管式加热炉的基础知识
管式加热炉
答：燃料性质；燃烧器的性能；炉体密封性能；加热炉的测控水平；控 制烟囱挡板。 2.正平衡法：进出加热炉的热量？ 答：入炉热量：燃料燃烧放出的热量；燃料、空气、雾化蒸汽带入的显 热；
出炉热量：被加热介质吸收的有效热量，Q ;烟气离开对流室时带走 的热量，Q1；化学不完全燃烧损失的热量，Q2；机械不完全燃烧， Q3；炉子散热损失的热量，Ql. 3.影响加热炉效率的因素？ 答：降低过剩空气系数；改进燃烧器；扩大对流室传热效果；减少炉壁 散热；使用空气预热器和废热锅炉；安装计算机自动控制系统。 4.加热炉热效率的标定测定需对划定体系的下列参数进行准确测量？ 答：1）用干球温度计测量环境温度，作为基准温度； 2）测量各种被加热介质（油料、过热蒸汽、余热锅炉工质等）在体系 入口的流量（包括油料气化率）、温度和压力，以计算有效热量； 3）测量燃料的低发热值，以及燃料、空气和雾化蒸汽在体系入口处的 温度、压力和流量，以计算供给热量 4）测量烟气离开体系时的温度，并进行烟气组成分析，以计算排烟损 失 5）测量炉外壁、风、烟道外壁以及空气预热器外壁的平均温度和环境 风速，以计算散热损失。 5.正平衡法 按照热效率定义来算加热炉的热效率，即被加热介质吸收的有效热量与 燃料燃烧放出热之比：Ƞ=Q/BQL; Ƞ-加热炉热效率；Q-被加热介质吸收的 有效热量KJ/h；QL-燃料低发热值KJ/Kg; B-燃料用量Kg/h;有效热量指加热 炉的热负荷
26.在受热面上沉积1mm厚的灰垢，热效率将降低1~3%，而实际使用的 炉管表面积垢往往达到2~3mm，甚至更多。 27.一般要求炉膛内的负压为-19.6~-39.2Pa; 28.管式加热炉的门类：看火门、防暴门、人孔门 1.管式加热炉所用的燃料有两种，是：液体燃料（重质油：常压重油， 减压渣油，裂化渣油），气体燃料（瓦斯等，主要成分H2和C1~C5）。 2.管式加热炉常用的热效率仪中分析烟气成分的仪表有 氧化锆测氧仪、 磁导式氧分析仪和二氧化碳测定仪
管式加热炉
第五章管式加热炉一、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，图5-1是一典型的圆筒炉示意图。
炉底的油气联合燃烧器(火嘴)喷出高达几米的火焰，温度高达1000~1500℃、主要以辐射传热的方式，将大部分热量传给辐射室(又叫炉膛)炉管(也叫辐射管)内流动的油品。
烟气沿着辐射室上升到对流室，温度降到700~900℃。
以对流传热的方式继续将部分热量传给对流室炉管内流动着的油品，最后温度降至200~450℃的烟气从烟囱排人大气。
油品则先进入对流管再进入辐射管，不断吸收高温烟气传给的热量，逐步升高到所需要的温度。
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。
有时为增加对流管的受热表面积，以提高传热效率，还常采用钉头管和翅片管。
在对流室还可以加几排蒸汽管，以充分利用蒸汽余热，产生过热蒸汽供生产上使用。
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。
二、管式加热炉的主要工艺指标1.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。
管式炉课件1基础知识
1.5 加热炉的吹灰控制
• 若炉管积灰严重，将会增加传热热 阻，降低加热炉热效率，增加烟气 流动阻力，排烟温度升高，影响加 热炉的出力与安全运行。 • WQD-Ⅱ型气动旋转式吹灰器 • 吹灰时间、吹灰次数、启动方式均 可调整，吹灰半径1.2m，气源压力 0.5～1.Mpa。
3.辐射表面热强度：辐射炉管每单 位表面积在单位时间内所传递的热 量。表面热强度不超过28KW/m2 4.对流表面热强度：含义同辐射热 强度一样，但它是对对流室而言。 5.热效率：它表示向炉子提供的能 量被有效利用的程度，可用公式表 示为η=被加热介质吸收的有效能 量/ 供给炉子的能量。它是衡量燃 料消耗、评价加热炉设计和操作水 平的重要指标。
