管式加热炉的结构优化设计
管式加热炉设计和应用—第四章
在加热炉钢结构的设计和施工中，必须保证炉体钢结构体系的气密性。 对所有引起炉子内、外贯通的连接焊缝，应全部采用密封性满焊。
第四章
4.3.4 防腐蚀
管式加热炉钢结构设计
加热炉内的烟气在低于露点的冷壁面上会凝结出含有硫酸的液体，对 金属产生腐蚀。在加热炉操作中，如炉衬密封性不好，会使炉壁钢板的内 表面结露引起低温腐蚀。 在加热炉的烟囱和烟道内，即使不考虑散热损失，在烟气温度较低的 部位也应采用轻质耐热混凝土衬里，减少低温腐蚀。必要时，可以采取外 保温，使钢板壁温保持在烟气露点温度以上。
第四章
4.3.3 防漏
管式加热炉钢结构设计
加热炉的整个结构体系如在设计和施工中不能保证密封性，就会在生 产操作中出现泄漏，泄漏分向外泄露和向内泄露两种。 向外漏的部位发生在正压操作的供风系统，也可能出现在操作不正常 的辐射室顶部和对流室。如果高温烟气从炉内漏出，就会造成热量的大量 损失，并导致钢结构的局部过热。 向内漏包括漏水和漏气。雨水渗入炉内，会使炉衬，特别是陶瓷纤维 炉衬损坏。空气的大量泄入会加剧炉管的氧化，降低炉膛温度和加热炉的 热效率。
第四章
4.2 对流室钢结构
管式加热炉钢结构设计
对流室钢结构的型式一般均为长方形截面，由桁架结构或梁柱结构和 表面钢板组成。 立式炉的对流室的长度和辐射室的长度基本相同，故对流室的形状厂 而窄。
圆筒炉对流室一般采用的有两种类型，一种类型是对流室的外形不超 过辐射管的向上吊装范围，所有对流管的长度短，对流室的横截面接近正 方形，其优点是对流管可不用中间合金管架，每根辐射管可直接向上抽出， 装卸方便。缺点是管端弯头数量多，管内介质的流阻大。另一种类型是对 流室的长度差不多接近辐射室的直径，因而对流室的长宽比相差较多。采 用这种类型的对流室时，辐射管可以通过对流室两侧，位于辐射室顶上的 检修孔进行吊装。这种对流室型式的优点是弯头少，施工
管架式热水锅炉的设计改进
管架式热水锅炉的设计改进集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-管架式热水锅炉的设计改进1 存在的问题及原因1.1 近年来，角管式管架热水锅炉在济南市特种锅炉厂一直作为主导产品，产品大部分销到我国西北地区。
该型锅炉原设计前拱较低、后拱较短较高，后拱内敷设了两个规格的后拱管。
后拱管内水的冷却作用使得后拱温度较低，起不到应有的高温辐射作用，加上受高原气候和煤质差、挥发分较低等因素影响，导致炉膛温度低，从而造成锅炉的脱火、着火困难、煤种适应性差、煤燃烧不完全等不良后果。
1.2 链条炉排的串风、漏风一直制约着该型锅炉的燃烧状况。
原设计的链条炉排是由4个以上的风室组成，为了达到密封和风压一致，把所有风室用隔板分别由纵向和横向隔开，单侧或双侧送风，每道隔板都采用了夹丝石棉板密封措施。
由于长期处于高温环境，夹丝石棉板内的钢丝强度和刚性很快退化，使密封性变差，造成风室之间的串风、漏风，降低了调风装置的灵敏性。
1.3 燃烧室水冷壁爆管是困扰该型热水锅炉的一大难题，特别是一些地方燃用的煤种挥发分相对较高，有的甚至燃用Ⅲ类烟煤。
例如莱芜鄂庄煤矿使用的济南市特种锅炉厂生产的一台QXL2.8-0.7/95/70-AⅡ型锅炉，由于燃用的是本矿自采煤种(发热值在25.08kJ以上)，结果在不到一个采暖期的时间里就出现了前墙水冷壁管和后拱管爆管事故。
经分析，一是煤种不适应，二是存在热偏差，锅炉水分配不够合理，水流速偏低，加上水管外壁受炉膛高温火焰辐射，致使水中杂质在管壁上沉积结垢，水循环状况差，最终发生超温爆管。
1.4 排污时污垢和杂质不能有效排出。
角管锅炉下纵集箱一般都比较长，最短的也在4m以上，原设计排污管座只有1个，因此，离排污管座较远的污垢和杂质根本无法有效排出；同时，由于集箱设计为水平的，集箱直径与排污管座直径相差很大，即使快速排污，带走的也只是排污孔周围少量的污垢，如排污时间太长，会造成热量损失和补给水量增加。
管式加热炉调优原则与方法
加热炉调优原则与方法一、概述加热炉是炼油和化工生产过程中的重要设备，同时也是比较大的耗能设施，如何在不影响工艺安全稳定运行的基础上，通过对加热炉进行调整优化，挖掘节能潜力，以达到节能降耗的目的。
我们根据多年对加热炉的监测和了解，并结合相关文献和资料，总结了一些经验，通过对加热炉进行及时调整、适时控制、采用自控和必要改造等优化方法，达到方便控制、提高热效率、节约能源的效果。
对加热炉进行调优的方法和途径较多，我们从工艺、设备、调控和管理的角度出发，根据加热炉自身特点，归纳总结了如下4条调优的方法：提高加热炉热效率；加强日常控制和提高自动化的应用；加强设备的维护，合理配备监控仪表；提高人员素质，加强日常管理。
二、加热炉调优原则与方法（一）、提高加热炉热效率来实现加热炉调优的途径调优的目的是，加热炉要始终处于稳定的运行状态，同时各相关参数处于最佳配比状态，燃烧充分，换热良好，损失较低。
根据加热炉效率计算，从节能监测角度来分析，通常有以下4个提高加热炉效率的方法。
1、从装置自身的结构和工艺特点进行考虑，有以下措施。
优化换热、降低热负荷这主要通过对整个工艺系统换热流程进行优化，其效果非常明显，如炼油厂柴油加氢车间去年对汽柴油加氢装置的改造，就是通过换热流程的优化改造，提高了物料进入加热炉入口的温度，使炉子的热负荷降低，把炉膛温度降了下来，使排烟温度降低。
详见附件一。
●余热的回收根据每台加热炉的特点，采用不同的余热回收方案，系统进行考虑，如利用排放的烟气来预热进入加热炉的空气，可以提高预热空气的温度；还可利用物料的余热来预热空气。
通过我们的调查，目前石化公司还有近30%的加热炉没有采用余热回收。
●降低排烟温度主要有减小排烟温度与被加热介质的入对流段的差；需要的低温介质引入对流段顶部；能在条件允许的情况下预热空气；在必要时可以采用废热锅炉等方法来降低排烟温度。
目前公司加热炉排烟温度达不到控制指标或设计标准的有近50%以上。
管式加热炉温度温度串级控制系统的设计说明
管式加热炉温度温度串级控制系统的设计说明一、引言二、系统结构温度串级控制系统主要由上位机、温度传感器、控制器、执行机构等组成。
1.上位机：负责启动和监控系统运行，提供温度设定值和参考模型，按照系统控制算法生成控制指令发送给下位控制器。
2.温度传感器：负责实时采集管式加热炉内的温度数据，并将其传输给控制器进行处理。
3.控制器：根据上位机提供的设定值和参考模型，根据传感器采集到的温度数据进行处理，生成控制指令并发送给执行机构。
4.执行机构：根据控制器发送的控制指令，调节管式加热炉内的加热功率或其他参数，以实现温度控制。
