第一章石油化工加熱爐的種類用途和主要指標()

1、20112011年年1111月月中石化加熱爐測評中心長嶺站中石化加熱爐測評中心長嶺站岳陽長嶺設備研究所有限公司岳陽長嶺設備研究所有限公司2第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標 一個設備，具有用耐火材料包圍的燃燒室，利用燃料燃燒一個設備，具有用耐火材料包圍的燃燒室，利用燃料燃燒產生的熱量將物質產生的熱量將物質(固體或流體固體或流體)加熱，這樣的設備叫做加熱，這樣的設備叫做“爐子爐子”。工業(yè)上有各種各樣的爐子，如冶金爐、熱處理爐、窯爐、。工業(yè)上有各種各樣的爐子，如冶金爐、熱處理爐、窯爐、焚燒爐和蒸汽鍋爐等。石油化工加熱爐是其生產過程中的高溫焚燒爐和

2、蒸汽鍋爐等。石油化工加熱爐是其生產過程中的高溫反應設備和高溫加熱設備。反應設備和高溫加熱設備。 石油化工管式加熱爐主要特征有四點。石油化工管式加熱爐主要特征有四點。1.1 1.1 概述概述3第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標管式加熱爐的特征：管式加熱爐的特征： （1）被加熱物質在管內流動，故僅限于加熱氣體和液體。）被加熱物質在管內流動，故僅限于加熱氣體和液體。而且，這些氣體或液體通常都是易燃易爆的烴類物質，同鍋爐而且，這些氣體或液體通常都是易燃易爆的烴類物質，同鍋爐加熱水和蒸汽相比，危險性大，操作條件要苛刻得多。加熱水和蒸汽相比，危險性大，操

3、作條件要苛刻得多。 （2）加熱方式為直接受火式，加熱溫度高，傳熱能力大。）加熱方式為直接受火式，加熱溫度高，傳熱能力大。 （3）只燒氣體或液體燃料。）只燒氣體或液體燃料。 （4）長周期連續(xù)運轉，不間斷操作，便于管理。）長周期連續(xù)運轉，不間斷操作，便于管理。 某些爐子往往成為該領域的技術關鍵。某些爐子往往成為該領域的技術關鍵。 圖1-1 4第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標管式加熱爐管式加熱爐 圖圖1-2第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標5管式加熱爐的四個主要組成部分管式加熱爐的四個主要組成部

4、分 一般石油化工加熱爐的設計：一般石油化工加熱爐的設計： 主要有主要有工藝計算工藝計算和和結構設計結構設計兩部分工作。兩部分工作。工藝計算部分工藝計算部分的內的內容和目的是根據工藝要求，確定合適的爐型方案，進行燃料燃燒容和目的是根據工藝要求，確定合適的爐型方案，進行燃料燃燒計算；爐子系統熱平衡計算以確定燃料消耗量，進行輻射室傳熱計算；爐子系統熱平衡計算以確定燃料消耗量，進行輻射室傳熱計算，以布置與確定輻射傳熱面積；爐子系統煙氣側的流動阻力計算，以布置與確定輻射傳熱面積；爐子系統煙氣側的流動阻力和煙囪計算以確定煙氣抽引裝置。必要時亦須對工藝物料的阻力和煙囪計算以確定煙氣抽引裝置。必要時亦須對工藝

5、物料的阻力進行核算。進行核算。結構設計結構設計的主要內容是根據爐型方案進行總體布置，的主要內容是根據爐型方案進行總體布置，并確定爐子燃燒裝置、爐用附件等結構。并確定爐子燃燒裝置、爐用附件等結構。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標6 按外形大致上分為以下四類（按外形大致上分為以下四類（16類）：箱式爐（類）：箱式爐（6類）、立式爐（類）、立式爐（6類）類） 、圓筒爐（、圓筒爐（3類）類） 、大型方爐、大型方爐（1類）類） 。這種劃分法系按輻射室的外觀形狀，而與。這種劃分法系按輻射室的外觀形狀，而與對流室無關。所謂箱式爐，顧名思義其輻射室為一對流

