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加热炉

第三章炉类

第一节加热炉炉型

加热炉是石油化工生产装置的关键设备之一,具有高温换热和燃料燃烧火焰传热等特点。

目前国内外已广泛采用和推荐的炉型较多,每一种炉型都有各自不同的特点和不同的适用范围。

本章仅对石油化学工业广泛使用的加热炉炉型作一介绍。

加热炉主要由辐射室、对流室、燃烧器、废热锅炉和通风系统五大部分组成。

除石油化工所用的特殊的高温高压炉外,一般按炉体外形结构型式可分为圆筒加热炉,立式加热炉、箱式加热炉、梯台加热炉、斜顶加热炉等。

还可按工艺用途、炉管排列和燃烧方式等方法进行分类。

一、圆筒加热炉

圆筒加热炉具有炉体紧凑,结构简单,占地面积小,施工方便和投资省等特点,广泛用于中小型石油化工厂的加热操作单元中,除此还常用于医药、石油、国防、纺织和冶金等行业。

圆筒加热炉是由圆筒体的辐射室,对流室（小型圆筒加热炉不设置对流室）,燃烧器和烟囱等四大部分组成,如图3-1-1所示。

图3-1-1圆筒加热炉结构

1—烟囱；2—对流管；3—吊架；4—辐射管；5—炉墙；6—看火孔；7—燃烧器；8—支脚

1．辐射室

辐射室内设有炉管,燃烧器,风道,管拉钩,吊架,导向管,定位管,看火门,防爆门等。

当烧嘴设置在炉底时,在炉底设有支脚,支承炉,形成炉底操作空间,炉底支脚高度为1.8~2.3m,一般由型钢组成,常用类型有两种。

一种为每根支脚长2.5m左右,设有防火保护措施,即外包混凝土；另一种为每根支脚长0.5m左右,以下为钢筋混凝土立柱,无需防火保护措施,具体尺寸大小由钢结构计算决定。

对于烧嘴设置在侧部或底部的炉子,炉底可紧贴地面或有500~700mm的高度。

辐射室外壁是钢板卷制而成的圆筒体,其直径由热负荷及炉管排列方式决定,钢板厚度根据结构计算确定,一般为4~6mm。

钢板外设有若干根筒体立柱,数量一般选4个或4个以上偶数,钢板圆筒体内衬耐热混凝土或耐火砖结构（外层为保温砖或其他隔热材料,内层为耐火砖或耐火纤维）。

燃烧器装在辐射室炉底,火焰向上喷射,其流向与炉管平行,布置在圆周上的各炉管是等距离。

2．对流室

小负荷的圆筒炉一般不设对流室。

大中型负荷的圆筒炉都设有对流室,以回收烟气热量,提高炉子热效率。

对流室一般设于辐射室顶部,小炉子对流室呈圆柱形,大中型炉子对流室呈方形或长方形。

炉管排列多为盘管型或蛇管型,热负荷较大时,可采用翅片管或钉头管代替光管（必要时并配置相应的吹灰设施）,以扩大对流管的传热面积,降低对流室高度,一般推荐对流室的高度不大于辐射室高度的1/2。

