  一、工業(yè)爐一般知識(shí)簡(jiǎn)介 工業(yè)爐是石油化工裝置中常見(jiàn)的生產(chǎn)工藝過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備。如煉油及石油化工裝置管式加熱爐、轉(zhuǎn)化爐、裂解爐；合成氨裝置高溫加熱、高溫反應(yīng)的以煤為原料的氣化爐或以燃?xì)鉃樵系囊欢无D(zhuǎn)化爐、二段轉(zhuǎn)化爐等。 這些工業(yè)爐類設(shè)備的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，施工工期長(zhǎng)，工藝條件要求嚴(yán)格，工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高。 工業(yè)爐的類型很多，而且結(jié)構(gòu)多樣。本章只簡(jiǎn)要敘述石油化工常見(jiàn)幾種工業(yè)爐工作原理、結(jié)構(gòu)型式、所用材料及初步設(shè)計(jì)概算的編制。 (一) 工業(yè)爐在生產(chǎn)工藝過(guò)程中的作用 在石油化工生產(chǎn)工藝過(guò)程中，介質(zhì)(物料)的化學(xué)反應(yīng)較為復(fù)雜，如石油烴類的裂解過(guò)程，除裂解反應(yīng)外，還伴隨著脫氫、異構(gòu)化、環(huán)化、縮合、迭合等反應(yīng)的發(fā)生。按其不同的工藝性能要求，工業(yè)爐在石油化工生產(chǎn)過(guò)程中的作用可歸納如下： 1．加熱介質(zhì)，使其達(dá)到所需要的溫度后以滿足下一工藝過(guò)程的需要，發(fā)生物理變化和相態(tài)轉(zhuǎn)變（由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)）。一般稱為純加熱用加熱爐。 2．加熱某種介質(zhì)，使其達(dá)到化學(xué)反應(yīng)所需的溫度，或者在觸媒的作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。一般稱為加熱反應(yīng)用加熱爐。 (二) 工業(yè)爐的分類 石油化工行業(yè)工業(yè)爐的類型較多，按其外型結(jié)構(gòu)特征及加熱工藝過(guò)程不同可劃分為五大類： 1．管式加熱爐 按形狀分為圓筒爐、立式爐、箱型爐。管式爐爐體一般由鋼架及筒體（或箱體）組成，爐內(nèi)襯有耐火材料和隔熱材料，還有爐管系統(tǒng)、爐配件和煙囪等部分。根據(jù)其受熱形式有純輻射式和輻射-對(duì)流式。管式加熱爐是石油化工行業(yè)最常用的爐型，以后各節(jié)主要圍繞管式加熱爐展開(kāi)介紹。 2．立式反應(yīng)爐 這類爐的爐體基本上是受壓容器，如甲烷化爐、中（低）溫變換爐、氣化爐、二段轉(zhuǎn)化爐等；另一部分類似平頂(底)或錐形頂(底)的常壓容器，如沸騰爐、蓄熱爐、煤氣發(fā)生爐等，爐體多數(shù)均有復(fù)雜的內(nèi)件和襯耐火材料，催化劑填料等。 3．臥式旋轉(zhuǎn)反應(yīng)爐 爐體呈臥式旋轉(zhuǎn)筒體，內(nèi)部裝有螺旋輸運(yùn)器或加熱爐管，外部有傳動(dòng)及減速裝置，如HF旋轉(zhuǎn)反應(yīng)爐等。 4．帶傳動(dòng)、升降投料裝置的反應(yīng)爐 這類爐設(shè)備類似容器，但外部有投料提升裝置，爐內(nèi)有內(nèi)襯或砌筑耐火和隔熱材料，如電熱爐等。 5．其他工業(yè)爐 焚燒爐： 用于廢氣、廢液、廢渣的焚燒。將其中有害物質(zhì)經(jīng)焚燒轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)排出。如污泥焚燒爐、硫磺回收裝置焚燒爐。干燥爐：用于干燥工藝物料。熱載體爐：塑料廠用的較多。 (三) 工業(yè)爐常用材料 工業(yè)爐通常都是由金屬和非金屬材料制造、安裝、砌筑而成。