6、室無關。所謂箱式爐，顧名思義其輻射室為一“箱子狀箱子狀”的六面體。與它相比，立式爐的輻射室寬度的六面體。與它相比，立式爐的輻射室寬度要窄一些，其兩側墻的間距與爐膛高度之比約為要窄一些，其兩側墻的間距與爐膛高度之比約為1：2。圓筒爐、大型方爐的稱呼也按同理而來。圓筒爐、大型方爐的稱呼也按同理而來。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標7 1.2加熱爐分類（按按加熱爐分類（按按外形外形和和用途用途分）分）1.2.1 按外形分類按外形分類 圖圖1-3 1-3 圖圖1-41-4第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和

7、主要指標81.1.箱式爐箱式爐 圖圖1-5 1-5 圖圖1-61-69第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標1.1.箱式爐箱式爐 圖圖1-7 1-7 圖圖1-81-810第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標1.1.箱式爐箱式爐11 第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標圖圖1- 9 1- 9 附墻火焰式爐附墻火焰式爐1.1.箱式爐箱式爐 圖圖1-101-1012 第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標 圖圖1-111-1113第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標14第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標圖圖1-1

8、21-12 1.2.2 按用途分類按用途分類 按用途管式熱加爐大致分為以下幾類：按用途管式熱加爐大致分為以下幾類：爐管內進行化學反爐管內進行化學反應的爐子、加熱液體的爐子、加熱氣體的爐子和加熱氣、液混應的爐子、加熱液體的爐子、加熱氣體的爐子和加熱氣、液混相流體的爐子。相流體的爐子。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標15(1)爐管內進行化學反應的爐子爐管內進行化學反應的爐子 這種爐子管內發(fā)生吸熱化學反應。按復雜程度來說，它代這種爐子管內發(fā)生吸熱化學反應。按復雜程度來說，它代表了加熱爐技術的最高水平。它分為兩種：表了加熱爐技術的最高水平。它分為兩

9、種： 第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標 爐管內裝催化劑的，如烴類水蒸氣轉化爐。爐管內裝催化劑的，如烴類水蒸氣轉化爐。 爐管內不裝催化劑的，如乙烯裂解爐。爐管內不裝催化劑的，如乙烯裂解爐。 無論其中哪一種，不光要求從爐子吸熱，而且要無論其中哪一種，不光要求從爐子吸熱，而且要滿足管路中各段在化學反應方面的各種條件，如溫度滿足管路中各段在化學反應方面的各種條件，如溫度和熱輸入量要求等。和熱輸入量要求等。16(2)加熱液體的爐子加熱液體的爐子第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標17 這類爐子可分為三種：這類爐子可分為三種：管內無相變化、單純

10、的液體加熱爐管內無相變化、單純的液體加熱爐 這是把工藝液體預熱到其沸點以下這是把工藝液體預熱到其沸點以下(如溫水加熱、液相如溫水加熱、液相熱載體加熱等熱載體加熱等)使用的爐子。它加熱的終溫低，管內結焦和使用的爐子。它加熱的終溫低，管內結焦和腐蝕也小，操作上的問題較少。腐蝕也小，操作上的問題較少。 管內進口為液相、出口為氣液混相的爐子管內進口為液相、出口為氣液混相的爐子 在生產過程中，往往要求被加工的流體在氣液混相狀態(tài)下在生產過程中，往往要求被加工的流體在氣液混相狀態(tài)下進入蒸餾塔等，此時使用這種加熱爐。在全部工藝加熱爐中它進入蒸餾塔等，此時使用這種加熱爐。在全部工藝加熱爐中它的數量最大。對于這種

11、爐子，最重要的是把握住吸熱量、氣化的數量最大。對于這種爐子，最重要的是把握住吸熱量、氣化率、壓力降、溫度之間的關系。率、壓力降、溫度之間的關系。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標18 進口為液相、出口全部汽化的爐子進口為液相、出口全部汽化的爐子 這種爐子是反應器的進料加熱爐，它把液體完全汽化，加這種爐子是反應器的進料加熱爐，它把液體完全汽化，加熱到一定溫度，然后送入工藝反應器。由于反應器的操作條件熱到一定溫度，然后送入工藝反應器。由于反應器的操作條件(如催化劑活性等如催化劑活性等)在運轉期中是變化的，這種爐子的操作溫度在運轉期中是變化的，這種

