石油化工工艺管式加热炉结构使用(yòng)哪种耐火材料

在一个有(yǒu)衬里的密闭體(tǐ)内设置有(yǒu)大量的相互连接的或合金无缝钢管，被加热介质在一连串的无缝钢管内以很(hěn)高流速通过，燃料在密闭體(tǐ)内燃烧产生高温烟气，高温烟气通过辐射、对流和传导把热量传给被加热介质，把被加热介质加热到生产工艺规定的温度或完成一定的化學(xué)反应深度；这类设备统称為(wèi)管式加热炉。今天我们所讲的管式加热炉是炼油和石油化工生产装置的工艺加热炉，简称為(wèi)石化工艺加热炉。

管式加热炉的结构及所有(yǒu)耐火材料的种类

石油化工工艺管式加热炉由辐射室、对流室、余热回收装置、燃烧器、供风系统和排烟系统等部分(fēn)所组成。

1.辐射室

辐射室是加热炉辐射传热起支配作用(yòng)的部分(fēn)。由于是火焰直接所在的场所，所以它是加热炉温度的部分(fēn)，对其所用(yòng)材料的成分(fēn)、强度、厚度和机械的结构，需要仔细考虑，同时在功能(néng)上，全炉热负荷70~80%的热量是在辐射室被吸收。在流體(tǐ)有(yǒu)反应转化和裂解的炉子上，反应和裂解等一般都全部在辐射室内完成。所以说辐射室的好坏决定加热炉的好坏，并非过言。

2.对流室

对流室是加热炉对流传热起支配作用(yòng)的部分(fēn)，对流室有(yǒu)排列很(hěn)密的管束，这种结构使得烟气通过对流管的速度提高，得到有(yǒu)效的对流传热。一般对流室吸收全炉热负荷的20~30%的热量。对流室可(kě)设在辐射室上部；也可(kě)设在地面上，用(yòng)烟道与炉本體(tǐ)连接，但在本质上机理(lǐ)一样。在对流室可(kě)以采用(yòng)钉头管或翅片管。

3.余热收回装置

余热收回装置是指用(yòng)来回收对流室出来的烟气，或者当没有(yǒu)对流室时直接从辐射室出来的烟气中热量的设备。目前國(guó)内外各炼厂采用(yòng)的余热回收措施大致有(yǒu)以下几种类型：a．从工艺流程与装置总體(tǐ)平衡考虑，冷进料热油空气预热空气。b．从改进和简化循环系统考虑有(yǒu)热载體(tǐ)循环热油空气预热空气。包括开路与闭路热载體(tǐ)循环。c．从增加附属回收设备考虑，有(yǒu)①钢管式；②玻璃管式；③回转式；④铸铁管式；⑤扰流子式；⑥热管式；⑦板式空气预热器等。d．从与其他(tā)设备联合节能(néng)考虑，有(yǒu)①余热锅炉；②热電(diàn)联产。

4.燃烧器

燃烧器是加热炉的重要组成部分(fēn)之一，技术性能(néng)的优劣以及是否与加热炉工艺要求、炉型结构、传热特点相匹配对加热炉的运行、能(néng)耗或环保都有(yǒu)着直接影响。选用(yòng)技术性能(néng)与加热炉工艺要求、炉型结构、传热特点相匹配的燃烧器对保证加热炉或長(cháng)、安、稳、满运行有(yǒu)着重要意义。

5.通风装置

通风装置的职能(néng)是把燃烧用(yòng)空气引进的同时，把烟气向炉外排出，有(yǒu)自然通风和强制通风两种。前者靠烟囱的通气力；后者用(yòng)引风机，强力引出烟气。一般炉内压力损失小(xiǎo)时，多(duō)采用(yòng)烟囱自然通风方式，烟囱安装在炉的上部，与加热炉成為(wèi)一體(tǐ)，烟囱的高度，以克服炉内的压力损失，并保持充分(fēn)的通风力為(wèi)佳。加热炉构造复杂，炉内压力损失大的加热炉或有(yǒu)废热回收装置的加热炉多(duō)采用(yòng)安装引风机，强力通风方式。

6.炉管和弯头

炉管和弯头是管式加热炉中重要的部分(fēn)，占管式加热炉总钢材量的40%，总投资的60%。因為(wèi)要耐压力，耐腐蚀，抵抗火焰的直接灼热，為(wèi)了完成工艺任務(wù)和生产，根据下列标准设计炉管：

