직접환원철(DRI) 공장의 개질기 튜브는 일반적인 열교환기 튜브가 아닙니다. 그들은 천연 가스, 증기 및 재활용된 최고 가스가 약 850~950°C에서 반응하여 철광석을 감소시키는 수소와 일산화탄소를 생성하는 연소된 개질기 내부에 있습니다. 이러한 튜브가 크리프, 침탄 또는 균열이 발생하면 DRI 모듈은 환원 가스를 잃고 생산이 중단됩니다. 실용...
READ MORE
2026-09-18
연소된 히터의 대류 부분은 열 효율이 획득되거나 손실되는 곳입니다. 연도가스는 400~650°C의 온도에서 복사 구역을 떠나 연료 열 방출의 35%를 운반합니다. 적절하게 설계된 대류 섹션은 대부분의 열을 회수하여 공정으로 반환합니다. 제대로 설계되지 않았거나 오염된 제품은 장치의 전체 수명 동안 조용히 연료비를 부풀립니다. 결론: 대류 섹션은 히터가 65% 또는 90% 효율로 작동하는지 여부를 결정하며 복사 상자와 동일한 설계 주의를 기울일 가치가 있습니다.
이 기사에서는 대류 섹션이 무엇인지, 내부에서 열 전달이 작동하는 방식, 중요한 설계 매개변수, 구매 효율성, 방치를 처벌하는 실패 모드, 신규 또는 교체 대류 모듈 구매 시 고려해야 할 사항에 대해 설명합니다.
대류 섹션은 히터 구조의 상부 내부, 복사 섹션의 위 또는 하류에 위치한 열 전달 튜브 뱅크입니다. 수직 원통형 히터에서는 복사 부분 위에 위치합니다. 캐빈형 박스 히터에서는 연도 가스가 튜브 열을 가로질러 흐르는 상부 구획을 차지합니다. 엔지니어들은 종종 이를 대류 상자라고 부릅니다.
복사 구역을 떠나는 연도 가스는 여전히 뜨겁지만 복사열을 효과적으로 전달하기에는 온도가 너무 낮습니다. 대류 구간에서 열은 주로 강제 대류에 의해 이동합니다. 즉, 뜨거운 연소 가스가 튜브를 가로질러 흐릅니다. 핀이나 스터드와 같은 확장된 표면은 외부 면적을 5~10배로 늘려 대류 가스 흐름의 낮은 열 전달 계수를 상쇄합니다.
대류 뱅크는 일반적으로 단일 교환기가 아닌 다중 회로 어셈블리입니다. 공정 공급물 예열 및 기화, 증기 과열, 증기 생성, 증기 개질기 및 에틸렌 용광로에서는 과열 희석 증기 등이 모두 하나의 소형 상자에 들어 있습니다.
고수율 열분해를 위한 에틸렌 분해로 이 용해로는 탄화수소 분해를 위한 정확하고 균일한 고온 열을 제공하여 유연한 공급원료 처리와 지속적인 작동을 위한 견고한 설계로 효율적인 에틸렌 생산을 지원합니다. 제품보기 → 에틸렌 분해는 이 서비스가 얼마나 까다로울 수 있는지 보여주는 좋은 예입니다. 공급원료는 복사 코일에 들어가기 전에 완전히 기화되고 과열되어야 하며, 대류 회로의 국부적인 과잉 코킹은 흐름 분포를 변경하고 조기 종료를 강제합니다.
설계 조건에서 배가스는 대략 500~700°C에서 대류 구역으로 들어가고 150~250°C에서 나옵니다. 대류 구간에서 흡수되는 듀티는 일반적으로 총 흡수 열의 20~30%를 나타냅니다. 88% 효율로 작동하는 히터에서 복사 부분은 연료 투입량의 약 58%를 흡수하고 대류 부분은 약 29%를 흡수하며 나머지는 스택 및 케이싱 손실로 손실됩니다.