国内外钉头管的钉头规格采用直径12mm,高19，25，28，32mm等多种，用碳钢制作。

翅片的高度在14～25mm内使用较多,厚度为1mm左右,翅片间距4～10mm。

当烟气温度在700℃以上时不宜采用碳钢翅片,应根据具体情况选用1Cr13或不锈钢,这时炉管材料也应改变。

钉头管或翅片管的热强度比光管高1倍到几倍。

在同样长度,同样管径的炉管上,翅片面积比钉头面积多1倍,但钉头管制造容易,积灰较易清除或吹去。

在对流室顶部设置烟囱,起排烟和形成抽力的作用,烟囱直径由烟气量和允许速度决定,其高度按烟气流通阻力或大气环境质量标准要求决定。

炉底、炉顶、烟囱挡板处一般都设有操作平台和梯子。

3．炉管

圆筒加热炉所用炉管分为辐射炉管和对流炉管及遮蔽管,辐射炉管设置在辐射室内,根据物料和传热要求可设置单组或多组炉管靠圆筒壁圆周竖排或横排盘管式布置。

炉管材料可根据操作温度、压力条件和燃料、物料中含硫情况选择。

加热炉常用炉管材料和操作条件见表3-1-1。

表3-1-1加热炉常用炉管材料和操作条件

装置名称

炉子名称

操作条件（温度/压力）

炉管材料

备注

常减压蒸馏

常压炉

减压炉

350~370℃/1.2MPa

410~430℃/0.046MPa

碳钢、12Cr2Mo

15CrMo、Cr5Mo

热裂化

轻柴炉

重柴炉

510℃/2.5MPa

495℃/2.5MPa

Cr5Mo

Cr5Mo

按管壁温度

计算

延迟焦化

焦化炉

495~510℃/1.6~2.5

Cr5MoCr9Mo

按结焦计算

加氢精制

反应炉

分馏炉

450℃/4~8MPa

370℃

Cr1Mo、Cr5Mo

碳钢、1Cr19Ni9Ti

高压加氢精

制

反应炉

分馏炉

450℃/16~20MPa

碳钢

1Cr19Ni9Ti

H2S含量>0.1%（体积）

重整装置（铂、双金属、多金属）

预加氢炉

重整炉

热载体炉

重沸炉

370℃/1.5~3.5MPa

510℃/1.5~3.5MPa

350℃/1MPa

300℃/1MPa

Cr5Mo

Cr1Mo

Cr9Mo

碳钢

碳钢

催化裂化

催化炉

420℃/0.5~1MPa

碳钢、15CrMo

丙烷脱沥青

丙烷炉

250℃/0.3~0.6MPa

碳钢

制氢

转化炉

800℃/1.6~3MPa

KH-40、800H、HP-40

Incoloy800

乙烯

裂解炉

800~900℃/0.2MPa

HK-40、800H、HP-40

HP-45

炉管常用管径为

60、

80、

89、

102、

114、

121、

133、

159、

168、

219等规格,可根据工艺计算选用,长径比一般取2.0~3.0。

对流室的操作温度及炉管表面热强度比辐射室低,对流室炉管材料可降级选用,管径也选用小尺寸规格,以利于提高对流传热系数,降低对流室高度。

遮蔽管是设置在辐射室与对流室之间,阻挡对流室的管子接受直接辐射传热。

遮蔽管材料一般与辐射管材料一致。

4．燃烧器

圆筒加热炉所用燃烧器一般有气体燃烧器、液体燃烧器和油气联合燃烧器三种。

①气体燃烧器又分外混式和预混式燃烧器两种。

外混式燃烧器如图3-1-2所示,瓦斯气从烧嘴孔喷出后再与空气混合,其火焰较长,供热能力大,适用于炉体较高的圆筒加热炉。

预混式燃烧器如图3-1-3所示,空气部分（半预混式）先与瓦斯气混合后再喷入炉内燃烧,气体燃烧完全,适合于直径比较小的圆筒加热炉。

②油燃烧器分有蒸汽（或空气）雾化烧嘴和机械雾化烧嘴,其结构型式较多,具有代表性的为Y型蒸汽雾化油烧嘴（见图3-1-4）和RC、RK型低压空气雾化油烧嘴（见图3-1-5）。

