加(jia)熱爐的分類(lei)(lei)在(zai)國內外還沒有統一(yi)劃分的方法,本書按以下(xia)7類(lei)(lei)方法進(jin)行(xing)分類(lei)(lei)。
①. 按外形分(fen)為:箱(xiang)式爐(含(han)6分(fen)類(lei))、立式爐(含(han)6分(fen)類(lei))、圓筒(tong)爐(含(han)3分(fen)類(lei))、大型(xing)方爐,如(ru)圖8.2所示。
a. 箱(xiang)式爐[見(jian)圖8.2(a)]。
在這種爐(lu)子的(de)輻射(she)室內,燃燒器和爐(lu)管(guan)交(jiao)錯排(pai)列,單排(pai)管(guan)雙面輻射(she),管(guan)子沿整個圓(yuan)周(zhou)上的(de)熱分布要(yao)比單面輻射(she)均勻得多。燃燒器頂燒時,對流室和煙(yan)囪放在地面上。它(ta)的(de)缺點是爐(lu)子體積大,造價很高,用(yong)(yong)于單純(chun)加熱不經濟(ji)。目前在合成氨廠常(chang)用(yong)(yong)它(ta)作為大型烴蒸汽轉化(hua)爐(lu)的(de)爐(lu)型,運轉良好。
b. 立式爐[見(jian)圖8.2(b)]。
·底燒(shao)(shao)橫管(guan)式(shi)(shi),傳熱(re)機理同箱式(shi)(shi)爐(lu)(lu),只(zhi)是造型上采用了立(li)式(shi)(shi)爐(lu)(lu)的(de)特(te)點(dian)。爐(lu)(lu)管(guan)布置在兩側壁,中央(yang)是一列(lie)底燒(shao)(shao)的(de)燃燒(shao)(shao)器。煙氣由輻(fu)射(she)室(shi)、對(dui)流室(shi)經煙囪一直(zhi)上行。燃燒(shao)(shao)器能(neng)量較小(xiao),數(shu)目較多(duo),間(jian)距較小(xiao),從而(er)在爐(lu)(lu)子中央(yang)形(xing)成一道火焰(yan)“膜(mo)”,提高了輻(fu)射(she)傳熱(re)的(de)效(xiao)果。現在使(shi)用的(de)立(li)式(shi)(shi)爐(lu)(lu)多(duo)數(shu)采用這(zhe)一形(xing)式(shi)(shi)。
·附墻(qiang)火(huo)(huo)焰式,這種(zhong)立式爐爐膛中央為一排(pai)橫管,火(huo)(huo)焰附墻(qiang)而上,把兩(liang)面(mian)側(ce)墻(qiang)的墻(qiang)壁燒紅,使火(huo)(huo)墻(qiang)成為良好的熱輻(fu)射體,以(yi)提(ti)高輻(fu)射傳熱的效果,目前已(yi)成為高壓加(jia)氫、焦化等裝置(zhi)的主流爐型。
·立(li)管立(li)式(shi)爐(lu),立(li)式(shi)爐(lu)都為橫管,要用大(da)(da)批高鉻鎳(nie)鋼(gang)的(de)管架,而這種爐(lu)型改用立(li)管,節省了合金鋼(gang),同時又(you)保留(liu)了立(li)式(shi)爐(lu)的(de)優點,常用作大(da)(da)型加熱爐(lu)的(de)爐(lu)型。
·在(zai)側壁(bi)上安(an)有許多(duo)小型的(de)氣(qi)體無焰燃(ran)燒(shao)器(qi),使整個側壁(bi)成為(wei)均勻(yun)的(de)輻射墻面,有優(you)越(yue)的(de)加熱均勻(yun)性(xing),可分(fen)區調節溫度,是乙烯裂(lie)解和烴類蒸汽轉化最(zui)合適(shi)的(de)爐型之一。但造價昂貴,用于純加熱非常不合算。這種爐子只能燒(shao)氣(qi)體燃(ran)料。
c. 圓筒爐[見(jian)圖8.2(c)]