三、温度控制策略1.温度设定值的调整：上位机会根据需要设定管式加热炉内的目标温度，并将其发送给控制器。
控制器会根据设定值和参考模型，生成合适的控制指令来调节温度。
2.温度比例控制：控制器会根据当前温度和设定值之间的差异，生成一个控制量来调节加热功率，使加热炉内的温度趋近于设定值。
3.温度积分控制：为了消除静态误差，控制器会根据温度偏差的积分值生成一定的控制量，以提高系统的稳定性。
4.温度微分控制：为了快速响应温度变化，控制器还会根据温度变化的速率生成相应的控制量。
四、系统性能指标1.温度响应时间：系统需要具备较快的响应时间，即加热炉内的温度能够尽快达到设定值。
2.温度稳定度：系统应当保持较好的温度稳定度，即经过一定时间后，温度偏差应尽可能小。
3.抗干扰能力：系统需要具备较好的抗干扰能力，对于外界干扰因素的影响应尽可能小。
五、系统设计优化1.选择合适的温度传感器：合适的温度传感器能够提供准确的温度数据，为控制系统提供可靠的输入信号。
2.高性能控制器的选择：通过选用性能较好的控制器，能够提高控制系统的稳定性和响应速度。
3.优化控制策略：通过合理选择温度比例、积分和微分参数，能够提高控制系统的性能。
4.加入滤波器和抗干扰装置：通过加入合适的滤波器和抗干扰装置，能够降低系统对外界干扰的敏感度，提高系统的抗干扰能力。
管式炉的一般结构和零部件
管式炉的一般结构和零部件管式加热炉如图2.5.17所示，一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器及通风系统五部分组成。
图2.5.17 管式加热炉l. 辐射室辐射室是通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。
这个部分直接受到火焰冲刷，温度最高，必须充分考虑所用材料的强度、耐热性等。
这个部分是热交换的主要场所，全炉热负荷的70—80％是由辐射室承担的，它是全炉最重要的部位。
可以说，一个炉的优劣主要是看它的辐射室性能如何。
1.1. 辐射室尺寸辐射室的尺寸主要是从以下三个方面来考虑的：①辐射室热负荷及辐射管外表面平均热强度；②管心距和管墙距；③燃烧器的能量（发热量）型式和布置以及炉管至火焰的距离。
1.2. 辐射室零配件的设置为了便于操作和保证安全运行，管式炉辐射室应设置下列配件：看火门、人孔门、防爆门、热电偶套管、测压管、灭火蒸汽管等。
✧看火门看火门主要是用来观察炉内火焰状况和辐射管运行情况，因此看火门的数量和位置应能看到所有燃烧器燃烧状况，并能观察到所有的辐射管。
✧人孔门及检修孔门为了能进入辐射室进行检修，需要设置人孔门和检修门。
当辐射室内有隔墙分开并且不能通行时，每间内必须设置一个人孔门。
对于炉底无法安装人孔门的小圆筒炉，检修时可拆下燃烧器，其开孔兼作人孔。
✧防爆门当炉内积存可燃气体和空气的混合物时，就有发生爆炸的危险，因此辐射室应设置防爆门，以便在发生爆炸事故时，能及时卸压。
防爆门的位置应能保证卸压时喷出的热气流不致危及人员和临近设备的安全．为了能及时卸压，防爆门的数量应与辐射室的空间成比例，多室炉膛每室至少应有一个防爆门。
✧热电偶套管和测压表烟气出辐射室的温度是必须测量的特性温度。
对于圆筒炉和立式炉，烟气出辐射室的温度测点设在辐射室至对流定的过渡处。
斜顶炉和方箱炉，该测温点设在火墙上方，因此该点温度通常又称为火墙温度。
管式炉都是在负压下操作的，为了保证炉内各点均处于负压下，以避免烟气外溢而损坏钢结构，通常要求炉顶（辐射室顶）负压保持在2mmH2O柱左右，因此，在辐射室顶部设置测压管。
管式加热炉的优化与维护
管式加热炉的优化与维护作者：苗壮来源：《智富时代》2018年第08期【摘要】管式加热炉是石油化工行业中十分常用的加热设备，如何维护使用好管式加热炉是每一个石油化工企业生产管理的一项关键问题。
因为加热炉是直接关系到装置生产稳定的设备。
并且一个企业的能耗能否控制好与加热炉的合理优化节能有直接关系。
本文针对管式加热炉的结构、维护与优化进行介绍，希望能够在管式加热炉的管理和使用方面提供帮助。
【关键词】管式加热炉；结构；优化；维护一、管式加热炉的组成部分及介绍管式加热炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器和通风系统等五部分组成，如下图所示。
其结构通常包括：钢结构、炉管、炉墙（内衬）、燃烧器、孔类配件等。
下面针对各个部件进行逐一介绍：1、基本结构、炉膛与部件炉膛与炉墙（炉衬）炉膛即是加热炉对炉管内介质加热的地方。
其主要由炉墙、炉顶和炉底组成。
这三个地方又被叫做炉衬，只有保证炉衬完的好，才能够保证加热炉的平稳运行。
炉衬要具备在高温的情况下抗烟气腐蚀的能力，同时还要有良好的保温和密闭性。
管式炉的炉墙结构由三部分构成，它们分别是耐火砖结构、耐火混凝土结构和耐火纤维结构。
其中耐火砖结构又分为砌砖炉墙、挂砖炉墙和拉砖炉墙。
拉砖炉墙是目前应用比较广泛的炉墙，尤其是温度较高的管式加热炉，如裂解炉和转化炉。
2、辐射室管式加热炉的热量传导主要在辐射室内进行。
整个加热炉的热负荷有七成以上在辐射室内。
位于辐射室内的炉管通常也被称为辐射管。
辐射室是加热炉中直接与火焰相接触的地方，所以，对其使用的材料的耐高温，耐腐蚀和稳定性有很高的要求。
3、对流室对流室通常位于辐射室的上方，也被设计放置于地面的形式。
在对流室内均匀的布置着加热炉管，这些炉管通过吸收辐射室内的烟气热量来对炉管内的介质进行加热。
为提高这些炉管的加热效果，通常采用接触面积大的顶头炉管或翅片炉管。
对流室内的炉管所吸收的热负荷约为总炉热效率的二到三成。
二、管式加热炉的技术指标管式加热炉的技术指标主要包括：热负荷、炉膛体积热强度、辐射表面热强度、对流表面热强度、热效率、火墙温度。
管式加热炉的结构特点
二、加热炉的应用
1、给化学反应提供热量、压力等条件。有些吸热化 学反应是在管式炉的炉管内进行的，如：乙烯裂解。也有 利用炉管的内装催化剂进行化学反应的，如：烃类蒸汽的 转化。这些反应需要加热炉提供热量、压力等反应条件。 2、利用加热炉对液体物料加热。炉管内被加热的液 体物质在流出炉管出口时，可以是液体，如：温水加热、 液相载热体加热等；也可以是气—液混合物，如：炼油过 程中多数进入蒸馏塔等设备的介质需经加热炉加热到气— 液混相的状态；炉管出口还可以是气相。如：反应器的进 料加热炉，它将反应物气化加热到一定温度后，送入后续 的反应器中。 3、有些加热炉主要用于水蒸气的过热和工艺气体的 预热。如气体加热炉是纯气相炉，一般多在高温下操作。 4、有些加热炉用来加热混相流体，如：氢精制、加 氢裂化等工艺的反应器进料加热。
一、管式加热炉的结构特点
