加(jia)熱爐的(de)分(fen)類(lei)在國內外還沒有統一劃分(fen)的(de)方(fang)法,本書按以(yi)下7類(lei)方(fang)法進行分(fen)類(lei)。
①. 按外形(xing)分(fen)為:箱(xiang)式爐(含6分(fen)類(lei))、立式爐(含6分(fen)類(lei))、圓(yuan)筒(tong)爐(含3分(fen)類(lei))、大型方爐,如圖8.2所示。
a. 箱式爐[見圖(tu)8.2(a)]。
在這(zhe)種爐(lu)(lu)子的(de)輻(fu)射(she)室內(nei),燃燒(shao)器和爐(lu)(lu)管(guan)交(jiao)錯排列,單排管(guan)雙面(mian)輻(fu)射(she),管(guan)子沿整個圓周(zhou)上的(de)熱分(fen)布要比單面(mian)輻(fu)射(she)均勻得多(duo)。燃燒(shao)器頂(ding)燒(shao)時,對流(liu)室和煙(yan)囪放在地面(mian)上。它(ta)的(de)缺點(dian)是爐(lu)(lu)子體(ti)積大(da),造價很高,用于單純(chun)加熱不經濟。目前在合成氨(an)廠(chang)常用它(ta)作為大(da)型烴蒸汽(qi)轉化爐(lu)(lu)的(de)爐(lu)(lu)型,運轉良好。
b. 立式爐[見(jian)圖8.2(b)]。
·底(di)(di)燒橫管(guan)式,傳(chuan)熱(re)機理(li)同箱式爐,只是造(zao)型上采(cai)(cai)用了立式爐的(de)特點。爐管(guan)布置在(zai)兩側壁,中央(yang)是一(yi)列底(di)(di)燒的(de)燃燒器。煙氣由輻射室、對流室經煙囪一(yi)直上行。燃燒器能量較小(xiao),數目(mu)較多(duo),間距較小(xiao),從而在(zai)爐子中央(yang)形(xing)成一(yi)道火焰(yan)“膜”,提高了輻射傳(chuan)熱(re)的(de)效果。現在(zai)使(shi)用的(de)立式爐多(duo)數采(cai)(cai)用這一(yi)形(xing)式。
·附墻(qiang)火(huo)焰式(shi),這種立(li)式(shi)爐(lu)爐(lu)膛中央為一排橫管,火(huo)焰附墻(qiang)而(er)上,把兩面側(ce)墻(qiang)的墻(qiang)壁燒紅,使火(huo)墻(qiang)成(cheng)為良好(hao)的熱輻射(she)體,以(yi)提(ti)高輻射(she)傳(chuan)熱的效果(guo),目前已(yi)成(cheng)為高壓加氫、焦(jiao)化(hua)等裝置(zhi)的主流(liu)爐(lu)型。
·立(li)管立(li)式爐(lu),立(li)式爐(lu)都為橫(heng)管,要用大批高鉻(ge)鎳鋼(gang)的(de)管架(jia),而這種爐(lu)型改用立(li)管,節省了(le)合金(jin)鋼(gang),同時又保留了(le)立(li)式爐(lu)的(de)優(you)點,常用作(zuo)大型加熱爐(lu)的(de)爐(lu)型。
·在(zai)側壁上(shang)安(an)有許(xu)多(duo)小(xiao)型的(de)(de)氣體(ti)無焰燃(ran)燒器,使(shi)整個側壁成(cheng)為均勻(yun)的(de)(de)輻射墻面,有優(you)越的(de)(de)加熱(re)均勻(yun)性(xing),可分區調節溫度,是乙烯裂解和烴(jing)類蒸(zheng)汽轉化最(zui)合(he)(he)適(shi)的(de)(de)爐(lu)型之一(yi)。但造(zao)價昂貴(gui),用(yong)于(yu)純加熱(re)非常不合(he)(he)算。這(zhe)種爐(lu)子只能燒氣體(ti)燃(ran)料。
c. 圓筒(tong)爐(lu)[見圖8.2(c)]
