第五章 管式加熱爐 一、管式加熱爐的工作原理 管式加熱爐一般由三個(gè)主要部分組成：輻射室、對(duì)流室及煙囪，圖 5-1是一典型的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器(火嘴)噴出高達(dá)幾米的火焰，溫度高達(dá) 10001500、主要以輻射傳熱的方式，將大部分熱量傳給輻射室(又叫爐膛)爐管(也叫輻射管)內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室，溫度降到 700900以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱量傳給對(duì)流室爐管內(nèi)流動(dòng)著的油品，最后溫度降至 200450的煙氣從煙囪排人大氣油品則先進(jìn)入對(duì)流管再進(jìn)入輻射管，不斷吸收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量，逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分，從火嘴噴出的燃料(油或氣)在爐膛內(nèi)燃燒，需要一定的空間才能燃燒完全，同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上，以防將爐管燒壞，所以輻射室的體積較大由于火焰溫度很高(最高處可達(dá) 15001800左右)，又不允許沖刷爐管，所以熱量主要以輻射方式傳送在對(duì)流室內(nèi)，煙氣沖刷爐管，將熱量傳給管內(nèi)油品，這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快，傳熱的能力越大，所以對(duì)流室窄而高些，排滿(mǎn)爐管，且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積，以提高傳熱效率，還常采用釘頭管和翅片管。

在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管，以充分利用蒸汽余熱，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽供生產(chǎn)上使用煙氣離開(kāi)對(duì)流室時(shí)還含有不少熱量，有時(shí)可用空氣預(yù)熱器進(jìn)行部分熱量回收，使煙氣溫度降到 200左右，再經(jīng)煙囪排出，但這需要用鼓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)有時(shí)則利用煙囪的抽力直接將煙氣排入大氣由于抽力受煙氣溫度、大氣溫度變化的影響，要在煙道內(nèi)加擋板進(jìn)行控制，以保證爐膛內(nèi)最合適的負(fù)壓，一般要求負(fù)壓為 23mm 水柱，這樣既控制了輻射室的進(jìn)風(fēng)量，又使火焰不向火門(mén)外撲，確保操作安全二、管式加熱爐的主要工藝指標(biāo) 1.加熱爐熱負(fù)荷每小時(shí)傳給油品的總熱量稱(chēng)為加熱爐熱負(fù)荷(千卡/小時(shí))，表明加熱爐能力的大小，國(guó)內(nèi)煉油廠所用的管式加熱爐最大熱負(fù)荷在4200 萬(wàn)千卡小時(shí)左右2.爐管表面熱強(qiáng)度每平方米爐管單位表面積一小時(shí)內(nèi)所吸收的熱量叫爐管表面熱強(qiáng)度(千卡/米2小時(shí))爐管表面熱強(qiáng)度越高，在一定的熱負(fù)荷下所用的爐管就越少，爐子的尺寸可減小，投資可降低，所以要盡可能地提高爐管的表面熱強(qiáng)度但爐管表面熱強(qiáng)度不能無(wú)限制地提高，歡迎下載 因?yàn)椋籂t管表面熱強(qiáng)度增加，管壁溫度也會(huì)增加，靠近管壁處的油品就會(huì)因過(guò)熱裂解而結(jié)焦附在管壁上，增加了傳熱阻力，又使管壁溫度進(jìn)一步增加，結(jié)焦不斷增厚，如此惡性循環(huán)，嚴(yán)重時(shí)可燒壞爐管。

所以要根據(jù)油品性質(zhì)的不同控制合適的爐管表面熱強(qiáng)度加大管內(nèi)油品流速，就不容易結(jié)焦，爐管表面熱強(qiáng)度可適當(dāng)高些在檢修時(shí)，須對(duì)爐管進(jìn)行清焦處理清焦的方法主要有空氣-蒸汽燒焦法和機(jī)械清焦法加熱爐爐膛內(nèi)，各部分爐管的表面熱強(qiáng)度是不同的，因?yàn)闋t管距火焰的距離不同及爐管自身面向火焰面或背向火焰面等都會(huì)造成爐管受熱不均這樣，局部的爐管表面熱強(qiáng)度會(huì)大于全爐平均熱強(qiáng)度，為防止局部過(guò)熱，不得不降低全爐平均熱強(qiáng)度，盡管這是不經(jīng)濟(jì)的所以保證爐管受熱均勻，提高全爐平均熱強(qiáng)度，對(duì)延長(zhǎng)爐管使用壽命是很重要的圖 5-1 管式加熱爐的主要結(jié)構(gòu) 的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 3.過(guò)剩空氣系數(shù)。

