管式加热炉设计和应用课件.ppt

关于管式加热炉设计和应用
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第一章 管式炉的结构、种类和主要指标
概述
加热炉的定义：在炼厂生产的主要装置中，对原油或油品进行加工时，一般都需要在较高的温度下进行，因此必须有提供热源的加热设备，这种加热设备叫加热炉。
现代炼厂都采用管式加热炉，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的火焰与高温烟气作为热源，来加热在炉管中高速流动的油品，使其达到工艺规定的温度，以供给原油或油品在进行分馏、裂解或反应等加工过程中所需要的热量，从而保证生产正常进行。
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第一章 管式炉的结构、种类和主要指标
（1）被加热介质在管内流动，故仅限于加热气体或液体。而且，这些气体或液体通常都是易燃易爆的烃类物质，同锅炉加热水或蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多。
◆ 管式加热炉的特征：
（2）加热方式为直接受火式。
（3）只烧液体或气体燃料。
（4）长周期连续运转，不间断操作。
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第一章 管式炉的结构、种类和主要指标
◆ 管式加热炉的重要性：
（1）管式炉的基建投资费用，一般约占炼油装置总投资的10~20%，占总设备费用的30%左右。在重整制氢和裂解等化工装置中则占建设费用的25%左右。管式炉的基建投资费用大小直接影响着整个生产装置或炼油厂、石油化工厂的基建投资。
被加热型管式炉的工程费用占装置工程费用的比例较小，加热—反应型管式炉占的比例则较大，详见下表1工程费比例。
表1 工程费比例 （%）
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第一章 管式炉的结构、种类和主要指标
（2）管式炉是炼厂消耗燃料的主要设备。一般加工深度较浅的炼厂所用燃料量约占加工能力的3~6%，中等加工深度的约占4~8%，较深的为8~15%，其费用约占总运行操作费用的60~70% 。因此，炉子热效率的高低与节约燃料、降低成本有极密切的关系。表2列举了石油加工常见装置的能耗比例。
表2 能耗比例 （%）
在生产中，我们总是希望整个装置达到“三高一低”（高处理量、高质量、高效率和低消耗）及“长周期安全运转”，大量实践表明，管式炉设计与操作的好坏，往往是关键问题之一。
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第一章 管式炉的结构、种类和主要指标
管式加热炉的一般结构
管式加热炉的一般结构
管式加热炉如下图所示，一般由盘管及其支撑系统、钢结构、炉衬、燃烧器系统，以及余热回收系统等部分组成。
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第一章 管式炉的结构、种类和主要指标
1）盘管
炉管与弯头或集合管连接组成盘管。在纯加热型管式炉中, 工艺介质在盘管内边流动、边吸热，出炉后进入分馏塔、反应器、换热器等后续设备。在加热一反应型管式炉中，如制氢转化炉，每根炉管就是一个直接火焰加热的转化反应器，管内装填有催化剂、工艺介质(烃+水蒸汽)，边吸热、边进行着复杂的烃一蒸汽转化反应、水煤气反应和析炭消炭反应等，工艺介质离开转化炉时，已经转化成氢+水蒸汽+二氧化碳+一氧化碳。
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第一章 管式炉的结构、种类和主要指标
2）钢结构
管式炉的钢结构是用来支撑全炉重量，同时还要承受风荷载和地震力。
3）炉衬
管式炉的炉衬主要起耐火保温作用，它的受热面要承受几百摄氏度甚至一千多摄氏度的高温，同时要使炉外壁温度降到100℃以下，以避免人员烫伤和减少散热损失。
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第一章 管式炉的结构、种类和主要指标
4）燃烧器系统
燃烧器系统一般包括燃烧器、燃料供给及其自控系统。燃烧器的好坏，直接影响着管式炉的热效率、大气污染和噪音污染等。为了满足节能和环保方面越来越高的要求，开发和研制性能优良的燃烧器及其控管系统，是十分必要的。
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第一章 管式炉的结构、种类和主要指标
5）余热回收系统
余热回收系统一般包括空气预热器或废热锅炉、鼓风机、引风机、烟道、风道等。管式炉设置余热回收系统的目的，是为了回收烟气余热， 以提高管式炉的热效率，降低石油化工厂的能耗。
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