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      制氫裝置轉化爐的爐型結構比較

      作者: 興罡石化設備| 時間:2021-08-10 15:39:48 | 點擊次數:

      制氫裝置轉化爐爐型結構比較——洛陽興罡石化設備有限公司

      1.傳熱方式
          頂燒爐的燃燒器安裝在輻射室頂部,火焰從上往下燒,煙氣流動方向與轉化管內介質流動方向相同,傳熱方式為并流傳熱。側燒爐燃燒器安裝在輻射室側墻,火焰附墻燃燒,通過輻射墻對轉化管傳熱,煙氣流動方向與管內介質流動方向相反,傳熱方式錯流傳熱。梯臺爐的燃燒器排數比側燒爐要少,是一種改進的錯流傳熱。底燒爐為逆流傳熱。


      2熱強度及管壁溫度溫度分布
          由于不同的傳熱方式,所以不同爐型具有不同的熱強度和管壁溫度分布。頂燒爐火焰集中在爐膛頂部,所以該處輻射傳熱能力非常強,具有非常高的局部熱強度,同時該處的管壁溫度也為最高。最高管壁溫度和熱強度同時在轉化管頂部出現峰值是頂燒式轉化爐的特點。該特點造成轉化管有較高的設計壁溫。對于側燒和梯臺轉化爐,由于燃燒器均勻分布在沿管長方向的不同標高,輻射傳熱比較均勻,可避免該峰值,從而降低設計壁溫,減少轉化管壁厚,節約高合金爐管,或允許較高的轉化氣出口溫度,以降低殘余甲烷,提高氫的產率。在管壁設計溫度相同時,側燒爐和梯臺爐可以允許較大的總平均管壁熱強度,這樣傳熱面積會相應減少,轉化管數量有所下降。底燒爐在傳熱性能上,具有爐頂熱強度低,爐底熱強度高的特性,因而爐管壁溫變化最大,特別是爐底處爐管壁溫是所有爐型中最高,對爐管壽命十分不利,為了控制最高管壁熱強度不超標,只能選用很低的平均熱強度,造成管材的巨大浪費,所以大型裝置都不采用底燒爐。


      3.結構特點
          頂燒爐的所有轉化管排均在同一爐膛內,排列比較緊湊,節省占地面積,適于大型化。側燒爐和梯臺爐由于是兩個輻射室并列排列,所以在爐管數量相同時,占地面積較大,大型化有一定的困難。
      頂燒爐的燃燒器數量較少,密集排列在爐頂,燃料配管及空氣配管相應簡化,但爐頂結構比較復雜。側燒爐燃燒器數量較多,分布在輻射室側墻,燃料配管及空氣配管較多。


      4.對工況的適應情況
          頂燒爐由于在上部供熱較多,所以在轉化管內采用抗積碳性能好的催化劑時,可以很好的和轉化反應相匹配,在反應最激烈處能供給最多的熱量,燃料放熱分布與反應吸熱分布較協調。但爐管縱向溫度不能調節,在操作末期或催化劑積碳情況下,由于上部反應較少,管內介質溫度升高很快,造成轉化爐管的管壁溫度升高,對爐管壽命有影響,設計管壁溫度也需要取較大的裕量。


      側燒爐和梯臺爐可以根據需要調節沿爐管長度方向受熱的負荷,對不同工況的適應情況較好。
      5.操作情況
          頂燒爐的燃燒器都集中在爐頂,造成爐頂的操作條件比較惡劣,由于爐頂的溫度非常高,爐頂布置又非常緊密,正常操作過程中調節燃燒器有一定難度。側燒爐和梯臺爐的燃燒器均布置在側墻,操作條件和緩,對正常操作好處較大。但側燒爐由于燃燒器數量較多,點火時花費的時間比頂燒爐要長。

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