·當爐子(zi)熱負荷非(fei)常小(xiao),而(er)且對熱效率(lv)無要(yao)求時,采(cai)用(yong)螺(luo)旋管式(shi)和純(chun)輻射(she)式(shi)這兩種(zhong)爐型。它(ta)們是最(zui)簡單、最(zui)便(bian)宜的(de)爐子(zi)。爐內(nei)(nei)爐管是一段盤繞成(cheng)螺(luo)旋狀的(de)小(xiao)管,雖然它(ta)屬于(yu)立管式(shi)爐型,但其管內(nei)(nei)特性更接近于(yu)水平管,能(neng)完(wan)全排空(kong),管內(nei)(nei)壓(ya)降(jiang)小(xiao)。這種(zhong)爐子(zi)的(de)主要(yao)缺(que)點是:為了便(bian)于(yu)盤旋,易(yi)于(yu)制(zhi)造,被加熱介質通常只有一管程。
·無反射(she)(she)錐的(de)輻(fu)射(she)(she)-對流型(xing)圓筒爐(lu)(lu)(lu)取(qu)代上述(shu)形式,已成(cheng)為(wei)現代立式圓筒爐(lu)(lu)(lu)的(de)主(zhu)流。它(ta)取(qu)消(xiao)了反射(she)(she)錐,能夠建(jian)造(zao)(zao)較(jiao)大的(de)爐(lu)(lu)(lu)子;對流室水平布置若干排管(guan)子,并盡量使用釘頭管(guan)和翅(chi)片管(guan),熱(re)效率較(jiao)高(gao)。其制造(zao)(zao)及施(shi)工簡(jian)單,造(zao)(zao)價(jia)低,是管(guan)式加熱(re)爐(lu)(lu)(lu)中應(ying)用最廣(guang)泛的(de)爐(lu)(lu)(lu)型(xing)。但是,這(zhe)種爐(lu)(lu)(lu)子放大以后,爐(lu)(lu)(lu)膛內顯得太空(kong),爐(lu)(lu)(lu)膛體積發熱(re)強度將急劇(ju)下降,結(jie)構(gou)上和經濟(ji)性上都開始不利(li)。為(wei)了克服這(zhe)一缺點(dian),可以在大型(xing)圓筒爐(lu)(lu)(lu)的(de)爐(lu)(lu)(lu)膛內增添爐(lu)(lu)(lu)管(guan)。
d. 大型方(fang)爐。如圖8.2(d)所示
這(zhe)種(zhong)爐子用兩排爐管把爐膛分(fen)(fen)(fen)成若干(gan)小間(jian),每(mei)間(jian)設(she)置1或2個大(da)容(rong)量高強燃燒器。分(fen)(fen)(fen)隔可以沿(yan)兩個方向(xiang)進(jin)行(xing),稱(cheng)為“十字交叉”分(fen)(fen)(fen)隔法。它通常把對流(liu)室(shi)單獨放到地面上。還(huan)有把幾臺(tai)爐子的煙(yan)氣用煙(yan)道匯集攏來,送進(jin)一個公用的對流(liu)室(shi)或廢熱(re)鍋(guo)爐。這(zhe)種(zhong)爐子結構簡單,節省占地,便于(yu)回(hui)收余熱(re),容(rong)易實現(xian)爐群集中(zhong)排煙(yan),減輕大(da)氣污染。它是專為超大(da)型加熱(re)爐而開發的。


②. 按用途(tu)分為:爐(lu)管內(nei)進行化(hua)學反應的(de)爐(lu)子(zi)、加熱液(ye)體的(de)爐(lu)子(zi)、加熱氣(qi)體的(de)爐(lu)子(zi)和(he)加熱氣(qi)液(ye)混相流(liu)體的(de)爐(lu)子(zi)。
a. 爐管內進(jin)行化學反(fan)應的爐子
這種爐(lu)(lu)子管(guan)(guan)內發生(sheng)吸熱化(hua)學反應。按(an)復雜程度來說,它代(dai)表(biao)了加熱爐(lu)(lu)技術的(de)最高水平。它分為兩種:爐(lu)(lu)管(guan)(guan)內裝催化(hua)劑(ji)(ji)的(de),如烴類水蒸氣轉(zhuan)化(hua)爐(lu)(lu);爐(lu)(lu)管(guan)(guan)內不裝催化(hua)劑(ji)(ji)的(de),如乙烯裂解爐(lu)(lu)。
b. 加熱液體(ti)的爐子。這類爐子可分為(wei)三(san)種(zhong)。
·管(guan)內無相變化、單純的液(ye)(ye)體(ti)加熱(re)(re)爐(lu),這是把工(gong)藝液(ye)(ye)體(ti)預熱(re)(re)到其沸點以(yi)下(如溫水(shui)加熱(re)(re)、液(ye)(ye)相熱(re)(re)載體(ti)加熱(re)(re)等)使用的爐(lu)子。加熱(re)(re)的終溫低,管(guan)內結焦和腐(fu)蝕(shi)也小,操作上(shang)的問題較(jiao)少。
