管式加热炉

加热炉结构

管式加热炉是炼油厂和石油化工厂的重要设备之一，它是利用燃料在炉膛内燃烧产生高温火焰与烟气作为热源，来加热炉管中流动的油品，使其达到工艺操作规定的温度，以供给原油或油品进行分馏、裂解或反应等加工过程中所需要的热量，保证生产的正常进行。例如：灾常减压蒸馏装置中常压炉就是将原油加热到一定温度，使之气化从而达到分馏的目的。

近年来，随着石油化学工业的迅速发展，管式加热炉的技术越来越引起人们的重视。管式加热炉作为炼油史的一项重要的发明，它使炼油工艺从间歇式蒸馏发展到连续蒸馏方式。管式加热炉消耗着大量的能量，是油品进行蒸馏、裂解、转化的核心设备。加热炉操作的好坏直接关系着装置乃至整个工厂的产品质量、收率和平稳运行。

因此，学习并掌握加热炉的基本原理和知识，正确操作，并对加热炉加强研究、管理和总结操作经验，对于装置的长周期、高效运行有着十分重要的意义。

一、管式加热炉的形式

箱式炉和斜顶炉是我国20 世纪50 年代石油化工厂常用的炉型，由于这两种炉型占地面积大，构造复杂、金属用量大、造价高等缺点，现在已被逐步淘汰。在20 世纪70 年代以后，我国各石油化工厂广泛使用的炉型为立式炉、圆筒炉和大型方炉。目前我国石油化工厂中小型加热炉用的最多的是圆筒炉（见图6-1 ) ，立式炉常用于焦化装置，大型方炉一般应用于超大型加热炉。

圆筒炉结构如图6-1 所示，在辐射室内辐射炉管沿炉墙周围排成一圈，由于燃烧器位于加热炉的底部，火焰竖直向上喷射，火焰是和炉管平行且等距离的，所以在同一水平截面上各炉管的热强度是均匀分布的，但是每根炉管沿炉长的热强度分布是不均匀的。为此在小型圆筒炉上通常在辐射室顶部悬挂高铬镍合金钢的辐射锥，用它的再辐射作用使炉管的轴向热强度趋于均匀。但是由于辐射锥的材质为高铬镍合金钢，费用较高，一般圆筒炉的热负荷大于0.4×10 4 kw 时，就不再采用辐射锥。

圆筒炉具有占地面积小、结构简单、紧凑，设计、制造及施工安装比较方便的特点；炉子的热负荷越小，采用圆筒炉炉型的优越性越突出。所以对于油品纯加热的中小型炉子大多采用圆筒炉。

二、管式加热炉的一般结构

管式加热炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器以及通风系统组成。

1．辐射室

辐射室是加热炉的主要热交换场所，作为加热炉的最重要部位，承担着全炉70 % ～ 80 ％的热负荷。而且这部分直接受到高温烟气的冲刷且温度最高，因此辐射室的运行状况好坏直接关系到整个加热炉能否长周期高效运行。

2．对流室

对流室是利用从辐射室出来的烟气进行对流换热的部分。对流室内密布多排炉管，烟气以

较大速度冲刷这些管子，进行有效的对流换热。对流室一般担负着全炉20 ％～ 30 ％的热负荷。对流室一般布置在辐射室上方，与辐射室分开。为了提高对流传热效果，大多数加热炉在对流室的炉管采用钉头管和翅片管。

3．余热回收系硫

余热回收系统是指从离开对流室的烟气中进一步回收余热的部分，目前常减压装置加热炉的余热回收系统多采用燃烧用空气预热的方式。目前在常减压装置加热炉上应用最普遍的空气预热器为热管式空气预热器，安装方式有倾斜式和垂直式两种，前者一般位于对流室的上部，后者置于地面，需要有引烟机。

4．燃烧器

燃烧器是加热炉产生热量的重要组成部分，包括喷嘴、配风器和燃烧道三部分。燃烧器按燃料的不同可分为燃料油燃烧器、燃料气燃烧器和油一气联合燃烧器三大类：按供风方式的不同，可分为自然通风燃烧器和强制通风燃烧器等。目前常减压装置加热炉常用的燃烧器为强制通风、油一气联合燃烧器。

5 ．通风系晚

通风系统的任务是将燃烧用空气导人燃烧器，并将废烟气引出加热炉，它分为自然通风方式和强制通风方式。

大多数加热炉炉内烟气侧阻力不大，依靠自然通风的方式安装在炉顶的烟囱足以保证加热炉的正常运行。近年来由于环境保护问题，石油化工厂已开始安设独立于炉群的超高型集合烟囱，这一烟囱通过烟道把若干台炉子的烟气收集起来，从loom 左右的高处排放，以降低地面污染气体的浓度。