對(duì)于由金屬殼體或鋼架、爐管、各種配件組合的爐體結(jié)構(gòu)，要求能承受相當(dāng)高的溫度、各種介質(zhì)的腐蝕以及承受一定的壓力和荷載，其中，尤以爐管為著。工業(yè)爐使用的金屬材料種類很多，常用的有普通碳鋼、各種耐高溫合金鋼及不銹鋼。此外，對(duì)構(gòu)成工業(yè)爐實(shí)體的內(nèi)襯耐火材料、隔熱保溫材料種類也很多。有耐火磚、不定型耐火材料、耐火纖維、纖維可塑料、巖棉板、微孔硅酸鈣制品等。 二、石油化工裝置常用工業(yè)爐 TOP (一) 管式加熱爐 管式加熱爐是屬于提供熱源的火焰加熱設(shè)備，作用是將通過(guò)爐管中的介質(zhì)加熱到所需溫度，然后進(jìn)入下一段工藝過(guò)程，又稱之為管式爐。 1．管式加熱爐的工作原理 管式加熱爐由輻射室、對(duì)流室和煙囪組成，輻射室和對(duì)流室內(nèi)均裝有爐管，煙囪內(nèi)裝有擋板。燃料經(jīng)過(guò)噴嘴在輻射室燃燒，產(chǎn)生的高溫火焰以輻射傳熱方式，將大部分熱量傳給輻射室爐管內(nèi)流動(dòng)著的介質(zhì)，溫度降低后的高溫?zé)煔庠龠M(jìn)入對(duì)流室，以對(duì)流方式繼續(xù)將部分熱量傳給對(duì)流室爐管內(nèi)流動(dòng)著的介質(zhì)，降溫后的煙氣最終進(jìn)入煙道，通過(guò)煙囪排入大氣。介質(zhì)的流向一般是先經(jīng)過(guò)對(duì)流室爐管，再經(jīng)過(guò)輻射室的爐管。其介質(zhì)在流動(dòng)過(guò)程中不斷吸入高溫?zé)煔饨?jīng)爐管壁傳來(lái)的熱量，逐步升高到所需要的溫度成為高溫介質(zhì)流出。管式加熱爐的流程見(jiàn)圖11-2-1。為了綜合利用能源常在對(duì)流室和煙道與爐體部分增設(shè)余熱回收系統(tǒng)，或加熱空氣或加熱水、水蒸汽，生成蒸汽或過(guò)熱蒸汽，供生產(chǎn)使用。 2．管式加熱爐的類型 常見(jiàn)的管式爐中，有圓筒加熱爐和立式加熱爐。爐體外形分為立式圓筒形和立式長(zhǎng)方形、箱型，而老式斜頂形加熱爐在煉油裝置中已很少采用。 圓筒式加熱爐又稱圓筒立式加熱爐，其爐型見(jiàn)圖11-2-2。圖中（a）型是一種純輻射型圓筒加熱爐，只有輻射室，沒(méi)有對(duì)流室，噴嘴設(shè)在底部向上安裝，爐管直立沿爐墻布置。這種加熱爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕，其熱效較低。圖中（b）型是輻射對(duì)流型圓筒加熱爐，在爐體上部設(shè)有水平方向布置的對(duì)流室，底部為輻射室，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。   立式加熱爐分為臥管立式加熱爐和立管立式加熱爐，這兩種加熱爐的示意見(jiàn)圖11-2-3（a）、11-2-3（b）。立式加熱爐高度通常為寬度的2—3倍，爐內(nèi)呈長(zhǎng)方形，又稱立方式型爐，由型鋼組成的立柱支撐。立式加熱爐的結(jié)構(gòu)分上、中、下三部分，上部分為煙囪，內(nèi)設(shè)擋板調(diào)節(jié)氣流和風(fēng)量，中部為對(duì)流室，下部為輻射室。噴嘴在爐底向上放置或側(cè)壁水平放置，輻射爐管沿爐墻呈臥式或立式排列，對(duì)流段爐管均為臥式安裝，用管板支撐。 3．特殊類型加熱爐 由于采用技術(shù)不同，有些裝置的立式方型爐爐管及燃燒器的位置與常見(jiàn)爐型不同。如重整裝置四合一爐，管系為正U型上面2個(gè)集合管，或倒U型下面2個(gè)集合管。集合管材質(zhì)1 1/4Cr1/2Mo, 15CrMo,Cr5Mo,形狀為直管,爐管材質(zhì)Cr9Mo。燃燒器有設(shè)置在爐墻側(cè)面，或設(shè)置在爐底部。加氫裂化裝置設(shè)計(jì)的爐型有爐管放在中間，采用雙面輻射方式，支撐架為HK-40的離心澆注管。以下介紹幾種不同于一般管式加熱爐結(jié)構(gòu)的爐型。 (1)重整裝置四合一爐 ：該四個(gè)重整進(jìn)料加熱爐的輻射室是四個(gè)完全獨(dú)立的在一個(gè)箱體鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)的立式爐，用來(lái)分別加熱重整進(jìn)料介質(zhì)。介質(zhì)出爐溫度為500°C左右，爐內(nèi)煙氣溫度為800～900°C，見(jiàn)圖11-2-4。   (2)制氫裝置轉(zhuǎn)化爐與其他加熱爐不同之處是爐管里裝有催化劑，制氫反應(yīng)過(guò)程在爐管內(nèi)完成。爐內(nèi)溫度較高，達(dá)到1000°C，反應(yīng)介質(zhì)出口溫度為800°C左右，此爐有兩種型式：一種是立式長(zhǎng)方形爐，燃燒器側(cè)面安裝；另一種是大型的立式箱型爐，燃燒器頂置，對(duì)流室另設(shè)一個(gè)系統(tǒng)，爐型見(jiàn)圖11-2-5。  圖11-2-5 制氫轉(zhuǎn)化爐圖 (3) 裂解爐，主要以石油餾分為原料，進(jìn)行熱裂解生產(chǎn)烯烴，其結(jié)構(gòu)特征為：立管加熱裂解爐。管式裂解爐為立式鋼架結(jié)構(gòu)爐體，爐墻砌筑耐火材料和隔熱材料，爐管為立式懸掛變徑管，幾種不同管徑組合成一組，爐底有油氣聯(lián)合噴嘴；對(duì)流室在頂部，為臥式盤(pán)管，預(yù)熱原料或燃料等。 裂解爐是乙烯裝置中的關(guān)鍵設(shè)備之一，結(jié)構(gòu)龐大（30萬(wàn)t/a乙烯十一臺(tái)裂解爐總重4100t）。過(guò)去我國(guó)乙烯裝置中的裂解爐大部分是從國(guó)外引進(jìn)，其結(jié)構(gòu)與國(guó)內(nèi)管式裂解爐相類似，工藝流程及各種技術(shù)指標(biāo)與國(guó)內(nèi)同類爐子水平相近或略高，見(jiàn)圖11-2-6。 4．管式加熱爐金屬結(jié)構(gòu) 爐體金屬結(jié)構(gòu)由爐架、煙道、煙囪、風(fēng)道、彎頭箱門(mén)、梯子平臺(tái)組成。爐架占爐體金屬結(jié)構(gòu)重量80%左右，由主框架、中間及邊框架、爐底鋼結(jié)構(gòu)、爐頂鋼結(jié)構(gòu)、端墻鋼結(jié)構(gòu)、輻射室及對(duì)流室表面鋼板等組成。煙道是輸送和排放煙氣的管道，風(fēng)道是供給空氣的管道。煙風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，直接影響預(yù)熱回收系統(tǒng)的效率、動(dòng)力消耗、材料消耗。彎頭箱門(mén)在對(duì)流室兩側(cè)，是檢修對(duì)流室彎頭的開(kāi)啟門(mén)。  圖11-2-6 30萬(wàn)t/a輕柴油裂解爐結(jié)構(gòu)圖 (二) 化學(xué)反應(yīng)爐 由于石油化工生產(chǎn)面較廣，專業(yè)眾多，除上述常用爐類設(shè)備外，尚有一些加熱、化學(xué)反應(yīng)爐設(shè)備，如合成氨裝置中的二段轉(zhuǎn)化爐、蓄熱爐、開(kāi)工加熱爐、甲烷化爐，氣化爐等。這些爐類設(shè)備主要用于石油化工裝置中原料氣的進(jìn)一步加熱、轉(zhuǎn)化、變換分離及固體焚燒等一系列化學(xué)反應(yīng)。它們的共同特征是均為立式鋼殼體，一般外殼為受壓容器，體內(nèi)襯耐火隔熱材料或內(nèi)裝催化觸媒以及內(nèi)襯不銹鋼板或其他合金鋼；爐體安裝類似一般反應(yīng)器或容器類設(shè)備，爐型見(jiàn)圖11-2-7（a）、11-2-7（b）、11-2-7（c）、11-2-7（d）。   圖11-2-7 (三) 工業(yè)爐爐管及配件 1．爐管 工業(yè)爐輻射爐管主要是受火焰的直接輻射，并在高溫和高壓下進(jìn)行工作，有時(shí)還可能承受硫化物、環(huán)烷酸和氯化物等的腐蝕，因此，爐管是在十分苛刻的條件下工作。