③油气联合燃烧器由油烧嘴、气烧嘴和火道组成（见图3-1-6）。

石油化工厂自产燃料瓦斯气较多,希望将其完全烧掉,热量不足部分,再用燃料油加以补充,所以一般均采用油气联合燃烧器,它既可以单独烧油、单独烧气,也可以油气混烧。

图3-1-2外混式燃烧器

1—烧嘴；2—烧嘴砖；3—调风器；4—长明灯

图3-1-3预混式燃烧器

1—烧嘴；2—烧嘴砖；3—调风器

图3-1-4Y型蒸汽雾化油烧嘴

1—喷头；2—分流片；3—喷头压盖；4—喷头座

图3-1-5RC、RK型空气雾化油烧嘴

1—喷头；2—喷头外壳；3—油喷嘴；4—堵盖；5—压盖；6—调风手柄

图3-1-6油气联合燃烧器

1—油烧嘴；2—气烧嘴；3—烧嘴砖

1．盘管式圆筒加热炉

（1）全辐射盘管式圆筒加热炉

全辐射盘管式圆筒加热炉如图3-1-7所示，炉内不设置对流室,炉子由辐射室和烟囱两大部分组成。

炉墙外壳由铜板卷制而成,内层衬有耐火砖（或耐火混凝土,或陶粒蛭石）。

辐射炉管沿辐射室炉墙呈螺旋状排列,炉底设有一个垂直安装的气体燃烧器,火焰由炉底垂直向上,因无对流室,排烟温度高,热效率低。

但其结构简单、安装容易、造价低廉、投资费用少、占地面积小,适用于热效率要求不高,热负荷低于6.27GJ/h的场合。

图3-1-7全辐射盘管式圆筒加热炉

1—烟囱；2—挡板；3—辐射炉管；4—炉墙；5—钢板；6—烧嘴

（2）对流辐射盘管式圆筒加热炉

对流辐射盘管式圆筒加热炉（见图3-1-8）的主要部件有炉壳、耐火墙、辐射炉管、对流炉管、集合管、燃烧器、炉底、炉顶、吊架、烟囱、烟囱挡板、炉底支脚等。

辐射炉管沿辐射室炉墙呈螺旋形盘管排列。

对流室在辐射室的上方,对流室炉管呈水平管束排列,炉管可采用光管、翅片管或钉头管。

在炉底安装有三个气体燃烧器,火焰由炉底垂直向上,排烟温度较低,热效率较高,常用于热负荷低于83.7GJ/h的场合。

图3-1-8对流辐射盘管式圆筒加热炉

1—烟囱；2—挡板；3—对流管束；4—辐射炉管；5—炉墙；6—烧嘴

2．蛇管式圆筒加热炉

蛇管式圆筒加热炉的最大特点是：

蛇管具有伸缩的特性,布管合理,适合加热各种气体物料和水蒸气等。

图3-1-9所示为铂重整圆筒加热炉,在辐射室内设有三组加热油品的蛇管,对流室设在辐射室的上方。

炉子主要由筒体、耐火衬里,三组辐射炉管、对流管束、集合管、底部燃烧器、炉底、炉底支脚、炉顶、吊架、吊钩、烟囱及烟囱挡板等组成。

在石油化工厂往往有几组物料需要同时加热,但各自的热负荷又不大,为了减少炉子数量,节省投资,提高热效率,降低能耗,集中利用燃料燃烧所产生烟气的热量,通常采用此种结构形式的圆筒加热炉,以满足不同流量、不同物料需要同时加热的要求。

图3-1-9蛇管圆筒加热炉

1—烟囱；2—对流室；3—辐射室；4—蛇管；5—烧嘴

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ—蛇管

3．立管式圆筒加热炉

立管式圆筒加热炉适用于热负荷低于20.9GJ/h的场合。

主要用于原料预热、载热体加热、蒸汽过热、开工加热、反应进料加热、空气预热、重整加热、再生还原加热等。

其炉子结构大同小异,几种具有代表性的立管式圆筒加热炉介绍如下。

（1）全辐射立管式圆筒加热炉

这种炉型和全辐射盘管式、蛇管式圆筒加热炉极其相似。

区别是炉管沿辐射室炉墙垂直排列,炉管内结焦后便于清理,适用于在立管内加热油品等物料。

图3-1-10为某石油化工厂催化重整装置预处理进料加热所采用的圆筒加热炉,主要由炉壳、耐火衬里、炉管、炉底、炉底支脚、燃烧器、炉顶、烟囱及烟囱挡板等组成。

这种炉子结构紧凑、简单,投资少,但热效率低,在今后改造中,最好将高温烟气集中回收利用，提高装置经济效益。

图3-1-10全辐射立管圆筒加热炉

1—烟囱；2—梯子；3—炉管；4—炉墙；5—炉外钢板；6—烧嘴

（2）对流辐射立管式圆筒加热炉

这种炉型与对流辐射盘管式圆筒加热炉极其相似,区别是辐射炉管沿辐射室炉墙垂直排列,炉管内结焦后便于清理,适用于石油化学工业装置中加热油品等物料。

图3-1-11所示为对流辐射立管式圆筒加热炉结构,主要有炉壳、耐火砖、隔热层、烟囱、烟囱支座、烟囱挡板、吹灰器、辐射炉管、对流炉管、遮蔽管、集合管、燃烧器、炉底支脚、吊架、梯子、平台等构成。

