【正文】 ..... 32 爐管焊接接頭的檢測(cè)和檢驗(yàn) ................................................................................. 32 第 5 章 加熱爐鋼結(jié)構(gòu) ......................................................................................................... 33 輻射室鋼結(jié)構(gòu) ......................................................................................................... 33 對(duì)流室鋼結(jié)構(gòu) ......................................................................................................... 33 平臺(tái)梯子 ................................................................................................................. 33 第 6 章 余熱回收系統(tǒng) ......................................................................................................... 35 第 7 章 加熱爐配件的設(shè)計(jì)選用 ......................................................................................... 36 輻射管的支撐 ......................................................................................................... 36 看火門(mén) ..................................................................................................................... 37 人孔門(mén) ..................................................................................................................... 37 防爆門(mén) ..................................................................................................................... 38 燃燒器的選擇 ......................................................................................................... 39 清掃門(mén)和吹灰器 ..................................................................................................... 40 結(jié)論 ......................................................................................................................................... 41 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................. 42 致謝 ......................................................................................................................................... 43 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 第 1 章 緒論 課題背景 近年來(lái)，隨著石油化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，管式加熱爐技術(shù)越來(lái)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(guò)程中，它已成為進(jìn)行裂解和轉(zhuǎn)化反應(yīng)的心臟設(shè)備，支配著整個(gè)工廠或裝置的產(chǎn)品質(zhì)量、收率、能耗和操作周期。因此對(duì)管式加熱爐的設(shè)計(jì)和余熱回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就非常必要了。 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。此外，由于加熱爐在燃料燃燒時(shí)的噪聲和煙 氣排放也對(duì)環(huán)境污染造成相當(dāng)嚴(yán)重的影響。這些因素都必須在加熱爐設(shè)計(jì)時(shí)加以考慮。 本課題發(fā)展方向 在煉油工程上，采用管式加熱爐開(kāi)始于 1910 年至 1911 年間，在沒(méi)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(chǎn)。管式加熱爐的使用是煉油工業(yè)由小處理量、間歇生產(chǎn)轉(zhuǎn)向大處理量、連續(xù)生產(chǎn)的標(biāo)志。 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(gè)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壓蒸餾裝置處理能力，如果常壓爐的處理能力不夠，整個(gè)裝置將無(wú)法完成預(yù)定的任務(wù) 。 石化工藝加熱爐的能耗約占整個(gè)生產(chǎn)裝置能耗的 50%～ 60%，其熱效率的高低直接決定著整個(gè)生產(chǎn)裝置能耗大小，直接影響著生產(chǎn)成本。 石化工藝加熱爐的基建投資費(fèi)用，約占一般煉油裝置總投資的 10%～ 20%，總設(shè)備費(fèi)用的 30%左右；在重整、制氫等裝置中則占裝置總投資的 25%左右；乙烯裂解爐和化肥轉(zhuǎn)化爐的基建投資費(fèi)用約占裝置總投資的 35%左右。石化管式加熱爐的基建投資費(fèi)用大小直接影響著整個(gè)生產(chǎn)裝置或煉油廠、石油化工廠的基建投資。 由于石油化工工藝管式加熱爐的被加熱工藝介質(zhì)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(shè)想。因此，石油化工工藝管式加熱爐能否長(zhǎng)周期安全、穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)整個(gè)裝置或全廠實(shí)現(xiàn)“長(zhǎng)周期安全、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)”有著直接的影響。幾乎每一套煉油和石油化工裝置中都有管式加熱爐，也就是說(shuō)：管式加熱爐幾乎參與了煉油和石油化工的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。