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高溫箱式加熱爐使用工作原理分析說明

更新時間:2018-06-22      點擊次數(shù):6305
   高溫箱式加熱爐工作原理:利用燃料在爐膛內燃燒時產生的高溫火焰與煙氣作為熱源,來加熱爐管中流動的介質,使其達到規(guī)定的工藝溫度。
  燃料從燃燒器噴出燃燒,產生高溫火焰和高溫煙氣,高溫火焰通過輻射將熱量傳給輻射室內的爐管,進而傳給爐管內的介質。高溫煙氣由于煙囪的抽力或引風機的作用向上進入加熱爐的對流室,通過對流的方式將熱量傳給對流室內的爐管,進而傳給爐管內的介質。
  高溫箱式加熱爐一般由輻射室、對流室、余熱回收系統(tǒng)、燃燒器和通風系統(tǒng)等五部分組成。其結構通常包括:鋼結構、爐管、爐墻(爐襯)、燃燒器、孔類配件等。
  高溫箱式加熱爐的組成
  加熱爐進行熱交換的主要場所,其熱負荷約占全爐的70%-80%。烴類蒸汽轉化爐、乙烯裂解爐的反應和裂解過程全部由輻射室來完成。
  通過火焰或高溫煙氣進行傳熱,以輻射熱為主,故稱之為輻射管。它直接受火焰輻射沖刷,溫度高,其材料要具有足夠的高溫強度和高溫化學穩(wěn)定性。
  對流室
  對流室是靠輻射室排出的高溫煙氣進行對流傳熱來加熱物料。煙氣以較高的速度沖刷爐管管壁,進行有效的對流傳熱,其熱負荷約占全爐的20%-30%。對流室一般布置在輻射室之上,有的單獨放在地面。為了提高傳熱效果,爐管多采用釘頭管或翅片管。
  余熱回收系統(tǒng)
  圖為空氣預熱器模塊
  余熱回收系統(tǒng)是用以回收加熱爐的排煙余熱的。回收方法有兩類:一類是靠預熱燃燒空氣來回收,使回收的熱量再次返回爐中;另一類是采用另外的回收系統(tǒng)回收熱量。前者稱為空氣預熱方式,后者通常用水回收稱為廢熱鍋爐方式。
  空氣預熱方式有直接安裝在對流室上面的固定管式空氣預熱器,還有單獨放在地面上的管式空氣預熱器等型式。
  目前,爐子的余熱回收系統(tǒng)多采用空氣預熱方式,只有高溫管式爐(烴類蒸汽轉化爐、乙烯裂解爐)和純輻射爐才使用余熱鍋爐,這類高溫管式爐的排煙溫度較高,安裝余熱回收系統(tǒng)后,爐子的總效率可達到88%-90%。
  燃燒器的作用是完成燃料的燃燒,為熱交換提供熱量。燃燒器由燃料噴嘴、配風器、燃燒道三部分組成。燃燒器按所用燃料的不同可分為燃油燃燒器、燃氣燃燒器和油-氣聯(lián)合燃燒器。燃燒器性能的好壞,直接影響燃燒質量及爐子的熱效率。操作時,特別應注意火焰要保持剛直有力,調整火嘴盡可能使爐膛受熱均勻,避免火焰舔爐管,并實現(xiàn)低氧燃燒。要保證燃燒質量和熱效率,還必須有可靠的燃料供應系統(tǒng)和良好的空氣預熱系統(tǒng)。
  通風系統(tǒng)
  通風系統(tǒng)的作用是把燃燒用空氣導入燃燒器,將廢煙氣引出爐子。它分為自然通風和強制通風兩種方式。前者依靠煙囪本身的抽力,后者使用風機。
  過去,絕大多數(shù)爐子都采用自然通風方式,煙囪通常安裝在爐頂。近年來,隨著爐子結構的復雜化,爐內煙氣側阻力增大,加之提高爐子熱效率的需要,采用強制通風方式日趨普遍。
  爐膛、爐墻、爐管與鋼結構
  爐膛與爐墻
  爐膛是由爐墻、爐頂和爐底圍成的空間,是對物質進行加熱的地方。爐墻、爐頂和爐底通稱為爐襯,爐襯是加熱爐的關鍵技術條件之一。在加熱爐的運行過程中,不僅要求爐襯能夠在高溫和荷載條件下保持足夠的強度和穩(wěn)定性,要求爐襯能夠耐受煙氣的沖刷和侵蝕,而且要求有足夠的絕熱保溫和氣密性能。
  為此,爐襯通常由耐火層、保溫層、防護層和鋼結構幾部分組成。其中耐火層直接承受爐膛內的高溫氣流沖刷和侵蝕,通常采用各種耐火材料經砌筑、搗打或澆注形成。
  保溫層通常采用各種多孔的保溫材料經砌筑、敷設、充填或粘貼形成,其功能在于大限度地減少爐襯的散熱損失,改善現(xiàn)場操作條件。
  防護層通常采用建筑磚或鋼板,其功能在于保持爐襯的氣密性,保護多孔保溫材料形成的保溫層免于損壞。
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