新員工培訓(xùn)-加熱爐培訓(xùn)資料1

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第一章石油化工加熱爐的種類、用途和主要目的

一個設(shè)備，具有用耐火資料包圍的熄滅室，利用燃料熄滅產(chǎn)生的熱量將物質(zhì)(固體或流體)加熱，這樣的設(shè)備叫做“爐子〞。工業(yè)上有各種各樣的爐子，如冶金爐、熱處置爐、窯爐、熄滅爐和蒸汽鍋爐等。石油化工加熱爐是其消費過程中的高溫反響設(shè)備和高溫加熱設(shè)備。石油化工加熱爐主要特征有四點。1.1概述.按外形大致上分為以下四類〔16類〕：箱式爐〔6類〕、立式爐〔6類〕、圓筒爐〔3類〕、大型方爐〔1類〕。這種劃分法系按輻射室的外觀外形，而與對流室無關(guān)。所謂箱式爐，顧名思義其輻射室為一“箱子狀〞的六面體。與它相比，立式爐的輻射室寬度要窄一些，其兩側(cè)墻的間距與爐膛高度之比約為1：2。圓筒爐、大型方爐的稱謂也按同理而來。21.2加熱爐分類〔按外形和按用途分〕1.2.1按外形分類.3圖1-4圖1-5圖1-6.第一章石油化工加熱爐的種類、用途和主要目的4圖1-7圖1-8圖1-9.圖1-10圖1-11圖1-125.(3)立式圓筒爐①螺旋管式(圖1-14)當(dāng)爐子熱負荷非常小，而且對熱效率無要求時，采用這兩種爐型。它們是最簡單、最廉價的爐子。圖1-14型爐內(nèi)，爐管是一段環(huán)繞成螺旋狀的小管，雖然它屬于立管式爐型，但其管內(nèi)特性更接近于程度管，能完全排空，管內(nèi)壓降小。這種爐子的主要缺陷是為了便于盤旋，易于制造，被加熱介質(zhì)通常只需一管程。6.①螺旋管式(圖1-14)②純輻射式(圖l-15)7圖1-14圖1-15.(4)大型方爐8如圖l-19所示，這種爐子用兩排爐管把爐膛分成假設(shè)干小間，每間設(shè)置一或二個大容量高強熄滅器。分隔可以沿兩個方向進展，稱之為“十字交叉〞分隔法。它通常把對流室單獨放到地面上。還有把幾臺爐子的煙氣用煙道聚集攏來，送進一個公用的對流室或廢熱鍋爐。這種爐子構(gòu)造簡單，節(jié)省占地，便于回收余熱，容易實現(xiàn)爐群集中排煙，減輕大氣污染。它是專為超大型加熱爐而開發(fā)的。.圖1-199.1.2.2按用途分類按用途管式熱加爐大致分為以下幾類：爐管內(nèi)進展化學(xué)反響的爐子、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。10(1)爐管內(nèi)進展化學(xué)反響的爐子這種爐子管內(nèi)發(fā)生吸熱化學(xué)反響。按復(fù)雜程度來說，它代表了加熱爐技術(shù)的最高程度。它分為兩種：

.①爐管內(nèi)裝催化劑的，如烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化爐。②爐管內(nèi)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，而且要滿足管路中各段在化學(xué)反響方面的各種條件，如溫度和熱輸入量要求等。11.(2)加熱液體的爐子12這類爐子可分為三種：①管內(nèi)無相變化、單純的液體加熱爐這是把工藝液體預(yù)熱到其沸點以下(如溫水加熱、液相熱載體加熱等)運用的爐子。它加熱的終溫低，管內(nèi)結(jié)焦和腐蝕也小，操作上的問題較少。.②管內(nèi)進口為液相、出口為氣液混相的爐子在消費過程中，往往要求被加工的流體在氣液混相形狀下進入蒸餾塔等，此時運用這種加熱爐。在全部工藝加熱爐中它的數(shù)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(guān)系。13.③進口為液相、出口全部汽化的爐子這種爐子是反響器的進料加熱爐，它把液體完全汽化，加熱到一定溫度，然后送入工藝反響器。由于反響器的操作條件(如催化劑活性等)在運轉(zhuǎn)期中是變化的，這種爐子的操作溫度和壓力等往往變化很大。較之上述①、②兩種，有必要掌握它的變動范圍，以防止裂解和結(jié)炭發(fā)生。