5、通风系统 通风系统是将燃烧用的空气导入燃烧 器，并将废烟气导出加热炉的部分。它分 为自然通风方式和强制通风方式。前者依 靠安装在炉顶的烟筒的抽力，不消耗机械 能。大多数加热炉内烟气阻力不大，采用 自然通风的方式。为了环保，石化企业已 开始安设超高型集合烟囱。 近年来，随着 加热炉结构的复杂化，烟气阻力增加，热 效率要求提高，采用强制通风的方式日趋 普遍。
管式炉 管式加热炉是利用燃 料在炉膛内燃烧产生 高温火焰与烟气作为 热源，来加热炉管中 高速流动的物料，使 其达到工艺操作规定 的温度，以供给后续 工艺过程中所需要的 热量，保证生产正常 进行的设备。1-5-4-10图1管式加热 炉
一、管式加热炉的结构特点
管式加热炉一般由 辐射室、对流室、 余热回收系统、燃 烧器及通风系统组 成。如图所示。其 结构通常包括钢结 构、炉墙、炉管、 燃烧器、火孔等配 件。
【完美升级版】炼油厂管式加热炉工艺设计_毕业论文设计
【完美升级版】炼油厂管式加热炉工艺设计_毕业论文设计摘要对于石油化工等行业，管式加热炉是使用最普遍的加热设备。
在石油加工的各项工作之中，管式加热炉都起着重要作用。
使用管式加热炉技术，除了可以降低生产成本外,还能够有效地节约能源。
但在当今节能减排的大形势之下，管式加热炉的耗能过大缺点还是日显突出。
在本设计中，通过优化管式加热炉的整体结构，并根据装置的操作情况和特点制定出一套改善方案，来提高管式加热炉的热效率，从而实现节能作用。
本设计适用于使用常减压工艺技术的管式加热炉，通过对整个工艺过程的仔细分析，及对各种优化方案的选择，最终确定了使用两台辐射-对流型圆筒加热炉共同工作的设计方案。
除此之外，通过对管式加热炉的工艺进行计算，包括辐射室及对流室的结构尺寸、燃料用量、炉内压力等参数的计算，以达到管式加热炉结构优选的目的。
通过使用螺杆膨胀机以实现烟气余热二次利用，进一步提高热效率，实现能源的节约。
关键词：热效率；结构优选；辐射—对流型加热炉；余热二次利用AbstractTube heating furnace is the most widely used heating equipment in the petrochemical industry. Tube heating furnace play a most significant role in the works of petroleum processing. Using the technology of Tube heating furnace can not only reduce the cost of production, but also can reserve energy effectively .however，in the trend of saving energy nowadays, the drawbacks of Tube heating furnace that it cost so much energy becomes more and more obvious each day . In this design, I made a optimized plan by optimizing the Overall Structure of Tube heating furnace and also according to operating conditions and characteristics of the device. With the help of the optimizedplan, we can rise the thermal efficiency of Tube heating furnace ,and then reach the goal of Energy conservation. The tube heating furnace in this design is applied to the atmospheric-vacuum technology，after a careful analysis of the entire process and the choices of a variety of optimizations, I finally made the combined operation scheme of two sets of radiation-convection cylindrical heating furnaces. Besides, in the process calculation of the tube furnace, which include the calculation of the structural dimensions of the radiation chamber and convection room, the calculation of furnace pressure, the calculation of fuel consumption, to reach the appointment of optimizing the structure of Tube heating furnace. By using the screw expander as the waste heat recycling equipment of flue gas can improve thermal efficiency and saves energy much better.Key words:Thermal efficiency ;structure optimizing; Radiation-convection type heating furnace; heat Recycling 目录摘要........................................................................................................................... (I)Abstract .............................................................................................................. ............. II 1 引言.. (1)1.1 课题的选择依据及其意义 (1)1.2 当今国内外炼化加热炉的节能技术应用现状及发展 (1)1.2.1 