工業(yè)爐爐管的材質(zhì)根據(jù)介質(zhì)的特性和操作條件不同，應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)碳鋼、合金鋼或不銹鋼。 爐管除了不同材質(zhì)的光管外，設(shè)計(jì)中為了提高對(duì)流室的煙氣側(cè)傳熱系數(shù)，常在光管上增焊翅片或釘頭，故稱為翅片管或釘頭管，一般翅片管的受熱面積為光管的4～9倍；釘頭管的受熱面積為光管的2～3倍，其型式如圖11-2-8（a）、11-2-8（b） 。為減少積灰，增加傳熱能力，現(xiàn)在有使用開(kāi)口翅片管。 圖11-2-9（b） 輻射室出入口集合管圖 制氫裝置轉(zhuǎn)化爐的爐管內(nèi)裝有觸媒，其型式如圖11-2-9（a）。 重整裝置進(jìn)料爐輻射室為門(mén)型，由集合管分多路入爐內(nèi)，再匯集于集合管出爐，其型式如圖11-2-9（b）。 2．爐管連接件及支持件 爐管常用的連接件有急彎彎管、箱式回彎頭、沖壓彎頭、U型鑄鋼彎頭，見(jiàn)圖11-2-10（a）、11-2-10（b）、11-2-10（c）。 急彎彎管材質(zhì)應(yīng)與爐管材質(zhì)相一致，型式有90°和180°兩種。箱式回彎頭有鑄鋼和鍛鋼兩種材質(zhì)，其中鑄鋼為多，與爐管連接時(shí)采用脹接、螺紋連接或焊接的方法均可?；貜濐^的堵頭可以拆卸,便于爐管的檢查與清焦及修理。壓力分為2.5、6.5、10MPa三個(gè)等級(jí)，型式有90°和180°兩種。 支持件是支承或穩(wěn)定爐管的配件，由于爐管的布置形式不同，對(duì)支承件型式的要求也不一樣，常分為立裝爐管拉鉤、臥裝爐管托架、彈簧吊架和穩(wěn)定爐管的管板，常見(jiàn)型式如圖11-2-11 3．燃燒器 燃燒液體或氣體的燃燒器，通稱為噴嘴，包括燃料噴嘴、調(diào)風(fēng)器、和火道三部分。一般常用的噴嘴種類為油氣聯(lián)合燃燒器、輕油燃燒器等，見(jiàn)圖11-2-12。為了控制大氣污染，現(xiàn)開(kāi)發(fā)出系列環(huán)保高效節(jié)能燃燒器，具有20世紀(jì)九十年代國(guó)際先進(jìn)水平。按燃料種類分為重油、輕油、氣體；按排放污染物分為低一氧化氮（NOx）燃燒器和普通燃燒器。 除上述零配件外，還有煙囪的擋板及調(diào)節(jié)裝置、看火門(mén)、防爆門(mén)、人孔門(mén)、吹灰器等配件。 (四) 工業(yè)爐爐襯工程 管式爐的爐襯結(jié)構(gòu)，目前采用的有砌磚、拉磚、輕質(zhì)耐熱襯里、輕質(zhì)澆注料襯里和耐火纖維爐襯、噴涂耐火纖維爐襯、纖維可塑料襯里結(jié)構(gòu)等。 1．爐襯結(jié)構(gòu)的種類 (1) 砌磚結(jié)構(gòu) 這是最簡(jiǎn)單的一種爐墻結(jié)構(gòu)形式。砌磚結(jié)構(gòu)的圓筒形爐墻本身穩(wěn)定性較好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，爐墻厚，爐墻高度不受限制，國(guó)內(nèi)圓筒爐的輻射室常采用輕質(zhì)耐火磚砌磚結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖11-2-13（a）。 (2) 拉磚結(jié)構(gòu) 為了增強(qiáng)砌磚爐墻的穩(wěn)定性，將爐墻磚結(jié)構(gòu)與爐墻鋼結(jié)構(gòu)拉接起來(lái)，便形成了另一種爐墻形——拉磚爐墻。拉磚爐墻基本不用異型磚，多用于立式方型高爐墻。拉磚爐墻可分為采用重質(zhì)耐火磚的重型拉磚爐墻和采用輕質(zhì)耐火磚的輕型拉磚爐墻，重型拉磚爐墻多用于不分段承重的低爐墻，隨著爐墻高度的增加使用輕質(zhì)耐火磚，輻射段采用筒壁鋼板和鋼架分段承重的輕型拉磚爐墻，它使?fàn)t墻重量進(jìn)一步減輕。國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)化爐和箱型爐當(dāng)采用附墻火焰燃燒，輕質(zhì)耐熱襯里和耐火纖維爐襯不能滿足要求時(shí)，可以考慮采用輕型拉磚結(jié)構(gòu)。