實(shí)際供給燃料燃燒的空氣與理論空氣量的比值叫做過(guò)剩空氣系數(shù)比如 1 公斤燃料從理論上計(jì)算需要 14.3 公斤空氣正好完全燃燒，而實(shí)際供給的空氣量是17.2，則過(guò)剰空氣系數(shù)就是 17.2/14.3=1.2在保證燃燒完全的前提下，使?fàn)t子在低而穩(wěn)定的過(guò)?？諝庀禂?shù)下操作是有利的過(guò)?？諝庀禂?shù)過(guò)小會(huì)造成燃燒不完全而浪費(fèi)燃料；過(guò)剩空氣系數(shù)過(guò)大，進(jìn)入爐膛的空氣量大，爐膛溫度下降，影響傳熱效率，同時(shí)，也增加了煙氣量此外，煙氣中的氧氣較多，會(huì)使?fàn)t管表面氧化加劇，縮短爐管壽命過(guò)剩空氣系數(shù)通常取 1.11.5 左右4.全爐熱效率爐子熱負(fù)荷與燃料發(fā)出的總熱量之比叫全爐熱效率管式爐熱效率一般為 75%左右，目前先進(jìn)的管式爐熱效率為80%85%，最高可達(dá) 88%92%，熱效率高，表明相同的熱負(fù)荷所耗的燃料量少燃料燃燒放出的熱量，除被油品吸收外，其余的熱量都被煙氣帶走和爐體散熱損失掉所以提高熱效率的途徑有：一是改進(jìn)燃燒狀況，使燃料完全燃燒；二是充分回收煙氣熱量；三是提高爐壁的保溫質(zhì)量，減少爐壁散熱損失三、管式加熱爐類(lèi)型 煉油廠加熱爐類(lèi)型很多，按照管式加熱爐的用途可分為純加熱爐和加熱-反應(yīng)爐，前者如常壓爐、減壓爐，原料在爐內(nèi)只起到被加熱的作用；后者如裂解爐、焦化爐，原料在爐內(nèi)不僅被加熱，同時(shí)還有足夠的時(shí)間進(jìn)行裂解和焦化反應(yīng)。

按照管式爐的結(jié)構(gòu)又可分為立式爐、圓筒爐和無(wú)焰爐1.立式爐 立式爐爐膛為長(zhǎng)方形箱體，爐管可水平放置或垂直放置，圖 5-2為臥管立式爐，圖 5-3為立管立式爐臥管立式爐其輻射爐管沿爐壁橫排，火焰垂直于爐管上燒，爐膛較窄對(duì)流室置于輻射室之上，長(zhǎng)度與輻射室相同，煙囪放在對(duì)流室頂部這種爐的特點(diǎn)是爐管沿長(zhǎng)度方向受熱均勻，另外由于其輻射室高度低，故各輻射管間的受熱也比較均勻?qū)α鞴茌^長(zhǎng)對(duì)提高熱效率比較有利，其缺點(diǎn)是為避免爐管發(fā)生過(guò)大的彎曲變形，要按一定間隔設(shè)置高合金爐管支架立管立式爐的結(jié)構(gòu)同臥管立式爐很相似，只是爐管改為立式，其主要優(yōu)點(diǎn)是減少了爐管支架，便于布置多管程，缺點(diǎn)是爐管沿管長(zhǎng)受熱不均勻，清掃困難立式爐在熱負(fù)荷較低時(shí)，投資高于圓筒爐，一般在熱負(fù)荷較大時(shí)使用2.圓筒爐 圓簡(jiǎn)爐爐膛為直立圓筒形(圖 5-4)，輻射管在爐膛周?chē)怪钡嘏帕幸恢?，方形?duì)流室在的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 圓筒體上部，對(duì)流管分水平與直立設(shè)置兩種。