当今国内外炼化加热炉的节能技术应用现状 (1)1.2.2 我国炼化加热炉节能技术的应用情况 (2)1.2.3管式加热炉节能技术的发展趋势 (3)1.3节能设计的新型技术 (3)1.4 确定设计方案 (4)2 管式加热炉工艺计算 (5)2.1 计算设计热负荷及加热炉选型 (5)2.1.1 计算设计热负荷 (5)2.2 燃烧过程计算 (7)2.2.1计算燃料的热值 (8)2.2.2 计算理论空气量 (9)2.2.3 选取过剩空气系数及加热炉排烟温度 (9)2.2.4 计算加热炉热设计效率 (10)2.2.5 燃料气用量 (11)2.2.6 计算烟气流量 (12)2.3 辐射室热力计算 (12)2.3.1 估算辐射段热负荷 (13)2.3.2 选取辐射室炉管表面热强度 (14)2.3.3 估算辐射室炉管管壁温度 (15)2.3.5 确定辐射室炉管管程数、管径及管心距 (17) 2.4 辐射室炉体尺寸 (18)2.4.1 辐射炉管的节圆直径、有效长度 (18)2.4.2 辐射炉管根数 (18)2.4.3 辐射段炉膛直径 (19)2.4.4 辐射段炉膛高度 (20)2.5对流室炉体尺寸 (21)2.5.1 对流室炉管管径、管心距 (21)2.5.2 对流室炉管管长及对流室宽度 (22)2.6 辐射段传热核算 (25)2.6.1 当量冷平面 (25)2.6.2 总辐射交换因数 (26)2.6.3 辐射段热平衡 (28)2.6.4 辐射段烟气出口温度 (29)2.6.5 核算辐射段热负荷 (30)2.6.6 核算辐射段表面热强度 (30)2.6.7 核算辐射段油料入口温度及辐射段炉管壁温 (31)2.7 对流段的传热计算 (32)2.7.1 对流段热负荷 (32)2.7.2 对流段内的传热平均温差 (32)2.7.3 对流室炉管内膜传热系数 (33)2.7.4 对流室炉管外膜传热系数 (35)2.7.5 对流管的总传热系数 (38)2.7.6 对流室内炉管表面积及管排数 (39)2.8 过热蒸汽段计算 (40)2.8.1 过热蒸汽段烟气平均温度 (41)2.8.2 过热蒸汽段两种介质换热的平均温差 (41)2.8.3 管内介质的质量流速 (42)2.8.4 过热蒸汽管的对流传热系数 (43)2.8.5 过热蒸汽段炉管表面积及管排数 (45)2.9 炉管压降计算（有相变化） (47)2.9.1 汽化段压力降 (47)2.9.2 加热段压力降 (54)2.9.3 加热炉炉管总压力降 (56)2.9.4 加热炉炉管入口压力 (56)2.10 烟囱计算 (56)2.10.1 烟气通过对流段的阻力 (57)2.10.2 烟气由辐射段到对流段的阻力 (59)2.10.3 烟气由过热蒸汽段到烟囱的阻力 (60)2.10.4 烟气在烟囱挡板处的阻力 (61)2.10.5 烟气在烟囱内的摩擦损失 (61)2.10.6 烟气在烟囱内的动能损失 (63)2.10.7 烟囱高度 (63)2.11工艺计算结果汇总 (64)3 辐射—对流型圆筒加热炉配件及炉管系统的选用 (67) 3.1 炉管材料的选择 (67)3.2 钉头管 (67)3.3 炉管吊钩 (68)3.4 炉管拉钩 (68)3.5 看火门 (69)3.6人孔门 (69)3.7 防爆门 (71)3.8 清扫门和吹灰器 (72)4 辐射—对流型圆筒加热炉结构的选用 (72)4.1 加热炉主体结构 (74)4.1.1 辐射室结构 (74)4.1.2 对流室结构 (74)5 优化烟气余热再利用方案 (76)结论 (77)谢辞 (78)参考文献 (79)炼厂管式加热炉工艺设计1 引言1.1 课题的选择依据及其意义在近些年中，我国的经济发展形式日益壮大，与此同时，我们对能源的需求与依赖也日益凸显。
管式加热炉的结构及工作原理
管式加热炉的结构及工作原理管式加热炉是一种常用的工业炉，其结构和工作原理如下：一、结构管式加热炉主要由炉体、炉管、燃烧器、空气预热器、温度控制系统等部分组成。
1.炉体：炉体是加热炉的主要部分，通常采用耐高温材料如耐火砖、浇注料等制成。
炉体形状和大小根据实际需要和生产工艺要求确定，一般呈长方形或圆形。
2.炉管：炉管是管式加热炉的核心部件，通常由不锈钢、合金钢等耐高温材料制成。
炉管一般呈蛇形或圆形，用于装载待加热的物料，同时将热量传递给物料。
3.燃烧器：燃烧器是加热炉的热源，通常位于炉体底部或侧部。
根据加热工艺要求，可以选择不同的燃料，如天然气、石油气、轻油、重油等。
4.空气预热器：空气预热器用于预热燃烧所需的空气，提高燃烧效率。
空气预热器通常位于加热炉的顶部或侧部，与燃烧器相连。
5.温度控制系统：温度控制系统是管式加热炉的重要组成部分，用于控制加热温度和物料受热均匀性。
温度控制系统通常包括温度传感器、调节阀、控制仪表等。
二、工作原理管式加热炉的工作原理是利用燃料燃烧产生的高温烟气，通过炉管传导热量，将待加热的物料加热到所需温度。
具体过程如下：1.燃料在燃烧器中燃烧，产生高温烟气。
2.高温烟气通过炉管，将热量传递给炉管内的待加热物料。
3.物料在受热过程中，温度逐渐升高，达到所需的工艺要求。
4.加热后的物料从炉管末端排出，进入下一生产环节。
5.部分高温烟气通过引风机引入空气预热器中，预热燃烧所需的空气。
6.预热后的空气与燃料在燃烧器中混合燃烧，产生高温烟气继续加热物料。
7.高温烟气和物料产生的蒸汽一同从炉管末端排出，进入下一生产环节。
在实际生产过程中，管式加热炉的操作和控制是非常关键的。
为了确保物料的受热均匀性和生产效率，操作人员需要根据工艺要求和实际生产情况进行调整。
例如，可以通过调节燃烧器的火焰大小、改变炉管的进料速度、调整空气预热器的进风量等方式来控制加热炉的工作状态和加热效果。
此外，为了保证加热炉的安全运行和环保达标排放，还需要进行废气处理和热量回收利用等方面的措施。
管式加热炉
炉型选择的基本原则 • 从结构、制造、投 资费用方面考虑， 应优先选择辐射室 用立管的加热炉。 • 对一般用途的中小 负荷炉子，宜优先 考虑立式圆筒炉。
单排管双面辐射加热炉一般只用于烃 类蒸汽转化和乙烯裂解等高温过程。
a用风机或 压缩机将空 压 气送入炉膛， 缩 废烟气排入 式 大气。 燃 烧 炉 是 在 正 压 下 操 作
管式加热炉
炉管
管式加热炉的特征
学习内容
第一章
管式加热炉的特征：
（1）被加热物质在管内流动，故仅限于加热气
体和液体。而且，这些气体或液体通常都是易燃
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易爆的烃类物质，同锅炉加热水和蒸汽相比，危
险性大，操作条件要苛刻得多。 （2）加热方式为直接受火式，加热温度高，传 热能力大。 （3）只烧气体或液体燃料。