見(jiàn)圖11-2-13（b）。 (3) 耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu) 耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)一般由耐火度不同的耐火纖維氈或耐火纖維模塊組成。是由隔熱層和耐火層組成的多層疊合式結(jié)構(gòu)。耐火纖維爐襯具有隔熱性能好、爐墻薄、重量輕、施工簡(jiǎn)便、施工進(jìn)度快、不需烘爐等優(yōu)點(diǎn)。但耐火纖維爐襯強(qiáng)度低，抗氣流沖刷性能不如耐火磚和輕質(zhì)耐熱襯里。耐火纖維爐襯分為普鋁、高鋁和含鋯纖維，可用于一般工業(yè)爐輻射室的爐墻和爐頂。對(duì)于氣流沖刷較嚴(yán)重的對(duì)流室、煙道和煙囪等部位，不適宜采用。耐火纖維爐襯結(jié)構(gòu)見(jiàn)11-2-14（a） ，11-2-14（b）。 (4) 輕質(zhì)澆注料襯里結(jié)構(gòu) 20世紀(jì)九十年代以后爐襯里新型材料及配方不斷涌現(xiàn)，輕質(zhì)澆注料襯里分為隔熱和耐熱兩大類。隔熱襯里適用于耐火磚背襯和彎頭箱襯里；耐熱襯里適用于輻射室、對(duì)流室、煙道和煙囪。不同的襯里配方，使用溫度為800℃至1200℃。澆注料襯里結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖11-2-15（a）11-2-15(b)。 (5) 噴涂耐火纖維襯里結(jié)構(gòu) 噴涂耐火纖維襯里是20世紀(jì)九十年代發(fā)展起來(lái)的，適用于煉油及石油化工管式爐。全纖維爐襯噴涂厚度根據(jù)溫度確定。噴涂普通硅酸鋁耐火纖維襯里連續(xù)工作溫度不得大于1000℃，噴涂高鋁耐火纖維襯里連續(xù)工作溫度不得大于1200℃。襯里一般采用全纖維結(jié)構(gòu)形式，也可采用噴涂巖棉耐火纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)形式。 (6) 纖維可塑料襯里結(jié)構(gòu) 纖維可塑料由纖維、結(jié)合劑、填充料和外加劑等組成。纖維可塑料為氣硬性材料，不需要加水及攪拌，開(kāi)袋后即可施工，經(jīng)涂抹、搗制成型。纖維可塑料襯里分為隔熱和耐熱兩大類。隔熱襯里適用于耐火磚背襯，部分煙囪和彎頭箱襯里，使用溫度為550℃。耐熱襯里適用于輻射室、對(duì)流室、煙道和煙囪，使用溫度為900℃至1100℃。也有耐熱襯里配方適用于制氫爐、裂解爐輻射室和工業(yè)爐高溫部位，使用溫度為1300℃，但沒(méi)有廣泛應(yīng)用。 2. 爐襯常用的材料 (1) 耐火磚又稱定型耐火材料，具有強(qiáng)度高，施工簡(jiǎn)單，用途廣泛，取材容易的優(yōu)點(diǎn)。耐火磚按不同的化學(xué)礦物成份組成分為；粘土質(zhì)耐火磚、高鋁質(zhì)耐火磚、半硅磚、硅質(zhì)耐火磚、鎂質(zhì)耐火磚、剛玉磚等。 (2) 不定型耐火材料是由耐火骨料、粉料和膠結(jié)料或另?yè)酵饧觿?，按一定比例組成的混合物。使用時(shí)具有一定的可塑性，一般采用澆注、搗打、涂抹、噴涂等方法施工，經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)或烘干后成為強(qiáng)度高，耐火性好的整體爐襯。耐火骨料起著骨架作用，用量最多，能顯著影響不定型耐火材料的高溫性能。耐火粉料則起著填充空隙、改善施工操作，提高密度的作用。不定型耐火材料的骨料和粉料必須與所用膠結(jié)料的化學(xué)性質(zhì)一致，有足夠的耐火度和一定的強(qiáng)度，并且級(jí)配合理。 耐火澆注料，又稱為耐火混凝土，是利用膠結(jié)料加上骨料、粉料及一些外摻劑制成的散裝的混合料。加水或其他結(jié)合劑拌合后具有一定的流動(dòng)性，通常采用澆注方法施工。 輕質(zhì)耐火噴涂料，其材料組成基本同輕質(zhì)耐火澆注料。采用機(jī)械噴涂的方法施工，具有整體性好、耐火材料與爐體結(jié)合緊密、機(jī)械強(qiáng)度高、施工速度快的優(yōu)點(diǎn)?？捎糜诮Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工面大的爐子。 耐火可塑料，是以耐火骨料和粉料為主加入適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合粘土或化學(xué)膠結(jié)料，以及少量的外加劑，加水經(jīng)充分混煉而制成的磚坯狀或泥團(tuán)物料。在規(guī)定的儲(chǔ)存期內(nèi)可塑料具有良好的可塑性，被廣泛用于工業(yè)爐窯上。 (3) 耐火纖維 耐火纖維是一種新型的耐高溫隔熱耐火材料，是第三代耐火材料。耐火纖維在工業(yè)爐中的使用，促進(jìn)了工業(yè)爐結(jié)構(gòu)和工藝的改革。耐火纖維的規(guī)格品種較多，有毯氈、板、管殼及散狀纖維，可根據(jù)設(shè)計(jì)需要選用。常用的施工方法有層鋪式爐襯和疊砌式爐襯及模塊式爐襯。 (4) 噴涂耐火纖維所用的纖維材料有普通硅酸鋁耐火纖維棉、高鋁纖維棉、巖棉；所用的結(jié)合劑為復(fù)合結(jié)合劑，牌號(hào)KT-201；所用粘接劑牌號(hào)KT-200。 (5) 纖維可塑料不規(guī)定具體配方，可塑料纖維含量必須大于60%（重量比），并不得含有水泥，其理化指標(biāo)應(yīng)符合技術(shù)規(guī)定。 (6) 隔熱材料 為了防止熱量損失，節(jié)約投資，常常要對(duì)爐體進(jìn)行保溫隔熱。常用的材料有：巖棉制品、膨脹珍珠巖制品、微孔硅酸鈣制品和陶瓷纖維隔熱制品等。為了防腐、防火，在爐立柱上涂砌一層隔熱防火材料，常用的材料有：硅藻土質(zhì)隔熱材料，硅藻土粉(又稱硅藻土保溫泥)。 三、余熱回收 TOP 余熱回收的目的是提高工業(yè)爐熱效率，節(jié)約能源。提高工業(yè)爐熱效率的方法較多，除減少過(guò)?？諝庀禂?shù)、改進(jìn)燃燒器和減少爐壁散熱損失外，常用的余熱回收方案有以下幾種： (一) 冷進(jìn)料、熱油預(yù)熱空氣 冷進(jìn)料、熱油預(yù)熱空氣方案是將裝置中互相換熱的冷、熱液態(tài)物流分別作為回收煙氣余熱的冷源（既冷進(jìn)料，例如常減壓裝置的原油）和預(yù)熱爐用空氣的熱源（例如常減壓裝置的常壓塔側(cè)線餾分油），是提高加熱爐熱效率和裝置熱回收率的一種方法，見(jiàn)圖11-2-16。 (二) 余熱鍋爐 余熱鍋爐的功能是利用工業(yè)爐的煙氣余熱發(fā)生蒸汽，供裝置使用，見(jiàn)圖11-2-17。 (三) 空氣預(yù)熱器 顧名思義，空氣預(yù)熱器是用來(lái)預(yù)熱空氣。根據(jù)工業(yè)爐熱負(fù)荷大小可選擇回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器或管式空氣預(yù)熱器?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是不斷將煙氣的熱量傳給空氣，使煙氣溫度降低。溫度升高后的空氣進(jìn)入爐內(nèi)供燃燒使用，達(dá)到提高工業(yè)爐熱效率的目的?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器因體積龐大不能放在爐頂，需放在地面上。管式空氣預(yù)熱器是利用列管式結(jié)構(gòu)，使煙氣和空氣分別通過(guò)管程和殼程，利用管壁傳熱回收煙氣余熱，見(jiàn)圖11-2-18。 四、管式加熱爐施工程序及施工方法 TOP 工業(yè)爐的安裝施工較為復(fù)雜，大中小型工業(yè)爐的工程量大小懸殊，施工中受各種自然、地理?xiàng)l件和施工單位機(jī)械配備與技術(shù)水平的影響，其施工方法不盡相同。下面介紹管式加熱爐通常的施工程序及施工方法： (一) 施工程序 1. 