管式加热炉设计和应用.ppt

关于管式加热炉设计和应用第1页，共36页，星期日，2025年，2月5日第一章管式炉的结构、种类和主要指标1.1概述加热炉的定义：在炼厂生产的主要装置中，对原油或油品进行加工时，一般都需要在较高的温度下进行，因此必须有提供热源的加热设备，这种加热设备叫加热炉。现代炼厂都采用管式加热炉，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的火焰与高温烟气作为热源，来加热在炉管中高速流动的油品，使其达到工艺规定的温度，以供给原油或油品在进行分馏、裂解或反应等加工过程中所需要的热量，从而保证生产正常进行。第2页，共36页，星期日，2025年，2月5日第一章管式炉的结构、种类和主要指标（1）被加热介质在管内流动，故仅限于加热气体或液体。而且，这些气体或液体通常都是易燃易爆的烃类物质，同锅炉加热水或蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多。◆管式加热炉的特征：（2）加热方式为直接受火式。（3）只烧液体或气体燃料。（4）长周期连续运转，不间断操作。第3页，共36页，星期日，2025年，2月5日第一章管式炉的结构、种类和主要指标◆管式加热炉的重要性：（1）管式炉的基建投资费用，一般约占炼油装置总投资的10~20%，占总设备费用的30%左右。在重整制氢和裂解等化工装置中则占建设费用的25%左右。管式炉的基建投资费用大小直接影响着整个生产装置或炼油厂、石油化工厂的基建投资。被加热型管式炉的工程费用占装置工程费用的比例较小，加热—反应型管式炉占的比例则较大，详见下表1工程费比例。表1工程费比例（%）第4页，共36页，星期日，2025年，2月5日第一章管式炉的结构、种类和主要指标（2）管式炉是炼厂消耗燃料的主要设备。一般加工深度较浅的炼厂所用燃料量约占加工能力的3~6%，中等加工深度的约占4~8%，较深的为8~15%，其费用约占总运行操作费用的60~70%。因此，炉子热效率的高低与节约燃料、降低成本有极密切的关系。表2列举了石油加工常见装置的能耗比例。表2能耗比例（%）在生产中，我们总是希望整个装置达到“三高一低”（高处理量、高质量、高效率和低消耗）及“长周期安全运转”，大量实践表明，管式炉设计与操作的好坏，往往是关键问题之一。第5页，共36页，星期日，2025年，2月5日第一章管式炉的结构、种类和主要指标1.2管式加热炉的一般结构管式加热炉的一般结构管式加热炉如下图所示，一般由盘管及其支撑系统、钢结构、炉衬、燃烧器系统，以及余热回收系统等部分组成。第6页，共36页，星期日，2025年，2月5日第一章管式炉的结构、种类和主要指标1）盘管炉管与弯头或集合管连接组成盘管。在纯加热型管式炉中,工艺介质在盘管内边流动、边吸热，出炉后进入分馏塔、反应器、换热器等后续设备。在加热一反应型管式炉中，如制氢转化炉，每根炉管就是一个直接火焰加热的转化反应器，管内装填有催化剂、工艺介质(烃+水蒸汽)，边吸热、边进行着复杂的烃一蒸汽转化反应、水煤气反应和析炭消炭反应等，工艺介质离开转化炉时，已经转化成氢+水蒸汽+二氧化碳+一氧化碳。第7页，共36页，星期日，2025年，2月5日第一章管式炉的结构、种类和主要指标2）钢结构管式炉的钢结构是用来支撑全炉重量，同时还要承受风荷载和地震力。3）炉衬管式炉的炉衬主要起耐火保温作用，它的受热面要承受几百摄氏度甚至一千多摄氏度的高温，同时要使炉外壁温度降到100℃以下，以避免人员烫伤和减少散热损失。第8页，共36页，星期日，2025年，2月5日第一章管式炉的结构、种类和主要指标4）燃烧器系统燃烧器系统一般包括燃烧器、燃料供给及其自控系统。燃烧器的好坏，直接影响着管式炉的热效率、大气污染和噪音污染等。为了满足节能和环保方面越来越高的要求，开发和研制性能优良的燃烧器及其控管系统，是十分必要的。第9页，共36页，星期日，2025年，2月5日第一章管式炉的结构、种类和主要指标5）余热回收系统余热回收系统一般包括空气预热器或废热锅炉、鼓风机、引风机、烟道、风道等。管式炉设置余热回收系统的目的，是为了回收烟气余热，以提高管式炉的热效率，降低石油化工厂的能耗。第10页，共36页，星期日，2025年，2月5日第一章管式炉的结构、种类和主要指标1.3管式加热炉的种类各种管式加热炉通常可按外形或用途来分类。