開題報告---350萬噸年常減壓蒸餾裝置常壓加熱爐設計

1、<p>　　本科畢業(yè)論文(設計)開題報告</p><p>　　論 文 題 目：350萬噸/年常減壓蒸餾裝置常壓加熱爐設計</p><p>　　學 院： 環(huán)境與化學工程學院 </p><p>　　專 業(yè) 、班 級： 過程裝備與控制工程 081 班 </p>&l

2、t;p>　　學 生 姓 名： </p><p>　　指導教師（職稱）： （副教授） </p><p>　　2012年 03月 6 日填</p><p><b>　　附：文獻綜述或報告</b></p><p>

3、;<b>　　附：文獻綜述或報告</b></p><p><b>　　文獻綜述</b></p><p><b>　　1、概述</b></p><p>　　近年來，隨著石油化學工業(yè)的迅速發(fā)展，管式加熱爐技術越來越引起人們的重視。管式加熱爐消耗著大量的能量，而在制造乙烯、氫氣和合成氨的工藝過程中，它已成為

4、進行裂解和轉化反應的心臟設備，支配著整個工廠或裝置的產品質量、收率、能耗和操作周期。因此對管式加熱爐的設計和余熱回收系統(tǒng)的設計就非常必要了。</p><p>　　管式爐在石油化廠具有舉足輕重的作用，管式爐的能耗很高。管式爐的能量消耗在生產裝置中約占80%~90%[3]。它的投資一般占15%左右，高的可達30%[3]。此外，由于加熱爐在燃料燃燒時的噪聲和煙氣排放也對環(huán)境污染造成相當嚴重的影響。這些因素都必須在加熱爐

5、設計時加以考慮。</p><p>　　在煉油工程上，采用管式加熱爐開始于1910年至1911年間，在沒有采用管式加熱爐之前原油加工方式均為釜式蒸餾，小處理量、且為間歇生產。管式加熱爐的使用是煉油工業(yè)由小處理量、間歇生產轉向大處理量、連續(xù)生產的標志。</p><p>　　常減壓蒸餾裝置是原油初加工裝置，其的處理能力決定了整個煉油廠加工能力或規(guī)模。在常減壓蒸餾裝置中，常壓爐的處理能力決定了常減

6、壓蒸餾裝置處理能力，如果常壓爐的處理能力不夠，整個裝置將無法完成預定的任務。</p><p>　　石化工藝加熱爐的能耗約占整個生產裝置能耗的50%~60%，其熱效率的高低直接決定著整個生產裝置能耗大小，直接影響著生產成本[2][3]。</p><p>　　石化工藝加熱爐的基建投資費用，約占一般煉油裝置總投資的10%~20%，總設備費用的30%左右；在重整、制氫等裝置中則占裝置總投資的25%

7、左右；乙烯裂解爐和化肥轉化爐的基建投資費用約占裝置總投資的35%左右[3]。石化管式加熱爐的基建投資費用大小直接影響著整個生產裝置或煉油廠、石油化工廠的基建投資。</p><p>　　由于石油化工工藝管式加熱爐的被加熱工藝介質為易燃、易爆的液體或氣體，且壓力較高，一旦發(fā)生重大事故，后果不堪設想。因此，石油化工工藝管式加熱爐能否長周期安全、穩(wěn)定運行對整個裝置或全廠實現(xiàn)“長周期安全、穩(wěn)定運轉”有著直接的影響。幾乎每一

8、套煉油和石油化工裝置中都有管式加熱爐，也就是說：管式加熱爐幾乎參與了煉油和石油化工的整個生產過程。管式加熱爐是煉油裝置中的三大主力設備之一（塔器、換熱器和管式加熱爐），是乙烯和化肥等石油化工生產裝置的“心臟”設備，沒有石油化工工藝管式加熱爐，就沒有現(xiàn)代化的煉油和石油化工工業(yè)。</p><p>　　石油化工工藝管式加熱爐排放的煙氣中NOx、SOx、CO2等有害成分含量是否達到國家標準規(guī)定，對操作工人和周邊居民的生活

9、或身體健康都有著直接影響。</p><p>　　上述充分說明了管式加熱爐在煉油和石油化工生產中占有十分重要的地位，搞好石油化工工藝管式加熱爐操作、管理工作對煉油和石油化工生產裝置實現(xiàn)高處理量、高質量、高效率、低能耗和長期安全、穩(wěn)定運轉及減輕對環(huán)境的污染有著重大意義。</p><p><b>　　2、加熱爐的分類</b></p><p>　　化工

10、行業(yè)常用的管式加熱爐的爐型有幾十種，可以按照其結構型式分類，也可以按照工藝過程分類。除石油化工所用的特殊的高溫高壓爐外，一般可以分為為箱式爐（水平燃燒）、立式爐（垂直燃燒）、圓筒爐、無焰爐等。</p><p><b>　?。?）箱式爐</b></p><p>　　箱式爐是一種古老的爐型，分為方箱爐和斜頂爐兩種。爐管全為水平排列，并用回彎頭連接成蛇形管?；鹱焖饺紵瑹?/p>

