加熱爐的分類(lei)在(zai)國內外還(huan)沒有統(tong)一劃分的方(fang)法,本書(shu)按以下(xia)7類(lei)方(fang)法進行分類(lei)。
①. 按外形(xing)分(fen)為:箱式(shi)爐(含6分(fen)類)、立式(shi)爐(含6分(fen)類)、圓(yuan)筒(tong)爐(含3分(fen)類)、大型方(fang)爐,如圖8.2所示。
a. 箱式爐[見圖8.2(a)]。
在這種爐子(zi)的(de)輻(fu)射室(shi)內,燃燒(shao)器和爐管(guan)交錯排列,單排管(guan)雙面輻(fu)射,管(guan)子(zi)沿整(zheng)個圓(yuan)周上的(de)熱分布(bu)要(yao)比單面輻(fu)射均勻得多。燃燒(shao)器頂燒(shao)時,對流(liu)室(shi)和煙囪放在地(di)面上。它的(de)缺點是爐子(zi)體積大(da),造(zao)價很高,用于單純加熱不經濟。目前在合(he)成氨廠(chang)常用它作為大(da)型烴蒸汽(qi)轉化爐的(de)爐型,運轉良好。
b. 立(li)式爐[見圖8.2(b)]。
·底燒(shao)橫管式(shi)(shi),傳熱(re)機理同箱式(shi)(shi)爐(lu)(lu),只是(shi)造型上(shang)采用了立(li)式(shi)(shi)爐(lu)(lu)的特點。爐(lu)(lu)管布(bu)置在(zai)兩側(ce)壁,中央是(shi)一列底燒(shao)的燃燒(shao)器(qi)。煙氣(qi)由輻射室、對流室經(jing)煙囪一直(zhi)上(shang)行(xing)。燃燒(shao)器(qi)能量(liang)較(jiao)(jiao)小(xiao),數目較(jiao)(jiao)多,間距較(jiao)(jiao)小(xiao),從而(er)在(zai)爐(lu)(lu)子中央形成一道火焰“膜(mo)”,提高了輻射傳熱(re)的效(xiao)果。現在(zai)使用的立(li)式(shi)(shi)爐(lu)(lu)多數采用這一形式(shi)(shi)。
·附墻(qiang)火(huo)(huo)焰(yan)(yan)式,這種立式爐爐膛中央為一(yi)排(pai)橫管,火(huo)(huo)焰(yan)(yan)附墻(qiang)而(er)上,把兩(liang)面側(ce)墻(qiang)的(de)(de)墻(qiang)壁燒(shao)紅,使火(huo)(huo)墻(qiang)成(cheng)為良好的(de)(de)熱輻射體,以提高輻射傳熱的(de)(de)效果,目前已成(cheng)為高壓加(jia)氫、焦化等(deng)裝置(zhi)的(de)(de)主(zhu)流爐型。
·立管(guan)立式(shi)爐,立式(shi)爐都為橫管(guan),要用大批高鉻鎳鋼的管(guan)架,而這種爐型改用立管(guan),節省了合金(jin)鋼,同時又(you)保(bao)留了立式(shi)爐的優點,常用作大型加熱爐的爐型。
·在側壁(bi)上安有(you)許(xu)多小型(xing)的(de)(de)氣體無焰燃燒器,使整個(ge)側壁(bi)成(cheng)為(wei)均勻的(de)(de)輻射(she)墻面,有(you)優越的(de)(de)加熱(re)(re)均勻性,可分區(qu)調節溫度,是乙烯裂(lie)解和烴類蒸汽轉化最合(he)適的(de)(de)爐型(xing)之一。但造價昂貴(gui),用(yong)于純加熱(re)(re)非(fei)常不合(he)算。這種爐子只能(neng)燒氣體燃料。
c. 圓(yuan)筒爐[見(jian)圖8.2(c)]