1-4 管式加热炉的主要部件
炉管、弯头、管架与管板、火嘴以及各 种配件，如烟道挡板、看火门、防爆门、人孔门、 第一章 吹灰器、灭火蒸汽管等 。 1-1 管式加热炉的一般结构 炉管式加热炉的主要技术指标 传热面 直接见火 有氧化腐蚀 有结 1-2 管 焦现象 蠕变 破裂 金属耗量大 1-3 管式加热炉的种类 炉 表 表1-2 1-2 常用炉管规格 1-4 管 管式加热炉的主要部件 表 常用管心距 表1-3 1-3 规 格 炉管长度主要有： 6000 ， 9000 ， 12000 ， 15000mm。
1-3 管式加热炉的种类 按炉型结构分类 ： 立式炉、圆筒炉、大型方炉
立 式 炉
箱式炉
圆 筒 炉
大型方炉
1-3 管式加热炉的种类
按炉型结构分类 ： 立式炉、圆筒炉、大型方炉
按用途分类: 化学反应炉、加热液体的炉子 气体加热炉、加热混相流体的炉子
新型高效热管式加热炉的优化设计及其实现
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｅｎ ｗ ｅ ｔ ｉ ｅｔ ｐ ｅ ｔ ｇ ｆ ｒ ａ ｅｗｉ ｉｈ ｅ ｃ ｅ ｃ ａ ｅ ｎ ｈ ａ ｉ ｅｐ ｎ ｉ ｌ ｏ ｓｓｅ ｆ ｈ ｏ ｕ ｔ ｎ ｃ ａ ｅ ， ｈ ｅ ｈ ａ ｐ ｅｈ ａｉ ｕ ｎ ｃ ｔ ｈ ｇ ｆ ｉｎ ｙ ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｔ ｐ ｒ ｃｐ ｅ ｉ ｃ ｎ ｉｔｄ ｏ ｅｃ ｍｂ ｓｉ ｈ ｍｂ ｒ ｐ ｙ ｎ ｈ ｉ ｐ ｉ ｓ ｔ ｏ ｅ ａ ｏ ａｏ ｎ ｅ ｔ ｘ ｈ ｎ ｅ ． Ａ ｅ ｔｉ ｅ ｔ ｇ ｆｒ ａ ｅ ｔ ． Ｍ Ｗ ｏ ｒ ｓ ｅ ｉｎ ｄ ａ ｄ ｃ ｌｕ ａ ｅ ｙ ｔ ｅｍｅ ｏ ｆ ｈ ｇｍｅ ｎｔ ｒ ・ ｖ ｐ ｒ ｔ ｒ ｄｈ ａ ｃ ａ ｇ ｒ ａ ｅ ｃ ｒ ｎｈ ａｉ ｎ ｃ ｈ ２ ０ ａ ｎ ｕ ｗｉ ｐ ｗｅ ｓｇ ｅ ｎ ａｃ ｌｔ ｄｂ ｔ ｄｏ ｔ ｅｌ ａ ｎ ｗａ ｄ ｈ ｈ ｏ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｉ ｅ ｅ ｃ ． Ｔ ｅｐ ｉ ｒ ｔ ｃｕ ａ ａ ａ ｔｒ ｓｏ ｔ ｉ ｅ ． Ａｎ ｅ ａｕ ｅｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｈ ｒ ｍａ ｙ ｓｒ ｔｒ ｌ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｕ ｐ ｗａ ｂ ａ ｎ ｄ ｄ ｔ — ｉ ｎ ｉ ｎ ｌ ｎ ｒ ｅ ｄ ｍｅ ｓｏ ａ ｌ ｅ ｒｎ ｓｏ ｔ ｅｈ ａ ｉｇ ｗｏ ｄ ｍｅ ｓｏ ａ ｄｔ ｅ — ｉ ｎ ｉ ｎ ｌ ｕ ｐ ｔ ｆ ｈ ｅ ｔ ａ ｈ ｂ ｉ ｎ
维普资讯
燕 能 工 程
工业加Hale Waihona Puke 第 ３ ２０ ６卷 ０７年第 ４期
新型高效热管式加热炉的优化设计及其实现
孙 宏佐 ，楼 国锋 温 治 ， 王俊 华２ ，
（．北京科技大学，北京 １ １０ ８ ；２ 北 京永 华控制技术有限公司，北京 ０ ０３ ． １０ ８ ） ０ ０ ８
管式加热炉的结构优化设计
• 控制加热炉中氧含量
• ① 控制燃烧供风
• 燃烧供风是是必需满足的，但是不合适的供风也将造成燃 料损失，对于加热炉来说，不但要控制烟气中的氧含量低 ，还要控制烟气中的CO含量低，要经常检测烟气中的CO 含量，无论烟气中的氧含量有多低，只要是没有检测到CO ，就可以继续降低供风量，但是如果CO超过了预定值，即 使是氧含量超标，也要继续增加供风，否则就相当于燃料 在放空。不但能耗增加，而且造成新的污染。
管式加热炉的主要工艺指标
• 加热炉热负荷
• 每小时传给油品的总热量称为加热炉热负荷(千卡/小时)， 表明加热炉能力的大小，国内炼油厂所用的管式加热炉最 大热负荷在4200万千卡／小时左右。
• 炉管表面热强度
• 每平方米炉管单位表面积一小时内所吸收的热量叫炉管表 面热强度(千卡/米2· 小时)。炉管表面热强度越高，在一定 的热负荷下所用的炉管就越少，炉子的尺寸可减小，投资 可降低，所以要尽可能地提高炉管的表面热强度。
• 圆筒炉 • 圆筒炉炉膛为直立圆筒形，辐射管在炉膛周围垂直地排列 一周，方形对流室在圆筒体上部，对流管分水平与直立设 置两种。圆筒炉的特点是结构紧凑，造价较低。炉管立式 排列，可采用上部吊管固定，节省了管架合金材料用量。 • 但立式排列使得沿管长方向受热不均匀，距炉底1~5m处 的管于表面热强度最高。从热负荷上看，圆筒炉通常用作 中、小型加热护，这是因为辐射管不能太长，加大炉膛直 径又会提高造价。圆筒炉的热效率偏低也使热负荷的提高 受到限制。 • 无焰炉 • 无焰炉外形和立式炉相似，主要特点是将无焰喷嘴沿炉膛 测墙均匀分布。由于无焰燃烧，炉膛体积可缩小，传热较 均匀，辐射管热强度高，传热较均匀。由于燃烧完全，过 剩空气系数小，炉子热效率较高。
管式加热炉的工作原理
管式加热炉的技术改造及节能措施
1管式加热炉的技术改造及节能措施贾芳成天利实业总公司技术项目部摘要； 针对早期建造的炼油厂和化工厂在役管式加热炉热负荷和热效率低以及热源损失大等状况，提出了若干技术改造和节能措施，包括增大对流管表面积以增大对流段的热负荷；增加辐射管的换热面积；修正烟囱高度；换用新型燃烧器，变自然通风为强制供风，以增大燃烧器的发热量，减小过剩空气系数，节省燃料2%～3%；在对流段和烟囱之间增设空气预热器以提高空气入炉温度；采用高温辐射涂料增强辐射换热效果，从而增加热源对炉壁的辐射传热量和炉管的传热量．通过工艺、设备、余热回收和正常操作的调整来节能等。
关键词； 管式加热炉 技术改造 热效率 节能 措施1.引言炼油工业采用管式加热炉始于上世纪初，经历了以下几个主要阶段：1.1 堆形炉它吸热面为一组管束，管子间的联接弯头也置于炉中，由于燃烧器直接装在管束下方，因此炉子各排管子的受热强度不均匀，当最底一排管受热强度高达50000-70000kcal/m 2.h 时，最顶排管子却不到800-1000kcal/m 2.h ，因此底排管常常烧穿,管间联接弯头也易松漏引起火灾。
1.2纯对流炉炉管烧穿的情况当时认为是因为辐射热太强，于是改为用纯对流炉。
全部炉管都装在对流室内，用隔墙把对流室与燃烧室分开，避免炉管受到火焰的直接冲刷。
然而，操作中又发现，对流室顶排管经常烧坏，而且炉管受热仍然很不均匀。
这是因为高温燃烧烟气在进入对流室之前没有和任何一个吸热面换热，在对流室入口处温度高达1000多℃所造成的。