14.(3)氣體加熱爐如水蒸氣的過熱、工藝氣體的預(yù)熱就運用這種爐子。它多在較高溫度下操作，但由于是純氣相，結(jié)焦的能夠性不大。應(yīng)該留意的是當(dāng)氣體量很大時，爐管的路數(shù)很多，必需從構(gòu)造上保證各路均勻，防止偏流。15.(4)加熱混相流體的爐子這種爐子常用于加氫精制、加氫裂化等安裝的反響器進料加熱。由于管內(nèi)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(shè)計上要更注重管徑、管內(nèi)分量流速、盤管路數(shù)的選取，以及管內(nèi)流動形狀的判別和分叉管的配管設(shè)計等。16.1.4管式加熱爐的根本構(gòu)成與組成管式加熱爐普通由輻射室、對流室、余熱回收系統(tǒng)、熄滅器和通風(fēng)系統(tǒng)等五部分組成，如圖1-27所示。其構(gòu)造通常包括：鋼構(gòu)造、爐管、爐墻〔內(nèi)襯〕、熄滅器、孔類配件等。17.圖1-27管式加熱爐的普通構(gòu)造18.1.4.1根本構(gòu)造、爐膛與部件1.4.1.1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(zhì)進展加熱的地方。爐墻、爐頂和爐底通稱為爐襯，爐襯是加熱爐的關(guān)鍵技術(shù)條件之一。在加熱爐的運轉(zhuǎn)過程中，不僅要求爐襯可以在高溫暖荷載條件下堅持足夠的強度和穩(wěn)定性，要求爐襯可以耐受煙氣的沖刷和侵蝕，而且要求有足夠的絕熱保溫暖氣密性能。19.管式爐的爐墻構(gòu)造主要有耐火磚構(gòu)造、耐火混凝土構(gòu)造和耐火纖維構(gòu)造。其中耐火磚構(gòu)造又分為砌磚爐墻、掛磚爐墻和拉磚爐墻。20.1.4.1.2爐管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(shè)置于輻射室內(nèi)，后者設(shè)置于對流室內(nèi)。為強化傳熱，對流管圖1-28拉磚爐墻往往采用翅片管或釘頭管，其安裝方式多采用水平安裝。21.1.4.1.3鋼構(gòu)造鋼構(gòu)造是管式爐的承載骨架。管式爐的其它構(gòu)件依靠于鋼構(gòu)造，其根本元件是各種型鋼，經(jīng)過焊接或螺栓銜接構(gòu)成管式爐的骨架。老式管式爐，如方箱爐、斜頂爐等，其鋼構(gòu)造占整個管式爐投資的比重較小，近代管式爐其鋼構(gòu)造的投資比例越來越大。22.1.4.1.4其它部件管式爐配件較多，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。23.輻射室內(nèi)的爐管，經(jīng)過火焰或高溫?zé)煔膺M展傳熱，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，其資料要具有足夠的高溫強度和高溫化學(xué)穩(wěn)定性。241.4.2輻射室輻射室是加熱爐進展熱交換的主要場所，其熱負荷約占全爐的70％-80％。烴類蒸汽轉(zhuǎn)化爐、乙烯裂解爐的反響和裂解過程全部由輻射室來完成。.1.4.3對流室對流室是靠輻射室排出的高溫?zé)煔膺M展對流傳熱來加熱物料。煙氣以較高的速度沖刷爐管管壁，進展有效的對流傳熱，其熱負荷約占全爐的20％-30％。對流室普通布置在輻射室之上，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。25.1.4.4余熱回收系統(tǒng)余熱回收系統(tǒng)用以回收加熱爐的排煙余熱?；厥辗椒ㄓ袃深悾阂活愂强款A(yù)熱熄滅空氣來回收，使回收的熱量再次前往爐中；另一類是采用另外的回收系統(tǒng)回收熱量。前者稱為空氣預(yù)熱方式，后者通常用水回收稱為廢熱鍋爐方式。空氣預(yù)熱方式有直接安裝在對流室上面的固定管式空氣預(yù)熱器，還有單獨放在地面上的管式空氣預(yù)熱器等型式。26.