炉管的長(cháng)度和总根数根据管式加热炉的热负荷、热效率和加热炉的构造来决定。

管径和管程数，根据流量、允许压力损失、停留时间决定。壁厚由内部压力、热应力、静荷重、管壁温度、材料强度（包括高温蠕变性和脆性等）和腐蚀裕度等决定。

材料由许用(yòng)温度及高温强度（包括蠕变强度）、耐热性、腐蚀性和脆性等决定。炉管温度低于500℃时使用(yòng)碳钢炉管；炉管温度在500℃~700℃时使用(yòng)低合金钢炉管（T9~T22）；炉管温度在700℃~800℃时使用(yòng)不锈钢炉管（304、316）；炉管温度在800℃~900℃时使用(yòng)309炉管；炉管温度超过900℃时使用(yòng)高合金钢离心浇铸炉管（HK-40）。

管式加热炉辐射炉管采用(yòng)光管，对流室采用(yòng)钉头管或翅片管。炉管与弯头连接方式有(yǒu)焊接和胀接两种。采用(yòng)焊接时，弯头為(wèi)炉管压制成的急弯弯头，以180°的弯头為(wèi)代表，铸造的不多(duō)。采用(yòng)胀接时，采用(yòng)有(yǒu)堵头的铸造回弯头，卸下堵头，管内能(néng)够用(yòng)机械清焦，缺点是较贵，材料和炉管相同。如被加热油品较轻，炉管不易结焦或采用(yòng)了在線(xiàn)清焦技术的加热炉可(kě)全部采用(yòng)急弯弯头，如被加热油品较重，炉管易结焦，且没采用(yòng)了在線(xiàn)清焦技术的加热炉可(kě)在辐射室部分(fēn)采用(yòng)铸造回弯头。

7.管支架和导架

管支架承受炉内加热管的重量，并将其重量传给加热炉的框架。管支架要具备的条件是：优越的抗氧化腐蚀性能(néng)和高的高温强度，以及随着加热管的温度变化，在结构上，管支架可(kě)以保持伸缩自由。管支架的材料，在辐射室和对流室下部采用(yòng)25Cr12Ni钢或25Cr20Ni钢。在对流室上部采用(yòng)密烘铸铁HR和5Cr合金钢。采用(yòng)高铬钢存在的问题是高温脆性，还有(yǒu)燃料中含钒硫所引起的腐蚀。在这种场合支架应设计成具有(yǒu)可(kě)换性的构造，对高温脆性要用(yòng)铁素體(tǐ)加以抑制，对钒的腐蚀可(kě)用(yòng)浇注保护层处理(lǐ)。一般在辐射室采用(yòng)刀(dāo)架形管支架，在对流室采用(yòng)孔板形管支架，导管架仅起管子导向作用(yòng)。

8.耐火材料

耐火材料是加热炉的必需材料，大致分(fēn)為(wèi)定形的材料和非定形的材料两种。a.定形耐火材料定形耐火材料就是重质耐火砖、轻质耐火砖和保温砖等，重质耐火砖以耐火性為(wèi)主，用(yòng)于燃烧器的燃烧道、温度较高加热炉辐射室迎火面衬里。轻质耐火砖兼具有(yǒu)耐火性和保温性，多(duō)用(yòng)于炉的侧壁和炉顶。保温砖的耐热性很(hěn)低，多(duō)用(yòng)于炉底和侧壁的内衬里，用(yòng)量不多(duō)。

b.非定形耐火材料一般指由骨料和水泥用(yòng)水和成，象混凝土那样施工的无定形耐火材料，简称為(wèi)浇注料。分(fēn)為(wèi)以耐火性為(wèi)主，并具有(yǒu)一定的保温性的浇注料（重质浇注料）和保温型的浇注料（轻质），施工方法有(yǒu)注入、涂抹和喷抹三种。对于管式加热炉，以耐火性為(wèi)主，并具有(yǒu)一定的保温性可(kě)塑浇注料，用(yòng)于炉顶、侧壁和炉底。烟道和烟囱衬里及侧壁的内衬里，则采用(yòng)保温性的可(kě)塑浇注料。陶纤块、岩棉毡、陶纤喷涂也属于非定型耐火材料。

9.炉框架、侧壁和平台

炉框架是承受加热炉全部荷重的钢结构，材料是普通碳钢，多(duō)用(yòng)槽钢和工字钢。侧板就是炉壁外表面的钢板，其作用(yòng)是防雨、防尘，同时防止不必要的空气漏入炉内，按作用(yòng)可(kě)以分(fēn)為(wèi)分(fēn)担部分(fēn)钢结构荷重和仅起覆盖作用(yòng)两类。平台和梯子是為(wèi)操作和维修而设立，用(yòng)于日常操作维修和检查。荣盛耐材作為(wèi)的高铝砖生产厂家，注重客户的售前售后工作，让用(yòng)户感到选择荣盛就选择放心，想用(yòng)户所想，急用(yòng)户所急，解用(yòng)户所难，為(wèi)用(yòng)户在前进发展的道路上保驾护航。