几十年来,有机热载体炉由于具有低压高温、间接加热、安全可靠及节约能源等优势,得到迅速发展。随着有机热载体炉技术的不断发展成熟,目前已形成了较多的炉型及分类。
(一)按有机热载体工作状态分类:气相炉和液相炉;
(二)按供热源分类:燃煤炉、燃油炉、燃气炉、燃水煤浆炉、电加热炉及以生物质为燃料的有机热载体炉等;
(三)按燃烧方式分类:层燃(包括固定炉排、链条炉排、往复炉排)有机热载体炉和室燃炉等;
(四)按有机热载体循环方式分类:气液二相自然循环系统有机热载体炉、油泵注入式液相强制循环系统有机热载体炉、油泵抽吸式液相强制循环系统有机热载体炉;
(五)按有机热载体炉本体结构分类:盘管式、管架式、锅壳式、列管式、水管式有机热载体炉等;
(六)按有机热载体炉整体造型分类:立式和卧式有机热载体炉;
(七)对燃油燃气有机热载体炉可分成顶烧式有机热载体炉、底烧式有机热载体炉、前置燃烧器有机热载体炉;
(八)按照燃烧室与受热面本体分离与否可分成整体式有机热载体炉、分离式有机热载体炉;
(九)按照受热面本体工作压力可分成常压(静压)式有机热载体炉和承压式有机热载体炉;
(十)按照有机热载体炉出厂型式不同可分成整装式和组装式两大类。
为防止有机热载体炉泄漏,受压元件之间的连接应尽量采用焊接。当采用法兰连接时,液相炉管法兰应采用公称压力不小于1.6MPa的凹凸面或凸面带颈平焊钢制管法兰;气相炉管法兰应采用公称压力不小于2.5MPa的榫槽面或凹凸面带颈平焊钢制管法兰,且法兰垫片应采用金属网缠绕石墨垫片或膨胀石墨复合垫片,不得采用石棉制品垫片,以法兰连接处的严密性。
铸铁属于脆性材料,不能用于受压元件。有色金属与有机热载体接触时,有色金属中的分子会自行向有机热载体中扩散,加速有机热载体的老化变质,从而缩短有机热载体的使用寿命,造成受热面的过热,影响有机热载体炉的运行。此外,联苯对有色金属有腐蚀作用。所以,有机热载体炉的受压元件及管道附件不宜采用铸铁或有色金属制造。
有机热载体在管内流动时会形成一个边界层。边界层的厚度直接影响边界层的介质的温度。边界层越厚,边界层温度越高,越易引起边界层超温,造成管壁过热和有机热载体的过早老化、失效。为防止有机热载体过热分解与积碳,避免有机热载体炉受热面管壁超温,受热面管中的有机热载体具有一定的流速。由于不同的受热面,其热负荷强度不同,故对有机热载体在管内的流速要求也不一样。一般情况下,辐射受热面管内流速应不低于2m/s,对流受热面管内流速应不低于1.5m/s。
为了减少流动阻力,有机热载体在自然循环的气相炉中具有一定的流速,在结构上,对于带锅筒的气相炉宜采用水管式,且下降管截面之和与上升管截面之和的比值、引出管截面之和与上升管截面之和的比值均不应低于40%,否则应进行流体动力计算。
目前,对于以煤、油、气为燃料的有机热载体炉参数系列、产品型号的编制,在GB/T 17410-1998《有机热载体炉》中已做了规定,但电加热、燃生物质燃料(如木材、稻壳等)以及燃水煤浆等新型燃料的有机热载体炉的型号编制尚无统一规范和标准,生产厂家一般综合相关标准、规范内容自由编制。