工廠的加熱爐工作原理?有哪些種類
加熱爐是我們在工廠里經常能見到的設備,它的工作原理你知道嗎?結構是怎樣的?有哪些種類呢?請聽小七慢慢道來~~
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。
加熱爐一般由輻射室、對流室、余熱回收系統、燃燒器和通風系統等五部分組成。其結構通常包括:鋼結構、爐管、爐墻(爐襯)、燃燒器、孔類配件等。
加熱爐的組成
輻射室
輻射室是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。
輻射室內的爐管,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
圖為空氣預熱器模塊
余熱回收系統是用以回收加熱爐的排煙余熱的?;厥辗椒ㄓ袃深悾阂活愂强款A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
統后,爐子的總效率可達到88%-90%。
燃燒器
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。
通風系統
通風系統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,其功能在于最大限度地減少爐襯的散熱損失,改善現場操作條件。
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。
爐管
管式爐爐管是物料攝取熱量的媒介。按受熱方式不同可分為輻
射爐管和對流爐管,前者設置于輻射室內,后者設置于對流室內。為強化傳熱,對流管拉磚爐墻往往采用翅片管或釘頭管,其安裝方式多采用水平安裝。
鋼結構
鋼結構是位于爐襯最外層的由各種鋼材拼焊、裝配成的承載框架,其功能在于承擔爐襯、燃燒設施、檢測儀器、爐門、爐前管道以及檢修、操作人員所形成的載荷,提供有關設施的安裝框架。
鋼結構是管式爐的承載骨架。管式爐的其它構件依附于鋼結構,其基本元件是各種型鋼,通過焊接或螺栓連接構成管式爐的骨架。老式管式爐,如方箱爐、斜頂爐等,其鋼結構占整個管式爐投資的比重較小,近代管式爐其鋼結構的投資比例越來越大。
加熱爐的分類
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墻隔開,火嘴裝于側壁,煙囪設于爐外,爐管水平排列。
立式爐
立式爐爐膛為長方形,輻射管排于爐兩側
,對流管排在輻射室上部的對流室中,爐底部設有兩排火嘴,爐中間砌一堵花墻,噴火嘴在花墻兩邊燃燒。
圓筒爐
圓筒爐與立式爐相似,方型的對流室位于輻射室上部,煙 囪安裝在對流室的上部,并裝有煙道擋板,可調節風量,火嘴在爐底中央,火焰向上噴射。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,每間設置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。還有把幾臺爐子的煙氣用煙道匯集攏來,送進一個公用的對流室或廢熱鍋爐。這種爐子結構簡單,節省占地,便于回收余熱,容易實現爐群集中排煙,減輕大氣污染。它是專為超大型加熱爐而開發的。
來源:hg707
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