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燃油(气)导热油炉间接加热法是怎么操作

发布时间:2017.11.13 新闻来源:镇江金能锅炉有限公司 浏览次数:

石油化工、纺织、印染、轻工、食品等行业中有许多需要均匀加热或要求安全操作而不允许采用火焰直接加热的工况, 此时, 多采用间接加热的办法。 燃油(气)导热油炉间接加热法就是首先由燃料燃烧所产生的火焰加热高温热载体, 然后再用被加热的高温热载体去加热所需均匀热源的其他物料。被作为热载体的物料要求具有良好的热稳定性和传热效果, 低的蒸汽压, 无毒、无腐蚀等特点。经常被用作热载体的物设计与改进, 还可以指导对燃烧器的运行操作。下一步的工作将是利用实验数据校正计算修正系数——— φ, n 以及燃烧器各部分阻力系数, 使计算结果更贴近于实际, 并适用于工程设计。料有水、导热油、联苯混合物等, 但最广泛应用的热载体是导热油。导热油炉就是以导热油为载体的一种间接加热其他物料的加热炉。 燃油(气)导热油炉是导热油密闭强制循环加热系统中的关键设备;它的设计好坏直接影响到导热油加热系统操作是否安全稳定, 装置的能耗和产品成本的高低。:一类是燃气燃油导热油炉;一类是燃煤导热油炉。对于小型的燃气燃油导热油炉具有以下特点:
  (1)热负荷小, 一般约为230 ~ 1400kW;
  (2)炉膛微正压操作, 全部为液相加热和强制循环操作;
  (3)导热油入口温度较高, 一般为250 ~ 280 ℃,而出入口温差又较小, 一般只有20 ~ 30 ℃, 而且要求导热油出口温度平稳;
  (4)由于导热油入口温度高, 在热负荷小, 不回收烟气余热的情况下, 排烟温度高, 热效率低,一般小于85 %。2 炉型选择
 燃油(气)导热油炉小型燃气燃油导热油炉的设计应根据其特点及具体工况确定。由于热负荷小, 炉型一般选择炉体结构紧凑的圆筒立式炉或圆筒卧式炉。燃烧器多为单个, 安装在立式炉顶部或卧式炉的端部。其内部结构基本相同为多层盘管务, 也是炉中主要受压部件。为了防止导热油在炉管中局部过热分解, 导热油需有较高流速, 但又不能使阻力降太大, 因此, 炉管的结构宜选用螺旋盘管。这样也可使炉体结构紧凑。为了提高炉子热效率, 宜选用具有对流、辐射的炉型盘管。为此, 盘管结构一般选用二、三层紧密排列的螺旋盘管;第一层盘管的内侧接受辐射传热, 第一层盘管的外侧及第二、三层整个盘管接受对流传热。内层盘管和外层盘管的管径、程数及匝数的确定取决于辐射段和对流段热负荷的分配比例;而辐射段热负荷与对流段热负荷的比例与炉子的热效率高低有关。一般在烟气出口温度和过剩空气系数一定时, 对流段热负荷占总热负荷的比例愈高, 则热效率愈高。对小型的加热炉设计, 一般取对流段热负荷占总热负荷的30 %, 辐射段占总热负荷的70 %。
3.2 导热油流速的选择
导热油在盘管内的流动状态直接影响到传热效果。流速太低, 传热系数低, 传热效果差, 导热油易局部过热分解结焦, 带来不安全因素;流速太
高, 阻力加大, 增加了强制循环导热油泵的能耗。因此, 设计上一般选择辐射段流速为2 ~ 4m/s , 对流段流速为1.5 ~ 2.5m/s 。
3.3 炉管管径的大小
由于大管径的炉管传热性能差, 易造成受热不均匀, 使迎火面炉管壁局部过热, 导热油分解结焦。因此, 盘管管径易选用小管径, 而且对加工制造盘管也有利。设计上一般管径选φ50 ~ φ70mm ,内外层盘管可以采用不同的管径, 使之与匝数巧妙组合, 以保证对流段与辐射段热负荷的合理分配。
3.4 盘管程数的选择
由于盘管管径较小, 为了保证导热油的循环量, 而又不使导热油流速太大, 需要采用多程盘管结构。盘管的程数多少取决于导热油循环量的大小。为了防止导热油偏流, 可采用入口集合管和出口集合管并使每程盘管的阻力降相等。
3.5 内外层盘管的连接方式
在确定内外层盘管程数、管径及匝数时, 其内外盘管连接方式的选择也十分重要。其连接方式有串联和并联方式。所谓串联方式即全部导热油先流入外层盘管再流入内层盘管。所谓并联方式即导热油从入口集合管同时流入内外层盘管吸热后流入出口集合管混合流出;此时, 内外层盘管的程数、匝数和管径都不一定相同。这两种连接方式各有其特点。串联方式阻力降较大, 如果程数多, 制造比较困难, 但设计计算简单, 且易于操作。而并联方式阻力降小, 盘管制造较容易, 但设计计算复杂, 必须兼顾辐射段和对流段的热负荷, 调整内外层盘管的管径、程数及匝数, 使内外盘管的导热油混合后能达到出口温度的要求, 操作也较复杂 盘管的材质导热油炉盘管材质的选择主要根据管壁的最高壁温及导热油的腐蚀性确定。由于导热油的腐蚀性极小, 所以, 选材的决定因素是炉管的最高壁温。从目前使用的导热油炉的出口温度看, 一般都低于350 ℃, 其炉管壁温都低于450 ℃。因此, 可以选用锅炉碳素钢管作盘管, 也可根据具体情况及实际经验选用其他材质。
4 燃烧器的选择
 燃油(气)导热油炉的燃烧器应根据小型燃气燃油导热油炉的特点及要求选择专用的燃烧器。它应具有较完善的自控设施, 可以自动控制和连锁调节, 对导热油炉的安全运行起保护作用。它一般是由摆线齿轮泵、风机、燃气(燃油)喷嘴三位一体组成。还具有自动点火、火焰监测和根据燃料量比例调节空气量, 使过
剩空气系数在1.05 ~ 1.1 之间, 使燃烧处于最佳燃烧状态。从而提高了热效率, 减少污染, 保证了导热油炉自动操作。
5 炉体隔热保温结构
由于有几层排列紧密的盘管的遮挡, 炉体隔热保温层不接收辐射热, 只接受高温烟气的冲刷。一般情况下, 经过对流盘管吸热后的烟气温度不高于50 ℃, 所以, 对耐火材料耐火度要求不高, 这样炉体的隔热保温材料可以采用耐火度不高的, 但绝热性能好的材料, 如质量较轻的硅酸钙板、通硅酸 导热油的选择理想的导热油应具有以下特点:
a.有较好的热稳定性, 抗氧化性能优良, 使用寿命长;
b.导热系数大, 热容大, 具有良好的导热性能;
c.残碳值低, 不易结焦, 酸值低, 腐蚀性小;
d.具有较低的凝固点和较高的沸点, 在允许温度范围内, 蒸汽压低;e.资源丰富, 价格低廉。
7 提高热效率, 节约能源因为排烟温度高, 对于较大型的导热油炉, 为了提高热效率, 节约能源, 可以用烟气加热工艺流程中的低温物料, 回收能源;也可采用热管空气预热器回收烟气热能等办法。

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