炉壳和炉底设有防爆门、窥视孔、管壁热电偶、检查孔等。

辐射炉管用直管和180℃弯头焊制成直立式,由炉顶和炉底支吊架固定；遮蔽管和对流管由直管和180℃弯头焊制成水平或垂直管束；水平管束在对流室由弯头箱固定安装。

如某石油化工厂甲醇装置乙炔尾气/蒸汽加热选用此结构的圆筒加热炉,热负荷36.2GJ/h,在炉膛中可布置炉管,可充分利用炉膛空间,提高炉子的体积热负荷和热效率。

图3-1-11对流辐射立管圆筒加热炉

1—烟囱；2—挡板；3—对流室；4—翅片管；5—辐射室；6—炉管

（3）大型立管式圆筒加热炉

图3-1-12所示为某石油化工厂芳烃联合装置热油加热选用的大型立管式圆筒加热炉。

其结构型式与对流辐射立管式圆筒加热炉完全相似,主要由炉壳、耐火砖、隔热层、烟囱、烟囱支座、烟囱挡板、吹灰器、辐射炉管、对流炉管、遮蔽管、集合管、燃烧器、炉底支脚、吊架、梯子、平台等构成。

炉壳和炉底设有防爆门、窥视孔、管壁热电偶、检查孔等,炉体外焊有角钢加强圈,炉底也焊有工字钢和槽钢加强筋。

热负荷168.7GJ/h,介质入口温度217℃,出口温度316℃,流量837000kg/h,热效率75%。

这种大型化炉子在今后改造中,大有潜力可挖,可合理布置辐射炉管的排列方式,充分利用炉膛空间,还可在对流室增加换热面积,降低排烟温度,提高炉子热效率。

图3-1-12大型立管式圆筒加热炉

1—烟囱；2—对流室；3—对流管束；4—炉内衬；5—平台梯子；6—炉管；7—钢结构；8—烧嘴

圆筒加热炉大型化也带来一些问题。

如果辐射炉管还是沿着辐射室炉墙圆周排列,因炉子筒体直径加大,显得炉膛空间太大,造成体积热强度下降,单位热负荷所消耗的钢材和耐火材料量增多,显得不经济。

并且沿炉管的长度方向,热强度的分布很不均匀,炉墙面积与炉管表面积的比例较低,炉墙的辐射作用相应减弱,故炉管热强度低,一般只用于热负荷小于168GJ/h的场合。

近年来,国内外在大型圆筒加热炉辐射炉管排布上进行了创新和改进,提出了在辐射室中间增加炉管或改变炉管的排列方式等方案（见图3-1-13）,以充分利用炉膛空间,提高体积热负荷。