安裝前的準(zhǔn)備 (1) 熟悉圖紙、技術(shù)交底、編制施工組織設(shè)計(jì)或施工方案。 (2) 施工機(jī)具、工器具的準(zhǔn)備、搬運(yùn)與設(shè)置。 (3) 設(shè)備基礎(chǔ)的驗(yàn)收、鏟浮層、打麻面、放線及墊鐵的設(shè)置。 (4) 設(shè)備和材料開(kāi)箱檢查、清點(diǎn)、編號(hào)、記錄，必要時(shí)進(jìn)行無(wú)損探傷復(fù)查，場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸。 (5) 安裝場(chǎng)地清理與一般平整，臨時(shí)組裝平臺(tái)和施工手段措施的設(shè)置。 2. 管式加熱爐現(xiàn)場(chǎng)組裝程序 (二) 施工方法 1．在預(yù)制廠預(yù)制輻射室、對(duì)流室、煙囪、梯子平臺(tái)等部位鋼結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)吊裝、組對(duì)安裝。近年來(lái)為縮短施工工期，鋼結(jié)構(gòu)可在預(yù)制廠整組預(yù)制、整組運(yùn)輸、在施工現(xiàn)場(chǎng)整組安裝就位?，F(xiàn)場(chǎng)預(yù)制爐管(組或排)并與急彎彎管焊接。鋼結(jié)構(gòu)焊接為手工電弧焊，爐管焊接為氬電聯(lián)焊，用X光射線進(jìn)行無(wú)損探傷檢驗(yàn)。 2．爐體內(nèi)配件吊鉤、拉鉤、保溫釘、吹灰器、煙囪擋板等為成品件安裝。 3．爐內(nèi)砌筑耐火磚分濕砌和干砌，爐底部分采用干砌，爐墻均為濕砌（即用耐火泥砌筑）。根據(jù)爐型采用砌磚爐墻或拉磚爐墻。圓筒爐輻射室砌磚爐墻是通過(guò)焊接在輻射室筒體鋼板上的托磚板來(lái)承重的。磚砌筑在各層托磚板上，由托磚板將圓筒爐輻射室爐墻沿高度分成幾段。對(duì)于砌體直徑小于5m，爐墻全高小于10m的小型圓筒爐輻射室爐墻可不分段。各膨脹縫內(nèi)應(yīng)填塞耐火纖維毯。立式方型爐輻射室輕型拉磚爐墻多采用水平磚拉桿型，即沿爐墻砌磚高度每隔500mm左右，用磚拉桿(圓鋼)將此水平層的磚穿起來(lái)(或用輕質(zhì)耐熱襯里代替此水平層的磚)，再通過(guò)磚拉鉤與爐子鋼架連接。爐頂磚結(jié)構(gòu)一般采用吊磚形式，即將磚通過(guò)吊磚件吊在爐頂鋼結(jié)構(gòu)上，在耐火磚層上鋪設(shè)隔熱材料，組成爐頂磚結(jié)構(gòu)。爐頂磚結(jié)構(gòu)分輕型和重型兩種。輕型爐頂磚結(jié)構(gòu)由輕質(zhì)耐火磚和吊磚件組成，此種磚結(jié)構(gòu)只用兩種形狀簡(jiǎn)單的耐火磚搭配徹筑，磚寬的一面用泥漿砌筑，磚窄的一面為干砌。每塊磚均用吊磚桿穿起來(lái)吊于爐頂。吊磚件焊于爐頂鋼板下表面。 4．耐火纖維爐襯安裝。管式加熱爐輻射室的爐墻、爐頂可采用耐火纖維爐襯，爐襯由等距離分布的保溫釘固定。安裝時(shí)，先焊接保溫釘，然后將隔熱層和耐火層纖維毯逐層套入保溫釘，套入時(shí)各層之間不用粘貼劑，但層與層之間必須錯(cuò)縫。最后在耐火纖維毯的表面用墊圈或螺母固定，并在保溫釘?shù)亩瞬空迟N10mm厚的耐火纖維毯小塊將金屬件覆蓋。爐墻拐角處應(yīng)采用搭接式連接，看火門(mén)處采用耐火纖維看火門(mén)預(yù)制塊。 5．輕質(zhì)澆注料施工前應(yīng)先除去鋼結(jié)構(gòu)及保溫釘表面浮銹及其他雜物（保溫釘現(xiàn)場(chǎng)制作、安裝）。把攪拌好的澆注料在30min內(nèi)澆注完畢。通常采用手工搗制，也可采用平板振搗器進(jìn)行振搗。隔熱澆注料僅采用手工搗制，當(dāng)澆注料厚度≤50mm時(shí)，宜采用手工涂抹或拍打成型。襯里借助保溫釘與鋼板表面連接。襯里施工完畢1～4h后，用手輕捺襯里表面，不沾手時(shí)便可開(kāi)始用水噴霧養(yǎng)護(hù)。