·當爐(lu)(lu)子熱負荷非(fei)常(chang)小,而且(qie)對熱效率無要(yao)(yao)求時,采用(yong)螺(luo)(luo)旋管(guan)式(shi)和純輻射式(shi)這(zhe)兩(liang)種(zhong)爐(lu)(lu)型(xing)。它(ta)(ta)們是最簡單、最便宜(yi)的爐(lu)(lu)子。爐(lu)(lu)內爐(lu)(lu)管(guan)是一段盤(pan)繞成螺(luo)(luo)旋狀的小管(guan),雖然它(ta)(ta)屬于立(li)管(guan)式(shi)爐(lu)(lu)型(xing),但其管(guan)內特性更接近于水平管(guan),能(neng)完全排空,管(guan)內壓(ya)降小。這(zhe)種(zhong)爐(lu)(lu)子的主要(yao)(yao)缺點是:為了(le)便于盤(pan)旋,易于制造,被(bei)加熱介質(zhi)通(tong)常(chang)只有一管(guan)程。
·無(wu)反射錐的(de)(de)輻(fu)射-對流(liu)型(xing)圓筒爐(lu)取(qu)代上述形式,已成為(wei)現代立式圓筒爐(lu)的(de)(de)主流(liu)。它(ta)取(qu)消了(le)反射錐,能夠建(jian)造(zao)(zao)較(jiao)大的(de)(de)爐(lu)子(zi)(zi);對流(liu)室(shi)水平布(bu)置若干(gan)排(pai)管(guan)(guan)子(zi)(zi),并盡量(liang)使用(yong)(yong)釘(ding)頭管(guan)(guan)和(he)翅片管(guan)(guan),熱(re)效率較(jiao)高。其制造(zao)(zao)及施工簡單,造(zao)(zao)價低(di),是(shi)管(guan)(guan)式加熱(re)爐(lu)中應(ying)用(yong)(yong)最廣(guang)泛的(de)(de)爐(lu)型(xing)。但是(shi),這種爐(lu)子(zi)(zi)放大以后,爐(lu)膛內顯得太空,爐(lu)膛體積(ji)發熱(re)強度將急劇下降,結(jie)構(gou)上和(he)經濟(ji)性上都開始不利(li)。為(wei)了(le)克服這一缺點,可以在(zai)大型(xing)圓筒爐(lu)的(de)(de)爐(lu)膛內增添(tian)爐(lu)管(guan)(guan)。
d. 大型(xing)方爐(lu)。如圖(tu)8.2(d)所(suo)示
這種爐(lu)子用(yong)兩排(pai)爐(lu)管(guan)把(ba)爐(lu)膛分成若干小間(jian),每間(jian)設(she)置(zhi)1或2個大容(rong)(rong)量高強燃燒器。分隔可以沿兩個方向(xiang)進行,稱(cheng)為“十字(zi)交叉”分隔法。它(ta)通常把(ba)對流室單獨放到地(di)(di)面上。還有把(ba)幾臺爐(lu)子的(de)煙氣用(yong)煙道匯集(ji)攏來,送(song)進一個公用(yong)的(de)對流室或廢熱(re)鍋爐(lu)。這種爐(lu)子結構簡單,節省(sheng)占(zhan)地(di)(di),便于回收余熱(re),容(rong)(rong)易(yi)實現(xian)爐(lu)群集(ji)中排(pai)煙,減輕大氣污染。它(ta)是專(zhuan)為超大型加熱(re)爐(lu)而(er)開(kai)發的(de)。


②. 按用途分為(wei):爐(lu)管內進行化學反應的爐(lu)子(zi)(zi)(zi)、加熱液體的爐(lu)子(zi)(zi)(zi)、加熱氣體的爐(lu)子(zi)(zi)(zi)和加熱氣液混相流體的爐(lu)子(zi)(zi)(zi)。
a. 爐(lu)管內進(jin)行化學反應的爐(lu)子(zi)
這種爐(lu)(lu)(lu)子管內發生(sheng)吸熱化學反(fan)應。按復雜程度來說,它(ta)代表了加熱爐(lu)(lu)(lu)技術的最高水平。它(ta)分為兩種:爐(lu)(lu)(lu)管內裝催(cui)化劑(ji)的,如烴類水蒸氣(qi)轉化爐(lu)(lu)(lu);爐(lu)(lu)(lu)管內不裝催(cui)化劑(ji)的,如乙烯裂解爐(lu)(lu)(lu)。
b. 加(jia)熱液(ye)體(ti)的爐子。這類爐子可分為(wei)三種。