표면이 확장된 튜브를 사용하면 이러한 회수가 경제적입니다. 탄소강 튜브에 용접된 톱니 모양 핀은 적절한 추가 비용으로 단위 길이당 외부 표면을 두 배 이상 늘립니다. 베어 튜브는 가스 온도가 충분히 높아서 핀의 이점이 거의 없는 뜨거운 입구 열이나 핀 간격을 청소할 수 없는 오염이 심한 서비스에서만 사용됩니다.
| 매개변수 | 빛나는 부분 | 대류 섹션 |
|---|---|---|
| 지배적인 열 전달 모드 | 열복사 | 강제 대류 |
| 일반적인 연소가스 온도 | 750~1,250°C | 150~700°C |
| 튜브 외부 표면 | 베어 | 베어, finned, or studded |
| 흡수된 의무의 비율 | 55~70% | 20~35% |
| 파울링 민감도 | 낮음 | 중간에서 높음 |
| 청소 액세스 | 문 개구부 | 탈착식 패널, 수트 블로워 |
대류 섹션을 올바르게 설정하려면 서로 균형을 이루고 숙련된 엔지니어가 검토해야 하는 여러 매개변수가 필요합니다.
가스측 질량 속도는 일반적으로 3~6kg/m²·s 사이로 유지됩니다. 속도가 높을수록 열 전달이 향상되지만 압력 강하가 증가하여 자연 통풍 작동이 제한됩니다. 약 25~40mm 이상의 수주 통풍을 소비하는 대류 섹션에서는 통풍 팬이 강제로 유입될 수 있으며 이는 상당한 자본 및 운영 비용입니다.
청정가스 연료의 경우 고밀도 고체핀이 경제적입니다. 진공 잔류물이나 무거운 코커 가스 오일과 같은 더러운 연료의 경우 더 넓은 핀 간격, 톱니 모양 핀 또는 베어 튜브를 사용하고 수트 블로워 레인을 제공하십시오. 핀 밀도는 히터가 청소 사이에 작동할 수 있는 시간을 직접적으로 결정합니다.
가장 뜨거운 입구 열은 튜브 금속 온도가 540°C 이상이며 일반적으로 T11 또는 T22와 같은 Cr-Mo 합금을 사용하거나 부식성 침전물이 예상되는 경우 스테인리스 등급을 사용합니다. 표면 온도가 황산 이슬점(일반적으로 120~150°C) 이상으로 유지되는 경우 더 차가운 배출구 열에 탄소강을 사용할 수 있습니다.
단열재 두께와 케이싱 견고성은 열 손실과 외부 피부 온도를 제어합니다. 케이싱에 공기가 유입되면 국부적인 냉각이 발생하여 금속 온도가 이슬점 아래로 떨어지고 비용이 많이 드는 부식이 발생합니다.
공급업체 설계를 검토할 때 지정된 연료에 대한 핀 밀도 타당성, 연도 가스 압력 강하 예산, 코일당 금속 온도 계산 및 모든 행에 대해 문서화된 부식 허용치를 요청하십시오.
히터 효율은 스택 온도가 20~25°C 감소할 때마다 약 1%씩 향상됩니다. 복사 전용 열 회수로 히터의 효율은 거의 65%에 이릅니다. 대류 섹션을 추가하면 그 수치가 82~87%가 됩니다. 연소 공기 예열기를 하류에 추가하면 90% 이상으로 올라갑니다.
50MW 연소식 히터의 경우 65%와 87% 효율성의 차이는 약 16MW의 연료입니다. 이는 일반적인 가스 가격으로 연간 백만 달러가 넘는 금액입니다. 원유 및 진공 히터는 스택 온도가 정유소에서 가장 높기 때문에 가장 일반적인 개조 후보입니다.
대기 및 진공 증류 장치용 가열식 히터 ADU 및 VDU의 원유 가열용으로 설계된 이 히터는 높은 열 효율과 균일한 다중 구역 가열을 제공하여 분류를 개선하는 동시에 연료 비용과 배기가스 배출을 줄입니다. 제품보기 → 효율성이 향상되면 연소된 연료에 정비례하여 CO2 배출량이 감소하므로 대류 섹션은 톤당 기준으로 사용할 수 있는 가장 저렴한 배출량 감소 프로젝트 중 하나가 됩니다.