圓筒爐的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，造價(jià)較低爐管立式排列，可采用上部吊管固定，節(jié)省了管架合金材料用量但立式排列使得沿管長(zhǎng)方向受熱不均勻，距爐底 15m 處的管于表面熱強(qiáng)度最高從熱負(fù)荷上看，圓筒爐通常用作中、小型加熱護(hù)，這是因?yàn)檩椛涔懿荒芴L(zhǎng)，加大爐膛直徑又會(huì)提高造價(jià)圓筒爐的熱效率偏低也使熱負(fù)荷的提高受到限制當(dāng)熱負(fù)荷大于 2500 萬(wàn)千卡小時(shí)，可選用立管立式爐3.無(wú)焰爐 無(wú)焰爐結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 5-5，其外形和立式爐相似，主要特點(diǎn)是將無(wú)焰噴嘴沿爐膛測(cè)墻均勻分布由于無(wú)焰燃燒，爐膛體積可縮小，傳熱較均勻，輻射管熱強(qiáng)度高(可達(dá) 50，00060，000 千卡/米2時(shí))，傳熱較均勻由于燃燒完全，過(guò)?？諝庀禂?shù)小，爐子熱效率較高此外，還可按工藝要求來(lái)調(diào)節(jié)各處爐管的熱強(qiáng)度但這種無(wú)焰燃燒噴嘴目前只能燒氣體燃料，另外爐墻結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜、造價(jià)較高，國(guó)內(nèi)主要用作焦化爐、高溫制氫的轉(zhuǎn)化爐及裂解爐等四、管式加熱爐的主要零配件 1.爐管系統(tǒng) 爐管系統(tǒng)包括爐管、管架和彎頭爐管擔(dān)負(fù)著加熱爐的傳熱作用，管架和彎頭是支撐和連接爐管的部件爐管在高溫和有氧化的條件下工作，長(zhǎng)期使用的爐管有明顯的蠕變現(xiàn)象，在局部的過(guò)熱處甚至?xí)屏?，所以爐管的材料選擇要恰當(dāng)。

一般碳鋼爐管只能用于低硫原油加熱爐若要耐高硫原油的腐蝕，常用 Cr5Mo爐管對(duì)溫度高又含硫的高壓加氫裝置可采用18Cr-10Ni爐管在壁溫高達(dá)8501050制氫轉(zhuǎn)化爐和裂解爐中 則采用Cr25Ni20 或HK-40鑄鋼管在對(duì)流室內(nèi)，為了提高管外煙氣對(duì)管子的傳熱效率，常采用翅片管和釘頭管，如圖 5-6所示翅片管是將 L 形齒形翅片纏繞在管外表面，焊接固定釘頭管是把912mm的釘頭交錯(cuò)排列在管子外壁，焊接連接彎頭是爐管的連接件，常用的有回彎頭、鑄造彎頭和沖壓彎頭等，其材質(zhì)有 25 號(hào)鋼、30CrMoA、Cr5Mo、35Cr 等圖 5-7為常用的箱式鑄鋼回彎頭，它是同爐管脹接連接，適用于經(jīng)常檢查與除焦的爐管上；圖 5-8為鑄鋼彎頭，比回彎頭輕巧，與爐管焊接連接，適用于不易結(jié)焦且可燒焦的爐子上；圖 5-9為沖壓彎頭，系用爐管沖壓而成，質(zhì)量?jī)?yōu)于鑄鋼彎頭的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 圖 5-2 臥管立式爐 的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 圖 5-3 立管立式爐 的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 圖 5-4 圓筒爐 的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 圖 5-5 無(wú)焰爐 的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 圖 5-6 翅片管和釘頭管 2.火嘴 火嘴是液體燃料和氣體燃料燃燒器的俗稱(chēng)，是燃燒系統(tǒng)中的重要部件。

火嘴的燃燒質(zhì)量直接影響加熱爐的生產(chǎn)能力和爐管壽命按照其燃燒的特點(diǎn)可分為火炬燃燒與無(wú)焰燃的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 燒圖 5-7 180箱式鑄鋼彎頭 圖 5-8 180鑄造彎頭 的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 圖 5-9 沖壓彎頭 圖 5-10 內(nèi)混式燃油高壓火嘴 所謂火炬燃燒即燃燒過(guò)程有明顯的可見(jiàn)火焰。

