加熱爐的(de)分(fen)類(lei)在國內外還沒有統一劃(hua)分(fen)的(de)方法,本書(shu)按以下(xia)7類(lei)方法進行分(fen)類(lei)。
①. 按外形(xing)分為(wei):箱式爐(lu)(含(han)6分類(lei))、立式爐(lu)(含(han)6分類(lei))、圓筒爐(lu)(含(han)3分類(lei))、大型(xing)方爐(lu),如圖8.2所示。
a. 箱式(shi)爐(lu)[見圖8.2(a)]。
在這(zhe)種爐(lu)子(zi)的(de)輻(fu)(fu)射(she)室(shi)內,燃燒(shao)(shao)器(qi)和爐(lu)管交錯(cuo)排列,單排管雙面輻(fu)(fu)射(she),管子(zi)沿整個圓周上的(de)熱分布要(yao)比單面輻(fu)(fu)射(she)均勻得(de)多(duo)。燃燒(shao)(shao)器(qi)頂(ding)燒(shao)(shao)時,對流室(shi)和煙囪放(fang)在地(di)面上。它的(de)缺點是(shi)爐(lu)子(zi)體積大,造價很高,用于單純加熱不經濟。目前在合成氨廠常(chang)用它作為大型烴蒸汽(qi)轉化(hua)爐(lu)的(de)爐(lu)型,運轉良好。
b. 立式爐[見(jian)圖8.2(b)]。
·底(di)(di)燒橫管式(shi),傳(chuan)熱(re)機理同箱式(shi)爐(lu),只是(shi)造型上采用了立(li)式(shi)爐(lu)的(de)特點。爐(lu)管布置在(zai)兩側壁,中央(yang)是(shi)一列(lie)底(di)(di)燒的(de)燃(ran)燒器。煙氣由輻射室(shi)、對流室(shi)經煙囪一直上行。燃(ran)燒器能量較(jiao)(jiao)小(xiao)(xiao),數目較(jiao)(jiao)多(duo)(duo),間距較(jiao)(jiao)小(xiao)(xiao),從而在(zai)爐(lu)子中央(yang)形(xing)成一道火(huo)焰“膜”,提高了輻射傳(chuan)熱(re)的(de)效(xiao)果。現在(zai)使用的(de)立(li)式(shi)爐(lu)多(duo)(duo)數采用這一形(xing)式(shi)。
·附墻(qiang)(qiang)火焰(yan)式,這種立式爐爐膛中央為一(yi)排橫管(guan),火焰(yan)附墻(qiang)(qiang)而上,把兩(liang)面側墻(qiang)(qiang)的墻(qiang)(qiang)壁燒紅,使(shi)火墻(qiang)(qiang)成為良好(hao)的熱(re)輻射(she)體,以提高輻射(she)傳熱(re)的效果,目前已成為高壓(ya)加氫(qing)、焦化等裝置的主流(liu)爐型。
·立(li)管立(li)式爐(lu),立(li)式爐(lu)都(dou)為橫管,要(yao)用(yong)大(da)批高鉻鎳(nie)鋼(gang)的管架,而這種爐(lu)型(xing)改用(yong)立(li)管,節(jie)省了(le)合金鋼(gang),同時(shi)又(you)保留了(le)立(li)式爐(lu)的優點,常用(yong)作(zuo)大(da)型(xing)加(jia)熱爐(lu)的爐(lu)型(xing)。
·在側壁(bi)上安有許多小(xiao)型(xing)的氣(qi)體無焰燃燒器(qi),使整個側壁(bi)成為(wei)均(jun)勻(yun)的輻射墻面,有優越的加熱(re)均(jun)勻(yun)性(xing),可分(fen)區(qu)調(diao)節溫度,是乙烯裂解和烴類蒸(zheng)汽轉(zhuan)化(hua)最合適的爐型(xing)之一。但造價昂貴(gui),用(yong)于純加熱(re)非常不(bu)合算。這(zhe)種爐子只能燒氣(qi)體燃料。
c. 圓筒爐(lu)[見圖8.2(c)]
·當爐子熱(re)(re)負荷非常小(xiao)(xiao),而且(qie)對熱(re)(re)效(xiao)率無(wu)要(yao)求時,采用螺(luo)旋管(guan)式和(he)純輻射式這兩種爐型。它們是(shi)最簡單、最便宜的爐子。爐內爐管(guan)是(shi)一段盤(pan)繞成螺(luo)旋狀(zhuang)的小(xiao)(xiao)管(guan),雖然它屬于(yu)立管(guan)式爐型,但其管(guan)內特性更接近于(yu)水平(ping)管(guan),能完全排空,管(guan)內壓降(jiang)小(xiao)(xiao)。這種爐子的主要(yao)缺點是(shi):為了(le)便于(yu)盤(pan)旋,易(yi)于(yu)制造,被加(jia)熱(re)(re)介質通常只有一管(guan)程(cheng)。