1.3辐射对流炉后来人们发现，在燃烧室内安装一些炉管，一方面可取走部分热量降低烟气温度，解决对流室顶管的过热烧坏问题，同时可利用高温辐射传热强度大的特点，节省上炉管，缩小炉子体积。
这样，具有辐射室和对流室的管式加热炉便出现了，其初期代表为箱式炉。
目前管式加热炉技术发展很快,它对于石油炼制和化工工艺的进步起到了很大的推动作用。
可以说，管式加热炉几乎参与了各类工艺过程。
管式加热炉的结构及工作原理
保护加热炉炉体安全。
一、管式加热炉的结构教学内容
用来观察炉膛燃烧情况。 供检修人员进入炉内。
一、管式加热炉的结构教学内容
温度测点：炉膛温度、排烟温度、介质进出口温度； 压力测点：炉膛压力、介质进出口压力。
二、管式加热炉的工作原理教学内容
燃料燃烧
责任心、真功夫、好习理
开发系集输教研室 彭朋
一、管式加热炉的结构教学内容
在炉内设置一定数量的炉管，被加热 介质在炉管内连续流过，通过炉管管壁将在 燃烧室内燃料燃烧产生的热量传给被加热介 质而使其温度升高的一种炉型。
一、管式加热炉的结构教学内容
直接式加热炉
辐射传热
高温火焰和烟气
辐射炉管
热量
管内被加热介质
二、管式加热炉的工作原理教学内容
对流传热
烟气
对流炉管
热量
管内被加热介质
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一、管式加热炉的结构教学内容
管式加热炉的受热面。 辐射炉管：布置在辐射室内以吸收辐射传热为主的炉管； 对流炉管：布置在对流室内以吸收对流传热为主的炉管。
一、管式加热炉的结构教学内容
装在燃烧器的后面，用以调节空气供应量。
一、管式加热炉的结构教学内容
排烟 通风 控制加热炉的排烟量
一、管式加热炉的结构教学内容
热负荷
油田常用管式加热炉的规格： 1000kW 1600kW 2500kW
一、管式加热炉的结构教学内容
炉内火焰与高温烟气以辐射传热为主 进行热交换的空间。
一、管式加热炉的结构教学内容
以对流传热为主的空间。 把辐射室与对流室隔开。
管式加热炉的改进措施及工艺优化
1 概述
河南神马尼龙化工有限责任公司苯精制装置的 加热炉 (B201、B202) ,采用自然抽风方式 ,无一次供 风结构 ,采用气体燃料 (氢气与甲烷 )直接受火的加 热形式 ,燃料气压力 0. 35 M Pa,被加热物料 (氢气与 烃类物质 )在炉管内部流动受热 。自 1998年投料试 车至 2001年生产期间 ,加热炉炉肩温度一直过高 , 超出设计温度 30～50 ℃,燃料气用量较多 ,烟囱出 口温度较高 ,能耗比较高 ,炉内温度较高 ,严重时造 成炉子内炉管的管夹和螺栓熔融 ,炉体涂漆变色 ,需 停车进行检修 。
物料出口温度 / ℃ 610
610
480
480
炉肩温度 / ℃ 920～945 868～892 808～832 772～786
烟囱温度 / ℃ 398～415 300～310 410～438 300～320
燃料气用量 Nm3 ·h - 1
590～640 520～569 297～345 226～263
摘 要 :通过苯精制装置工艺加热炉的实际操作运行情况 ,分析了自然抽风管式加热炉安全运行中的因素 ,提出了 有效的工艺优化措施 ,在实际应用生产中取得了较好的效果 。 关键词 :苯 ; 管式加热炉 ; 燃烧 ; 热效率 中图分类号 : TQ051. 5 文献标识码 : B 文章编号 : 1003 - 3467 (2006) 10 - 0043 - 02
运行 。
在配送过量空气的前提下 ,燃烧气通过主烧嘴 送入炉内 ,在受热的状况下 ,燃料气与氧气边混合边 燃烧 。混合过程将直接影响燃料气在炉内的浓度分 布 ,因而会影响燃烧速率和燃烧效果 。燃料气与氧 气的湍流混合与扩散程度越强烈 ,燃烧越充分 ,因 此 ,在操作上应保证可能高的燃料气压力 ,即燃料气 的动能越多 ,燃料气与氧气分子混合得越完全 ,燃料 气与氧气燃烧模式表现为最佳 :外焰轮廓稳定 ,热量 分布合理 , 辐射段热量占热负荷的 80%以上 。所 以 ,燃料气与氧气分子在炉内混合程度和混合状态 对于燃烧效果起着至关重要的作用 。实际生产中 , 燃料气压力应不低于 0. 3 MPa。 2. 3 停留时间
管式加热炉间壁式空气预热器现状分析及方案优化
０ 引 言
即烟气 间 接 预 热 空 气 和 烟 气 直 接 预 热 空 气 两 种途
在化工生产中使用的管式加热炉是重要的高耗 能设备， 近年来 ， 随着石油化学工业和煤化工行业的
飞速发 展 ， 能源消 耗是 制约 企业 发展 的关键 所在 ， 石
径Ｌ ２ Ｊ ， 两种方案在实际生产运行中都存在一些热量 回收不足 、 效率有待提高的问题 ， 下面分别对其各 自 性 能进行 分析 。 １ ． １ 烟气间接预热空气工艺方案分析 液相的热流体先到管式加热炉对流室尾部吸取 热量 ， 以降低 排 烟温 度 ， 然 后再 到热 油式 空气预 热器 中将燃烧空气加热 ｊ 。经冷却后的热流体再进入对
Ｊ Ｉ ＡＮＧ Ｇｕ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ １ Ｔ Ａ ＮＧ Ｚ ｈ ￣ｑ ｉ Ｌ Ｉ Ｒｕ ｉ ｑ ｉ ｕ ２
（ １ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｌ ｇ，ｔ ｈ ｅ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ Ｅ ｔ ｉ ｅ ｓ Ｙ ｉ ｎ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ７ ５ ０ ０ ２ １ ）
的热效率 ， 以 目前常用的烟气直接预热空气 和烟气间接预热空气两个方案进行对 比分析 ， 找 出存 在问题 ， 并对
烟气预热器的结构 、 排列 方式进行改进 ， 降低管式加热炉 的能耗 。 关键词 管式加热炉 烟气余热 节能 降耗 方案优化
Ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ Ｑ ｕ ｏ Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｔ ｕ ｂ ｕ ｌ ａ ｒ Ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ Ｒ ｅ ｃ ｕ ｐ ｅ ｒ ａ ｉ ｔ ｖ ｅ Ａ ｉ ｒ Ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｅ ｒ
管式加热炉结构.
