(yu)盤旋,易(yi)于(yu)制造(zao),被(bei)加(jia)熱介質通常只有一管(guan)(guan)(guan)程。


     ·無(wu)反射錐的輻射-對流型(xing)圓筒(tong)爐(lu)取代(dai)上述形式,已成(cheng)為現代(dai)立式圓筒(tong)爐(lu)的主流。它取消(xiao)了(le)反射錐,能夠建造較大的爐(lu)子;對流室(shi)水平布置若干排管(guan)子,并盡(jin)量使用釘頭管(guan)和翅片管(guan),熱效(xiao)率(lv)較高。其制造及施工(gong)簡單,造價低(di),是管(guan)式加(jia)熱爐(lu)中應用最廣泛的爐(lu)型(xing)。但(dan)是,這種爐(lu)子放大以后,爐(lu)膛(tang)內(nei)顯(xian)得(de)太(tai)空,爐(lu)膛(tang)體積發熱強(qiang)度將急劇下降,結構上和經(jing)濟性(xing)上都(dou)開始(shi)不利。為了(le)克服這一(yi)缺(que)點(dian),可以在大型(xing)圓筒(tong)爐(lu)的爐(lu)膛(tang)內(nei)增(zeng)添爐(lu)管(guan)。


  d. 大型方爐。如圖8.2(d)所示


     這種爐(lu)子用兩(liang)排爐(lu)管(guan)把爐(lu)膛分成若(ruo)干小間,每間設置1或2個(ge)大容(rong)量高強燃燒器(qi)。分隔(ge)可以沿兩(liang)個(ge)方向(xiang)進行,稱為“十字交叉”分隔(ge)法(fa)。它通常把對流(liu)室(shi)單獨放到地面(mian)上。還有把幾臺(tai)爐(lu)子的煙(yan)氣用煙(yan)道匯集(ji)攏來,送進一個(ge)公用的對流(liu)室(shi)或廢熱(re)鍋爐(lu)。這種爐(lu)子結構(gou)簡(jian)單,節省占地,便于回收余(yu)熱(re),容(rong)易(yi)實現爐(lu)群(qun)集(ji)中排煙(yan),減輕(qing)大氣污染。它是專為超大型加熱(re)爐(lu)而開發的。





②. 按用途分為:爐(lu)管(guan)內進行化(hua)學反應的爐(lu)子、加(jia)熱液(ye)體的爐(lu)子、加(jia)熱氣體的爐(lu)子和加(jia)熱氣液(ye)混相(xiang)流體的爐(lu)子。


  a. 爐管內進行化(hua)學反(fan)應的爐子


     這種爐(lu)(lu)子管(guan)內發生吸熱(re)化(hua)學(xue)反應。按復雜程度來(lai)說,它(ta)代表了加熱(re)爐(lu)(lu)技術的(de)(de)(de)最高水平。它(ta)分為兩種:爐(lu)(lu)管(guan)內裝催(cui)化(hua)劑的(de)(de)(de),如烴類水蒸氣轉(zhuan)化(hua)爐(lu)(lu);爐(lu)(lu)管(guan)內不裝催(cui)化(hua)劑的(de)(de)(de),如乙烯裂解(jie)爐(lu)(lu)。


  b. 加熱液(ye)體的(de)爐子。這(zhe)類爐子可分為三種。


     ·管(guan)內無(wu)相變化、單純的(de)液體加(jia)熱爐,這是(shi)把工藝液體預(yu)熱到(dao)其沸點(dian)以下(如溫水加(jia)熱、液相熱載(zai)體加(jia)熱等)使用的(de)爐子。加(jia)熱的(de)終(zhong)溫低,管(guan)內結焦(jiao)和腐蝕也小,操作上的(de)問題較少。