目前，爐子的余熱回收系統(tǒng)多采用空氣預(yù)熱方式，只需高溫管式爐(烴類蒸汽轉(zhuǎn)化爐、乙烯裂解爐)和純輻射爐才運用余熱鍋爐，這類高溫管式爐的排煙溫度較高，安裝余熱回收系統(tǒng)后，爐子的總效率可到達88％-90％。27.水熱媒空氣預(yù)熱器利用除氧水或除鹽水作熱媒(中間載熱體)，建立一個閉路循環(huán)系統(tǒng)。熱媒水經(jīng)過放置在加熱爐對流室出口的煙氣換熱器吸收煙氣的熱量，再經(jīng)過布置在鼓風(fēng)機出口的空氣預(yù)熱器放出熱量，加熱空氣，將煙氣熱量傳送給加熱爐所需的空氣。為了防止煙氣換熱器發(fā)生低溫露點腐蝕，在水熱媒空氣預(yù)熱器進口和循環(huán)水泵入口之間，設(shè)置旁路調(diào)理閥，控制空氣預(yù)熱器的換熱量，保證進煙氣換熱器熱媒水的溫度高于露點溫度，即煙氣換熱器的最低壁溫高于露點(普通設(shè)計值為120℃-150℃)..1.4.5熄滅器熄滅器的作用是完成燃料的熄滅，為熱交換提供熱量。熄滅器由燃料噴嘴、配風(fēng)器、熄滅道三部分組成。熄滅器按所用燃料的不同可分為燃油熄滅器、燃氣熄滅器和油-氣結(jié)合熄滅器。熄滅器性能的好壞，直接影響熄滅質(zhì)量及爐子的熱效率。操作時，特別應(yīng)留意火焰要堅持剛直有力，調(diào)整火嘴盡能夠使?fàn)t膛受熱均勻，防止火焰舔爐管，并實現(xiàn)低氧熄滅。要保證熄滅質(zhì)量和熱效率，還必需有可靠的燃料供應(yīng)系統(tǒng)和良好的空氣預(yù)熱系統(tǒng)。30.通風(fēng)系統(tǒng)的作用是把熄滅用空氣導(dǎo)入熄滅器，將廢煙氣引出爐子。它分為自然通風(fēng)和強迫通風(fēng)兩種方式。前者依托煙囪本身的抽力，后者運用風(fēng)機。311.4.6通風(fēng)系統(tǒng)過去，絕大多數(shù)爐子都采用自然通風(fēng)方式，煙囪通常安裝在爐頂。近年來，隨著爐子構(gòu)造的復(fù)雜化，爐內(nèi)煙氣側(cè)阻力增大，加之提高爐子熱效率的需求，采用強迫通風(fēng)方式日趨普遍。.1.5管式加熱爐的主要技術(shù)目的1.5.1熱負荷每臺管式加熱爐單位時間內(nèi)管內(nèi)介質(zhì)吸收的熱量稱為有效熱負荷，簡稱熱負荷。管內(nèi)介質(zhì)所吸收的熱量用于升溫、汽化或化學(xué)反響。熱負荷的實際值，可根據(jù)介質(zhì)在管內(nèi)的工藝過程(加熱、化學(xué)反響)進展計算。加熱爐的設(shè)計熱負荷(Q)通常取計算熱負荷(Q’)的1.15-1.2倍。熱負荷的大小表示爐子消費才干的大小。32.1.5.2爐膛體積熱強度爐膛單位體積在單位時間內(nèi)燃料熄滅的放熱量，稱為爐膛體積熱強度。即33式中g(shù)v-爐膛體積熱強度，KW／m3B-燃料用量，kg/hQ1-燃料低熱值，kJ/kg燃料V-爐膛〔輻射室〕體積，m3gv值越大爐膛溫度越高，不利于長周期平安運轉(zhuǎn)，因此爐膛體積熱強度不允許過大，普通控制在1.16×102kW／m3以下。

.1.5.3輻射外表熱強度輻射爐管單位外表積(普通按爐管外徑計算外表積)、單位時間內(nèi)所傳送的熱量稱為爐管的輻射外表熱強度gR,也稱為輻射熱通量或熱流率。34.gR表示輻射室爐管傳熱強度的大小。應(yīng)留意gR普通指輻射室一切爐管的平均值。由于輻射室內(nèi)各部位受熱不一致，不同的爐管以及同一根爐管的不同部位，實踐部分熱強度相差很大。gR值越大，完成一定加熱義務(wù)所需的輻射爐管就越少，輻射室體積越緊湊，投資也可降低，所以要盡能夠提高爐管外表熱強度。各種爐子的輻射外表熱強度引薦值見表1-2。35.1.5.4對流外表熱強度對流爐管單位面積在單位時間內(nèi)所傳送的熱量稱為對流外表熱強度。目前，加熱爐對流室多以釘頭管或翅片管替代過去的光管，以強化傳熱。釘頭管或翅片管的熱強度普通為光管的兩倍以上。也就是說，一根釘頭管或翅片管相當(dāng)于兩根以上光管的傳熱才干。36.即熱效率是衡量燃料利用情況，評價爐子設(shè)計和操作程度，標(biāo)定爐子性能的主要目的。熱效率越高，燃料的有效利用率越高，燃料耗量越少，