门 类
看火门
防爆门 人孔门 观看炉膛内所有火嘴的整个火焰；观看辐射管、 底排遮蔽 管的受热状况，管壁被氧化的情况，炉管的弯曲程度等。 负压自重式防爆门，平时靠自重关闭，当炉内压力增高时， 烟 囱 挡 板 及 调 节 系 统 防爆门即被打开。 进行安装及检修等工作。
吹灰器
是防止积灰，尽量保持炉管表面始终干净，用以强化对 流的对流传热，提高炉的热效率。 燃料喷嘴：供给燃料。 调风器：引入空气并调节空气量。 燃烧道：给火焰跟部提供热源，其形状能约束空气并保持 理想的空气流型和稳定燃烧。
钢结构
炉墙
炉管
其他配件
钢结构是管式炉 的承载骨架。管 式炉的其他构件 依附于钢结构， 其基本元件是各 种型钢，通过焊 接或螺栓连接构 成管式炉的骨架。
炉墙的基本要求
管式炉的炉管是
是绝热良好，热
损失小，牢固可 靠，重量轻而价 廉，易于建造和 维修。
管式炉配件较多， 摄取热量的媒介。 主要有看火孔、点 按受热方式不同 火孔、炉用人孔、 分为辐射管和对 防爆门、吹灰器、 烟囱挡板等。 流管。
燃烧器
声波火嘴示意图 1－脉冲面 2－共振室 3－抛物线折射面
高 强 燃 烧 器
肖 伯 燃 烧 器
埃 器索 燃 烧
坛 形 燃 烧 器
辐射室
对流室
余热回收 系统
燃烧器
通风系统
通过火焰 或高温烟气 进行辐射传 热的部分。
靠辐射室出 来的高温烟气 进行以对流传 热为主的换热 部分。
余热回收 系统用以回 收加热炉的 排烟余热。 回收方法有 两类即空气 余热方式和 发热锅炉方 式。
燃烧器的 通风系统 作用是完成燃 的作用是将燃 料的燃烧过程， 烧用空气引入 为热交换提供 燃烧器，并将 热量。燃烧器 烟气引出炉子， 由燃料喷嘴、 可分为自然通 配风器、燃烧 风方式和强制 道三部分组成。 通风方式。
通过优化设计提高加热炉热效率
①对燃料进行脱硫 ， 降低露点腐蚀温度 。②减
少末 端温 差 ， 即减 小 排 烟 温度 与 被 加 热介 质 入 对 流
室 温度之 差 。末端 温差 大 ， 一次投 资小 ， 管式炉 热 但 效 率低 ， 运转 费用 高 ； 端温 差小 ， 次投资 大 ， 效 末 一 热 率 高 ， 转 费用低 。 以前燃 料油 价格 较低 时 ， 运 末端 温
时， 随环境 温度下 降 ， 外壁 温 度 也 降 低 ， 际 温差 炉 实
变化 不大 ， 散热损 失 变化 也不 大 。同样 ， 环境 风速增
加 ， 壁温 度也 降低 ， 热 系数 增 加 ， 外 传 因此 散 热 量 变
化也 不大 。也就 是 说 ， 境 温 度 和 风速 对 炉 外 壁 温 环
如鼓 风 机 、 风 机 和 吹 灰 器 电 耗 、 引 吹灰 器 蒸 汽 消 耗
等 ， 于管式 炉体 系来 说 ， 对 这些 电和 功一般不 转换 成 有 效能 ， 几乎 全部 变 成 由于摩 擦 等 原 因而 引起 的能
量 损失 。有些 加 热 炉经 常处 于 低 负荷 运 行 状 态 ， 设
理 论空气 量 之 比为过 剩空 气 系数 ａ 当燃 料 为燃 料 。
式 中 ：—— 综合 效率 ， ； 叼 ％
ｑ ——排 烟损 失热 量 占供给 能量 的百 分数 ， ； ％
ｇ—— 不完 全燃烧 损失 热量 占供 给能量 的百分
数， ； ％
气 时过 剩 空气 系数 ａ＝１０ ．５～１ １ 当燃 料 为 燃 料 ．５， 油时过 剩 空气 系数 ａ：１１ ．５—１２ ， 同排 烟 温 度 ．５ 不 下过剩 空气 系数每增 加 ０ １加热 炉热效 率下 降 ０ ５ ．， ． 至 １ 百分点 ， 个 如果 过剩 空气 系数过 大 ， 大量 的过剩
管式加热炉结构、分类、检修和腐蚀防治都在这
管式加热炉结构、分类、检修和腐蚀防治都在这总为找不到管式加热炉电子资料而为难，今天就来给大家发福利了。
今天为大家整理了管式加热炉的结构和分类详细解析以及检修过程和腐蚀防治的应对措施，这么全的资料都在这里了。
说吧，你还想要啥？管式加热炉分类管式加热路通常可以按照外形分类可分为以下几种：箱式炉1横管和立管大型箱式炉如图7-2、图7-3所示，这两种炉型结构基本一致，只是一为横管、一为立管。
它们的优点是只要增加中央的隔墙数目，可在炉膛体积热强度不变的前提下，积木组合式“把炉子放大。
该炉型适用于大型炉，其主要缺点是敷管率低，炉管需要合金吊挂，造价高，需设独立烟囱等。
2顶烧式炉图7-4为顶烧式炉。
这种炉子的燃烧器和辐射炉管交错排列，单排列双面辐射，管子沿整个圆周的热均匀分布，燃烧器顶烧，对流室和烟囱在地面。
它的缺点是炉子体积大，造价较高，用于单纯加热不经济，目前在合成氨厂常用它作为大型轻烃蒸汽转化炉的炉型。
3斜顶炉斜顶炉是由箱式炉演变而来，常用的是双斜顶炉，如图7-5所示。
由于改成斜顶，使箱式炉受热不均性有所改善，处理量也可加大。
其对流室在中间，烟气下行经地下或地面烟道排入烟囱内，也可在烟道处加装空气预热器，提高炉子效率。
这种炉子没有克服箱式炉的其它缺点，除原有老装置使用外，新建装置很少采用。
立式炉1底烧横管立式炉图7-6为底烧横管立式炉，传热方式与箱式炉相似，辐射室保持了立式炉的特点。
炉管布置在两侧，中间是一列底烧的燃烧器，烟气由辐射室经对流室、烟囱一直上行。
其燃烧器能量小、数量多，在炉子中央形成一道火焰膜，以提高辐射传热效果。
目前使用的立式炉多采用这一形式。
2附墙火焰立式炉图7-7为附墙火焰立式炉，这种立式炉炉膛中有火墙，它可增加炉膛内辐射面积，提高炉管受热强度，同时将辐射室分成两室，每室可各走一路油品，分别调节温度。
3环形管立式炉图7-8为环形管立式炉，这种炉子用多根U型炉管把火焰包围起来，适用于炉管路数多、管内压力降小的场合。
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管式加热炉的主要工艺指标
• 加热炉热负荷
• 每小时传给油品的总热量称为加热炉热负荷(千卡/小时)， 表明加热炉能力的大小，国内炼油厂所用的管式加热炉最 大热负荷在4200万千卡／小时左右。
