管式加熱爐是石油化工廠和煉油廠的重要設(shè)備。它利用燃料在爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生高溫火焰,以煙氣為熱源,加熱爐管內(nèi)流動的油,使其滿足工藝運(yùn)行要求。該溫度用于供給原油或油品在分餾、裂化或反應(yīng)過程中所需的熱量,以保證正常生產(chǎn)。例如:常減壓裝置中的常壓爐就是將原油加熱到一定溫度使其氣化,從而達(dá)到分餾的目的。
近年來,隨著石油化工行業(yè)的快速發(fā)展,加熱爐技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。作為煉油史上的一項重要發(fā)明,使煉油工藝由間歇式蒸餾發(fā)展為連續(xù)式蒸餾。管式加熱爐耗能大,是油品蒸餾、裂解和轉(zhuǎn)化的核心設(shè)備。運(yùn)行情況直接關(guān)系到設(shè)備乃至整個工廠的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和運(yùn)行是否順利。
因此,學(xué)習(xí)和掌握加熱爐的基本原理和知識,正確操作,加強(qiáng)對加熱爐運(yùn)行經(jīng)驗的研究、管理和總結(jié),對裝置長期高效運(yùn)行具有重要意義。
一、加熱爐形式
箱式爐和斜頂爐是我國20世紀(jì)50年代石油化工廠常用的爐型。由于占地面積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、金屬用量大、成本高等缺點(diǎn),目前這兩種爐型已被淘汰。
在輻射室內(nèi),輻射爐管圍繞爐壁呈圓形排列。由于燃燒器位于加熱爐底部,火焰垂直向上噴出。火焰與爐管平行且等距。熱強(qiáng)度分布均勻,但各管沿爐長方向熱強(qiáng)度分布不均勻。為此,在小型圓筒爐上,通常在輻射室頂部懸掛高鉻鎳合金鋼輻射錐,其再輻射作用使?fàn)t管軸向熱強(qiáng)趨于均勻。但由于輻射錐的材質(zhì)為高鉻鎳合金鋼,成本較高。一般當(dāng)圓筒爐的熱負(fù)荷大于0.4×104kw時,不再使用輻射錐。
筒形爐有占地面積小、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、設(shè)計、制造、施工、安裝方便等特點(diǎn);熱負(fù)荷越小,使用圓筒爐型的優(yōu)勢就越突出。因此,多用于純油加熱的中小型爐子。
二、管式加熱爐的結(jié)構(gòu)
一般由輻射室、對流室、余熱回收系統(tǒng)、燃燒器和通風(fēng)系統(tǒng)組成。
1.輻射室
是加熱爐的主要換熱場所。作為加熱爐重要的部分,它承擔(dān)著整個爐子70%~80%的熱負(fù)荷。而且這部分直接被高溫?zé)煔鉀_刷,溫度很高。因此,運(yùn)行狀況直接關(guān)系到整個加熱爐能否長期高效運(yùn)行。
2.對流室
是利用輻射室的煙氣進(jìn)行對流換熱的部分。對流室密布多排爐管,煙氣以較高的速度沖刷這些管子,進(jìn)行有效的對流換熱。
3.余熱回收硫磺
是指從離開對流室的煙氣中進(jìn)一步回收余熱的部分。目前,常減壓裝置加熱爐的余熱回收系統(tǒng)大多采用預(yù)熱助燃空氣的方式。
4.燃燒器
是加熱爐產(chǎn)生熱量的重要部件,包括噴嘴、布風(fēng)器和燃燒通道三部分。
5.通風(fēng)系統(tǒng)
任務(wù)是將助燃空氣引入燃燒器,將廢氣引出加熱爐。分為自然通風(fēng)和強(qiáng)制通風(fēng)。