齐齐哈尔大学毕业设计(论文)
4.1 炉管水压试验 ......................................................................................................... 31 4.2 炉管焊接接头的检测和检验 ................................................................................. 32 第5章 加热炉钢结构 ......................................................................................................... 32
5.1 辐射室钢结构 ......................................................................................................... 33 5.2 对流室钢结构 ......................................................................................................... 33 5.3 平台梯子 ................................................................................................................. 33 第6章 余热回收系统 ......................................................................................................... 34 第7章 加热炉配件的设计选用 ......................................................................................... 35
7.1 辐射管的支撑 ......................................................................................................... 35 7.2 看火门 ..................................................................................................................... 37 7.3 人孔门 ..................................................................................................................... 37 7.4 防爆门 ..................................................................................................................... 38 7.5 燃烧器的选择 ......................................................................................................... 39 7.6 清扫门和吹灰器 ..................................................................................................... 40
结论 ......................................................................................................................................... 41 参考文献 ................................................................................................................................. 41 致谢 ......................................................................................................................................... 42
VI
第1章 绪论
1.1 课题背景
近年来，随着石油化学工业的迅速发展，管式加热炉技术越来越引起人们的重视。管式加热炉消耗着大量的能量，而在制造乙烯、氢气和合成氨的工艺过程中，它已成为进行裂解和转化反应的心脏设备，支配着整个工厂或装置的产品质量、收率、能耗和操作周期。因此对管式加热炉的设计和余热回收系统的设计就非常必要了。
管式炉在石油化厂具有举足轻重的作用，管式炉的能耗很高。此外，由于加热炉在燃料燃烧时的噪声和烟气排放也对环境污染造成相当严重的影响。这些因素都必须在加热炉设计时加以考虑。
1.2 本课题发展方向
在炼油工程上，采用管式加热炉开始于1910年至1911年间，在没有采用管式加热炉之前原油加工方式均为釜式蒸馏，小处理量、且为间歇生产。管式加热炉的使用是炼油工业由小处理量、间歇生产转向大处理量、连续生产的标志。
常减压蒸馏装置是原油初加工装置，其的处理能力决定了整个炼油厂加工能力或规模。在常减压蒸馏装置中，常压炉的处理能力决定了常减压蒸馏装置处理能力，如果常压炉的处理能力不够，整个装置将无法完成预定的任务。
石化工艺加热炉的能耗约占整个生产装置能耗的50%～60%，其热效率的高低直接决定着整个生产装置能耗大小，直接影响着生产成本。
石化工艺加热炉的基建投资费用，约占一般炼油装置总投资的10%～20%，总设备费用的30%左右；在重整、制氢等装置中则占装置总投资的25%左右；乙烯裂解炉和化肥转化炉的基建投资费用约占装置总投资的35%左右。石化管式加热炉的基建投资费用大小直接影响着整个生产装置或炼油厂、石油化工厂的基建投资。
由于石油化工工艺管式加热炉的被加热工艺介质为易燃、易爆的液体或气体，且压力较高，一旦发生重大事故，后果不堪设想。因此，石油化工工艺管式加热炉能否长周期安全、稳定运行对整个装置或全厂实现“长周期安全、稳定运转”有着直接的影响。几乎每一套炼油和石油化工装置中都有管式加热炉，也就是说：管式加热炉几乎参与了炼油和石油化工的整个生产过程。管式加热炉是炼油装置中的三大主力设备之一（塔器、换热器和管式加热炉），是乙烯和化肥等
石油化工生产装置的“心脏”设备，没有石油化工工艺管式加热炉，就没有现代化的炼油和石油化工工业。
石油化工工艺管式加热炉排放的烟气中NOx、SOx、CO2等有害成分含量是否达到国家标准规定，对操作工人和周边居民的生活或身体健康都有着直接影响。
上述充分说明了管式加热炉在炼油和石油化工生产中占有十分重要的地位，搞好石油化工工艺管式加热炉操作、管理工作对炼油和石油化工生产装置实现高处理量、高质量、高效率、低能耗和长期安全、稳定运转及减轻对环境的污染有着重大意义。
第2章 设计要求和设计参数
2.1 设计要求
1）、设计方案的论证与制定；
2）、加热炉及其附件设备的结构设计；
3）、各设备需进行强度计算，校核及结构设计； 4）、编写设计说明书并画结构图；
5）、绘制工程图、总装图、钢结构图、盘管图。
2.2 设计参数
2.2.1 燃料油
大庆常压重油
化学成分： C—87% H—12.26% S—0.74% 重度： γ=916.2 Kg/m3
粘度 80℃—58.4cp 100℃—29.2cp
2.2.2 原油工艺条件
入炉温度 280℃ 出炉温度 370℃ 气化率 30% 出炉压力 0.2 Mpa
2.2.3 过热蒸汽条件
流量为原油处理量的 10%； 入炉温度 142℃ 饱和； 出炉温度 420℃ 过热。
2.2.4 原油产品分率
汽油：4.6%； 煤油：6.6 %； 轻柴油：10.8%； 重柴油：8%； 其余为常压重油；70%。
第3章 工艺计算
3.1 加热炉热负荷计算
3.1.1 管式加热炉工艺计算所需的基础数据
a）、被加热介质的组成：
C—87% H—12.26% S—0.74 %； b）、被加热介质的密度： ??916.2?kg?m? c）、燃料的种类：
大庆常压重油； d）、原油质量流量：
240?104?103Wn???(1?30%)365?24???????191.78?103 kg/h =53.27 kg/s
e）、蒸汽的质量流量：
240?104?103Wv??3065?24???????82.19?103???kg/h =22.83 kg/s
f）、管内介质质量流量：
WF?Wn+Wv???????191.78?103?82.19?103???????273.97??10kg/h =76.10 kg/s3
3.1.2 被加热介质的比焓
被加热原油相对密度: