石油化工行業(ye)中使用的加(jia)熱(re)(re)爐(lu),是一個在鋼板外(wai)殼里(li)面砌筑耐(nai)火(huo)絕熱(re)(re)材料的燃燒(shao)室,燃料在燃燒(shao)室內燃燒(shao),產生的熱(re)(re)量用以(yi)加(jia)熱(re)(re)排列在燃燒(shao)室內鋼管(guan)里(li)的原料,通(tong)常(chang)稱這種(zhong)形式的加(jia)熱(re)(re)裝(zhuang)置(zhi)為管(guan)式加(jia)熱(re)(re)爐(lu),是工業(ye)裝(zhuang)置(zhi)主要工藝設備(bei)之一,例(li)如,在乙烯裝(zhuang)置(zhi),裂解爐(lu)投(tou)資占(zhan)全(quan)裝(zhuang)置(zhi)設備(bei)總(zong)投(tou)資的1/3,能耗占(zhan)裝(zhuang)置(zhi)總(zong)能耗的50%~60%。
爐(lu)子(zi)的(de)作用(yong)是將通過的(de)物料加熱至所需溫(wen)度,然后進(jin)入下(xia)一工藝設(she)備(bei)進(jin)行分餾、裂解或反應等,也可作為熱介質系統。
加(jia)熱(re)(re)爐(lu)一(yi)般(ban)是利用(yong)(yong)燃氣(qi)(qi)(qi)或燃油(you),在(zai)爐(lu)膛(tang)中(zhong)燃燒釋放熱(re)(re)量作為熱(re)(re)源,由(you)燃燒產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫氣(qi)(qi)(qi)體傳送給(gei)(gei)爐(lu)管內的(de)(de)(de)(de)(de)流體,加(jia)熱(re)(re)爐(lu)一(yi)般(ban)由(you)輻射(she)段和對流段組成(cheng)。在(zai)輻射(she)段內,高(gao)溫煙氣(qi)(qi)(qi)主要以輻射(she)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式將(jiang)熱(re)(re)量傳給(gei)(gei)輻射(she)管。煙氣(qi)(qi)(qi)上(shang)升進(jin)入對流段,在(zai)對流段中(zhong)煙氣(qi)(qi)(qi)主要以對流的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式將(jiang)熱(re)(re)量傳給(gei)(gei)對流管。為了提高(gao)加(jia)熱(re)(re)爐(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)效率(lv),普遍采用(yong)(yong)余熱(re)(re)回(hui)收系統,并采用(yong)(yong)集中(zhong)排煙的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)煙囪(cong)以減少環境污染。圖8.1所示為物(wu)料(liao)加(jia)熱(re)(re)一(yi)般(ban)流程(cheng)。例如(ru),乙烯生產(chan)裝置(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)裂解爐(lu)是將(jiang)石腦油(you)或輕柴油(you)和一(yi)定比例的(de)(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)在(zai)爐(lu)管內從600℃迅速加(jia)熱(re)(re)到800℃左(zuo)右,在(zai)短時(shi)間內完(wan)成(cheng)裂解反應。
石油化工裝(zhuang)置中(zhong),有許(xu)多(duo)裝(zhuang)置需(xu)要加熱(re)爐(lu)(嚴格地說,應該叫(jiao)“火(huo)焰加熱(re)爐(lu)”)。按照加熱(re)爐(lu)的(de)不同(tong)屬(shu)性及功用(yong)等,工程上從(cong)不同(tong)的(de)角度對(dui)加熱(re)爐(lu)進行分類。首先(xian),從(cong)基本(ben)定義(yi)的(de)屬(shu)性上分,可分為兩大類:管(guan)式爐(lu)和非管(guan)式爐(lu)。
管式爐(lu)(lu),就是(shi)爐(lu)(lu)內(nei)有(you)爐(lu)(lu)管的(de)加熱爐(lu)(lu)。石油化工裝置的(de)絕大多數爐(lu)(lu)子是(shi)管式爐(lu)(lu)。
非管式(shi)爐(lu)(lu),爐(lu)(lu)膛內沒有爐(lu)(lu)管,用(yong)于特殊的(de)功(gong)用(yong)。例如,催化裂化裝置(zhi)用(yong)的(de)輔助燃燒(shao)(shao)室,硫黃(huang)裝置(zhi)用(yong)的(de)制硫爐(lu)(lu)、焚燒(shao)(shao)爐(lu)(lu)等。這類爐(lu)(lu)子的(de)外形(xing)、安(an)裝方式(shi)以及筒體的(de)設計(ji)制造,與臥式(shi)容器極(ji)其(qi)相似(si),因此,也稱為(wei)臥式(shi)爐(lu)(lu)。