12、爐子的操作溫度和壓力等往往變化很大。較之上述、兩種，有必要掌握它和壓力等往往變化很大。較之上述、兩種，有必要掌握它的變動范圍，以防止裂解和結炭發(fā)生。的變動范圍，以防止裂解和結炭發(fā)生。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標19 (3)氣體加熱爐氣體加熱爐 如水蒸氣的過熱、工藝氣體的預熱就使用這種爐子。它多如水蒸氣的過熱、工藝氣體的預熱就使用這種爐子。它多在較高溫度下操作，但因為是純氣相，結焦的可能性不大。應在較高溫度下操作，但因為是純氣相，結焦的可能性不大。應該注意的是當氣體量很大時，爐管的路數很多，必須從結構上該注意的是當氣體量很大時，爐管的路數

13、很多，必須從結構上保證各路均勻，防止偏流。保證各路均勻，防止偏流。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標20 (4)加熱混相流體的爐子加熱混相流體的爐子 這種爐子常用于加氫精制、加氫裂化等裝置的反應器進料這種爐子常用于加氫精制、加氫裂化等裝置的反應器進料加熱。由于管內流體從爐子入口起就是氣、液混相，較上述純加熱。由于管內流體從爐子入口起就是氣、液混相，較上述純氣體加熱爐更難保證各路流量的均勻，設計上要更重視管徑、氣體加熱爐更難保證各路流量的均勻，設計上要更重視管徑、管內重量流速、盤管路數的選取，以及管內流動狀態(tài)的判斷和管內重量流速、盤管路數的選取

14、，以及管內流動狀態(tài)的判斷和分叉管的配管設計等。分叉管的配管設計等。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標21 1.2.3 爐型選擇的基本原則爐型選擇的基本原則 如何正確選擇上述各種爐型沒有絕對不變的標準，對具體如何正確選擇上述各種爐型沒有絕對不變的標準，對具體情況要作具體分析。對于圓筒爐、橫管立式爐和立管箱式爐等情況要作具體分析。對于圓筒爐、橫管立式爐和立管箱式爐等三種基本爐型，其技術指標的對比如表三種基本爐型，其技術指標的對比如表1一一1所示。所示。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標22表表1

15、一一1 基本爐型對比表基本爐型對比表 第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標23:包括水平抽管場地面積。包括水平抽管場地面積。 項項 目目圓筒爐圓筒爐(中問不排管中問不排管) 橫管立式爐橫管立式爐立管箱式爐立管箱式爐(中問排管中問排管)爐體占地面積爐體占地面積(m2MW)金屬材料用量金屬材料用量(t/MW)高鉻鎳合金鋼管架用量高鉻鎳合金鋼管架用量(kgMW)投資對比投資對比適用熱負荷范圍適用熱負荷范圍Mw輻射室爐管表面平均熱強度輻射室爐管表面平均熱強度(Wm2)3.5-4.58-2130-1701003024000-37000以下原則可供選型時參

16、考：以下原則可供選型時參考：第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標24 輻射室用立管有很多優(yōu)點：爐管的支承結構簡單，輻射管架合輻射室用立管有很多優(yōu)點：爐管的支承結構簡單，輻射管架合金鋼用量少；管子不承受由自重而引起的彎曲應力；管系的熱膨脹金鋼用量少；管子不承受由自重而引起的彎曲應力；管系的熱膨脹易于處理；爐子旁邊不需要預留抽爐管所需的空地等易于處理；爐子旁邊不需要預留抽爐管所需的空地等.橫管僅在下列橫管僅在下列特殊情況下才有優(yōu)點：被加熱介質容易結焦或堵塞，爐管要求用帶特殊情況下才有優(yōu)點：被加熱介質容易結焦或堵塞，爐管要求用帶堵頭的回彎頭連接，以便

17、除焦或清洗；要求管系能完全排空；管內堵頭的回彎頭連接，以便除焦或清洗；要求管系能完全排空；管內為混相狀態(tài)，要求流動平穩(wěn)、可靠等。為混相狀態(tài)，要求流動平穩(wěn)、可靠等。 (1)從結構、制造、投資費用方面考慮，應優(yōu)先選擇輻射室用立從結構、制造、投資費用方面考慮，應優(yōu)先選擇輻射室用立管的加熱爐。管的加熱爐。(2)對一般用途的中小負荷爐子，宜優(yōu)先考慮立式圓筒爐。對一般用途的中小負荷爐子，宜優(yōu)先考慮立式圓筒爐。(3)中國石油化工集團公司中國石油化工集團公司石油化工管式爐設計規(guī)范石油化工管式爐設計規(guī)范(SHJ 36-91)在第在第2.0.2條中提出了下列意見：條中提出了下列意見：a設計熱負荷小于設計熱負荷小于

