石油化工加热炉教程

加热炉结构

加热炉结构由辐射室，对流室，余热回收系统，燃烧器及通风系统组成。1、 辐射室：是通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分，温度最高，是热交换的主要场所。2、 对流室：是靠由辐射室出来的烟气进行对流换热的部分，对流室吸热量的比例越大，全炉的热效率越高。多采用钉头管或翅片管。钉头管3、 余热回收系统：是从离开对流室的烟气中进一步回收预热的部分，一类是靠预热燃烧用空气来回收热量，这些热量再次返回炉中（空气预热方式，）另一类是采用同炉子完全无关的其它流体回收热量，（一般用水回收，称为废热锅炉）4、 燃烧器：燃烧器产生热量，是炉子的重要组成部分，管式加热炉只燃烧气体和燃料油。（考虑燃烧猛烈，应该重视火焰与炉管的间距，及燃烧器的间隔，尽量以炉膛受热均匀，使火焰不冲刷炉管并实现低氧完全燃烧）。5、 通风系统：任务是将燃烧用空气导入燃烧器，并将废烟气引出炉子，它分为自然通风方式和强制通风方式，前者依靠烟囱本身的抽力克服炉内烟气侧阻力，后者要使用风机克服阻力，消耗机械能。加热炉分类加热炉按外型分为四类：箱式炉，立式炉，圆筒炉，大型方炉1)箱式炉：（顶烧炉：制氢）2)立式炉：低烧横管式、附墙燃烧式（焦化炉）3)立式圆筒炉（反应炉）4)大型方型炉：环形管立式炉（重整）

