1、輔助燃燒室的設(shè)計(jì)

國內(nèi)某石油化工公司煉油廠 130萬 t/ a催化裂化裝置再生系統(tǒng)工業(yè)爐部分有一臺(tái)輔助燃燒室 ,設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為 23. 6 MW。原輔助燃燒室為立式結(jié)構(gòu) ,后來由立式結(jié)構(gòu)改為臥式結(jié)構(gòu)。輔助燃燒室主風(fēng)出口與一長度為 9. 5 m、外徑為 1. 65 m的水平混合段相連 ,主風(fēng)經(jīng)水平混合段進(jìn)入再生器。輔助燃燒室的工藝條件如下 :熱負(fù)荷 , 23. 6 MW;設(shè)計(jì)壓力 , 0. 5MPa;介質(zhì) ,空氣、煙氣 ;空氣流量 , 151 200 Nm3/h;爐膛溫度 1 200 ℃;空氣入口溫度 , 173 ℃;煙氣入口溫度 , 650 ℃;殼體材質(zhì) , 20R。

由于受場地的制約 ,常規(guī)尺寸規(guī)格的輔助燃燒室在現(xiàn)場無法安裝就位 ,因此必須對(duì)輔助燃燒室進(jìn)行小型化設(shè)計(jì)。影響輔助燃燒室爐膛尺寸的主要因素是熱負(fù)荷和體積熱強(qiáng)度。當(dāng)熱負(fù)荷一定時(shí) ,體積熱強(qiáng)度越大 ,爐膛體積就越小 ;同時(shí)燃燒室的大小還受燃燒器火焰直徑和長度的制約。燃燒器的能量越大 ,燃燒形成的火焰的直徑越大 ,長度也越長。考慮上述因素 ,并與國內(nèi)幾家專業(yè)燃燒器制造單位共同研究、探討 ,*終確定輔助燃燒室采用能量為 23MW的油 —氣聯(lián)合燃燒器 ,其*大火焰直徑不大于1. 4 m,燃燒火焰長度不大于 4. 0 m。依據(jù)這些數(shù)據(jù) ,確定燃燒段爐膛內(nèi)徑為 1. 4 m,長度為 4. 1 m。縮小燃燒段爐膛體積意味著提高體積熱強(qiáng)度。

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn) ,輔助燃燒室的體積熱強(qiáng)度一般在6. 69 ×106 ～10. 45 ×106kJ / (m3 ·h) ,此時(shí)該爐體積熱強(qiáng)度為 13. 25 ×106kJ / (m3 ·h)。輔助燃燒室結(jié)構(gòu)如圖所示。

輔助燃燒室結(jié)構(gòu)簡圖

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn) ,輔助燃燒室內(nèi)部采用全襯里爐襯比較合理。對(duì)于輔助燃燒室來講 ,耐火材料既要具有良好的隔熱阻氣性能 ,以降低設(shè)備外壁金屬殼體溫度 ,從而達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的 ;又要具備一定的體積密度 ,以抵抗燃料燃燒后形成的高溫高速煙氣的氣流沖蝕作用。基于上述因素 ,本次設(shè)計(jì)采用隔熱耐磨雙層襯里結(jié)構(gòu)。輔助燃燒室的體積熱強(qiáng)度的大幅提高 ,不但要求嚴(yán)格規(guī)定襯里材料的性能指標(biāo) ,也要求此種襯里必須有良好的使用業(yè)績。具體設(shè)計(jì)如下 :隔熱層厚 120 mm,耐磨層厚 80 mm。保溫釘為 Y型結(jié)構(gòu) ,材質(zhì)為 Cr25N i20。襯里選用派力固公司的材料 ,材料性能見表。