工业锅炉相关知识.ppt

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1、工艺锅炉相关知识王涛1.1概述一个设备，具有用耐火材料包围的燃烧室，利用燃料燃烧产生的热量将物质(固体或流体)加热，这样的设备叫做“炉子”。工业上有各种各样的炉子，如冶金炉、热处理炉、窑炉、焚烧炉和蒸汽锅炉等。石油化工加热炉是其生产过程中的高温反应设备和高温加热设备。化工生产过程中很多反应需要在特定条件下进行。例如：乙烯生产装置中的裂解炉将石脑油或轻柴油和一定比例的蒸汽在炉管内从600℃迅速加热到800℃左右，在很短的时间内完成裂解反应。另外，在化工生产过程中有使用热载体加热的设备，这些热载体在专用的炉子

2、里加热以循环使用。总之，随着化学工业的发展，化工加热炉的种类、型式日益繁多，某些炉子往往成为该领域的技术关键。1.1概述1.2加热炉分类1.2.1按外形分类按外形大致上分为以下四类（16类）：箱式炉（6类）、立式炉（6类）、圆筒炉（3类）、大型方炉（1类）。这种划分法系按辐射室的外观形状，而与对流室无关。所谓箱式炉，顾名思义其辐射室为一“箱子状”的六面体。与它相比，立式炉的辐射室宽度要窄一些，其两侧墙的间距与炉膛高度之比约为1：2。圆筒炉、大型方炉的称呼也按同理而来。(1)箱式炉:在这种炉子的辐射室内，燃

3、烧器和炉管交错排列，单排管双面辐射，管子沿整个圆周上的热分布要比单面辐射均匀得多，燃烧器顶烧，对流室和烟囱放在地面上。它的缺点是炉子体积大，造价很高，用于单纯加热不经济。目前在合成氨厂常用它作为大型烃蒸汽转化炉的炉型，运转良好。(2)立式炉①底烧横管式(图l-7)传热机理同箱式炉差不多，只是造型上采用了立式炉的特点。炉管布置在两侧壁，中央是一列底烧的燃烧器。烟气由辐射室、对流室经烟囱一直上行。燃烧器能量较小，数目较多，间距较小，从而在炉子中央形成一道火焰“膜”，提高了辐射传热的效果。现在使用的立式炉多数采

4、用这一型式。图1-7图1-8图1-9②附墙火焰式(图l-8)这种立式炉炉膛当中为一排横管，火焰附墙而上，把两面侧墙的墙壁烧红，使火墙成为良好的热辐射体，以提高辐射传热的效果，它比图l—7型炉传热均匀得多，目前已成为高压加氢、焦化等装置的主流炉型。(2)立式炉图1-7图1-8图1-9④立管立式炉(图l-11)这是我国首创的炉型。图l-7、图1-8型立式炉都为横管，要用大批高铬镍钢的管架。而这种炉型改用立管，节省了这批合金钢，同时又保留了立式炉的优点，常用作大型加热炉的炉型。(2)立式炉图1-10图1-11图

5、1-12(2)立式炉这种炉子都是单排管双面辐射炉型。图l-12型炉在侧壁上安有许多小型的气体无焰燃烧器，使整个侧壁成为均匀的辐射墙面，有优越的加热均匀性，可分区调节各区温度，是乙烯裂解和烃类蒸汽转化最合适的炉型之一。但造价昂贵，用于纯加热非常不合算。还有一个缺点是只能烧气体燃料。(3)立式圆筒炉①螺旋管式(图1-14)当炉子热负荷非常小，而且对热效率无要求时，采用这两种炉型。它们是最简单、最便宜的炉子。图1-14型炉内，炉管是一段盘绕成螺旋状的小管，虽然它属于立管式炉型，但其管内特性更接近于水平管，能完全

6、排空，管内压降小。这种炉子的主要缺点是为了便于盘旋，易于制造，被加热介质通常只有一管程。①螺旋管式(图1-14)②纯辐射式(图l-15)图1-14图1-15(3)立式圆筒炉无反射锥的辐射-对流型(图1-17)这种圆筒炉取代上述型式，已成为现代立式圆筒炉的主流。它取消了反射锥，能够建造较大的炉子。它的对流室水平布置若干排管子，并尽量使用钉头管和翅片管，热效率较高。它的制造及施工简单，造价低，是管式加热炉中应用最广泛的炉型。但是，这种炉子放大以后，炉膛内显得太空，炉膛体积发热强度将急剧下降，结构上和经济性上都

7、开始不利。为了克服这一缺点，可以在大型圆筒炉的炉膛内增添炉管，如图l-18型炉所示。如图l-19所示，这种炉子用两排炉管把炉膛分成若干小间，每间设置一或二个大容量高强燃烧器。分隔可以沿两个方向进行，称之为“十字交叉”分隔法。它通常把对流室单独放到地面上。还有把几台炉子的烟气用烟道汇集拢来，送进一个公用的对流室或废热锅炉。这种炉子结构简单，节省占地，便于回收余热，容易实现炉群集中排烟，减轻大气污染。它是专为超大型加热炉而开发的。(4)大型方炉图1-191.2.2按用途分类按用途管式热加炉大致分为以下几类：炉

8、管内进行化学反应的炉子、加热液体的炉子、加热气体的炉子和加热气、液混相流体的炉子。(1)炉管内进行化学反应的炉子这种炉子管内发生吸热化学反应。按复杂程度来说，它代表了加热炉技术的最高水平。它分为两种：①炉管内装催化剂的，如烃类水蒸气转化炉。②炉管内不装催化剂的，如乙烯裂解炉。无论其中哪一种，不光要求从炉子吸热，而且要满足管路中各段在化学反应方面的各种条件，如温度和热输入量要求等。(1)炉管内进行化学反应的炉子(2)加热液体的炉