加熱爐的(de)(de)分類(lei)在國內(nei)外(wai)還(huan)沒有(you)統一劃分的(de)(de)方法,本書按以下7類(lei)方法進行分類(lei)。


  ①. 按外形分(fen)(fen)為(wei):箱式爐(含6分(fen)(fen)類(lei))、立式爐(含6分(fen)(fen)類(lei))、圓筒爐(含3分(fen)(fen)類(lei))、大型方爐,如圖8.2所(suo)示。


   a. 箱式爐(lu)[見圖8.2(a)]。


     在這種爐子(zi)(zi)的(de)(de)輻射(she)室內,燃燒器和爐管交(jiao)錯(cuo)排列,單排管雙面輻射(she),管子(zi)(zi)沿整個圓(yuan)周上(shang)的(de)(de)熱(re)(re)分(fen)布要比單面輻射(she)均勻得多。燃燒器頂燒時,對流(liu)室和煙囪放在地面上(shang)。它的(de)(de)缺點是爐子(zi)(zi)體積大,造價很高,用(yong)于單純(chun)加熱(re)(re)不經濟(ji)。目(mu)前(qian)在合成(cheng)氨廠常(chang)用(yong)它作為大型烴蒸(zheng)汽轉(zhuan)化爐的(de)(de)爐型,運轉(zhuan)良好。


   b. 立式爐[見圖8.2(b)]。


     ·底燒橫管(guan)式(shi),傳(chuan)熱(re)(re)機理同箱式(shi)爐(lu)(lu),只是造型(xing)上采用(yong)了(le)立(li)式(shi)爐(lu)(lu)的特點。爐(lu)(lu)管(guan)布置在兩側壁,中(zhong)央是一列底燒的燃燒器(qi)。煙(yan)氣由輻(fu)射室、對流室經煙(yan)囪(cong)一直上行。燃燒器(qi)能(neng)量較小,數(shu)目較多,間距較小,從而在爐(lu)(lu)子中(zhong)央形成一道火焰“膜(mo)”,提高了(le)輻(fu)射傳(chuan)熱(re)(re)的效果。現在使(shi)用(yong)的立(li)式(shi)爐(lu)(lu)多數(shu)采用(yong)這一形式(shi)。


     ·附墻火焰式,這(zhe)種立(li)式爐(lu)爐(lu)膛中央為(wei)(wei)一(yi)排橫管,火焰附墻而上(shang),把兩面側墻的墻壁(bi)燒紅,使火墻成(cheng)為(wei)(wei)良好的熱輻射體(ti),以(yi)提高輻射傳(chuan)熱的效果,目(mu)前(qian)已成(cheng)為(wei)(wei)高壓加(jia)氫、焦化等裝置的主流爐(lu)型(xing)。


     ·立(li)管立(li)式(shi)爐(lu),立(li)式(shi)爐(lu)都為橫管,要用大批(pi)高鉻鎳鋼(gang)的(de)(de)管架,而這(zhe)種爐(lu)型改用立(li)管,節省了(le)合金(jin)鋼(gang),同(tong)時又保留了(le)立(li)式(shi)爐(lu)的(de)(de)優點,常用作大型加熱(re)爐(lu)的(de)(de)爐(lu)型。


     ·在(zai)側(ce)(ce)壁上安(an)有許多小型(xing)的(de)氣體(ti)無焰燃燒器(qi),使(shi)整個側(ce)(ce)壁成(cheng)為均勻的(de)輻射墻(qiang)面,有優(you)越的(de)加熱均勻性,可分區調(diao)節溫(wen)度,是乙(yi)烯裂(lie)解和烴類蒸(zheng)汽轉(zhuan)化(hua)最合適的(de)爐(lu)型(xing)之(zhi)一。但(dan)造(zao)價昂貴(gui),用于純加熱非常不合算(suan)。這種(zhong)爐(lu)子只(zhi)能(neng)燒氣體(ti)燃料。


 c. 圓(yuan)筒爐[見圖8.2(c)]


