制氫裝置轉(zhuǎn)化爐爐型結(jié)構(gòu)比較——洛陽興罡石化設(shè)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(dòng)方向與轉(zhuǎn)化管內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)方向相同，傳熱方式為并流傳熱。側(cè)燒爐燃燒器安裝在輻射室側(cè)墻，火焰附墻燃燒，通過輻射墻對(duì)轉(zhuǎn)化管傳熱，煙氣流動(dòng)方向與管內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)方向相反，傳熱方式錯(cuò)流傳熱。梯臺(tái)爐的燃燒器排數(shù)比側(cè)燒爐要少，是一種改進(jìn)的錯(cuò)流傳熱。底燒爐為逆流傳熱。

2熱強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)，具有非常高的局部熱強(qiáng)度，同時(shí)該處的管壁溫度也為*高。*高管壁溫度和熱強(qiáng)度同時(shí)在轉(zhuǎn)化管頂部出現(xiàn)峰值是頂燒式轉(zhuǎn)化爐的特點(diǎn)。該特點(diǎn)造成轉(zhuǎn)化管有較高的設(shè)計(jì)壁溫。對(duì)于側(cè)燒和梯臺(tái)轉(zhuǎn)化爐，由于燃燒器均勻分布在沿管長方向的不同標(biāo)高，輻射傳熱比較均勻，可避免該峰值，從而降低設(shè)計(jì)壁溫，減少轉(zhuǎn)化管壁厚，節(jié)約高合金爐管，或允許較高的轉(zhuǎn)化氣出口溫度，以降低殘余甲烷，提高氫的產(chǎn)率。在管壁設(shè)計(jì)溫度相同時(shí)，側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐可以允許較大的總平均管壁熱強(qiáng)度，這樣傳熱面積會(huì)相應(yīng)減少，轉(zhuǎn)化管數(shù)量有所下降。底燒爐在傳熱性能上，具有爐頂熱強(qiáng)度低，爐底熱強(qiáng)度高的特性，因而爐管壁溫變化*大，特別是爐底處爐管壁溫是所有爐型中*高，對(duì)爐管壽命十分不利，為了控制*高管壁熱強(qiáng)度不超標(biāo)，只能選用很低的平均熱強(qiáng)度，造成管材的巨大浪費(fèi)，所以大型裝置都不采用底燒爐。

3.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
    頂燒爐的所有轉(zhuǎn)化管排均在同一爐膛內(nèi)，排列比較緊湊，節(jié)省占地面積，適于大型化。側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐由于是兩個(gè)輻射室并列排列，所以在爐管數(shù)量相同時(shí)，占地面積較大，大型化有一定的困難。
頂燒爐的燃燒器數(shù)量較少，密集排列在爐頂，燃料配管及空氣配管相應(yīng)簡化，但爐頂結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。側(cè)燒爐燃燒器數(shù)量較多，分布在輻射室側(cè)墻，燃料配管及空氣配管較多。

4.對(duì)工況的適應(yīng)情況
    頂燒爐由于在上部供熱較多，所以在轉(zhuǎn)化管內(nèi)采用抗積碳性能好的催化劑時(shí)，可以很好的和轉(zhuǎn)化反應(yīng)相匹配，在反應(yīng)*激烈處能供給*多的熱量，燃料放熱分布與反應(yīng)吸熱分布較協(xié)調(diào)。但爐管縱向溫度不能調(diào)節(jié)，在操作末期或催化劑積碳情況下，由于上部反應(yīng)較少，管內(nèi)介質(zhì)溫度升高很快，造成轉(zhuǎn)化爐管的管壁溫度升高，對(duì)爐管壽命有影響，設(shè)計(jì)管壁溫度也需要取較大的裕量。

側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)沿爐管長度方向受熱的負(fù)荷，對(duì)不同工況的適應(yīng)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?shù)牟僮鳁l件比較惡劣，由于爐頂?shù)臏囟确浅８撸瑺t頂布置又非常緊密，正常操作過程中調(diào)節(jié)燃燒器有一定難度。側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐的燃燒器均布置在側(cè)墻，操作條件和緩，對(duì)正常操作好處較大。但側(cè)燒爐由于燃燒器數(shù)量較多，點(diǎn)火時(shí)花費(fèi)的時(shí)間比頂燒爐要長。