·管內進口(kou)為液相(xiang)、出口(kou)為氣(qi)(qi)(qi)液混(hun)相(xiang)的(de)爐(lu)(lu)(lu)子。在生(sheng)產(chan)過(guo)程中,往往要求被加工的(de)流體在氣(qi)(qi)(qi)液混(hun)相(xiang)狀態下進入(ru)蒸餾(liu)塔等,此時使用這(zhe)種(zhong)加熱爐(lu)(lu)(lu)。在全部(bu)工藝加熱爐(lu)(lu)(lu)中此種(zhong)爐(lu)(lu)(lu)的(de)數量最大。對于這(zhe)種(zhong)爐(lu)(lu)(lu)子,最重要的(de)是把(ba)握(wo)住吸熱量、氣(qi)(qi)(qi)化率(lv)、壓力降、溫(wen)度(du)之間的(de)關(guan)系。
·進(jin)口為液(ye)(ye)相、出口全部氣相的爐(lu)子(zi)。這(zhe)種爐(lu)子(zi)是反(fan)應(ying)(ying)器(qi)的進(jin)料加(jia)熱爐(lu),它(ta)把液(ye)(ye)體完全汽化,加(jia)熱到一(yi)定溫度(du),然后送入工藝反(fan)應(ying)(ying)器(qi)。由于反(fan)應(ying)(ying)器(qi)的操作條件(如催化劑(ji)活性等)在運(yun)轉期中是變化的,這(zhe)種爐(lu)子(zi)的操作溫度(du)和(he)壓(ya)力等往(wang)往(wang)變化很(hen)大(da),應(ying)(ying)掌握其變動范圍,以(yi)防止裂解(jie)和(he)結(jie)焦發生。
c. 加熱氣體(ti)的爐(lu)子。
如水蒸氣的(de)過(guo)熱、工藝氣體的(de)預(yu)熱就(jiu)使用這(zhe)種爐子。它多(duo)在較高(gao)溫度下操作,但因為是純氣相,結(jie)焦的(de)可能性不大。應該注意(yi)的(de)是當氣體量很(hen)大時,爐管的(de)路數很(hen)多(duo),必須從結(jie)構上保證各路均勻,防止偏流。
d. 加熱氣液混相(xiang)流體(ti)的爐(lu)子
這種爐(lu)子常用于加(jia)氫(qing)精制、加(jia)氫(qing)裂(lie)化等裝置的反應(ying)器進料加(jia)熱。由于管(guan)內(nei)(nei)流(liu)體從爐(lu)子入口(kou)起(qi)就是氣、液混相,較上(shang)述純氣體加(jia)熱爐(lu)更難保證各路(lu)流(liu)量(liang)的均(jun)勻(yun),設計上(shang)要更重(zhong)視管(guan)徑、管(guan)內(nei)(nei)質量(liang)流(liu)速、盤(pan)管(guan)路(lu)數(shu)的選取,以及(ji)管(guan)內(nei)(nei)流(liu)動狀態的判(pan)斷和分(fen)叉管(guan)的配管(guan)設計等。
③. 按(an)輻射盤(pan)管的布置形(xing)式分(fen)為:臥管爐(lu)(lu)(lu)(lu)、立管爐(lu)(lu)(lu)(lu)、螺旋(xuan)管圓筒爐(lu)(lu)(lu)(lu)、U形(xing)管爐(lu)(lu)(lu)(lu)、倒U形(xing)管爐(lu)(lu)(lu)(lu)(門型(xing)爐(lu)(lu)(lu)(lu))等(deng)。
④. 按受熱段(duan)分(fen)為:純輻(fu)射型;輻(fu)射-對流型。
⑤. 按(an)輻(fu)射(she)受熱方(fang)式分(fen)為:單(dan)面(mian)輻(fu)射(she)、雙面(mian)輻(fu)射(she)、部分(fen)單(dan)面(mian)輻(fu)射(she)十部分(fen)雙面(mian)輻(fu)射(she)。
⑥. 按組合(he)形式(shi)分為:單輻射室、多輻射室。
⑦. 按燃燒(shao)(shao)器(qi)位置分為(wei):底燒(shao)(shao)、頂(ding)燒(shao)(shao)、側(端)燒(shao)(shao)。