燃料為燃料油和煉廠氣圖 5-10為一燃油火嘴，一定壓力的過(guò)熱蒸汽以很高的速度噴出使燃料油霧化成油汽，然后從噴頭噴出燃燒燃料一般為渣油，因其蒸汽與燃料是在內(nèi)部混合，故稱(chēng)內(nèi)混式高壓火嘴圖 5-11是用于圓筒爐和立式爐上的油氣聯(lián)合火嘴，可以同時(shí)燒油和瓦斯氣，也可以單獨(dú)燒油或燒瓦斯對(duì)燃油內(nèi)混式高壓火嘴，蒸汽與燃料油經(jīng)噴頭小孔噴出，調(diào)節(jié)一、二級(jí)調(diào)風(fēng)器的開(kāi)度，可調(diào)節(jié)和控制火焰形狀及長(zhǎng)度一次風(fēng)大時(shí)火焰較短，二次風(fēng)大時(shí)火焰較長(zhǎng)所謂無(wú)焰燃燒嚴(yán)格地說(shuō)是短焰燃燒它采用無(wú)焰燃燒器和氣體燃料圖 5-12為一種無(wú)焰燃燒器，燃料氣(瓦斯)高速(300400 m/s)通過(guò)噴嘴，空氣由風(fēng)門(mén)帶入，在混合管中混合，通過(guò)分布室分布到燃燒孔道中去，以極高的速度在孔道中完成全部燃燒過(guò)程，因此見(jiàn)不到火焰孔道溫度很高，把硅墻燒至高溫，形成一面溫度較均勻的輻射墻，由爐墻把熱量傳結(jié)爐管火嘴的形式種類(lèi)繁多，以上僅介紹了煉油廠常用的三種火嘴的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 圖 5-11 油氣聯(lián)合火嘴 圖 5-12 梅花形無(wú)焰火嘴 的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 3.爐墻系統(tǒng) 加熱爐爐壁是由外部的保護(hù)層、中間的保溫層和內(nèi)部的耐火層三部分所組成。

保護(hù)層用鋼板制造保溫層用保溫磚和紅磚砌成耐火層用輕質(zhì)絕熱材料做的耐火磚砌成按照爐墻砌筑方法可分承重式爐墻和掛磚式爐墻前者與普通建筑墻壁相似，自身承受全部重量，如有的圓筒爐就采用承重式爐墻后者是將耐火磚砌在掛磚架上，爐墻重量由掛磚的鋼架承受，如立式爐常采用掛磚式爐墻無(wú)焰爐的輻射墻可全部由無(wú)焰燃燒器組成，或由間隔排列的無(wú)焰燃燒器與掛磚墻組成，無(wú)焰燃燒器與磚墻之間有絕熱材料爐子各個(gè)系統(tǒng)的載荷主要是靠爐架支撐，所以爐架采用鋼結(jié)構(gòu)，以保證操作的安全可靠和經(jīng)久耐用4.排煙系統(tǒng) 由于箱式爐的煙氣在對(duì)流室是自上而下流動(dòng)的，所以需有煙道和另立煙囪立式爐、圓筒爐和無(wú)焰爐的煙氣在對(duì)流室是自下而上的流動(dòng)，煙氣受阻力小，所以煙囪較小可設(shè)于對(duì)流室上部爐內(nèi)煙氣比外界空氣的溫度高、重度小，因此，可沿著煙囪上升排入大氣中，同時(shí)，使空氣自然流入爐膛內(nèi)煙囪的抽力大小和煙氣與外界空氣溫度之差，以及煙囪高度有關(guān)煙氣與外界空氣溫差越高，則煙囪的抽力就越大為了保證煙囪有適當(dāng)?shù)某榱Γ瑹焽璧闹睆胶透叨刃韪鶕?jù)煙氣量、煙氣平均溫度和煙氣的流速等數(shù)值進(jìn)行計(jì)算在煙囪內(nèi)加設(shè)擋板，調(diào)節(jié)擋板開(kāi)度就可控制一定的抽力，保證爐膛內(nèi)最合適的負(fù)壓一般要求爐膛內(nèi)保持負(fù)壓 23 毫米水柱，在打開(kāi)看火門(mén)觀察爐膛時(shí)，火焰不會(huì)外撲，確保操作安全。