·當爐(lu)(lu)子熱(re)負荷非常小,而且對熱(re)效率無要(yao)求時,采用螺旋(xuan)管(guan)式(shi)和純輻射式(shi)這(zhe)兩(liang)種爐(lu)(lu)型。它們是(shi)最簡單、最便(bian)(bian)宜的爐(lu)(lu)子。爐(lu)(lu)內(nei)爐(lu)(lu)管(guan)是(shi)一(yi)段盤繞成(cheng)螺旋(xuan)狀的小管(guan),雖然它屬于(yu)立管(guan)式(shi)爐(lu)(lu)型,但其管(guan)內(nei)特(te)性更接近于(yu)水平管(guan),能完全排空(kong),管(guan)內(nei)壓降(jiang)小。這(zhe)種爐(lu)(lu)子的主(zhu)要(yao)缺點是(shi):為了便(bian)(bian)于(yu)盤旋(xuan),易于(yu)制造(zao),被加熱(re)介質(zhi)通常只(zhi)有一(yi)管(guan)程(cheng)。
·無反射(she)錐(zhui)(zhui)的輻射(she)-對流型圓筒(tong)爐取代上(shang)述形(xing)式(shi),已成為(wei)現(xian)代立(li)式(shi)圓筒(tong)爐的主(zhu)流。它取消了反射(she)錐(zhui)(zhui),能(neng)夠建造(zao)較大(da)(da)(da)的爐子;對流室水平布置(zhi)若(ruo)干(gan)排管子,并盡量使用(yong)釘(ding)頭管和翅片管,熱效率較高(gao)。其制造(zao)及施工簡單,造(zao)價(jia)低,是(shi)管式(shi)加熱爐中應用(yong)最廣泛的爐型。但是(shi),這種爐子放大(da)(da)(da)以后,爐膛(tang)內(nei)顯(xian)得太空,爐膛(tang)體積發熱強度將急劇下降,結構上(shang)和經濟性上(shang)都開始(shi)不利(li)。為(wei)了克(ke)服這一缺點,可以在大(da)(da)(da)型圓筒(tong)爐的爐膛(tang)內(nei)增添爐管。
d. 大型(xing)方爐。如圖8.2(d)所(suo)示(shi)
這種爐(lu)(lu)(lu)子用(yong)兩(liang)排(pai)爐(lu)(lu)(lu)管(guan)把爐(lu)(lu)(lu)膛(tang)分成若干(gan)小間,每(mei)間設置1或2個(ge)大(da)容(rong)量高強燃燒器。分隔可以沿兩(liang)個(ge)方向進(jin)行,稱為“十字交(jiao)叉”分隔法。它通(tong)常把對流(liu)(liu)室單獨放到地面上。還有(you)把幾臺爐(lu)(lu)(lu)子的(de)(de)煙氣(qi)用(yong)煙道(dao)匯集攏來,送進(jin)一個(ge)公用(yong)的(de)(de)對流(liu)(liu)室或廢熱(re)鍋爐(lu)(lu)(lu)。這種爐(lu)(lu)(lu)子結構簡單,節省占地,便于回(hui)收余熱(re),容(rong)易(yi)實現爐(lu)(lu)(lu)群集中排(pai)煙,減輕(qing)大(da)氣(qi)污染。它是專為超大(da)型加熱(re)爐(lu)(lu)(lu)而開發的(de)(de)。


②. 按(an)用(yong)途分為:爐(lu)管(guan)內進(jin)行化學反應的(de)爐(lu)子(zi)、加(jia)熱(re)液體(ti)的(de)爐(lu)子(zi)、加(jia)熱(re)氣體(ti)的(de)爐(lu)子(zi)和加(jia)熱(re)氣液混相(xiang)流體(ti)的(de)爐(lu)子(zi)。
a. 爐(lu)管(guan)內進行化學反應的爐(lu)子
這(zhe)種爐子管(guan)內發生吸熱化(hua)學反應。按(an)復雜程(cheng)度來說,它代表了加熱爐技術(shu)的最高(gao)水平。它分為兩(liang)種:爐管(guan)內裝催化(hua)劑的,如烴類水蒸氣轉化(hua)爐;爐管(guan)內不裝催化(hua)劑的,如乙烯裂解爐。
b. 加(jia)熱液體的爐子。這類爐子可分為三種。
·管內(nei)無(wu)相變化、單(dan)純的液體(ti)加(jia)(jia)熱(re)爐,這是(shi)把(ba)工藝液體(ti)預熱(re)到其沸點以下(如溫水加(jia)(jia)熱(re)、液相熱(re)載(zai)體(ti)加(jia)(jia)熱(re)等)使用的爐子(zi)。加(jia)(jia)熱(re)的終溫低,管內(nei)結焦和(he)腐蝕也小(xiao),操作上的問題較少(shao)。
