7.3管式加热炉概述.ppt

第3节 管式加热炉概述 3.1 管式加热炉在石油加工和石油化 工中的重要性 3.2 加热炉的一般结构 3.3 管式加热炉的分类 3.4 加热炉的主要工艺指标 3.5 管式加热炉的主要部件 3.1 管式加热炉在石油加工和石油化 工中的重要性 3.1.1 管式加热炉的定义 3.1.2 管式炉的特性-必要性 3.1.1 管式加热炉的定义 一种火力加热设备 利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰和炽热的烟气作为热源，加热炉管内流动的介质 使之达到工艺规定温度的单元设备 3.1.2 管式加热炉的必要性 ⒈加热温度高、传热速率快 3.2 加热炉的一般结构 3.3 管式加热炉的分类 3.3.1 箱式炉 3.3.2 斜顶炉 3.3.3 立式炉 3.3.4 圆筒炉 分类： 按用途分：纯加热炉、加热反应炉 纯加热炉如常压炉、减压炉、催化裂化炉 加热反应炉如裂解炉和焦化炉 按传热方式分：纯对流炉、辐射炉、对流辐射炉 按燃烧方式分：火炬式、无焰燃烧炉 按炉型分：箱式炉、立式炉、圆筒炉 3.3.1 箱式炉 3.3.2 斜顶炉 3.3.3 立式炉 立管立式炉 3.3.4 圆筒炉 有反射锥的圆筒炉 无反射锥的圆筒炉 大型圆筒炉 1.全炉热负荷Q 炉子单位时间内传给被加热物料的总热量 以Q表示 单位为kJ/h或W、MW Q值越大，炉子的生产能力也越大 5.管内冷介质流速和全炉压降 将20℃情况下，被加热介质在炉管内的流速称为冷介质流速 常压炉的全炉压降一般为0.686～1.47MPa(7～15at) 减压炉的全炉压降一般为0.294～0.588MPa(3～6at) 3.5.1 炉体 ⒈炉墙 ⒉钢架 钢架的作用在于保持炉形和支撑炉子各系统 足够的强度，结构简单 节省钢材，便于操作和检修 3.5.2 炉管系统 ⒈辐射炉管 ⒉对流炉管 ⒊炉管连接件 ⒈辐射炉管 传热性能好； 在一般管壁厚度下，具有较高的机械强度；耐腐蚀； 能够实现长时间安全运转的要求； 10#、20#优质钢、Cr5Mo、1Cr18Ni9Ti合金钢等； 其中以20#优质钢应用较多。 ⒉对流炉管 一般水平（卧管）安装 等腰三角形排列 对流炉管型式 钉头管 ⒊炉管连接件 180°急弯弯头 3.5.3 燃烧器 燃烧器的分类: ⒈气体火嘴 各种气体火嘴的性能比较： ①蒸汽雾化：采用蒸汽作为雾化剂 蒸汽雾化： 优点：雾化效果好，火焰刚直有力，生产能力大，加热负荷调节范围广 缺点：蒸汽消耗量大，蒸汽不能回收，加重了供水系统的负担，在雾化过程中，伴有强烈的噪声 雾化蒸汽的压力一般在4～8kgf/cm2 ②机械雾化 使高压燃料油通过喷嘴的切向槽和旋流室，以很大 的流速经小孔喷出使燃料雾化的方式 机械雾化： 优点：不需要雾化剂，成本低，噪声小 缺点：但部件结构复杂，雾化效果差 一般用于锅炉燃料的雾化 ③联合雾化 先机械雾化，再采用适量蒸汽雾化的方法 ⒊油-气联合火嘴 半预混式气体火嘴和油火嘴的联合使用 可以同时或单独使用气体燃料和液体燃料 液体燃料时多采用二次风门调节 气体燃料时多采用一次风门调节 a.炉管材质的选择 ⒈辐射炉管 b.管径的选择 若管径过大，传热不良，管壁温度升高，油品易结焦； 若管径过小，油品在管内流动速度过大，造成过多的阻力损失； 外径在60～152mm之间； 最常见的范围是100～150mm。 ⒈辐射炉管 c.炉管长度的选择 管式炉炉管一般在7～8m之间； 有加长趋势，有采用15～18m炉管长度的实例。 ⒈辐射炉管 d.炉管的支撑与安装 管架 底部支撑 U型螺栓吊柱 翅片管 高压同心异径管 高压无缝三通 按使用燃料分 按通风方式分 自然通风 强制通风 气体火嘴 油火嘴 油-气联合火嘴 预混式 外混式 半预混式 火嘴型式 火 焰 特 征 主 要 优 点 主 要 缺 点 预混式火嘴 短而刚直强劲；强度大 过剩空气系数小 燃烧速度快 结构复杂 对燃料要求高，易回火 外混式火嘴 长而飘， 强度小 对燃料适应性好， 燃烧稳定，结构简单 无回火问题。 火焰强度小，燃烧慢 过剩空气系数大 半预混式火嘴 内外两个 火焰 介于二者之间， 兼有前两种火嘴特性 介于二者之间， 兼有前两种火嘴缺点 ⒉油火嘴 优点：一般雾化效果良好 缺点：但结构复杂，控制难度较大 * * 燃烧的必要条件： 可燃物、助燃剂、必要的温度 火焰温度1000℃以上，其他加热设备难觅； 传热速率快； 3.1.2 管式加热炉的必要性 ⒉是整个石油加工和石油化工过程中能耗 最大的设备之一 原油处理量的3～15%要被作为燃料烧掉 比值随着原油的加工深度的加深而增加 常减压炉每天就要烧掉10万元左右的燃料