如采用強(qiáng)制送風(fēng)，爐內(nèi)負(fù)壓不超過(guò) 5 毫米水柱時(shí)，可以不裝擋板老式的煙囪擋板多為單軸式，現(xiàn)多采用多軸式，多軸式擋板較單軸檔板靈活好用，不易損壞變形，便于操作煙囪擋板調(diào)節(jié)系統(tǒng)由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、滑輪、轉(zhuǎn)輪及煙囪擋板等部件組成，由鋼線繩和鏈條傳動(dòng)見(jiàn)圖 5-13調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由手搖卷?yè)P(yáng)機(jī)、開(kāi)關(guān)指示部件及鏈輪組成，裝在地面上，滑輪安裝在爐體和煙囪上以固定鋼絲繩及滑動(dòng)用轉(zhuǎn)輪安裝在煙囪擋板軸上，帶動(dòng)煙囪擋板開(kāi)閉煙囪擋板多裝在煙囪底部另一種煙囪擋板調(diào)節(jié)系統(tǒng)是煙囪擋板與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，通過(guò)儀表而自動(dòng)調(diào)節(jié)和開(kāi)關(guān)的5.門(mén)類(lèi)(1)看火門(mén)：觀看爐膛內(nèi)所有噴嘴的整個(gè)火焰及觀看輻射管、底排遮蔽管的受熱狀況，的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 管壁被氧化情況，爐管的彎曲程度等。

圖 5-13 圓筒爐煙道檔板調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖(2)防爆門(mén)：一般加熱爐采用的是負(fù)壓自重式防爆門(mén)，平時(shí)靠自重關(guān)閉，當(dāng)爐內(nèi)壓力增高，防爆門(mén)即被打開(kāi)，其結(jié)構(gòu)如圖5-143)人孔門(mén)：用于檢修安裝等6.吹灰器(圖 5-15)為了提高加熱爐的熱效率，強(qiáng)化對(duì)流段的對(duì)流傳熱，降低對(duì)流段出口煙氣溫度，因此的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 加熱爐對(duì)流段的爐管，由光管改用翅片管或釘頭管但燒油的加熱爐，在一段時(shí)期后就會(huì)在管子表面和釘頭間積有煙灰，使得高溫?zé)煔獾臒崃坎荒鼙粻t管吸收，而排入大氣，降低加熱爐的傳熱系數(shù)，失去了翅片管或釘頭管的優(yōu)越性。

因此，凡采用釘頭管或翅片管的加熱爐或燒重油、污油，與瓦斯混燒的加熱爐，必須放置吹灰器裝置及清掃孔，吹灰器用蒸汽吹掉管表面的灰垢使煙灰不沉積結(jié)塊，保持爐管有效高的傳熱效率圖 5-14 防爆門(mén) 圖 5-15 固定式吹灰器 的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 7.煙氣余熱回收裝置 回收煙氣余熱的途徑是利用低溫介質(zhì)吸收煙氣的熱量，如加熱工藝介質(zhì)、發(fā)生蒸汽或預(yù)熱爐用燃燒空氣回收煙氣余熱可以大幅度地提高加熱爐熱效率，對(duì)節(jié)能有顯著效果。

常用的煙氣余熱回收裝置有空氣預(yù)熱器(圖 5-16)、余熱鍋爐等圖 5-16 管式空氣預(yù)熱器 五、管式加熱爐低溫露點(diǎn)腐蝕的機(jī)理及防治 由于節(jié)能工作的不斷向前發(fā)展，要求加熱爐的排煙溫度越來(lái)越低，但是往往在空氣預(yù)熱器、余熱鍋爐等余熱回收設(shè)備的換熱面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的低溫露點(diǎn)腐蝕，嚴(yán)重的腐蝕穿孔使加熱爐不能正常運(yùn)行，可以說(shuō)，低溫露點(diǎn)腐蝕已成為降低加熱爐排煙溫度、提高熱效率的主要障礙1.低溫露點(diǎn)腐蝕的機(jī)理 燃料油、氣中的有少量的 S 存在，燃料后生成 SO2由于燃燒室中有過(guò)量的 O2存在，所以又有少量的 SO2進(jìn)一步氧化成 SO3在通常的過(guò)?？諝庀禂?shù)條件下，全部 SO2中約有13%轉(zhuǎn)化成 SO3，在高溫?zé)煔庵械?SO3氣體不腐蝕金屬，但當(dāng)煙氣溫度降到 40以下，SO3將與水蒸汽化合生成硫酸蒸汽其反應(yīng)式如下：SO3+H2O H2SO4 的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用 歡迎下載 當(dāng)硫酸蒸汽凝結(jié)到爐子尾部受熱面上時(shí)就會(huì)發(fā)生低溫硫酸腐蝕。

