管式加热炉的结构优化设计.pptx
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1、 管式加热炉的结构管式加热炉的结构优化设计优化设计 目录目录一、管式加热炉的工作原理一、管式加热炉的工作原理二、管式加热炉类型二、管式加热炉类型三、管式加热炉的主要工艺指标三、管式加热炉的主要工艺指标四、加热炉的技术改造四、加热炉的技术改造管式加热炉是炼油厂的重要加热设备,耗费能量大。针对早期建造的炼油厂和化工厂在役管式加热炉热负荷和热效率低以及热源损失大等状况,提出了一些技术改造和节能措施,例如在辐射室增加炉管,并采用新型燃烧器、变频技术和全密封技术等,获得了良好效果。管式加热炉的工作原理管式加热炉的工作原理管式加热炉一般由三个主要部分组成:辐射室、对流室及烟囱。辐射室是加热炉的核心部分,从
2、火嘴喷出的燃料(油或气)在炉膛内燃烧,需要一定的空间才能燃烧完全,同时还要保证火焰不直接扑到炉管上,以防将炉管烧坏,所以辐射室的体积较大。由于火焰温度很高(最高处可达15001800左右),又不允许冲刷炉管,所以热量主要以辐射方式传送。在对流室内,烟气冲刷炉管,将热量传给管内油品,这种传热方式称为对流传热。烟气冲刷炉管的速度越快,传热的能力越大,所以对流室窄而高些,排满炉管,且间距要尽量小。烟气离开对流室时还含有不少热量,有时可用空气预热器进行部分热量回收,使烟气温度降到200左右,再经烟囱排出,但这需要用鼓风机或引风机强制通风。有时则利用烟囱的抽力直接将烟气排入大气。由于抽力受烟气温度、大气
3、温度变化的影响,要在烟道内加挡板进行控制,以保证炉膛内最合适的负压,一般要求负压为23mm水柱,这样既控制了辐射室的进风量,又使火焰不向火门外扑,确保操作安全。管式加热炉类型管式加热炉类型炼油厂加热炉类型很多,按照管式炉的结构可分为立式炉、圆筒炉和无焰炉。立式炉立式炉炉膛为长方形箱体,炉管可水平放置或垂直放置。卧管立式炉其辐射炉管沿炉壁横排,火焰垂直于炉管上烧,炉膛较窄对流室置于辐射室之上,长度与辐射室相同,烟囱放在对流室顶部。这种炉的特点是炉管沿长度方向受热均匀,另外由于其辐射室高度低,故各辐射管间的受热也比较均匀。对流管较长对提高热效率比较有利,其缺点是为避免炉管发生过大的弯曲变形,要按一
4、定间隔设置高合金炉管支架。圆筒炉圆筒炉炉膛为直立圆筒形,辐射管在炉膛周围垂直地排列一周,方形对流室在圆筒体上部,对流管分水平与直立设置两种。圆筒炉的特点是结构紧凑,造价较低。炉管立式排列,可采用上部吊管固定,节省了管架合金材料用量。但立式排列使得沿管长方向受热不均匀,距炉底15m处的管于表面热强度最高。从热负荷上看,圆筒炉通常用作中、小型加热护,这是因为辐射管不能太长,加大炉膛直径又会提高造价。圆筒炉的热效率偏低也使热负荷的提高受到限制。无焰炉无焰炉外形和立式炉相似,主要特点是将无焰喷嘴沿炉膛测墙均匀分布。由于无焰燃烧,炉膛体积可缩小,传热较均匀,辐射管热强度高,传热较均匀。由于燃烧完全,过剩
5、空气系数小,炉子热效率较高。管式加热炉的主要工艺指标管式加热炉的主要工艺指标加热炉热负荷每小时传给油品的总热量称为加热炉热负荷(千卡/小时),表明加热炉能力的大小,国内炼油厂所用的管式加热炉最大热负荷在4200万千卡小时左右。炉管表面热强度每平方米炉管单位表面积一小时内所吸收的热量叫炉管表面热强度(千卡/米2小时)。炉管表面热强度越高,在一定的热负荷下所用的炉管就越少,炉子的尺寸可减小,投资可降低,所以要尽可能地提高炉管的表面热强度。过剩空气系数实际供给燃料燃烧的空气与理论空气量的比值叫做过剩空气系数。比如1公斤燃料从理论上计算需要14.3公斤空气正好完全燃烧,而实际供给的空气量是17.2,则
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