18、1MW時，宜采用純輻射圓筒爐；時，宜采用純輻射圓筒爐；b設計熱負荷為設計熱負荷為l30MW時，應優(yōu)先選用輻射一對流型圓筒爐；時，應優(yōu)先選用輻射一對流型圓筒爐；c設計熱負荷大于設計熱負荷大于30MW時，應通過對比選用爐膛中間排管的圓筒爐、立式時，應通過對比選用爐膛中間排管的圓筒爐、立式 爐、箱式或其他爐型；爐、箱式或其他爐型；d被加熱介質易結焦時，宜采用橫管立式爐；被加熱介質易結焦時，宜采用橫管立式爐；第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標25e被加熱介質流量小且要求壓降小時，宜采用螺旋管圓筒爐；被加熱介質流量小且要求壓降小時，宜采用螺旋管圓筒爐；

19、f被加熱介質流量大，要求壓降小時被加熱介質流量大，要求壓降小時(如重整爐如重整爐)，宜采用，宜采用U形管形管(或或環(huán)形管環(huán)形管)加熱爐；加熱爐；g使用材料價格昂貴的爐管，應優(yōu)先選用雙面輻射管排的爐型。使用材料價格昂貴的爐管，應優(yōu)先選用雙面輻射管排的爐型。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標26第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標27 1.3 幾種爐型幾種爐型 介紹介紹 1.3.1 熱媒爐熱媒爐 熱媒爐具有低壓高溫的工作特性，其工作壓力一般低于熱媒爐具有低壓高溫的工作特性，其工作壓力一般低于1MP

20、a，供熱溫度可達液相，供熱溫度可達液相350或汽相或汽相400。凡是需要均。凡是需要均勻穩(wěn)定地加熱，且不允許火焰直接加熱，而工藝加熱溫度在勻穩(wěn)定地加熱，且不允許火焰直接加熱，而工藝加熱溫度在150-380之間的各種生產場合，均可采用熱媒爐供熱。之間的各種生產場合，均可采用熱媒爐供熱。某些生活用熱也可由熱媒爐供給。某些生活用熱也可由熱媒爐供給。 其工作原理為：燃料通過燃燒器在爐膛內燃燒其工作原理為：燃料通過燃燒器在爐膛內燃燒產生熱量，熱量通過爐管以對流和輻射的形式傳熱產生熱量，熱量通過爐管以對流和輻射的形式傳熱給導熱油，導熱油在循環(huán)泵的驅動下通過加熱爐出給導熱油，導熱油在循環(huán)泵的驅動下通過加熱爐

21、出口進入換熱器管程內將走殼程的原油加熱后回到循口進入換熱器管程內將走殼程的原油加熱后回到循環(huán)泵，通過加熱爐再吸收熱量，如此周而復始，以環(huán)泵，通過加熱爐再吸收熱量，如此周而復始，以導熱油為熱載體導熱油為熱載體(或稱熱媒或稱熱媒)實現熱量的連續(xù)傳遞。實現熱量的連續(xù)傳遞。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標28熱媒爐工藝流程如圖熱媒爐工藝流程如圖1-13所示。所示。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標29 圖圖1-13 1.3.2 烴類蒸氣轉化爐烴類蒸氣轉化爐 以烴類為原料，用蒸汽轉化法生產合成氨原料

22、氣和以烴類為原料，用蒸汽轉化法生產合成氨原料氣和氫氣，在合成氨、煉油、石油化工、冶金等工業(yè)部門具氫氣，在合成氨、煉油、石油化工、冶金等工業(yè)部門具有特定的地位。煉油廠的制氫爐、甲醇廠的制氫轉化爐有特定的地位。煉油廠的制氫爐、甲醇廠的制氫轉化爐和合成氨廠的一段轉化爐等都屬于烴類蒸汽轉化爐。和合成氨廠的一段轉化爐等都屬于烴類蒸汽轉化爐。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標30 烴類蒸汽轉化爐的工作條件比較苛刻，使用的都烴類蒸汽轉化爐的工作條件比較苛刻，使用的都是耐高溫的含高鎳鉻的合金材料，因此在爐子設計時是耐高溫的含高鎳鉻的合金材料，因此在爐子設計時