·管內進口為液相(xiang)、出口為氣液混相(xiang)的爐(lu)子。在生產過程中,往往要(yao)求(qiu)被加工(gong)的流(liu)體在氣液混相(xiang)狀(zhuang)態下進入蒸餾塔(ta)等(deng),此(ci)時使(shi)用(yong)這種加熱(re)爐(lu)。在全部工(gong)藝加熱(re)爐(lu)中此(ci)種爐(lu)的數量(liang)最大。對于這種爐(lu)子,最重(zhong)要(yao)的是把握住吸熱(re)量(liang)、氣化率、壓(ya)力降、溫度之間的關(guan)系。
·進口(kou)為液(ye)相、出(chu)口(kou)全(quan)部氣(qi)相的(de)(de)爐(lu)子。這種爐(lu)子是(shi)反(fan)應器的(de)(de)進料加熱爐(lu),它把液(ye)體(ti)完(wan)全(quan)汽化,加熱到一定溫(wen)度(du),然(ran)后送(song)入工藝反(fan)應器。由于(yu)反(fan)應器的(de)(de)操(cao)作條件(如催化劑(ji)活性(xing)等(deng))在運轉期中是(shi)變(bian)化的(de)(de),這種爐(lu)子的(de)(de)操(cao)作溫(wen)度(du)和壓力等(deng)往(wang)往(wang)變(bian)化很大,應掌握其變(bian)動范圍,以防止裂(lie)解和結焦發生(sheng)。
c. 加熱氣體的爐子。
如水蒸(zheng)氣的(de)過(guo)熱、工藝(yi)氣體(ti)的(de)預熱就使用這種爐(lu)子。它多(duo)在較高溫度下(xia)操作,但(dan)因(yin)為是(shi)純氣相(xiang),結(jie)焦的(de)可能性不大(da)(da)。應該注意的(de)是(shi)當氣體(ti)量很大(da)(da)時,爐(lu)管的(de)路數很多(duo),必須從(cong)結(jie)構上保證各路均勻,防止偏流。
d. 加熱(re)氣液混相流體的(de)爐(lu)子
這種爐(lu)(lu)子(zi)常用于加氫精制、加氫裂化等裝置的(de)(de)反應(ying)器進料(liao)加熱。由于管(guan)(guan)內流(liu)(liu)體(ti)從爐(lu)(lu)子(zi)入(ru)口起就是氣、液混相,較上述(shu)純氣體(ti)加熱爐(lu)(lu)更難保(bao)證各路流(liu)(liu)量的(de)(de)均勻,設計(ji)上要更重視管(guan)(guan)徑、管(guan)(guan)內質量流(liu)(liu)速、盤(pan)管(guan)(guan)路數(shu)的(de)(de)選取,以(yi)及管(guan)(guan)內流(liu)(liu)動狀態的(de)(de)判斷和(he)分叉管(guan)(guan)的(de)(de)配管(guan)(guan)設計(ji)等。
③. 按(an)輻射(she)盤管(guan)的布置形(xing)式分為(wei):臥管(guan)爐(lu)(lu)、立管(guan)爐(lu)(lu)、螺旋管(guan)圓筒爐(lu)(lu)、U形(xing)管(guan)爐(lu)(lu)、倒(dao)U形(xing)管(guan)爐(lu)(lu)(門型(xing)爐(lu)(lu))等。
④. 按受熱段分為:純輻射(she)型(xing)(xing);輻射(she)-對流(liu)型(xing)(xing)。
⑤. 按(an)輻射(she)(she)受熱方式(shi)分(fen)(fen)為:單(dan)面輻射(she)(she)、雙面輻射(she)(she)、部分(fen)(fen)單(dan)面輻射(she)(she)十部分(fen)(fen)雙面輻射(she)(she)。
⑥. 按組(zu)合形式分為:單輻(fu)射室、多輻(fu)射室。
⑦. 按燃燒(shao)器(qi)位置分為:底(di)燒(shao)、頂燒(shao)、側(端)燒(shao)。