與此同時(shí)，這些凝結(jié)在低溫受熱面上的硫酸液體，還會(huì)粘附煙氣中的灰塵形成不易消除的積垢，使煙氣通道不暢甚至堵塞2.防治措施(1)提高空氣預(yù)熱器入口的空氣溫度 提高空氣預(yù)熱器入口的空氣溫度可以提高預(yù)熱器冷端換熱面的壁溫，防止結(jié)露腐蝕最常用的是采用空氣再循環(huán)的方法，把已預(yù)熱的空氣從再循環(huán)管道引入風(fēng)機(jī)入口和冷空氣混合來(lái)提高溫度在開(kāi)工或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可增大熱風(fēng)的再循環(huán)量這種方法的缺點(diǎn)是風(fēng)機(jī)消耗電能較多；并且由于縮小了空氣和煙氣之間的溫差對(duì)提高加熱爐熱效率造成不利影響較理想的方法是：利用裝置的廢氣或低溫?zé)嵩赐ㄟ^(guò)暖風(fēng)器，將冷空氣預(yù)熱到 6080后再進(jìn)入空氣預(yù)熱器2)提高空氣預(yù)熱器換熱面的壁溫 提高空氣預(yù)熱器入口的空氣溫度可以提高預(yù)熱器的換熱面取溫，防止腐蝕產(chǎn)生另外一種方法是在管式空氣預(yù)熱器內(nèi)將管子水平放置，使煙氣在管外橫流沖刷換熱面，空氣在管內(nèi)縱向流動(dòng)這樣設(shè)計(jì)的預(yù)熱器，其壁溫比立管式(煙氣走管內(nèi))稍高，對(duì)減少低溫腐蝕有利3)采用耐腐蝕材料 耐腐蝕材料分非金屬和金屬材料兩類(lèi)管式空氣預(yù)熱器的低溫區(qū)可采用硼硅玻璃管，或在管式空氣預(yù)熱器鋼管外表面(煙氣側(cè))涂上非金屬防腐層回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的冷端可以采用涂有搪瓷材料的換熱元件。

4)采用低氧燃燒 控制燃燒過(guò)剰空氣量，能有效地減少 SO3的生成量，降低露點(diǎn)溫度對(duì)減少低溫腐蝕有利，在石油化工廠的管式加熱爐中，實(shí)現(xiàn)低氧燃燒必須保證爐墻的嚴(yán)密性，并且嚴(yán)格控制每個(gè)燃燒器的進(jìn)風(fēng)量，否則極易引起機(jī)械和化學(xué)不完全燃燒，增加排煙熱損失5)使用低硫燃料 煙氣露點(diǎn)溫度隨液體燃料或氣體燃料中的含硫量或硫化物含量的增多而升高目前煉油廠加熱爐燒氣體燃料的較多，瓦斯都含有相當(dāng)數(shù)量的 H2S 氣體，如對(duì)煉廠氣體燃料進(jìn)行脫硫處理，則可顯著降低煙氣露點(diǎn)溫度，減少低溫腐蝕的圓筒爐示意圖爐底的油氣聯(lián)合燃燒器火嘴噴出高達(dá)幾米的火焰溫度高達(dá)主要以輻射傳熱的方式將大部分熱量傳給輻射室又叫爐膛爐管也叫輻射管內(nèi)流動(dòng)的油品煙氣沿著輻射室上升到對(duì)流室溫度降到以對(duì)流傳熱的方式繼續(xù)將部分熱收高溫?zé)煔鈧鹘o的熱量逐步升高到所需要的溫度輻射室是加熱爐的核心部分從火嘴噴出的燃料油或氣在爐膛內(nèi)燃燒需要一定的空間才能燃燒完全同時(shí)還要保證火焰不直接撲到爐管上以防將爐管燒壞所以輻射室的積較大由于火焰溫度品這種傳熱方式稱(chēng)為對(duì)流傳熱煙氣沖刷爐管的速度越快傳熱的能力越大所以對(duì)流室窄而高些排滿(mǎn)爐管且間距要盡量小有時(shí)為增加對(duì)流管的受熱表面積以提高傳熱效率還常采用釘頭管和翅片管在對(duì)流室還可以加幾排蒸汽管以充分利用。