制氫裝置轉(zhuǎn)化爐爐型結(jié)構(gòu)比較——洛陽興罡石化設備有限公司
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，煙氣流動方向與轉(zhuǎn)化管內(nèi)介質(zhì)流動方向相同，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，通過輻射墻對轉(zhuǎn)化管傳熱，煙氣流動方向與管內(nèi)介質(zhì)流動方向相反，傳熱方式錯流傳熱。梯臺爐的燃燒器排數(shù)比側(cè)燒爐要少，是一種改進的錯流傳熱。底燒爐為逆流傳熱。
2熱強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，具有非常高的局部熱強度，同時該處的管壁溫度也為*高。*高管壁溫度和熱強度同時在轉(zhuǎn)化管頂部出現(xiàn)峰值是頂燒式轉(zhuǎn)化爐的特點。該特點造成轉(zhuǎn)化管有較高的設計壁溫。對于側(cè)燒和梯臺轉(zhuǎn)化爐，由于燃燒器均勻分布在沿管長方向的不同標高，輻射傳熱比較均勻，可避免該峰值，從而降低設計壁溫，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。在管壁設計溫度相同時，側(cè)燒爐和梯臺爐可以允許較大的總平均管壁熱強度，這樣傳熱面積會相應減少，轉(zhuǎn)化管數(shù)量有所下降。底燒爐在傳熱性能上，具有爐頂熱強度低，爐底熱強度高的特性，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，對爐管壽命十分不利，為了控制*高管壁熱強度不超標，只能選用很低的平均熱強度，造成管材的巨大浪費，所以大型裝置都不采用底燒爐。
3.結(jié)構(gòu)特點
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)燒爐和梯臺爐由于是兩個輻射室并列排列，所以在爐管數(shù)量相同時，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簡化，但爐頂結(jié)構(gòu)比較復雜。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.對工況的適應情況
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，可以很好的和轉(zhuǎn)化反應相匹配，在反應*激烈處能供給*多的熱量，燃料放熱分布與反應吸熱分布較協(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，對爐管壽命有影響，設計管壁溫度也需要取較大的裕量。
側(cè)燒爐和梯臺爐可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)沿爐管長度方向受熱的負荷，對不同工況的適應情況較好。
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?，爐頂布置又非常緊密，正常操作過程中調(diào)節(jié)燃燒器有一定難度。側(cè)燒爐和梯臺爐的燃燒器均布置在側(cè)墻，操作條件和緩，對正常操作好處較大。但側(cè)燒爐由于燃燒器數(shù)量較多，點火時花費的時間比頂燒爐要長。