23、要求合理使用爐管及盡量降低對爐管的要求，防止局要求合理使用爐管及盡量降低對爐管的要求，防止局部過熱，使周向和軸向溫度分布均勻。注意設計時所部過熱，使周向和軸向溫度分布均勻。注意設計時所選用的爐型、原料、催化劑和操作條件是一個整體。選用的爐型、原料、催化劑和操作條件是一個整體。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標31 1-出口總管出口總管 2-保溫箱保溫箱 3-出口豬尾管出口豬尾管 4-懸吊爐頂懸吊爐頂 5-懸掛爐墻懸掛爐墻 6-絕熱耐火墻絕熱耐火墻 7-煙煙道道 8-燒嘴燒嘴 9-天然氣預熱器天然氣預熱器 10-廢熱鍋爐廢熱鍋爐 11-蒸汽過熱

24、器蒸汽過熱器 12-天然氣蒸汽加熱器天然氣蒸汽加熱器 13-工藝空氣加熱器工藝空氣加熱器 14-廢熱鍋爐保護管廢熱鍋爐保護管第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標32 圖圖1-14 轉化爐結構示意圖轉化爐結構示意圖第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標33 烴類蒸汽轉化是伴有傳熱、傳質、動量傳遞和復雜化烴類蒸汽轉化是伴有傳熱、傳質、動量傳遞和復雜化學反應的綜合過程，要求傳熱與反應必須相適應，對于學反應的綜合過程，要求傳熱與反應必須相適應，對于這樣的復雜反應，能夠控制其反應的進程是關鍵。這樣的復雜反應

25、，能夠控制其反應的進程是關鍵。 1.4 管式加熱爐的基本構成與組成管式加熱爐的基本構成與組成 管式加熱爐一般由管式加熱爐一般由輻射室、對流室、余熱回收輻射室、對流室、余熱回收系統、燃燒器和通風系統系統、燃燒器和通風系統等五部分組成，如圖等五部分組成，如圖1-15所示。其結構通常包括：所示。其結構通常包括：鋼結構、爐管、爐墻（內鋼結構、爐管、爐墻（內襯）、燃燒器、孔類配件襯）、燃燒器、孔類配件等。等。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標34圖圖1-15 管式加熱爐的一般結構管式加熱爐的一般結構第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油

26、化工加熱爐的種類、用途和主要指標351.4.1 基本結構、爐膛與部件基本結構、爐膛與部件1.4.1.1 爐膛與爐墻（爐襯）爐膛與爐墻（爐襯） 爐膛是由爐墻、爐頂和爐底圍成的空間，是對物質進行加爐膛是由爐墻、爐頂和爐底圍成的空間，是對物質進行加熱的地方。熱的地方。爐墻、爐頂和爐底通稱為爐襯爐墻、爐頂和爐底通稱為爐襯，爐襯是加熱爐的關鍵爐襯是加熱爐的關鍵技術條件之一。在加熱爐的運行過程中，不僅要求爐襯能夠在高技術條件之一。在加熱爐的運行過程中，不僅要求爐襯能夠在高溫和荷載條件下保持足夠的溫和荷載條件下保持足夠的強度和穩(wěn)定性強度和穩(wěn)定性，要求爐襯能夠，要求爐襯能夠耐受煙耐受煙氣的沖刷和侵蝕氣的沖刷和

27、侵蝕，而且要求有，而且要求有足夠的絕熱保溫和氣密性能足夠的絕熱保溫和氣密性能。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標36 為此，爐襯通常由為此，爐襯通常由耐火層、保溫層、防護層和鋼結構耐火層、保溫層、防護層和鋼結構幾部分幾部分組成。其中組成。其中耐火層耐火層直接承受爐膛內的高溫氣流沖刷和侵蝕，通常直接承受爐膛內的高溫氣流沖刷和侵蝕，通常采用各種耐火材料經砌筑、搗打或澆注形成；采用各種耐火材料經砌筑、搗打或澆注形成；保溫層保溫層通常采用各通常采用各種多孔的保溫材料經砌筑、敷設、充填或粘貼形成，其功能在于種多孔的保溫材料經砌筑、敷設、充填或粘貼形成，