11、囪置于爐外。</p><p>　　方箱爐的特點是長、寬、高大致相近。輻射室和對流室用火墻隔開，火嘴置于側壁。其缺點是占地面積大，結構復雜，剛才耗用量大，爐管受熱很不均勻，尤其是輻射管距離火嘴遠，受熱差，靠火墻頂部的幾排爐管由于受到高溫煙氣的直接沖刷，極易產生局部過熱，還有死角處。</p><p><b>　　（2）立式爐</b></p><p>

12、;　　立式爐是廣為采用的爐型之一，又分為臥管立式爐和立管立式爐兩種，這種爐子，高通常為寬度的2~3倍[3]。整個爐體相當長，從外形上看，是一個長方體。用型鋼立柱支撐，爐墻用耐火磚砌成，或用耐火混凝土筑成。全爐分為上、中、下三大部分。上部為煙囪，中部為對流室，下部為輻射室?；鹱煸谳椛涫业牡撞肯蛏先紵?。</p><p>　　在立式爐里，火焰向上，高溫煙氣自下而上地從輻射室穿過頂部的對流室后，由煙囪排出。由于火焰與煙氣

13、的流動方向一致，并連成片狀燃燒，因此，同箱式爐比較，受熱比較均勻，爐表面熱強度較高，爐子熱效率較高。輻射室寬度可以變窄，爐膛體積可以縮小，結構緊湊，鋼材耗用量少，占地面積也小。由于煙氣上升的特性，煙囪的阻力較小，煙囪的高度可以降低。易結焦的工藝過程，可以用機械清洗焦。</p><p><b>　　（3）圓筒爐</b></p><p>　　圓筒爐是圓形立式爐的簡稱，是廣

14、為采用的爐型之一，這種爐子由圓筒體的輻射室、長方體的對流室和煙囪三大部分組成。小型爐不設置對流室，由兩部分組成。爐墻外殼由鋼板卷制而成，內襯有耐火磚。輻射室沿圓筒體的的爐墻周圍排列成一圓圈。火嘴在爐底中央，火焰向上噴射。其流向同爐管平行，火焰與布置在圓周上的各爐管是等距離的，因此，沿爐管圓周方向的熱強度分布是均勻的。沿爐管長度方向，熱強度的分布是不均勻的。圓筒爐的爐墻面積與爐管表面積的比例較低，爐墻的輻射作用相應減弱，故爐管表面熱強度低

15、。一般熱負荷<400萬千卡/時的圓筒爐，在輻射室上部設一由高鉻鎳合金鋼做成的輻射錐，由于它的再輻射作用，使爐管不僅在沿圓周方向，而且在沿長度方向的受熱也比較均勻。因為輻射錐的材質要求高，占爐子建設費用的15%[3]，所以熱負荷較大的爐子不宜采用輻射錐。一般在輻射室中部增設水平燃燒火嘴，以改善爐管沿長度方向的受熱均勻性。</p><p>　　對流室置于輻射室之上，對流管為臥排。所以對流管的長度受到限制，從受力

16、上避免頭重腳輕，對流室的加熱面積不宜過大，一般推薦對流室的高度不大于輻射室高度的1/2。用管板固定在對流室里，一般設有過熱蒸汽管。在光管面積既定的條件下，一般采用釘頭管或翹片管，并且配相應的吹灰設施。</p><p>　　圓筒爐的熱效率一般比較低，但結構緊湊、占地面積小、投資省、施工期短、建設速度快。一般適用于中小爐型。</p><p><b>　　（4）無焰爐</b>

17、;</p><p>　　無焰燃燒爐又稱為無焰爐，爐體為長方形，外形與立式爐相似。這種爐子的爐膛寬度比立式爐還要窄。對流室在輻射室之上。在爐膛的中間設置雙面受熱的輻射管。爐墻同輻射管相距很近，爐膛的空間只是作為高溫煙氣的通道而已。兩側爐墻布滿小型的燃燒孔道，并在墻外配備對應數(shù)量的小型無焰燃燒器。</p><p>　　燃料氣與空氣充分混合后，不是在爐膛里燃燒，而是在燃燒道理燃燒。因此，在爐膛里

18、沒有火墻。因為燃料與空氣的混合很充分，燃燒道里的耐火磚起了催化作用，所以燃料的燃燒速度很快，在燃燒道里就完成了全部的燃燒過程。由于火焰和高溫煙氣與燃燒道充分接觸，燃燒放出的熱量把爐墻加熱到很高的溫度，形成一個溫度很高的輻射墻，向著溫度低的由爐管組成的管排冷面輻射。由于無焰爐的火嘴多，所以能靈活的調節(jié)各處的受熱強度。在爐管表面積相同時，無焰爐的處理量比一般爐子大，金屬和非金屬材料消耗量少。但是，無焰爐只適宜于燃燒氣體燃料，并且，燃料氣壓力