有的在辐射室上部增设一由高铬镍合金钢制成的辐射锥,由于辐射作用,使炉管不仅在圆周方向,而且在沿长度方向的受热也比较均匀。

对于不易采用辐射锥的一般在辐射室中部增设水平燃气烧嘴,以改善炉管长度方向的受热均匀性,这种方法已在老厂挖潜、改造中得到广泛应用。

图3-1-13圆筒加热炉炉管改造方案

二、立式加热炉

圆筒加热炉一般适用于占地面积小、投资省,对热负荷要求不大和热效率要求不高的场合。

要使物料加热到更高的温度,在高温高压、高流速、易结焦等场合下操作,就得选用立式加热炉。

立式加热炉可得到热负荷高,炉管表面热强度大,最容易增加炉墙烧嘴、对流传热面积和设置余热回收装置。

立式加热炉常分为卧管立式炉和立管立式炉两种。

炉子高度通常为宽度的2~4倍,整个炉体相当长,从外形上看是一个长方体。

用型钢立柱支撑,炉墙用耐火砖或耐火混凝土砌筑成。

全炉分上、中、下三大部分,上部为烟囱,中部为对流室,下部为辐射室。

采用底部油气联合燃烧器为主和侧壁燃烧器为辅的供热方式,对流室设在辐射室上部。

对流室炉管用管板固定,呈水平管束排列,炉管可采用光管、翅片管或钉头管。

辐射室炉管可采用列管式（卧管式）、立管式、拱门形和蛇管形等。

1卧管立式加热炉

卧管立式加热炉的特点是每根列管内物料流动状况稳定,辐射室较低,热负荷分布比较均匀；每根管子沿管长受热均匀,辐射炉管的表面热强度也较高,局部过热更换的管子较少；适合于易结焦或易堵的加热介质,机械清焦容易等。

但有占地面积较大、需要留出装卸炉管的空地；管架合金材料用量多；管程多时,各程炉管对称布置较难等缺点。

图3-1-14所示为某炼油厂常减压加热炉所选用的炉型,主要由辐射室、对流室和烟囱三大部分组成。

辐射室内设有炉管、耐火墙、炉顶、管架、炉底、炉底支角、燃烧器、检查孔、看火门等。

对流室内设置水平对流管束,吹灰器、烟囱、烟囱挡板等。

辐射炉管沿辐射室两侧水平（卧管）排列。

装有底部油气联合燃烧器,火焰向上,高温烟气自下而上地从辐射室穿过顶部的对流室后,由烟囱排出。

由于火焰与烟气的流动方向一致,并连成片状火焰燃烧,因此同箱式炉相比,其受热均匀,炉管表面热强度高。

对流室炉管呈水平管束排列。

另外炉子还设有工艺气废热锅炉装置。

图3-1-14卧管立式加热炉

1—烟囱；2—烟道挡板；3—对流管；4—炉墙；5—辐射管；6—燃烧器

卧管立式加热炉炉墙一般采用耐火砖和保温砖砌筑,炉墙外壁采用5mm厚钢板加内衬陶瓷纤维毡,炉墙各层的厚度应根据炉墙内壁温度、各层材料的允许使用温度及炉墙高度等方面因素决定。

炉顶砖结构一般采用吊砖形式,即将砖通过吊砖件吊在炉顶钢结构上,在耐火砖层上铺设隔热材料,组成炉顶砖结构（见图3-1-15）。

随着炉子大型化,在炉膛内的中间设置耐火砖隔墙（见图3-1-16）,增加火焰辐射面积,以改善辐射传热效果。

近年来还采用轻质耐热衬里和陶瓷纤维材料取代隔热砖和隔热砖层,以减轻炉体质量。

图3-1-15炉顶砖结构

1—耐火砖；2—保温转；3—吊砖架；4—密封层

图3-1-16耐火砖隔墙

2．立管立式加热炉

立管立式加热炉和卧管立式加热炉相比,只是将辐射室卧管改为立管（见图3-1-17）。

管架合金材料用量少,炉子结构紧凑,钢材用量少,占地面积也小；炉管顶部吊架采用碳钢材料并可以放到炉顶外部,炉管在顶部吊起,管子不承受由于自身质量引起的弯曲应力；对流室可排放较多传热管束,热效率高,占地面积小等。

但炉管长,每根管子沿管长受热均匀性较差；管内介质两相流动时,下流管有可能出现气相流速减慢现象。

各种立管立式加热炉的炉体结构都一样,对流室设置在辐射室的上方,对流管束多为水平布置,只是辐射室炉管的排列布置根据不同的要求有所变化。

为了提高炉管热强度和受热均匀性,将辐射室宽度变窄,炉膛体积缩小,或将炉管排列由原来贴壁布置单面辐射改为在炉膛中央布置的双面辐射,将中央布置的双排管改为单排管,以便获得更多的热量,并使炉管受热均匀。