噴霧養(yǎng)護(hù)完畢的襯里，應(yīng)再經(jīng)48h自然干燥后，方可搬動(dòng)和吊裝。 6．噴涂耐火纖維襯里施工前應(yīng)先除去鋼結(jié)構(gòu)及保溫釘表面焊渣、浮銹、油污及其他雜物。噴涂前，在工業(yè)爐殼體鋼板內(nèi)表面先噴少量防腐粘接劑。將結(jié)合劑倒入結(jié)合劑儲(chǔ)罐中。開(kāi)動(dòng)纖維噴涂機(jī)，同時(shí)將纖維棉徐徐加入噴涂機(jī)內(nèi)，連續(xù)噴涂。爐墻部位施工噴涂自上而下進(jìn)行，根據(jù)爐襯厚度要求可分層噴涂。噴涂后進(jìn)行自然干燥。 7．纖維可塑料爐襯施工前應(yīng)將與纖維可塑料接觸的爐壁內(nèi)表面的油污、鐵銹及其他附著物清理干凈。除錨固釘外，對(duì)埋入襯里的其他鋼構(gòu)件（如：接管、管架、套管等）應(yīng)纏繞耐火纖維繩。對(duì)不便纏繞耐火纖維繩的鋼構(gòu)件，可涂瀝青。纖維可塑料可以采用涂抹、搗制方法施工。纖維可塑料為氣硬性材料，不需要加水及攪拌，開(kāi)袋后即可施工。施工后應(yīng)在通風(fēng)條件下自然養(yǎng)護(hù)7d，不需要烘爐，即可升溫使用。 8．預(yù)制后的爐管安裝及爐體外配件安裝。安裝前要對(duì)燃燒器成品件進(jìn)行拆裝、檢測(cè)、調(diào)試。 9．鋼結(jié)構(gòu)外表面除銹、防腐。管式爐外表面開(kāi)工后溫度應(yīng)保持在50℃以下，鋼絲刷除銹，只涂?jī)杀榧t丹防銹漆即可。標(biāo)志漆根據(jù)設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定選用。 10．管式爐襯里采用輕質(zhì)澆注料施工時(shí)，襯里養(yǎng)護(hù)完畢后，環(huán)境溫度仍應(yīng)保持在5℃以上，并自然干燥至少5d后再進(jìn)行烘爐。烘爐前，爐管內(nèi)應(yīng)先通入蒸汽，暖烘1～2d，當(dāng)爐膛溫度升到約130℃時(shí)，即可點(diǎn)燃噴嘴烘爐。 五、安裝工程費(fèi)計(jì)算 TOP (一) 工程量計(jì)算規(guī)劃 1．工業(yè)爐金屬結(jié)構(gòu)制作安裝和爐管安裝。 金屬結(jié)構(gòu)制作安裝單位為“t”。工程量按單體（座）分立式方型爐和圓筒爐，包括整座爐體的爐架、煙道、煙囪、箱門(mén)、管板、風(fēng)道、平臺(tái)、梯子等部位鋼結(jié)構(gòu)。 爐管安裝單位為“t”。工程量不分材質(zhì)、爐管結(jié)構(gòu)型式，僅區(qū)分管徑計(jì)算。 2．“概算指標(biāo)”中爐管焊接“一個(gè)焊口”的使用條件是： (1) 當(dāng)設(shè)計(jì)圖樣上的爐管(含釘頭管、翅片管、離心澆注管)較長(zhǎng)，采購(gòu)不能滿足要求，需用兩根或兩根以上的爐管焊接成所需長(zhǎng)度，其焊口應(yīng)另計(jì)安裝費(fèi)。 (2) 不與急彎彎管聯(lián)結(jié)的U型爐管，豬尾管、螺旋爐管等當(dāng)與其他部件(或自身)相聯(lián)時(shí)，應(yīng)按其焊口數(shù)量另計(jì)安裝費(fèi)。 3．配件安裝 急彎彎管、回彎頭安裝單位為“t”，工程量按不同材質(zhì)，不同管徑分別計(jì)算。 管板、保溫釘、彈簧吊架、各種門(mén)類及不同材質(zhì)零配件安裝單位為“t”。零配件安裝工程量包括爐管拉鉤、吊鉤等。 吹灰器、燃燒器安裝單位為“套”，工程量分為不同結(jié)構(gòu)形式的吹灰器、燃燒器。煙囪附件和空氣預(yù)熱器安裝單位為“t”，空氣預(yù)熱器工程量不分結(jié)構(gòu)型式均按“t”計(jì)算。 4．爐窯砌筑 耐火磚安裝單位為“m3”，工程量包括同種材料不同密度的耐火磚。 抹灰、石棉板安裝單位為“m2”。 5．襯里、隔熱 襯里、隔熱安裝單位為“m3”。 |
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