28、其功能在于最大限度地減少爐襯的散熱損失，改善現場操作條件；最大限度地減少爐襯的散熱損失，改善現場操作條件；防護層防護層通通常采用建筑磚或鋼板，其功能在于保持爐襯的氣密性，保護多孔常采用建筑磚或鋼板，其功能在于保持爐襯的氣密性，保護多孔保溫材料形成的保溫層免于損壞；保溫材料形成的保溫層免于損壞；鋼結構鋼結構是位于爐襯最外層的由是位于爐襯最外層的由各種鋼材拼焊、裝配成的承載框架，其功能在于承擔爐襯、燃燒各種鋼材拼焊、裝配成的承載框架，其功能在于承擔爐襯、燃燒設施、檢測儀器、爐門、爐前管道以及檢修、操作人員所形成的設施、檢測儀器、爐門、爐前管道以及檢修、操作人員所形成的載荷，提供有關設施的安裝框架。

29、載荷，提供有關設施的安裝框架。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標37 管式爐的爐墻結構主要有耐火磚結構、耐管式爐的爐墻結構主要有耐火磚結構、耐火混凝土結構和耐火纖維結構。其中耐火磚結火混凝土結構和耐火纖維結構。其中耐火磚結構又分為砌磚爐墻、掛磚爐墻和拉磚爐墻。構又分為砌磚爐墻、掛磚爐墻和拉磚爐墻。拉拉磚爐墻是目前應用比較廣泛的爐墻，尤其是溫磚爐墻是目前應用比較廣泛的爐墻，尤其是溫度較高的管式加熱爐，如裂解爐和轉化爐。度較高的管式加熱爐，如裂解爐和轉化爐。典典型的拉磚結構如圖型的拉磚結構如圖1-16所示。所示。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類

30、、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標38圖圖1-16拉磚爐墻拉磚爐墻 第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標39 1.4.1.2 爐管爐管 管式爐爐管是物料攝取熱量的媒介。按受熱方式管式爐爐管是物料攝取熱量的媒介。按受熱方式不同可分為輻射爐管和對流爐管，前者設置于輻射室內，不同可分為輻射爐管和對流爐管，前者設置于輻射室內，后者設置于對流室內。為強化傳熱，對流管往往采用翅片后者設置于對流室內。為強化傳熱，對流管往往采用翅片管或釘頭管，其安裝方式多采用水平安裝。管或釘頭管，其安裝方式多采用水平安裝。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、

31、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標40 1.4.1.3 鋼結構鋼結構 鋼結構是管式爐的承載骨架。管式爐的其它鋼結構是管式爐的承載骨架。管式爐的其它構件依附于鋼結構，其基本元件是各種型鋼，通過構件依附于鋼結構，其基本元件是各種型鋼，通過焊接或螺栓連接構成管式爐的骨架。老式管式爐，焊接或螺栓連接構成管式爐的骨架。老式管式爐，如方箱爐、斜頂爐等，其鋼結構占整個管式爐投資如方箱爐、斜頂爐等，其鋼結構占整個管式爐投資的比重較小，近代管式爐其鋼結構的投資比例越來的比重較小，近代管式爐其鋼結構的投資比例越來越大。越大。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用

32、途和主要指標41 1.4.1.4 其它部件其它部件 管式爐配件較多，主要有看火孔、點火孔、測管式爐配件較多，主要有看火孔、點火孔、測試孔、爐用人孔、防爆門、吹灰器、煙囪擋板等。試孔、爐用人孔、防爆門、吹灰器、煙囪擋板等。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標42 輻射室內的爐管，通過火焰或高溫煙氣進行傳熱，以輻射熱輻射室內的爐管，通過火焰或高溫煙氣進行傳熱，以輻射熱為主，故稱之為輻射管。它直接受火焰輻射沖刷，溫度高，其為主，故稱之為輻射管。它直接受火焰輻射沖刷，溫度高，其材料要具有足夠的高溫強度和材料要具有足夠的高溫強度和高溫化學穩(wěn)定性高溫化學穩(wěn)