由于烟气上升的特性,烟囱的阻力小,烟囱的高度可以降低。

对于易结焦的工艺过程,还可用机械等方法清除。

乙烯裂解炉为这种炉子的典型结构,其中SRT型为国内外广泛使用的裂解炉,CBL型是国内自行开发的裂解炉（见图3-1-18、图3-1-19）。

（1）SRT型裂解炉

图3-1-17立管立式加热炉

1—烟囱；2—烟囱挡板；3—对流管；4—炉墙；5—辐射管；6—燃烧器

图3-1-18SRT型裂解炉

1—引风机；2—汽包；3—对流管束；4—急冷锅炉；5—钢结构；6—侧壁烧嘴；7—炉内衬里；8—底部烧嘴；9—炉管

图3-1-19CBL型裂解炉

1—引风机；2—汽包；3—对流管束；4—第二急冷锅炉；5—一级急冷锅炉；6—第一急冷锅炉；7—侧壁烧嘴；8—炉内衬里；9—炉管；10—底部烧嘴；11—钢结构

SRT型炉是LUMMUS的专利产品。

特点是：

单组炉管生产能力大,原料适应性广,出口温度控制容易,炉子操作弹性大。

辐射炉管单排布置在辐射室中央,平均热强度可达到2.5×104~3.3×104GJ/（m2·h）。

对流室内设有原料预热、蒸汽预热、原料蒸汽混合预热、蒸汽过热管束,炉子侧壁设置半预混式无焰燃烧器（见图3-1-20）,底部采用油气联合燃烧器（见图3-1-21）,根据炉子总热负荷和单台燃烧器能力以及侧壁燃烧器与底部燃烧器供给热量的比例来确定侧壁燃烧器和底部燃烧器的数量。

根据辐射室结构尺寸确定燃烧器布置方式。

国外裂解炉大都选用JOHNZINK公司的PMS、LUM-F、LUM-4F型侧壁燃烧器和FFC-30、PLFFC-45M-SP型底部燃烧器。

在对流室装有三排程序控制的旋转式吹灰器,用以清扫对流室翅片管管束污垢。

炉顶装有一台引风机将烟气引入烟囱。

辐射室上方设有裂解气急冷废热锅炉,用以急冷裂解气温度到终止二次反应的温度以下,同时回收高位能热量产生高压蒸汽。

炉墙耐火材料在不断的改进,辐射室炉墙最初使用GR26,相当于国内黏土质耐火砖,后来又采用整体可塑耐火胶泥结构,近年来又采用陶瓷纤维衬里结构,具有质量轻、隔热性能好和施工方便等优点,最高使用温度可达1300℃以上。

图3-1-20侧壁燃烧器

1—点火口；2—一次调风器；3—喷嘴；4—二次调风器；5—消音器；6—喷头

图3-1-21底部油气联合燃烧器

1—油枪；2—长明灯；3—调风器；4—消音器；5—气烧嘴；6—烧嘴砖；7—烧嘴砖Ⅱ

（2）CBL型裂解炉

CBL炉是由国内自行开发的大型乙烯裂解炉,其主要特点是辐射炉管构型采用2-1排列,物料停留时间短；裂解气采用二级急冷锅炉技术,运转周期长,回收热量多；炉体采用单面斜吊顶结构,改善了炉子顶部烟气流动状态,减少了涡流区和强化了辐射传热。

辐射室炉管单排布置在辐射室中央,平均热强度为24.8×104KJ/（m2·h）。

炉管的直管采用离心浇铸制造,其中180°弯头,Y型叉管及带吊耳90°弯头采用静态铸造。

对流室安排在辐射室上方的一侧,共6组换热管束,分别为原料预热、锅炉给水预热、稀释蒸汽预热、混合气预热、蒸汽过热、原料蒸汽混合过热。

炉子底部设置带双重消音的油气联合烧嘴（见图3-1-22）,侧墙布置半预混式无焰烧嘴（见图3-1-23）,在对流室设有五排程序控制的旋转吹灰器,用以清除对流管束翅片管上的灰尘。