     ·當(dang)爐子熱負荷非(fei)常(chang)小(xiao),而且對熱效率無要求時,采用螺旋(xuan)管(guan)(guan)(guan)式(shi)和純輻射式(shi)這兩(liang)種爐型。它(ta)們是最簡單(dan)、最便宜的爐子。爐內(nei)爐管(guan)(guan)(guan)是一(yi)段盤(pan)繞成螺旋(xuan)狀的小(xiao)管(guan)(guan)(guan),雖然它(ta)屬(shu)于立管(guan)(guan)(guan)式(shi)爐型,但其管(guan)(guan)(guan)內(nei)特性更(geng)接近于水平管(guan)(guan)(guan),能完全(quan)排空,管(guan)(guan)(guan)內(nei)壓降小(xiao)。這種爐子的主要缺點是:為了(le)便于盤(pan)旋(xuan),易于制(zhi)造,被加熱介質通常(chang)只(zhi)有一(yi)管(guan)(guan)(guan)程(cheng)。


     ·無(wu)反(fan)射錐的輻(fu)射-對流型圓筒(tong)爐(lu)(lu)(lu)(lu)取(qu)代上(shang)述形式,已(yi)成為(wei)現(xian)代立式圓筒(tong)爐(lu)(lu)(lu)(lu)的主流。它(ta)取(qu)消(xiao)了(le)反(fan)射錐,能夠建造較大的爐(lu)(lu)(lu)(lu)子;對流室水平布(bu)置若干排(pai)管(guan)(guan)子,并盡量(liang)使用(yong)釘(ding)頭(tou)管(guan)(guan)和翅片(pian)管(guan)(guan),熱效率較高。其制造及(ji)施工(gong)簡單(dan),造價低(di),是管(guan)(guan)式加(jia)熱爐(lu)(lu)(lu)(lu)中應用(yong)最廣泛的爐(lu)(lu)(lu)(lu)型。但是,這(zhe)種爐(lu)(lu)(lu)(lu)子放大以后,爐(lu)(lu)(lu)(lu)膛(tang)內顯(xian)得太(tai)空,爐(lu)(lu)(lu)(lu)膛(tang)體積發熱強度將急劇下降,結構上(shang)和經濟(ji)性(xing)上(shang)都開始不利。為(wei)了(le)克服這(zhe)一(yi)缺(que)點,可(ke)以在(zai)大型圓筒(tong)爐(lu)(lu)(lu)(lu)的爐(lu)(lu)(lu)(lu)膛(tang)內增添(tian)爐(lu)(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)。


  d. 大型方(fang)爐(lu)。如(ru)圖8.2(d)所示


     這(zhe)種(zhong)爐子(zi)用兩排(pai)爐管把爐膛分(fen)成若干小間(jian),每間(jian)設(she)置1或2個(ge)大容(rong)量高強(qiang)燃(ran)燒器。分(fen)隔可(ke)以沿(yan)兩個(ge)方向進行,稱為“十字交(jiao)叉”分(fen)隔法(fa)。它通常(chang)把對(dui)(dui)流室(shi)單獨(du)放到地面上。還有把幾臺爐子(zi)的煙(yan)氣用煙(yan)道匯集攏來,送進一個(ge)公用的對(dui)(dui)流室(shi)或廢熱(re)鍋爐。這(zhe)種(zhong)爐子(zi)結構簡單,節省占地,便于回收余(yu)熱(re),容(rong)易實現(xian)爐群(qun)集中排(pai)煙(yan),減輕大氣污染。它是專為超(chao)大型(xing)加熱(re)爐而開發(fa)的。





②. 按(an)用途分為(wei):爐管內進行化學反(fan)應的(de)爐子(zi)、加(jia)熱液(ye)體的(de)爐子(zi)、加(jia)熱氣體的(de)爐子(zi)和(he)加(jia)熱氣液(ye)混相流體的(de)爐子(zi)。


  a. 爐管內進行化學反應的爐子


     這種爐(lu)子(zi)管內(nei)發(fa)生吸(xi)熱化(hua)學反應。按復(fu)雜程度來說,它代表(biao)了加熱爐(lu)技術的最高水(shui)平(ping)。它分為兩種:爐(lu)管內(nei)裝催(cui)化(hua)劑的,如(ru)烴類水(shui)蒸(zheng)氣(qi)轉(zhuan)化(hua)爐(lu);爐(lu)管內(nei)不(bu)裝催(cui)化(hua)劑的,如(ru)乙烯裂解爐(lu)。


  b. 加熱(re)液體的爐子。這類爐子可分(fen)為三(san)種。


     ·管(guan)內無(wu)相變(bian)化、單純的(de)液(ye)體(ti)加(jia)熱(re)爐,這是把(ba)工(gong)藝液(ye)體(ti)預(yu)熱(re)到其(qi)沸點以下(如溫(wen)(wen)水加(jia)熱(re)、液(ye)相熱(re)載體(ti)加(jia)熱(re)等)使用的(de)爐子。加(jia)熱(re)的(de)終溫(wen)(wen)低,管(guan)內結焦和腐蝕也小,操作(zuo)上的(de)問題較少。