33、定性。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標431.4.2 輻射室輻射室 輻射室是加熱爐進行熱交換的主要場所，其熱負荷約占全輻射室是加熱爐進行熱交換的主要場所，其熱負荷約占全爐的爐的60-80。烴類蒸汽轉化爐、乙烯裂解爐的反應和裂解烴類蒸汽轉化爐、乙烯裂解爐的反應和裂解過程全部由輻射室來完成。過程全部由輻射室來完成。 1.4.3 對流室對流室 對流室是靠輻射室排出的高溫煙氣進行對流傳熱來對流室是靠輻射室排出的高溫煙氣進行對流傳熱來加熱物料。煙氣以較高的速度沖刷爐管管壁，進行有效加熱物料。煙氣以較高的速度沖刷爐管管壁，進行有效的對流傳熱，其熱負荷約

34、占全爐的的對流傳熱，其熱負荷約占全爐的20-40。對流室。對流室一般布置在輻射室之上，有的單獨放在地面。為了提高一般布置在輻射室之上，有的單獨放在地面。為了提高傳熱效果，爐管多采用釘頭管或翅片管。傳熱效果，爐管多采用釘頭管或翅片管。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標44 1.4.4 余熱回收系統余熱回收系統 余熱回收系統用以回收加熱爐的排煙余熱?；厥沼酂峄厥障到y用以回收加熱爐的排煙余熱。回收方法有兩類：一類是靠預熱燃燒空氣來回收，使回收方法有兩類：一類是靠預熱燃燒空氣來回收，使回收的熱量再次返回爐中；另一類是采用另外的回收系統的熱量再次返回爐

35、中；另一類是采用另外的回收系統回收熱量。前者稱為空氣預熱方式，后者通常用水回回收熱量。前者稱為空氣預熱方式，后者通常用水回收稱為廢熱鍋爐方式?？諝忸A熱方式有直接安裝在對收稱為廢熱鍋爐方式?？諝忸A熱方式有直接安裝在對流室上面的固定管式空氣預熱器，還有單獨放在地面流室上面的固定管式空氣預熱器，還有單獨放在地面上的管式空氣預熱器等型式。上的管式空氣預熱器等型式。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標45 目前，爐子的余熱回收系統多采用空氣預目前，爐子的余熱回收系統多采用空氣預熱方式，只有高溫管式爐熱方式，只有高溫管式爐(烴類蒸汽轉化爐、乙烴類蒸汽轉化爐

36、、乙烯裂解爐烯裂解爐)和純輻射爐才使用余熱鍋爐，這類高和純輻射爐才使用余熱鍋爐，這類高溫管式爐的排煙溫度較高，安裝余熱回收系統溫管式爐的排煙溫度較高，安裝余熱回收系統后，爐子的總效率可達到后，爐子的總效率可達到88-93。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標46 1.4.5 燃燒器燃燒器 燃燒器的作用是完成燃料的燃燒，為熱交換提供熱量。燃燃燒器的作用是完成燃料的燃燒，為熱交換提供熱量。燃燒器由燒器由燃料噴嘴、配風器、燃燒道燃料噴嘴、配風器、燃燒道三部分組成。燃燒器按所用三部分組成。燃燒器按所用燃料的不同可分為燃料的不同可分為燃油燃燒器、燃氣燃燒

37、器和油燃油燃燒器、燃氣燃燒器和油-氣聯合燃燒氣聯合燃燒器器（見圖（見圖1-17）。燃燒器性能的好壞，直接影響燃燒質量及爐）。燃燒器性能的好壞，直接影響燃燒質量及爐子的熱效率。操作時，特別應注意火焰要保持一定的焰形，調子的熱效率。操作時，特別應注意火焰要保持一定的焰形，調整火嘴盡可能使爐膛受熱均勻，避免火焰舔爐管，并實現低氧整火嘴盡可能使爐膛受熱均勻，避免火焰舔爐管，并實現低氧燃燒。要保證燃燒質量和熱效率，還必須有可靠的燃料供應系燃燒。要保證燃燒質量和熱效率，還必須有可靠的燃料供應系統和良好的空氣預熱系統。統和良好的空氣預熱系統。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的