燃料气：组成包括可燃物质：氢气，一氧化碳，硫化氢和c1-c5的烃类气体等。燃烧器：按燃料不同分为燃料油燃烧器，燃料气燃烧器和油气联合燃烧器。通常包括燃料喷嘴、配风器和燃烧道。燃烧器1.燃烧喷嘴是供给燃料并使燃料完成燃烧前准备的部件。主要说一下预混式燃料气喷嘴则是将燃料气和空气均匀混合后供给燃烧的。2.配风器的作用是使燃烧空气与燃料良好混合并形成稳定而符合要求的火焰形状。尤其是在火焰根部必须保证有足够的空气供应，以避免燃料受热时因缺氧而裂解，产生黑烟。配风器配风通常分为自然通风和强制通风，配风器是分配和输送燃烧空气的机构，其作用是供给燃料适量的空气，并使空气和燃料迅速的完善的混合。一次风解决着火和稳焰和减少碳黑生成等问题，二次风进一步供给较大量的空气，以保证完全燃烧。燃烧道：也称火道它的作用是燃烧道耐火材料蓄积的热量为火焰根部提供了热源，有助于形成稳定的燃烧还可以约束空气，迫使其与燃料混合而不致散溢，并且与配风器一起使气流形成理想的流型。炉墙：作用耐火和隔热1、结构分为：耐火砖结构（高铝制隔热耐火砖,成分Al2O3，,高温炉墙常用莫来石制隔热耐火砖，耐温达到1500℃），衬里（莫来石浇注料，成分CaO+MgO+Na2O+K2O+Fe2O3，或莫来石纤维,耐温达到1400-1500℃）结构，耐火陶瓷纤维结构2、炉墙分耐火和保温两层由外往里一般结构为表面钢板，保温钉，保温层（一般为微孔硅酸钙板或其他轻质材料），耐火砖（浇注料莫来石浇注料）耐火纤维毡（莫来石纤维）新型轻质炉墙一般衬里总厚度只有200mm其中80mm的改性轻质浇注料层，120mm致密型纤维喷涂层，不考虑钢板，保温钉、防锈漆、节能涂料涂层等因素对传热的影响，在环境温度20℃，无风条件下外壁温度为70℃。3、新建加热炉检查刚砌好的炉墙检查耐火砖缝要求为2-3mm，上下层砖缝必须错开，不允许出现贯通缝，缝内禁止填塞泥浆，只能填塞石棉绳或耐火纤维。炉墙喷涂耐火纤维应覆盖保温钉，使其表面与保温钉顶端距离控制在20-30mm，最小不得小于20mm。炉墙加热炉附件设计要求，检查1.看火门：第一层平台上不少于3个看火门，每两个燃烧器配置一个看火门，一般第二层平台上看火门为第一层平台的一半。为了观察炉顶衬里和遮蔽管，炉底还设有球形看火门。（φ200-230）加热炉附件2.人孔：圆筒炉炉膛人孔一般设计在炉底（φ460-520），对流室两侧开检修孔，大小能满足一次抽出或送入两根（焊好一个弯头）辐射管的要求。3.防爆门:保护炉墙，泄压装置，属安全附件，一般安装在辐射室上部。（φ660-720）4.灭火蒸汽管：辐射室底部，开点炉吹扫或炉膛失火用5.对流室：与辐射室出口的烟气对流换热对流管材质一般现在都由20#钢升级为Cr5Mo为光管时，燃料气干净下，只需设置清扫孔而不必用吹灰器。为翅片管或钉头管，燃油时，对流室必须设置吹灰器。6.吹灰器：型式蒸汽吹灰器，声波吹灰器，激声波吹灰器，瓦斯爆燃吹灰器。烟气超过550℃时，采用伸缩式，低于550℃时采用固定旋转式24小时一次电动或程控操作。7.护栏：按设计要求当平台距地面的高度大于20m时，栏杆的高度宜为1.2m，在20m以下为1m，栏杆立柱的间距为1.5m，辐射室和对流室上的直梯，其高度大于2.5m时，应设保护圈。护栏8.空气预热器：钢管式（上置式，下置式），热管式（倾斜式，垂直式）材质一般使用碳钢-中温热管，烟气温度范围320-250℃从管板强度考虑，预热器入口烟气温度不宜超过450℃，空气被预热温度一般不超过350℃，对燃烧器通常采用的材质和结构也不会产生太大影响。钢管上置式卧式预热器，烟气走管程，空气走壳程，优点：占地面积小，一般布置在加热炉上部。钢管下置式立式预热器，烟气走壳程，空气走管程，优点预热器的管壁温度较高，故可改善低温腐蚀。热管式空气预热器原理：热管是一根两端密封，内部抽真空并充有工质的管子。其一端（热端）被加热时，工质吸热蒸发并流向另一端（冷端），在那里将热量释放给管外的冷介质而冷凝，冷凝液流回热端，在吸热蒸发，如此循环，完成热量传递。由于汽化潜热大，所以在极小的温差下就能把大量的热量从管子的一端传至另一端。结构：烟气与空气间密封有隔板。卧式一般安装在炉子上部，节省投资，立式一般地面布置。9.炉管：材质碳钢管，一般不超过480℃，如果长期在500℃以上使用，则会发生严重的脱碳，石墨化（变脆）材质Cr-Mo钢管如Cr5Mo，可使用到565℃，更高的温度下使用，会产生严重的珠光体球化，脱碳。奥氏体不锈钢管，比如18-8，25-20，可在不超过816℃下使用，但当在600℃左右长期使用，反而容易产生敏化，晶间腐蚀，奥氏体不锈钢的炉管，耐热，抗氢，抗碳都没问题，但是对于氯离子，连多硫酸敏感，如TP321，TP304都可以做炉管，但焊接要求太高，现在一般使用的为316L材质的不锈钢可以充作炉管（18-8Mo2Ti）广石化S-Zorb装置炉管材质为执行标准：ASTMA335TP304H、TP347H高温用无缝铁素体合金钢管---压力容器用无缝钢管炉管损坏原因：安装损坏，传热恶化，局部过热，火焰舔管，管内结焦，管内介质含有不良杂质（如过量的盐分或有机钠）管内外腐蚀。炉管10.调节阀：入炉流量控制，为避免流体在炉管内结焦，调节阀一般选用事故开（F.O），燃料调节阀为了保证加热炉事故状态下不要超温一般选用事故关（F.C）.11.氧分析仪：氧化锆分析仪（量程1%-25%）12.气动自动快开风门：一般配置在强制通风燃烧器前的