·無反射(she)錐(zhui)(zhui)的(de)輻射(she)-對(dui)流(liu)型(xing)圓(yuan)筒(tong)爐(lu)取代上(shang)述形式(shi),已成為現代立式(shi)圓(yuan)筒(tong)爐(lu)的(de)主流(liu)。它(ta)取消了(le)反射(she)錐(zhui)(zhui),能夠建造(zao)較大的(de)爐(lu)子;對(dui)流(liu)室水(shui)平布置(zhi)若干排管(guan)子,并盡(jin)量使(shi)用釘頭管(guan)和(he)翅片(pian)管(guan),熱效(xiao)率(lv)較高。其制造(zao)及施工簡單,造(zao)價低,是(shi)管(guan)式(shi)加熱爐(lu)中應用最(zui)廣泛的(de)爐(lu)型(xing)。但是(shi),這(zhe)種爐(lu)子放大以后,爐(lu)膛內(nei)顯得太空,爐(lu)膛體積發熱強度將急劇(ju)下降,結構上(shang)和(he)經濟(ji)性上(shang)都開始不利(li)。為了(le)克服這(zhe)一缺點,可以在大型(xing)圓(yuan)筒(tong)爐(lu)的(de)爐(lu)膛內(nei)增(zeng)添爐(lu)管(guan)。
d. 大(da)型方爐。如圖8.2(d)所示(shi)
這(zhe)種爐(lu)(lu)子用(yong)(yong)兩排爐(lu)(lu)管把爐(lu)(lu)膛分成若干小間,每間設置1或2個(ge)(ge)大(da)容量高強燃燒器(qi)。分隔(ge)(ge)可以(yi)沿兩個(ge)(ge)方向(xiang)進行,稱為“十字(zi)交(jiao)叉”分隔(ge)(ge)法(fa)。它(ta)通常(chang)把對流(liu)室(shi)單(dan)獨(du)放(fang)到地(di)面上(shang)。還有把幾臺爐(lu)(lu)子的(de)煙氣(qi)用(yong)(yong)煙道匯(hui)集攏(long)來,送進一個(ge)(ge)公用(yong)(yong)的(de)對流(liu)室(shi)或廢熱(re)鍋(guo)爐(lu)(lu)。這(zhe)種爐(lu)(lu)子結構(gou)簡單(dan),節(jie)省占地(di),便于回(hui)收(shou)余熱(re),容易(yi)實現(xian)爐(lu)(lu)群集中排煙,減輕大(da)氣(qi)污染。它(ta)是專為超大(da)型加熱(re)爐(lu)(lu)而開(kai)發的(de)。


②. 按(an)用途(tu)分為:爐(lu)(lu)(lu)管(guan)內(nei)進行化學(xue)反應的爐(lu)(lu)(lu)子(zi)(zi)、加(jia)熱(re)液體(ti)的爐(lu)(lu)(lu)子(zi)(zi)、加(jia)熱(re)氣體(ti)的爐(lu)(lu)(lu)子(zi)(zi)和加(jia)熱(re)氣液混相流體(ti)的爐(lu)(lu)(lu)子(zi)(zi)。
a. 爐(lu)(lu)管內進行(xing)化學反應的爐(lu)(lu)子(zi)
這種爐(lu)子管(guan)(guan)內發生(sheng)吸熱(re)化(hua)學反應。按復雜程度(du)來(lai)說,它代(dai)表了加熱(re)爐(lu)技術的最高水平。它分為兩種:爐(lu)管(guan)(guan)內裝催(cui)化(hua)劑(ji)的,如烴類(lei)水蒸氣轉(zhuan)化(hua)爐(lu);爐(lu)管(guan)(guan)內不裝催(cui)化(hua)劑(ji)的,如乙(yi)烯裂(lie)解爐(lu)。
b. 加熱液體的爐(lu)子(zi)。這類(lei)爐(lu)子(zi)可(ke)分為三種。