在炉顶装有一台单吸入引风机,其驱动电机设有变频调速装置,可以取代引风机烟囱挡板。

辐射室炉墙的下段侧墙采用硅酸铝纤维毡,硅酸钙绝热板及轻质耐火砖砌筑,两端墙4m以下高度炉墙结构同侧墙,4m以上高度采用陶纤针刺折叠预制件,用特殊的锚固件固定。

炉顶及中间盖板部分均采用陶纤针刺折叠预制件结构。

炉底由硅酸钙绝热板及轻质绝热砖构成,横跨过渡段,穿膛立柱及侧端墙均采用陶纤模块衬里结构。

对流室四面炉墙按烟气温度高低分别采用硅酸钙板加轻质耐火烧注的保温结构。

裂解气采用二级急冷锅炉冷却回收热量,产生高压蒸汽驱动透平发电。

近年来,CBL炉在工艺、设备方面进行了试验和改进,开发了大型6万吨/年CBL-Ⅲ型、CBL-Ⅳ型乙烯裂解炉,特别是对炉管构型、急冷锅炉型式、烧嘴布置作了较大改进。

图3-1-22底部油气联合烧嘴

1—烧嘴砖；2—油烧嘴；3—气烧嘴；4—长明灯；5—炉墙；6—安装板；7—调风器；8—消声罩

图3-1-23侧壁烧嘴

1—消声罩；2—喷嘴；3—调风器；4—烧嘴砖；5—火孔；6—喷头

3．大型立管立式加热炉

大型立管立式加热炉是将每两个辐射室平行排列合用一个对流室,其余结构与一般立管立式加热炉相同。

对于双辐射室来说,其对流室烟气流速高,传热效率高于单辐射室对流段,使对流室的传热面积和质量减少,节省投资。

结构列举如下。

（1）年产12~18万吨乙烯裂解炉

是由两平行排列的辐射室,顶部共同用一个对流室而构成的,在对流室内为了防止烟气走短路而产生“边壁效应”,在对流室边壁加耐火翅片,使烟气分布均匀,减少边壁与中心温差。

辐射室炉管布置在炉膛中央,炉管材料、排列方式、燃烧器布置方式同单室裂解炉完全一样,只是减少了对流室金属及耐火材料耗量,并使用一台引风机。

（2）30万吨/年合成氨一段转化炉

有两个平行排列的辐射室,辐射室顶部共用一个对流室。

每个辐射室有5组触媒反应管,每组29根,按双行交错排列,两个辐射室共有290根辐射炉管,每个辐射室两侧墙各布置120个自吸式碗形无焰烧嘴,其结构类似于图3-1-20,对流室有五组换热管束,从上到下顺次为锅炉给水预热、空气预热、蒸汽过热、空气加热、油蒸汽加热等。

炉子热负荷为232.5GJ/h。

炉子的主要特点是采用了半预热式无焰侧壁烧嘴,缩小了炉膛体积,且火焰不直接喷到炉管上,纵向温度分布较均匀；采用上下猪尾管结构,不停车可对炉管进行处理；采用上烟道,炉子布置紧凑,占地面积小,而且节省引风机动力,高温转化气采用转化气废热锅炉回收热量。

4．拱门形立式加热炉

拱门形立式加热炉的最大特点是辐射炉管呈U形结构,炉管两端分别接在进口与出口集合管上,可适应热膨胀的要求,这种炉型特别适用于加热流量大,压降小的气体,例如过热水蒸气。

在实际设计中,可根据需要将炉膛设计成单室或多室（见图3-1-24）。

燃烧器通常为重油蒸汽雾化烧嘴,垂直安装在炉底,水蒸气可在对流室过热后再到辐射室加热到更高的过热温度。

如某石油化工厂蒸汽过热炉采用的拱门形立式加热炉见图3-1-25。

全炉热负荷为202GJ/h,蒸汽流量225900kg/h,全炉共用15台重油燃烧器。

图3-1-24多炉膛立式加热炉

1—烟囱；2—对流室；3—辐射室；4—炉管；5—烧嘴

图3-1-25拱门立式加热炉

1—烟囱；2—对流室；3—辐射室；4—管束；5—烧嘴

5．蛇管立式加热炉

蛇管立式加热炉与拱门形立式加热炉极其相似,区别是辐射炉管呈蛇形管,炉管两边分别连接