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管式加热炉按炉型分类

来源:admin 发布时间:2018-12-17 16:45:49 浏览次数:7138次
管式加热炉刚从蒸馏釜脱胎出来的时候,还保留着“釜”的胎记,它保留着釜式“蒸锅”的工作原理,仅将传热面改为一组管束,即所谓的“堆形炉”。由于燃烧器直接设置在管束的下面,各排管子的受热强度极不均匀:底排管的热强度高达70000-80000W/㎡,顶排管的热强度却不到1000W/㎡。 因此,底排管经常烧穿,而上面各排管的利用率又极底。当时认为辐射热太强了,于是出现了纯对流炉。纯对流炉的炉管全部设置在对流室,中间用火墙把燃烧室隔开,避免炉管受火焰直接冲刷。但是在操作中又发现对流室顶排炉管经常烧坏,而各排炉管的受热仍很不均匀。这是因为燃烧室内没有吸热面,烟气进入对流室时的温度仍高达1000℃以上的缘故。如果在燃烧室内设置一些炉管,一则吸收部分热量,降低烟气温度,解决对流室顶排管过热烧坏问题;同时又利用高温辐射传热强度大的优点,节省了炉管用量,缩小了炉子尺寸。于是,出现了同时具有辐射室和对流室的管式加热炉。
最初出现的是具有代表性的方箱炉。后来,为了改善辐射室传热的均匀性,砍掉了方箱炉内烟气流动的死角区,于是出现了斜顶炉。方箱炉和斜顶炉的主要缺点是敷管率低、炉子体积大、结构复杂、一般需要独立烟囱、造价高等等。现在已不再新建这样的炉子。现在广泛使用的炉型按辐射室的形状来分有圆筒炉、立式炉和大型箱式炉三大类。
(1)圆筒炉
顾名思义,辐射室为圆筒形的管式加热炉叫圆筒炉,对流室和烟囱布置在辐射室的上部,燃烧器布置在炉底,向上烧火。其辐射室炉管排列有立管和螺旋管两种。对流室炉管一般是水平布置的。螺旋管适用于介质有固相沉淀的管式加热炉,如白土精制炉。 当热负荷很小时(≤2MW),一般不带对流室,只作成纯辐射圆筒炉。圆筒炉结构简单,制造安装方便,投资少,占地也少。适用于中小热负荷的管式加热炉,一般25MW以下的炉子优先选用圆筒炉。热负荷再大则辐射炉膛利用率低,不宜再用圆筒炉。当然也可在炉膛中间排管,但结构复杂,炉管及火焰燃烧状况的观察也较困难,从前曾经这样设计和建造过52MW的圆筒炉,现在一般不这么作了。
(2)立式炉
立式炉的辐射室截面为较窄长的矩形,燃烧器布置在炉底,向上烧火。当辐射炉管水平布置时,一般在辐射室的上部切出斜肩,避免烟气流出现死角,在延迟焦化加热炉上应用广泛。这种立式炉称为卧管立式炉,它的主要优点在于火焰和烟气流向与炉管垂直相交,便于将高温、介质易裂解和易结焦的炉管避开炉内高温区,因此特别适用于润滑油型减压炉、焦化炉和沥青炉等。 当管内介质要求不苛刻且流路又较多时,辐射室炉管可立式布置。这既可减少高合金的炉管支撑件,又便于多流路布管。这样的立式炉称为立管立式炉,见下图。立管立式炉已经与后面讲的大型箱式炉类似,同样可以满足大型化的要求。国内已建成80MW的立管立式炉,该炉用作年处理一千万吨原油的常压炉还有富裕。
(3)大型箱式炉
大型箱式炉是适应管式加热炉热负荷的大型化而产生的。其辐射室的外形为箱状六面体。辐射炉管可水平布置,但大多是立式布置,也有U形或门形布置的。燃烧器布置有炉底向上烧火、炉顶向下烧火或端(侧)墙对烧等三种。常见的大型箱式炉如下图所示,其最大的特点是充分地利用炉膛空间,并按“积木组合式”放大,因此特别适合于大型炉。

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