• 炉管表面热强度
• 每平方米炉管单位表面积一小时内所吸收的热量叫炉管表 面热强度(千卡/米2· 小时)。炉管表面热强度越高，在一定 的热负荷下所用的炉管就越少，炉子的尺寸可减小，投资 可降低，所以要尽可能地提高炉管的表面热强度。
• 圆筒炉 • 圆筒炉炉膛为直立圆筒形，辐射管在炉膛周围垂直地排列 一周，方形对流室在圆筒体上部，对流管分水平与直立设 置两种。圆筒炉的特点是结构紧凑，造价较低。炉管立式 排列，可采用上部吊管固定，节省了管架合金材料用量。 • 但立式排列使得沿管长方向受热不均匀，距炉底1~5m处 的管于表面热强度最高。从热负荷上看，圆筒炉通常用作 中、小型加热护，这是因为辐射管不能太长，加大炉膛直 径又会提高造价。圆筒炉的热效率偏低也使热负荷的提高 受到限制。 • 无焰炉 • 无焰炉外形和立式炉相似，主要特点是将无焰喷嘴沿炉膛 测墙均匀分布。由于无焰燃烧，炉膛体积可缩小，传热较 均匀，辐射管热强度高，传热较均匀。由于燃烧完全，过 剩空气系数小，炉子热效率较高。
翅片管
• 增加辐射管换热面积
• 通过增加辐射室的高度（即辐射管的高度）来增 加圆筒形立式炉辐射管的换热面积。对水平管箱 式炉，在炉管上部或接近炉底的下部有可利用的 空间用来增加炉管数量，从而增加辐射管的换热 面积。
• 修正烟囱高度
• 烟囱的主要用途是安全有效地排放烟气。烟囱可 通过增加高度或直径加以修正，但烟囱所受的风 载荷会增加，故加热炉基础和钢结构的强度及稳 定性须重新核算，以保证满足风载荷增加后烟囱 的力学性能要求
管式加热炉的结构 优化设计
目录
一、管式加热炉的工作原理 二、管式加热炉类型 三、管式加热炉的主要工艺指标 四、加热炉的技术改造
• 管式加热炉是炼油厂的重要加热设备，耗 费能量大。针对早期建造的炼油厂和化工 厂在役管式加热炉热负荷和热效率低以及 热源损失大等状况，提出了一些技术改造 和节能措施，例如在辐射室增加炉管，并 采用新型燃烧器、变频技术和全密封技术 等，获得了良好效果。
• 过剩空气系数
• 实际供给燃料燃烧的空气与理论空气量的比值叫做过剩空 气系数。比如1公斤燃料从理论上计算需要14.3公斤空气正 好完全燃烧，而实际供给的空气量是17.2，则过剰空气系 数就是17.2/14.3=1.2。 • 在保证燃烧完全的前提下，使炉子在低而稳定的过剩空气 系数下操作是有利的。过剩空气系数过小会造成燃烧不完 全而浪费燃料；过剩空气系数过大，进入炉膛的空气量大 ，炉膛温度下降，影响传热效率，同时，也增加了烟气量 。过剩空气系数通常取1.1~1.5左右。
管式加热炉类型
• 炼油厂加热炉类型很多，按照管式炉的结构可分为立式 炉、圆筒炉和无焰炉。 • 立式炉
• 立式炉炉膛为长方形箱体，炉管可水平放置或垂直放置 。卧管立式炉其辐射炉管沿炉壁横排，火焰垂直于炉管 上烧，炉膛较窄．对流室置于辐射室之上，长度与辐射 室相同，烟囱放在对流室顶部。这种炉的特点是炉管沿 长度方向受热均匀，另外由于其辐射室高度低，故各辐 射管间的受热也比较均匀。对流管较长对提高热效率比 较有利，其缺点是为避免炉管发生过大的弯曲变形，要 按一定间隔设置高合金炉管支架。
管式加热炉的工作原理
• 管式加热炉一般由三个主要部分组成：辐射室、对流室 及烟囱。 • 辐射室是加热炉的核心部分，从火嘴喷出的燃料(油或气 )在炉膛内燃烧，需要一定的空间才能燃烧完全，同时还 要保证火焰不直接扑到炉管上，以防将炉管烧坏，所以 辐射室的体积较大。由于火焰温度很高(最高处可达 1500~1800℃左右)，又不允许冲刷炉管，所以热量主要 以辐射方式传送。
• 在对流室内，烟气冲刷炉管，将热量传给管内油品，这 种传热方式称为对流传热。烟气冲刷炉管的速度越快， 传热的能力越大，所以对流室窄而高些，排满炉管，且 间距要尽量小。
烟气离开对流室时还含有不少 热量，有时可用空气预热器进行部 分热量回收，使烟气温度降到 200℃左右，再经烟囱排出，但这 需要用鼓风机或引风机强制通风。 有时则利用烟囱的抽力直接将烟气 排入大气。由于抽力受烟气温度、 大气温度变化的影响，要在烟道内 加挡板进行控制，以保证炉膛内最 合适的负压，一般要求负压为 2~3mm水柱，这样既控制了辐射室 的进风量，又使火焰不向火门外扑 ，确保操作安全。
• 全炉热效率
• 炉子热负荷与燃料发出的总热量之比叫全炉热效率。管式 炉热效率一般为75%左右，目前先进的管式炉热效率为 80%~85%，最高可达88%~92%，热效率高，表明相同的热 负荷所耗的燃料量少。
加热炉的技术改造
• 早期建造的加热炉,由于受当时技术条件的限制，大多在低 负荷条件下运行，热效率低，热损失较大。所以，对原有 管式炉实施改造已成为日益迫切的任务。
• 换用新型燃烧或变自然通风为强制供风
• 燃烧器是加热炉的关键设备,自然通风的燃烧器需要更多的 过剩空气，火焰长，燃烧空气被低速导入,很难与燃油充分 混合,强制供风的燃烧器压力降为50.8～152.4mm H2O，空 气高速进入，火焰短小有力,炉膛内炉管受热均匀，空气压 力使燃料和空气充分混合，燃料油的过剩空气系数为0.10 ～0.15，燃料气的为0.05～0.10，燃烧充分，烟尘粒子减 少，火焰形状和刚度易于控制，工作噪声低。
• 增加对流管表面积 • 增加对流管数量
• 管式加热炉对流段上部一般留有高度不小于800mm的检修 空间，小型加热炉高度不小于600mm，可在此空间加装对 流管，以增加对流管的换热面积。
• 用扩大表面管替代光管
• 旧式加热炉对流段有的用光管，管式炉对流管若 烧气体燃料，可用传热面积更大的翅片管代替钉 头管,用扩大表面管替代光管或用翅片管替代钉头 管，会增大炉内烟气侧压力降，降低排烟温度， 使烟囱抽力减小。需增加烟囱高度，或在对流段 上部增设引风机。 • 建议采用声波吹灰器,吹灰介质为压缩空气,吹灰效 果好,可提高对流传热系数,降低排烟温度,同样可 提高加热炉的热负荷。