38、種類、用途和主要指標4748 第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標圖圖1-17 燃燒器結構燃燒器結構氣體燃燒器氣體燃燒器(2008.10).docx 通風系統的作用是把燃燒用空氣導入燃燒器，將廢通風系統的作用是把燃燒用空氣導入燃燒器，將廢煙氣引出爐子。它分為自然通風和強制通風兩種方式。煙氣引出爐子。它分為自然通風和強制通風兩種方式。前者依靠煙囪本身的抽力，后者使用風機。前者依靠煙囪本身的抽力，后者使用風機。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標49 1.4.6 通風系統通風系統 過去，絕大多數爐子都采用自然通風方式，煙囪通過去，絕大多數爐

39、子都采用自然通風方式，煙囪通常安裝在爐頂。近年來，隨著爐子結構的復雜化，爐內常安裝在爐頂。近年來，隨著爐子結構的復雜化，爐內煙氣側阻力增大，加之提高爐子熱效率的需要，采用強煙氣側阻力增大，加之提高爐子熱效率的需要，采用強制通風方式日趨普遍。制通風方式日趨普遍。 1.5 管式加熱爐的主要技術指標管式加熱爐的主要技術指標 1.5.1 熱負荷熱負荷 每臺管式加熱爐單位時間內管內介質吸收的熱量稱為有效熱負每臺管式加熱爐單位時間內管內介質吸收的熱量稱為有效熱負荷，簡稱熱負荷。管內介質所吸收的熱量用于升溫、汽化或化學反荷，簡稱熱負荷。管內介質所吸收的熱量用于升溫、汽化或化學反應。熱負荷的理論值，可根據介質

40、在管內的工藝過程應。熱負荷的理論值，可根據介質在管內的工藝過程(加熱、化學反加熱、化學反應應)進行計算。加熱爐的設計熱負荷進行計算。加熱爐的設計熱負荷(Q)通常取計算熱負荷通常取計算熱負荷(Q)的的1.15-1.2倍。熱負荷的大小表示爐子生產能力的大小。倍。熱負荷的大小表示爐子生產能力的大小。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標50 1.5.2 爐膛體積熱強度爐膛體積熱強度 爐膛單位體積在單位時間內燃料燃燒的放熱量，稱為爐膛體積爐膛單位體積在單位時間內燃料燃燒的放熱量，稱為爐膛體積熱強度。即熱強度。即第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主

41、要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標51 式中式中 gv-爐膛體積熱強度，爐膛體積熱強度，KWm3 B- 燃料用量，燃料用量，kg/h Q1-燃料低熱值，燃料低熱值，kJ/ kg燃料燃料 V- 爐膛（輻射室）體積，爐膛（輻射室）體積，m3 gv值越大爐膛溫度越高，不利于長周期安全運行，因此爐值越大爐膛溫度越高，不利于長周期安全運行，因此爐膛體積熱強度不允許過大，一般控制在膛體積熱強度不允許過大，一般控制在1.16102 kWm3以下。以下。 1.5.3 輻射表面熱強度輻射表面熱強度 輻射爐管單位表面積輻射爐管單位表面積(一般按爐管外徑計算表一般按爐管外徑計算表面積面積)、單位時間內所傳遞

42、的熱量稱為爐管的輻射、單位時間內所傳遞的熱量稱為爐管的輻射表面熱強度表面熱強度gR,也稱為輻射熱通量或熱流率。也稱為輻射熱通量或熱流率。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標52 gR表示輻射室爐管傳熱強度的大小。應注意表示輻射室爐管傳熱強度的大小。應注意gR一般指輻射室所有爐管的平均值。由于輻射室內各一般指輻射室所有爐管的平均值。由于輻射室內各部位受熱不一致，不同的爐管以及同一根爐管的不部位受熱不一致，不同的爐管以及同一根爐管的不同部位，實際局部熱強度相差很大。同部位，實際局部熱強度相差很大。 gR值越大，完值越大，完成一定加熱任務所需的輻射爐管就越少，輻射室體成一定加熱任務所需的輻射爐管就越少，輻射室體積越緊湊，投資也可降低，所以要盡可能提高爐管積越緊湊，投資也可降低，所以要盡可能提高爐管表面熱強度。各種爐子的輻射表面熱強度推薦值見表面熱強度。各種爐子的輻射表面熱強度推薦值見表表1-2。第一章第一章 石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標石油化工加熱爐的種類、用途和主要指標53 1.5.4 對流表面熱強度對流表面熱強度 對流爐管單位面積在單位時間內所傳遞的熱量稱為對流爐管單位面積在單位時間