管式加熱爐是煉油裝置中的三大主力設(shè)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(chǎn)裝置的“心臟”設(shè)備，沒(méi)有石油化工工藝管式加熱爐，就沒(méi)有現(xiàn)代化的煉油和石油化工工業(yè)。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 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(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ，對(duì)操作工人和周邊居民的生活或身體健康都有著直接影響。 上述充分說(shuō)明了管式加熱爐在煉油和石油化工生產(chǎn)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(duì)煉油和石油化工生產(chǎn)裝置實(shí)現(xiàn)高處理量、高質(zhì)量、高效率、低能耗和長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)及減輕對(duì)環(huán)境的污染有著重大意義。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 第 2 章 設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)要求 1）、設(shè)計(jì)方案的論證與制定； 2）、加熱爐及其附件設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 3）、各設(shè)備需進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，校核及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 4）、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)并畫(huà)結(jié)構(gòu) 圖； 5）、繪制工程圖、總裝圖、鋼結(jié)構(gòu)圖、盤(pán)管圖。 設(shè)計(jì)參數(shù) 燃料油 大慶常壓重油 化學(xué)成分： C— 87% H— % S— % 重度： γ = Kg/ 3m 粘度 80℃ — 100℃ — 原油工藝條件 入爐溫度 280℃ 出爐溫度 370℃ 氣化率 30% 出爐壓力 Mpa 過(guò)熱蒸汽條件 流量為原油處理量的 10%； 入爐溫度 142℃ 飽和； 出爐溫度 420℃ 過(guò)熱。 原油產(chǎn)品分率 汽油： %； 煤油： %； 輕柴油： %； 重柴油： 8%； 其余為常壓重油； 70%。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 第 3 章 工藝計(jì)算 加熱爐熱負(fù)荷計(jì)算 管式加熱爐工藝計(jì)算所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) a）、被加熱介質(zhì)的組成： C— 87% H— % S— %； b）、被加熱介質(zhì)的密度： kg m? ?? ? ? c）、燃料的種類(lèi)： 大慶常壓重油； d）、原油質(zhì)量 流量： 43n32 4 0 1 0 1 0W 1 3 0 %3 6 5 2 41 9 1 . 7 8 1 0 k g / h = 5 3 . 2 7 k g /s???? ? ????????? ?() e）、蒸汽的質(zhì)量流量： 43v3240 10 10W 30%365 24 9 10 kg / h = 3 k g/ s??????????? ? ? ??? f）、管內(nèi)介質(zhì)質(zhì)量流量： F n v333W W +W1 9 1 .7 8 1 0 8 2 .1 9 1 02 7 3 .9 7 1 0 k g / h =7 6 .1 0 k g / s??????? ? ? ? ??????? ? ?? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 被加熱介質(zhì)的比焓 被加熱原油相對(duì)密度 : 9 1 6 .2 0 .9 1 61000S ??℃ 被加熱原油的碳?xì)浔?: 87% % ? 查得物性系數(shù) wk ?? ，近似取 wk ?? 的焓表圖 查表知 API 重度為 27 ，查得加熱介質(zhì)的各部分比焓 :[11] a）、原油入口焓： ilI kJ/kg??； b）、原油出口焓： olI kJ/kg??； c）、蒸汽人口焓： igI kJ/kg??； d）、蒸汽出口焓： ogI kJ/kg??。 被加熱介質(zhì)的熱負(fù)荷 加熱爐原油介質(zhì)的熱負(fù)荷 n o l iln 3W I IQq3. 6 10????（ ） 式中： Qn—— 加熱爐的原油介質(zhì)熱負(fù)荷， kW； Wn—— 被加熱原油的質(zhì)量流量， kg/h； Iil—— 被加熱原油入爐的比焓， kJ/kg； Iol—— 被加熱原油出爐的比焓， kJ/kg； q—— 其它熱負(fù)荷 , kW。 其它熱負(fù)荷忽略不計(jì) ,即 q=0， 331 9 1 . 7 8 1 1 1 6 . 4 8 8 4 8 . 9 9Q 1 4 . 2 5 M W = 1 4 . 2 5 1 0 /3 . 6 1 0 K J S??? ? ??（ ） 加熱爐蒸汽介質(zhì)的熱負(fù)荷 v o g igv 3W I IQq3 .6 1 0????（ ） 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 式中： Qv—— 加熱爐蒸汽介質(zhì)的熱負(fù)荷， kW； qv—— 蒸汽介質(zhì)的質(zhì)量流量 ， kg/h； Iig—— 被加熱蒸汽入爐的比焓， kJ/kg； Iog—— 被加熱蒸汽入爐的比焓， kJ/kg； q—— 其它熱負(fù)荷， kW。 其它熱負(fù)荷忽略不計(jì) ,即 q = 0， 3v 38 2 . 1 9 1 4 6 5 . 3 8 7 6 7 . 5 8Q 1 5 . 9 3 M W = 1 5 . 9 3 1 0 /3 . 6 1 0 K J S??? ? ? ??（ ） 加熱爐的總的熱負(fù)荷 3nvQ Q Q 1 4 . 2 5 1 5 . 9 3 3 0 . 1 8 M W = 3 0 . 1 8 1 0 /K J S? ? ? ? ? ? ? 設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 Qc: 43Q 1 . 1 Q 1 . 1 3 0 . 1 8 3 3 . 1 9 8 M W = 2 8 5 6 1 0= 3 3 . 1 9 8 1 0 K J / S?? ? ? ? ? ? ? 千 卡 / 時(shí) 燃燒過(guò)程計(jì)算 燃料油燃燒物性 所用的燃料為大慶常壓重油 ,查閱相關(guān)資料，可知燃料的燃燒物性： [1] a）、高熱值： 3HQ 4 4 .9 9 1 0 k J/k g? ? ?? b）、低熱值： 3LQ 4 2 .2 1 1 0 k J/k g? ? ?? c）、理論空氣量： Lｏ = 空氣 /kg 燃油（ α=1）； d）、理論燃燒溫度： 2020℃ （ α=1 時(shí)）。 加熱爐設(shè)計(jì)的熱效率計(jì)算 過(guò)?？諝庀禂?shù)和加熱爐排煙溫度的確定 擬采用 GNK/YQ200 型油氣聯(lián)合 燃燒器，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取過(guò)剩空氣系數(shù)為： α = 。 [2] 查燃料含硫量與最低金屬表面溫度圖得 ts 不得低于 140℃ 。同時(shí)考慮到被加熱介質(zhì)齊齊哈爾大學(xué)