     ·管(guan)內進(jin)口(kou)為液(ye)相、出口(kou)為氣(qi)液(ye)混相的爐子。在生產過程中,往往要求被(bei)加工(gong)的流體在氣(qi)液(ye)混相狀態下(xia)進(jin)入蒸餾塔等,此(ci)時使(shi)用這種(zhong)加熱(re)爐。在全部工(gong)藝加熱(re)爐中此(ci)種(zhong)爐的數量(liang)最(zui)大(da)。對于(yu)這種(zhong)爐子,最(zui)重要的是把(ba)握住吸熱(re)量(liang)、氣(qi)化率、壓(ya)力降、溫(wen)度之間的關系。


     ·進口為(wei)液(ye)相、出口全部(bu)氣相的(de)爐(lu)子。這種(zhong)爐(lu)子是反應(ying)器(qi)的(de)進料加(jia)熱爐(lu),它(ta)把(ba)液(ye)體完全汽化,加(jia)熱到一定(ding)溫(wen)度(du),然后送入工藝反應(ying)器(qi)。由于反應(ying)器(qi)的(de)操作條件(如催(cui)化劑活(huo)性等)在(zai)運轉期中是變(bian)化的(de),這種(zhong)爐(lu)子的(de)操作溫(wen)度(du)和壓(ya)力等往往變(bian)化很大,應(ying)掌握(wo)其變(bian)動(dong)范圍(wei),以防(fang)止(zhi)裂解和結(jie)焦發生。


  c. 加熱氣(qi)體的(de)爐子(zi)。


     如水蒸氣(qi)(qi)的(de)過熱、工藝氣(qi)(qi)體的(de)預熱就使用這種(zhong)爐(lu)(lu)子。它多在較高溫(wen)度下(xia)操作,但因(yin)為是純(chun)氣(qi)(qi)相,結焦的(de)可能性不大(da)(da)。應(ying)該(gai)注意(yi)的(de)是當(dang)氣(qi)(qi)體量很(hen)(hen)大(da)(da)時,爐(lu)(lu)管的(de)路數很(hen)(hen)多,必(bi)須從結構上保證各路均勻(yun),防止偏流(liu)。


  d. 加(jia)熱氣液(ye)混(hun)相流體的(de)爐子


     這種爐(lu)(lu)子(zi)常用于加氫精制、加氫裂(lie)化等(deng)(deng)裝置的反應器進料(liao)加熱(re)。由于管(guan)內(nei)流(liu)(liu)(liu)體從爐(lu)(lu)子(zi)入口起就是氣、液混(hun)相,較上述純(chun)氣體加熱(re)爐(lu)(lu)更難(nan)保(bao)證各(ge)路流(liu)(liu)(liu)量的均(jun)勻,設(she)計上要更重視管(guan)徑、管(guan)內(nei)質量流(liu)(liu)(liu)速、盤管(guan)路數的選取(qu),以(yi)及管(guan)內(nei)流(liu)(liu)(liu)動狀態的判斷和分叉管(guan)的配管(guan)設(she)計等(deng)(deng)。


③. 按輻射盤管的布置形式分為(wei):臥管爐、立管爐、螺旋管圓筒爐、U形管爐、倒U形管爐(門型(xing)爐)等。


④. 按受熱(re)段分為:純輻射型(xing);輻射-對(dui)流型(xing)。


⑤. 按輻射(she)(she)受熱方式分為:單(dan)面輻射(she)(she)、雙(shuang)面輻射(she)(she)、部(bu)分單(dan)面輻射(she)(she)十部(bu)分雙(shuang)面輻射(she)(she)。


⑥. 按組合形式(shi)分為:單輻(fu)射室、多輻(fu)射室。


⑦. 按(an)燃燒(shao)器位置分為:底燒(shao)、頂燒(shao)、側(端)燒(shao)。





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