핀이 있는 대류 뱅크는 튜브가 없는 표면보다 더 빨리 오염되며, 오염은 강제 종료되기 훨씬 전에 히터 동작을 변경합니다. 증상은 연도가스 배출구 온도 상승, 더 높은 통풍 손실, 공정 예열 감소 등입니다. 85% 효율로 설계된 히터는 중액 연료 사용 시 몇 달 내에 78%까지 떨어질 수 있습니다.
냉간부 부식은 강제 대류 섹션 교체의 주요 원인입니다. 튜브 표면 온도가 산 이슬점 아래로 떨어지면 황산이 응축됩니다. 예방 전략은 금속 온도를 이슬점 이상으로 유지하고 환경에 적합한 합금을 선택하며 밀폐된 케이스를 유지하는 것입니다.
온라인 청소 도구에는 증기 및 공기 그을음 송풍기, 음파 경적, 가동 중단 중 물 세척 등이 포함됩니다. 처리 검사 범위에는 튜브 벽 두께, 핀 높이 및 상태, 내부 보어 코킹, 케이싱 견고성 및 지지대 무결성이 포함되어야 합니다. 조사 결과에 따라 국부적인 수리와 전체 모듈 교체 사이에서 결정이 내려집니다.
현장에서 대류 구간을 재구축하는 것은 느리고 비용이 많이 듭니다. 공장에서 조립된 모듈식 섹션은 대부분의 위험을 방지합니다. 튜브는 용접 및 테스트를 거쳐 도착하고, 핀이 설치되고, 내화물이 적용되고, 리프팅 러그가 준비됩니다.
공장에서 조립한 용광로용 대류 섹션 모듈 용접된 튜브, 핀 및 내화물을 갖춘 사전 제작된 대류 모듈로, 산업용 용광로의 열 전달 및 에너지 효율성을 향상시키면서 빠른 설치 및 가동 중지 시간 감소를 위해 설계되었습니다. 제품보기 → 교체 모듈을 구매할 때 공급업체에 실제 연료 분석, 오염 요인, 드래프트 및 스택 제한 사항을 제공하십시오. 설계 코드(API 560은 정유소 히터에 대한 공통 참조)에 동의하고 검사 지점(수압 테스트, 맞춤 치수, 내화 건조도 및 고정 위치)을 확인합니다.
히터 유형 선택과 대류 구성은 전체 장치에 영향을 미칩니다. 정유 및 석유화학 서비스 전반의 구성에 대한 개요는 다음 가이드를 참조하세요. 석유화학 산업의 가열식 히터 선택 및 엔지니어링 응용 .
프로젝트별 견적이나 매장 검사 방문을 원하시면 당사 엔지니어링 팀에 문의하세요. 연락처 페이지 .
공정 공급물을 예열하고 기화하거나 증기를 과열하여 복사 구역을 떠나는 연도 가스에서 열을 회수하여 전체 히터 효율을 약 65%에서 85% 이상으로 높입니다.
핀은 가스 측 표면적을 5~10배로 늘려 대류 연도 가스 흐름의 낮은 열 전달 계수를 상쇄하고 번들을 컴팩트하게 유지합니다.
연소가스는 일반적으로 500~650°C에서 유입되고 150~250°C에서 나옵니다. 다운스트림 공기 예열기를 사용하면 스택 온도가 130°C 아래로 떨어질 수 있고 히터 효율은 92%를 초과할 수 있습니다.
주된 원인은 일반적으로 120~150°C인 산 이슬점 아래의 튜브 표면에 황산이 응축되는 것입니다. 예방이란 금속 온도를 이슬점 이상으로 유지하고 케이스를 밀폐하여 차가운 지점을 방지하는 것을 의미합니다.
