一、管式加熱(rè)爐工作原理
液體(氣體)燃料在加熱爐輻射室(爐膛)中(zhōng)燃燒,產生高溫煙(yān)氣並以它作為(wéi)熱載體(tǐ),流向對流室,從(cóng)煙囪排出。待加熱的原油首先進入加熱爐對流室爐管,原油溫度一般為29。爐管主要以對(duì)流方式從流過對流室的煙氣中獲得(dé)熱量,這些熱量又以傳熱方式由爐(lú)管外表麵(miàn)傳導到爐管(guǎn)內表麵,同時又以(yǐ)對流方式(shì)傳遞給管(guǎn)內流動的原油。原油由對流室爐管進入輻射室爐管,在輻射室內,燃燒器噴出的火焰主要以輻射方式(shì)將熱量的一部分輻射到爐管外表(biǎo)麵,另一部分輻射到敷(fū)設爐管的爐牆(qiáng)上,爐牆再次(cì)以輻射方式將熱(rè)輻射到背火(huǒ)麵一側的爐管外(wài)表麵上。這兩部分輻射熱共同作用,使管式加熱爐外表麵升溫並與(yǔ)管壁內(nèi)表麵形成了溫差,熱以傳導方式流向管內壁,管內流(liú)動的原油又以對流方式不(bú)斷從管內壁獲得熱量,實現了加熱原油的工藝要求。
管式加熱爐加熱能力的大小取決於火焰的強弱程度(爐膛溫度)、爐管表麵積和總傳(chuán)熱係(xì)數的大小。火焰愈強,則爐膛(táng)溫度愈高(gāo),爐膛與油流之間的溫差越(yuè)大,傳熱量越大;火焰與煙氣接(jiē)觸的爐管麵積越(yuè)大,則(zé)傳熱量越多;爐管的導熱(rè)性能(néng)越好,爐膛結構越合理,傳熱量也(yě)愈多。火焰的強弱可用控製火嘴的方法調節。但對一定結構的爐子來說,在正常操作條件下爐膛溫度達到某一值後就不(bú)再上升。爐管表麵的總傳熱係數對一台爐子來說是一定的,所以每台爐子(zǐ)的加熱能力有(yǒu)一定(dìng)的範圍。在實際使用中,火焰燃燒不好和(hé)爐管結(jié)焦等(děng)都會影響加熱爐的加(jiā)熱能力,所以要注意控製燃燒器使之*燃(rán)燒,並要(yào)防止局部(bù)爐管溫度過高而結(jié)焦。
二、管式加熱爐的運(yùn)行參數
爐膛溫度一般指煙氣離開輻射室的溫度,也(yě)就是煙氣未進入對流室的溫度或輻射室擋火牆前(qián)的溫度,是加熱爐運行的(de)重要參數。在爐膛內(輻射室)燃料燃燒產生的熱量(liàng),管式加熱爐是通過輻(fú)射和對流傳給爐管的。傳熱(rè)量(liàng)的大小與爐膛(táng)溫度和管(guǎn)壁溫度有關。原油(yóu)從加熱爐中獲得的熱量其中有以輻射傳熱為主。輻射換熱與火焰(yàn)的溫度的四(sì)次方成正比(bǐ),因此(cǐ),在高溫區中,輻(fú)射受熱麵的吸熱效果要比對流受熱麵的效果好,吸收同樣數量的熱量,輻射(shè)換熱所需的受熱(rè)麵積(jī)即金屬消耗(hào)量要比對流換(huàn)熱的少。設計時選取的爐(lú)膛溫度值決定著加熱爐輻射受熱麵及對流受熱麵之間的吸熱量比例(lì)。爐膛溫度高,輻射室傳(chuán)熱(rè)量就大,所以爐膛溫度(dù)能比較靈敏地反映(yìng)爐出口溫度。但是從運行角度考慮,爐膛溫度過高,輻射室爐管熱強(qiáng)度(dù)過大,有可能導(dǎo)致輻射管局部過熱結焦同時進(jìn)入對(duì)流(liú)室的煙(yān)氣溫度也過高,對流室爐管也易被燒壞,使排煙溫度過高,加熱爐熱效率下降。所以爐膛溫度是保證加熱(rè)爐長期安全運行的指標。在(zài)輸油加(jiā)熱爐中爐膛溫度高不超(chāo)過&。
排(pái)煙溫度是煙氣離開加(jiā)熱爐(lú)一組對流受熱麵進入煙囪(cōng)的溫度。排煙溫度不應過高,否則熱損失(shī)大(dà)。在操作時應控製排煙溫度,在保證加熱爐(lú)處於(yú)負壓*燃燒的情況下,應降低排煙溫度。排煙溫度的調節一(yī)般用控製進風量,即調(diào)整過剩空氣係(xì)數(shù)的辦法(fǎ)。降低排煙溫度,可減少(shǎo)加熱(rè)爐排煙熱損失(shī),提高熱效率,從而節約燃料消耗量,降低加熱(rè)爐運行成本(běn)。但排煙溫度過低,管式加熱爐(lú)使對流受熱麵末段煙氣與載熱質(zhì)的傳熱溫(wēn)差降低,增加(jiā)了受熱麵的金屬消耗量,提高加熱爐的投(tóu)資費(fèi)用。因此,排煙溫度的選擇要經過經濟(jì)比較。
在選擇合理的排(pái)煙溫度時,還應考慮低溫腐蝕的影響。由於燃料中(zhōng)的硫在(zài)燃(rán)燒後可生成(chéng)+,它在煙氣中和(hé)水蒸氣形成硫酸(suān)蒸氣,當受熱麵壁(bì)溫(wēn)低於硫酸蒸氣的露點溫度時,硫酸蒸氣就會冷凝下來,腐蝕壁麵金屬。如受熱麵壁溫低於煙氣中水(shuǐ)蒸氣的露點時,則水(shuǐ)蒸氣也會凝結在管壁上,加劇了腐蝕,並且容易引起堵灰。降低露點,減(jiǎn)少腐蝕和積(jī)灰的措施(shī)有:淨化燃料油。目前國外已有應用,但能否廣泛應用還值得研究。