第1课：石化管式炉概述

第1课石油化工管式炉概述主讲：李文辉2011、11管式炉概述

一、发展简史及其分类二、特殊性和重要性三、石化管式炉的结构构成四、盘管系统五、炉衬及耐火隔热材料六、钢结构七、余热回收系统八、污染及其控制一、发展简史及其分类1.1发展简史古老的炼油工艺是釜式蒸馏，下面是一个加热釜（一口大锅），上面是分馏塔（笼屉）。由于加热式釜仅底部受热，传热强度大，而釜内介质又几乎不流动，因此釜底特别容易结焦。整个操作是间隙式的。大约在1911年出现了连续蒸馏，管式加热炉才取代了“加热釜”，独立的蒸馏塔代替了蒸锅上的“笼屉”。这在炼油工业史上是一个划时代的事件。经过大约一个世纪的发展，管式炉已经有了翻天覆地的变化

：从最初的“管式釜”“堆形炉”到纯对流炉、辐射-对流炉；从单面辐射到双面辐射；从纯加热型到加热-反应型；从几兆瓦的小型炉到几十几百兆瓦的大型炉；这就是管式炉的发展简史。

1.2分类1.2.1按功能分类1).加热型管式炉仅对其被加热介质进行加热。被加热介质在管式炉内吸收足够的热量后到后续设备中进行传热、传质、分馏和化学反应等。

2).加热-反应型管式炉的炉管内介质一边吸热，一边进行着复杂的化学反应。在这类管式炉内，炉管不仅是传热的媒体，同时也是直接火焰加热的反应器。

-4-1.2.2按传热方式分类纯对流炉、纯辐射炉、对流-辐射型炉1.2.3按辐射室外形分类方箱炉、斜顶炉、圆筒炉、立式炉、箱式炉、双室圆筒炉、对室立式炉、双室箱式炉、多室炉（多到六个辐射室共用一个对流室）。1.2.4按盘管形式分类立管式、水平管式、螺旋管式、长圆形螺旋管式、U形管式、倒U形管式。1.2.5按燃烧器布置分类底烧、项烧、侧烧（端墙侧烧、侧墙辐射墙式侧烧、侧墙侧烧、梯台形侧墙侧烧）方箱炉斜顶炉立式炉圆筒炉

对流-辐射型纯辐射螺旋管U型管箱式炉1.2.6按所在装置分类装置加热炉在流程中的位置炉名简称常减压装置常压塔进料加热炉常压炉减压塔进料加热炉减压炉延迟焦化装置焦化塔进料加热炉焦化炉重整装置重整反应器进料加热炉重整炉各种加氢装置加氢反应器进料加热炉加氢炉各种装置分馏塔进料加热炉分馏炉××塔底重沸炉重沸炉歧化装置歧化反应器进料加热炉歧化炉异构化装置异构化反应器进料加热炉异构化炉制氢装置烃类蒸汽转化炉制氢炉二、特殊性和重要性2.1特殊性与石油化工装置中的其它设备相比，管式炉的特殊性在于直接火焰加热，即是直接见火设备；与一般工业炉相比，管式炉的盘管要承受高温、高压和介质腐蚀；与锅炉相比，管式炉盘管内的介质不是水和蒸汽，而是易燃、易爆、易裂解、易结焦和腐蚀性较强的油和气。这些就是石油化工管式炉的特殊性。

2.2重要性管式炉在石油化工装置中的地位之所以重要，在于它是主要的热能供应设备，同时也是节能的关键设备；其基建投资占有相当高的比例；它是主要的污染源，也就是解决环保问题的主要对象。管式炉的燃料消耗占装置能耗的比例，管式炉投资占装置投资的比例如下：常减压焦化连续重整柴油加氢制氢能耗%82～92~90~80~30工程费

%10～1710～1212～166～820～25

三、石化管式炉的结构构成3.1功能性结构构成石化管式炉的功能性结构构成包括下列几大部分：辐射室—主要功能是辐射传热对流室—主要功能是对流传热烟囱—主要功能是排出烟气并保证炉内负压余热回收系统—主要功能是回收热能燃烧器—主要功能是供热3.2用途性结构构成石化管式炉用途性结构构成包括下列几部分：盘管系统—传热的媒体钢结构—承载整个管式炉的荷载，风、雨、雪荷载和地震作用炉衬—耐火和隔热辅助设备：

1)吹灰器—保证传热面清洁

2)通、引风机—空气供给和烟气排出

3)挡板—调节或截断空气或烟气仪表和辅助管接头—与仪表或工艺管线连接四、盘管系统盘管系统包括炉管及其连接件、支承件。炉管及其连接件材料选择—温度、压力、介质腐蚀性炉管支承件材料选择—烟气温度及其腐蚀性炉管壁厚计算—SH/T3037炉管支承件强度计算炉管支承方式和支承间距五、炉衬及耐火隔热材料炉衬结构—砖结构、衬里（浇注料、可塑料）、陶瓷纤维结构、复合结构炉衬材料选择—热面温度、温度裕量、耐火隔热材料的分类温度或等级温度、烟气的腐蚀性炉衬厚度计算炉墙外壁温度—SH/T3036规定：环境温度27℃，无风条件下，外壁温度不高于80℃。六、钢结构材料—Q235-BF、Q235-B、Q345-D等结构计算结构设计七、余热回收系统石化管式炉的余热回收系统一般有两种：烟气余热锅炉系统或空气预热系统烟气余热锅炉系统一般包括烟气余热锅炉、给水系统和蒸汽并网等部分，由热工专业设计。空气预热系统一般包括空气预热器、烟风道及鼓、引风机等部分。由工业炉专业设计。八.污染及其控制石化管式炉的污染有燃烧器和鼓引风机的噪声污染和烟气污染。燃烧器的噪声主要高速气流的高频“哨声”和低频的燃烧“吼声”。风机的噪声主要是气流流动的噪声和机械摩擦噪声。一般要求炉区的噪声水平应在90dB(A)以下(每班允许接噪时间2小时)，为此必须采取消声和隔声措施。烟