讲义(jiǎngyì)石油化工加热炉的种类用途和主要指标分解234一般石油化工加热炉的设计，主要有工艺计算和结构设计两部分工作。工艺计算部分的内容和目的是根据工艺要求，确定合适的炉型方案，进行燃料燃烧计算；炉子系统(xìtǒng)热平衡计算以确定燃料消耗量，进行辐射室传热计算，以布置与确定辐射传热面积；炉子系统(xìtǒng)烟气侧的流动阻力和烟囱计算以确定烟气抽引装置。必要时亦须对工艺物料的阻力进行核算。结构设计的主要内容是根据炉型方案进行总体布置，并确定炉子燃烧装置、炉用附件等结构。按外形大致上分为以下四类：箱式炉、立式炉、圆筒炉、大型方炉。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(liǎnɡcè)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。在这种炉子的辐射室内，燃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(zhuǎnhuà)炉的炉型，运转良好。第一章石油化工(shíyóuhuàɡōnɡ)加热炉的种类、用途和主要指标(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(bùzhì)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用这一型式。第一章石油化工(shíyóuhuàɡōnɡ)加热炉的种类、用途和主要指标②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(fúshè)体，以提高辐射(fúshè)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。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(yōudiǎn)，常用作大型加热炉的炉型。图1-10图1-11图1-12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(zàojià)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(tèxìng)更接近于水平管，能完全排空，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)④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(lìshì)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。(4)大型(dàxíng)方炉图1-19按用途分类按用途管式热加炉大致分为以下(yǐxià)几类：炉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。第一章石油化工加热炉的种类、用途(yòngtú)和主要指标(2)加热液体(yètǐ)的炉子②管内(ɡuǎnnèi)进口为液相、出口为气液混相的炉子在生产过程中，往往要求被加工的流体在气液混相状态下进入蒸馏塔等，此时使用这种加热炉。在全部工艺加热炉中它的数量最大。对于这种炉子，最重要的是把握住吸热量、气化率、压力降、温度之间的关系。③进口为液相、出口全部汽化的炉子这种炉子是反应器的进料加热炉，它把液体完全汽化，加热到一定温度，然后送入工艺反应器。由于反应器的操作条件(如催化剂活性等)在运转(yùnzhuǎn)期中是变化的，这种炉子的操作温度和压力等往往变化很大。较之上述①、②两种，有必要掌握它的变动范围，以防止裂解和结炭发生。(3)气体加热炉如水蒸气的过热、工艺气体的预热就使用这种炉子(lúzi)