·管內無相變化(hua)、單純的(de)液(ye)體(ti)加熱爐,這是把工藝液(ye)體(ti)預熱到其沸點(dian)以(yi)下(xia)(如溫(wen)水加熱、液(ye)相熱載體(ti)加熱等)使用(yong)的(de)爐子。加熱的(de)終(zhong)溫(wen)低,管內結焦和腐蝕也小,操作上(shang)的(de)問題較少。
·管內(nei)進(jin)口為液相、出口為氣液混相的爐(lu)子。在生產(chan)過(guo)程中,往往要(yao)求被加工的流體在氣液混相狀態(tai)下進(jin)入蒸(zheng)餾塔等,此時使用這(zhe)(zhe)種加熱爐(lu)。在全部工藝加熱爐(lu)中此種爐(lu)的數量(liang)(liang)最大。對于這(zhe)(zhe)種爐(lu)子,最重要(yao)的是把握住(zhu)吸熱量(liang)(liang)、氣化(hua)率、壓(ya)力降(jiang)、溫度之間的關系。
·進口為液相、出(chu)口全部氣相的(de)(de)(de)爐子(zi)。這種爐子(zi)是(shi)反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)(de)進料加熱爐,它把液體完全汽化(hua),加熱到(dao)一定溫度,然后送入(ru)工藝反(fan)應(ying)器(qi)。由于反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)(de)操(cao)作條件(如催化(hua)劑活性等)在運轉期中是(shi)變(bian)化(hua)的(de)(de)(de),這種爐子(zi)的(de)(de)(de)操(cao)作溫度和壓力等往往變(bian)化(hua)很大(da),應(ying)掌(zhang)握其變(bian)動范圍,以防止裂解(jie)和結焦發生。
c. 加熱氣體的爐(lu)子。
如水蒸氣的(de)過熱(re)、工藝氣體的(de)預熱(re)就使用這種(zhong)爐子。它多在較高(gao)溫(wen)度下操作,但因為是純氣相(xiang),結焦的(de)可能性不(bu)大。應該注(zhu)意的(de)是當氣體量很(hen)大時(shi),爐管的(de)路數很(hen)多,必須從結構(gou)上保證各路均勻,防止偏流。
d. 加熱氣(qi)液混相(xiang)流(liu)體的爐子(zi)
這種(zhong)爐子常用于加氫精(jing)制、加氫裂化等裝置(zhi)的反應(ying)器進(jin)料加熱。由于管內流(liu)體從爐子入(ru)口起(qi)就(jiu)是氣、液(ye)混(hun)相,較上(shang)述純氣體加熱爐更(geng)難保證(zheng)各路(lu)流(liu)量的均勻,設(she)計上(shang)要更(geng)重(zhong)視管徑(jing)、管內質量流(liu)速(su)、盤管路(lu)數的選取,以及管內流(liu)動狀態(tai)的判斷和分叉管的配管設(she)計等。
③. 按(an)輻(fu)射盤(pan)管(guan)的布置形式分為:臥管(guan)爐(lu)(lu)、立管(guan)爐(lu)(lu)、螺旋管(guan)圓(yuan)筒爐(lu)(lu)、U形管(guan)爐(lu)(lu)、倒U形管(guan)爐(lu)(lu)(門型爐(lu)(lu))等。
④. 按(an)受(shou)熱段分為:純輻(fu)射(she)型;輻(fu)射(she)-對(dui)流(liu)型。
⑤. 按輻(fu)(fu)射(she)(she)(she)受熱方(fang)式分為:單面輻(fu)(fu)射(she)(she)(she)、雙面輻(fu)(fu)射(she)(she)(she)、部分單面輻(fu)(fu)射(she)(she)(she)十部分雙面輻(fu)(fu)射(she)(she)(she)。
⑥. 按組(zu)合形式分為:單輻(fu)射(she)室(shi)、多輻(fu)射(she)室(shi)。
⑦. 按(an)燃燒(shao)(shao)器(qi)位置(zhi)分為:底燒(shao)(shao)、頂(ding)燒(shao)(shao)、側(端(duan))燒(shao)(shao)。