·管(guan)內(nei)無(wu)相變化、單純(chun)的液(ye)體加(jia)(jia)(jia)熱(re)爐(lu),這(zhe)是把工藝液(ye)體預熱(re)到其沸(fei)點以下(如溫水加(jia)(jia)(jia)熱(re)、液(ye)相熱(re)載體加(jia)(jia)(jia)熱(re)等(deng))使用的爐(lu)子(zi)。加(jia)(jia)(jia)熱(re)的終(zhong)溫低,管(guan)內(nei)結焦和腐蝕也小,操作上的問(wen)題較少。
·管內進口為(wei)液相(xiang)、出口為(wei)氣液混(hun)(hun)相(xiang)的爐(lu)(lu)子(zi)。在(zai)生產(chan)過程中,往(wang)往(wang)要求被加(jia)工(gong)的流體在(zai)氣液混(hun)(hun)相(xiang)狀態下進入(ru)蒸餾塔(ta)等(deng),此(ci)時使(shi)用這種加(jia)熱爐(lu)(lu)。在(zai)全部工(gong)藝加(jia)熱爐(lu)(lu)中此(ci)種爐(lu)(lu)的數量最(zui)大。對于這種爐(lu)(lu)子(zi),最(zui)重要的是把握住吸熱量、氣化率(lv)、壓(ya)力降、溫度之間的關(guan)系(xi)。
·進口(kou)(kou)為液相、出口(kou)(kou)全(quan)部氣相的(de)(de)爐子。這種爐子是反(fan)應器的(de)(de)進料加(jia)熱爐,它把(ba)液體完全(quan)汽化,加(jia)熱到一(yi)定溫度,然后送(song)入工藝反(fan)應器。由于反(fan)應器的(de)(de)操(cao)作條件(jian)(如催化劑活性(xing)等(deng))在(zai)運轉(zhuan)期中是變(bian)(bian)化的(de)(de),這種爐子的(de)(de)操(cao)作溫度和壓力等(deng)往往變(bian)(bian)化很大,應掌握其變(bian)(bian)動范圍,以防止裂(lie)解和結焦發生。
c. 加熱(re)氣(qi)體的爐(lu)子(zi)。
如水蒸氣的(de)過熱、工藝(yi)氣體的(de)預熱就使用這種爐子。它多在較高(gao)溫度下操作(zuo),但因為(wei)是(shi)純氣相,結焦(jiao)的(de)可能性不大。應該注意的(de)是(shi)當氣體量很大時,爐管的(de)路數很多,必須從結構上保證各路均勻,防(fang)止偏(pian)流。
d. 加(jia)熱(re)氣液混相流體(ti)的(de)爐子
這種(zhong)爐(lu)(lu)子常用于加(jia)氫精(jing)制、加(jia)氫裂化等(deng)裝置(zhi)的(de)反應器進料加(jia)熱(re)。由于管(guan)內(nei)流(liu)(liu)體從爐(lu)(lu)子入(ru)口(kou)起就(jiu)是氣、液混相,較上(shang)述純氣體加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)更難保證各路(lu)流(liu)(liu)量的(de)均勻,設計上(shang)要更重(zhong)視管(guan)徑(jing)、管(guan)內(nei)質量流(liu)(liu)速、盤管(guan)路(lu)數的(de)選取(qu),以(yi)及管(guan)內(nei)流(liu)(liu)動狀態的(de)判斷和分(fen)叉管(guan)的(de)配管(guan)設計等(deng)。
③. 按輻射(she)盤(pan)管(guan)(guan)(guan)的布置形式分為(wei):臥管(guan)(guan)(guan)爐(lu)、立(li)管(guan)(guan)(guan)爐(lu)、螺(luo)旋(xuan)管(guan)(guan)(guan)圓筒爐(lu)、U形管(guan)(guan)(guan)爐(lu)、倒(dao)U形管(guan)(guan)(guan)爐(lu)(門型爐(lu))等。
④. 按受熱段分(fen)為:純輻射型(xing)(xing);輻射-對流型(xing)(xing)。
⑤. 按輻射(she)受熱方式(shi)分為(wei):單(dan)面輻射(she)、雙面輻射(she)、部分單(dan)面輻射(she)十部分雙面輻射(she)。
⑥. 按組合形式(shi)分為(wei):單(dan)輻射室、多輻射室。
⑦. 按(an)燃(ran)燒器位(wei)置分為:底燒、頂(ding)燒、側(端)燒。