     ·管內進(jin)口為(wei)液(ye)相、出口為(wei)氣(qi)液(ye)混(hun)相的(de)(de)爐子。在生(sheng)產(chan)過程中,往往要(yao)求被加(jia)工(gong)的(de)(de)流(liu)體(ti)在氣(qi)液(ye)混(hun)相狀態下進(jin)入蒸餾塔等(deng),此時使用這(zhe)種(zhong)(zhong)加(jia)熱爐。在全部(bu)工(gong)藝(yi)加(jia)熱爐中此種(zhong)(zhong)爐的(de)(de)數(shu)量(liang)最大。對于這(zhe)種(zhong)(zhong)爐子,最重要(yao)的(de)(de)是把握(wo)住吸熱量(liang)、氣(qi)化率(lv)、壓力降、溫度(du)之間的(de)(de)關(guan)系。


     ·進口(kou)為液(ye)相(xiang)、出口(kou)全部氣相(xiang)的(de)(de)(de)爐子(zi)(zi)。這種(zhong)爐子(zi)(zi)是反應(ying)器的(de)(de)(de)進料加熱爐,它把液(ye)體完全汽化,加熱到一定(ding)溫度,然后(hou)送入工(gong)藝反應(ying)器。由于反應(ying)器的(de)(de)(de)操(cao)作條件(如催化劑活(huo)性等(deng))在運轉期中是變(bian)化的(de)(de)(de),這種(zhong)爐子(zi)(zi)的(de)(de)(de)操(cao)作溫度和壓力等(deng)往(wang)往(wang)變(bian)化很大,應(ying)掌握其變(bian)動范圍,以防止裂解和結焦發生。


  c. 加熱氣體的爐子。


     如水蒸氣的(de)過(guo)熱(re)、工藝氣體的(de)預熱(re)就(jiu)使用這種爐(lu)子(zi)。它多(duo)(duo)在較高溫度下(xia)操作,但(dan)因為(wei)是(shi)純氣相(xiang),結焦的(de)可能性不(bu)大。應該(gai)注意的(de)是(shi)當氣體量(liang)很大時,爐(lu)管的(de)路(lu)數很多(duo)(duo),必(bi)須從結構上保證各路(lu)均勻,防止偏流。


  d. 加熱氣液混相流體的(de)爐子


     這種爐子(zi)常用(yong)于(yu)(yu)加氫精制、加氫裂(lie)化等(deng)(deng)裝置的(de)反(fan)應器進料加熱。由于(yu)(yu)管(guan)(guan)內(nei)流(liu)(liu)體從爐子(zi)入口(kou)起就是氣、液(ye)混(hun)相,較上(shang)述純氣體加熱爐更難(nan)保證各路流(liu)(liu)量(liang)的(de)均勻,設計上(shang)要(yao)更重視(shi)管(guan)(guan)徑、管(guan)(guan)內(nei)質量(liang)流(liu)(liu)速、盤管(guan)(guan)路數的(de)選取(qu),以(yi)及管(guan)(guan)內(nei)流(liu)(liu)動狀(zhuang)態的(de)判斷和分(fen)叉管(guan)(guan)的(de)配(pei)管(guan)(guan)設計等(deng)(deng)。


③. 按輻射盤(pan)管的布置形(xing)式分為(wei):臥管爐(lu)、立管爐(lu)、螺旋管圓筒爐(lu)、U形(xing)管爐(lu)、倒U形(xing)管爐(lu)(門型爐(lu))等。


④. 按受(shou)熱段分為:純輻射型(xing);輻射-對流型(xing)。


⑤. 按輻(fu)射(she)受(shou)熱方式分(fen)為:單面(mian)(mian)輻(fu)射(she)、雙面(mian)(mian)輻(fu)射(she)、部分(fen)單面(mian)(mian)輻(fu)射(she)十部分(fen)雙面(mian)(mian)輻(fu)射(she)。


⑥. 按(an)組合形(xing)式分為:單輻射室、多輻射室。


⑦. 按(an)燃燒(shao)器位置分為:底(di)燒(shao)、頂燒(shao)、側(端)燒(shao)。





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