직접환원철(DRI) 공장의 개질기 튜브는 일반적인 열교환기 튜브가 아닙니다. 그들은 천연 가스, 증기 및 재활용된 최고 가스가 약 850~950°C에서 반응하여 철광석을 감소시키는 수소와 일산화탄소를 생성하는 연소된 개질기 내부에 있습니다. 이러한 튜브가 크리프, 침탄 또는 균열이 발생하면 DRI 모듈은 환원 가스를 잃고 생산이 중단됩니다. 실용...
READ MORE5년차가 아닌 18개월차에 고장난 복사 코일은 에틸렌 생산을 중단시키는 것 이상의 역할을 합니다. 이는 계획되지 않은 가동 중단, 크레인 리프트 및 동일한 용광로의 모든 용접 재평가를 강제합니다. 이것이 엔지니어들이 크래킹 튜브를 파이프가 아닌 통제된 중요 품목으로 취급하는 이유입니다. 크래킹 튜브는 증기 분해 및 개질로에서 1,000...
READ MORE연소된 히터의 대류 부분은 열 효율이 획득되거나 손실되는 곳입니다. 연도가스는 400~650°C의 온도에서 복사 구역을 떠나 연료 열 방출의 35%를 운반합니다. 적절하게 설계된 대류 섹션은 대부분의 열을 회수하여 공정으로 반환합니다. 제대로 설계되지 않았거나 오염된 제품은 장치의 전체 수명 동안 조용히 연료비를 부풀립니다. 결론: 대류 ...
READ MORE지연된 코킹 장치에서 3년을 보낸 후 연소된 히터의 배가스 배출구 온도가 180°C에서 246°C로 떨어졌습니다. 버너가 조정되었고 복사 튜브가 괜찮아 보였지만 연료 가스 소비량은 거의 4% 증가했습니다. 운영자가 종종 마지막으로 보는 곳인 대류 섹션에서 문제가 발견되었습니다. 핀 튜브는 소금과 재로 이루어진 단단한 층으로 덮여 있었고, 번들 뒤...
READ MORE
Tuopu의 리포머 튜브는 산업용 용광로의 고온 화학 반응을 위해 설계되어 효율적인 열 전달, 구조적 무결성 및 장기적인 작동 안정성을 보장합니다. 이 튜브는 정밀도, 내구성 및 안전성이 필수적인 수소 전환, 촉매 공정 및 기타 화학 산업 작업과 같은 중요한 응용 분야에 맞게 설계되었습니다.
See Details
당사의 수소처리 공급로는 수소화 반응기에 들어가는 공급원료에 정확하고 안정적인 가열을 제공하도록 설계되었습니다. 균일한 예열과 최적의 온도 제어를 보장함으로써 수소화 효율을 극대화하고, 촉매 성능을 향상시키며, 정유 및 석유화학 작업에서 일관된 제품 품질을 지원합니다.
See Details
는 출구 매니폴드 수집기 여러 개의 복사관에서 나오는 고온 변환 가스(H2 CO CO 2 CH ₄)로 최대 700~900°C의 온도를 가지며 열 응력과 수소 부식을 견뎌야 합니다. 는 입구 매니폴드 수집기 일반적으로 400°C 미만의 온도에서 원시 가스(예: 천연 가스와 수증기 혼합물)를 운반하지만 매체에는 염화물 이온이...
See Details
스티렌 증기 과열기는 스티렌의 흡열 생산을 촉진하기 위해 증기를 고온(종종 800°C 이상)으로 가열하는 에틸벤젠 탈수소 공장의 중요한 용광로 시스템입니다. 이는 연료 소비와 배출을 최소화하는 데 필수적입니다. 고성능 장치는 특수 대류 섹션을 사용하여 효율성을 높이고 외부 연료에 대한 의존도를 줄입니다.
See Details
주조 튜브 시트는 내열성과 구조적 완전성이 우수하며 석유화학, 비료, 발전소와 같은 산업에서 일반적으로 사용됩니다. 내열성, 내식성, 수명이 긴 ZG40Cr25Ni20Si2 또는 Cr24Ni7과 같은 내열강 소재를 사용하는 것이 좋습니다.
See Details
