什麼是加熱爐?怎麼分類的?

什麼是加熱爐?怎麼分類的?

加熱爐

加熱爐是將物料或工件(一般是金屬)加熱到軋製成鍛造溫度的裝置(工業爐)。應用遍及石油、化工、冶金、機械、熱處理、表面處理、建材、電子、材料、輕工、日化、製藥等諸多行業領域。

什麼是加熱爐?怎麼分類的?

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,高溫火焰透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。高溫煙氣由於煙囪的抽力或引風機的作用向上進入加熱爐的對流室,透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。

什麼是加熱爐?怎麼分類的?

加熱爐一般由輻射室、對流室、燃燒器、餘熱回收系統以及通風系統五部分組成。

輻射室

輻射室也稱為爐膛,包括燃燒器和風道,爐管和爐管支撐,耐火襯裡等,傳熱方式主要是熱輻射,全爐熱負荷的70%~80%是由輻射室擔負的,是全爐最重要的部分。由於火焰溫度很高(可達1500-1800℃),故不能直接沖刷爐管。火焰離爐管遠,輻射傳熱量小,所以應儘量減小爐膛體積,節省投資。

什麼是加熱爐?怎麼分類的?

輻射室爐牆由耐熱層、隔熱層和保護層組成。耐熱層除能耐高溫,還有再輻射效能,能將吸收的熱量再輻射給爐膛。耐熱層有耐火磚砌築和耐火襯裡兩類。尤其是陶瓷塗料耐火襯裡,不僅耐高溫、耐振動、有良好的絕熱性,而且輻射係數高,增加了輻射能力。

對流室

對流室包括遮蔽管,對流管,耐火襯裡,管線支撐和掛鉤,主要傳熱方式是對流。對流室一般擔負全爐熱負荷的20%~30%,對流室吸熱量的比例越大,全爐的熱效率越高,為了儘量提高傳熱效果,對流室多采用釘頭管和翹片管。

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燃燒器

燃燒器產生熱量,是爐子的重要組成部分。要使火焰不沖刷爐管並實現低氧完全燃燒。

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-氣聯合燃燒器。燃燒器效能的好壞,直接影響燃燒質量及爐子的熱效率。

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什麼是加熱爐?怎麼分類的?

操作時,特別應注意火焰要保持剛直有力,調整火嘴儘可能使爐膛受熱均勻,避免火焰舔爐管,並實現低氧燃燒。要保證燃燒質量和熱效率,還必須有可靠的燃料供應系統和良好的空氣預熱系統。

餘熱回收系統

餘熱回收系統是從離開對流室的煙氣中進一步回收餘熱的部分。

回收方法分為兩類,一類採用空氣預熱方式回收熱量;另一類是採用餘熱鍋爐回收熱量。

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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,爐子的餘熱回收系統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)和純輻射爐才使用餘熱鍋爐,這類高溫管式爐的排煙溫度較高,安裝餘熱回收系統後,爐子的總效率可達到88%-90%。

通風系統

通風系統的任務是將燃燒用空氣匯入燃燒器,並將廢煙氣引出爐子,它分為自然通風方式和強制通風方式兩種。

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過去,絕大多數爐子都採用自然通風方式,煙囪通常安裝在爐頂。近年來,隨著爐子結構的複雜化,爐內煙氣側阻力增大,加之提高爐子熱效率的需要,採用強制通風方式日趨普遍。

其它的附件裝置包括爐殼體、鋼結構支撐、耐火襯裡、管板箱、火嘴風門、煙囪、擋板、空氣預熱器、鼓風機或引風機、儀表、燃料和物料的管線和閥門,吹掃蒸汽介面等。

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熱爐的分類

加熱爐按外形大致分為:

箱式爐

立式爐

圓筒爐

大型方爐

這種劃分法是按輻射室的外觀形狀,而與對流室無關。

加熱爐按用途分為:

爐管內進行化學反應的爐子

加熱液體的爐子

加熱氣體的爐子和加熱氣

液混相流體的爐子

什麼是加熱爐?怎麼分類的?

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箱式爐

箱式爐歷史悠久,是應用較早的爐型。其長、寬、高大致接近,輻射室和對流室用火牆隔開,火嘴裝於側壁,煙囪設於爐外,爐管水平排列。

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立式爐

立式爐由較早的方箱爐發展改進而來。

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立式爐爐膛為長方形,輻射管排於爐兩側,對流管排在輻射室上部的對流室中,爐底部設有兩排火嘴,爐中間砌一堵花牆,噴火嘴在花牆兩邊燃燒。

立式爐一般有底燒橫管式,附牆火焰式(加氫、焦化裝置使用 ),催化重整裝置多使用環形管立式爐、立管立式爐,無焰燃燒爐幾種。

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圓筒爐

圓筒爐與立式爐相似,方型的對流室位於輻射室上部,煙 囪安裝在對流室的上部,並裝有煙道擋板,可調節風量,火嘴在爐底中央,火焰向上噴射。

什麼是加熱爐?怎麼分類的?

其與立式爐不同的是輻射室為圓筒式,輻射管沿圓周垂直排列成一圈,對流管分立式和水平兩種。

大型方爐

這種爐子用兩排爐管把爐膛分成若干小間,每間設定一或二個大容量高強燃燒器。分隔可以沿兩個方向進行,稱之為“十字交叉”分隔法。它通常把對流室單獨放到地面上。

什麼是加熱爐?怎麼分類的?

還有把幾臺爐子的煙氣用煙道彙集攏來,送進一個公用的對流室或廢熱鍋爐。這種爐子結構簡單,節省佔地,便於回收餘熱,容易實現爐群集中排煙,減輕大氣汙染。它是專為超大型加熱爐而開發的。

斜頂爐

它由箱式爐演變而來,是箱式爐砍去爐膛內煙氣流動的死角區而成。雖然它對輻射室的傳熱均勻性有所改善,但並沒有克服箱式護的其他缺點。近年來也不再建造了。

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無焰燃燒爐

這種爐子都是單排管雙面輻射爐型。側壁上安有許多小型的氣體無焰燃燒器,使整個側壁成為均勻的輻射牆面,有優越的加熱均勻性,可分割槽調節各區溫度,是乙烯裂解和烴類蒸汽轉化最合適的爐型之一。但造價昂貴,用於純加熱非常不合算。還有一個缺點是隻能燒氣體燃料。

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純輻射式滾筒爐

它由箱式爐演變而來,是箱式爐砍去爐膛內煙氣流動的死角區而成。雖然它對輻射室的傳熱均勻性有所改善,但並沒有克服箱式護的其他缺點。近年來也不再建造了。

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