1.2 油田用加热炉分类与型号
按基本结构分为： 管式直接加热炉、火筒式加热炉 按被加热介质的种类分为： 原油加热炉、井产物加热炉、 生产用水加热炉、天然气加热炉 按燃料种类分类： 燃气加热炉、燃油加热炉、 燃油燃气加热炉
型号编制方法及命名
加热炉型式代号：
加热炉型式 火筒式直接加热炉 火筒式间接加热炉 代号 HZ HJ
加热炉额定热负荷系列
40 50 63 80 100 125 160 200
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
2.炉膛体积发热强度： 燃料燃烧的总发热量除以炉 膛体积，称之为炉膛体积发热 强度，简称为体积热强度，它 表示单位体积的炉膛在单位时 间内燃料燃烧所发出的热量。
•B=F/Ql xη •B---燃料用量（kg/h, Nm3/h） •F----热负荷 KW •Ql---燃料低发热值 （燃料油：10000 Kcal/kg, 天然气: 8500 Kcal/Nm3） •η---热效率
第七章 管式加热炉认
三、立式圆筒炉
纯辐射式炉
螺旋管式炉 当炉子热负荷很小，热效率要求不高时， 当炉子热负荷很小，热效率要求不高时，可采用这两 种炉型，结构简单，造价低。 种炉型，结构简单，造价低。
1、螺旋管式（图7-13） 螺旋管式（ 13） 炉管盘绕成螺旋状，管内压降小。 炉管盘绕成螺旋状，管内压降小。 缺点：被加热介质通常走一路。 缺点：被加热介质通常走一路。 纯辐射式（ 14） 2、纯辐射式（图7-14） 没有对流室，炉管沿炉墙排成一圈，结构简单， 没有对流室，炉管沿炉墙排成一圈，结构简单，重量 较轻，但热效率低。 较轻，但热效率低。 辐射锥式炉（ 15） 3、辐射锥式炉（图7-15） 在圆筒炉顶部加设辐射锥， 在圆筒炉顶部加设辐射锥，一提高上部炉管的受热强 使炉管全长受热均匀， 度，使炉管全长受热均匀，由于辐射锥要用昂贵的热强刚制 且容易烧毁损坏，故近年来很少使用。 成，且容易烧毁损坏，故近年来很少使用。 辐射—对流室 对流室（ 16） 4、辐射 对流室（图7-16） 普遍采用的炉型，对流室炉管采用钉头管和翅片管， 普遍采用的炉型，对流室炉管采用钉头管和翅片管， 热效率较高，但结构复杂，金属用量大， 热效率较高，但结构复杂，金属用量大，对流管面积不易太 要小于辐射炉管面积，国内这种炉型的高径比为1.7 1.7～ 大，要小于辐射炉管面积，国内这种炉型的高径比为1.7～ 2.5。 2.5。
第七章 管式加热炉
一、管式加热炉在石油加工和石油化 工中的重要性 二、加热炉的一般结构 三、管式加热炉的分类 四、管式加热炉的主要部件
第一节 概述
一、管式加热炉的地位和作用 管式加热炉：一种火力加热设备， 管式加热炉：一种火力加热设备，利用燃料在炉膛内 燃烧时产生的高温火焰和炽热的烟气作为热源， 燃烧时产生的高温火焰和炽热的烟气作为热源，加热炉管 内流动的介质，达到工艺所需温度的设备。 内流动的介质，达到工艺所需温度的设备。
管式加热炉的基础知识
管式加热炉基础知识1什么叫燃烧?燃烧的基本条件是什么?答：燃烧是物质相互化合而伴随发光、发热的过程.我们通常所说的燃烧是指可燃物与空气中的氧发生剧烈的化学反应。
可燃物燃烧时需要有一定的温度,可燃物开始燃烧时所需要的最低温度叫该物质的燃点或着火点。
物质燃烧的基本条件：一是可燃物，如燃料油、瓦斯等;二是要有助燃剂,如空气、氧气;三是要有明火或足够高的温度。
三者缺一就不能发生燃烧,这就是“燃烧三条件”或“燃烧三要素”。
2燃烧的主要化学反应是什么？燃烧产物中主要成份是什么？答:主要化学反应：C＋O2→CO2＋热量2H2＋O2→2H2O＋热量S＋O2→SO2＋热量燃烧产物（烟气）中主要成份:二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2)、水蒸汽（H2O）、氮气（N2)、多余的氧（O2）3什么是辐射传热、对流传热？答：辐射传热是一种由电磁波来传递能量的过程，所传递的能量叫做辐射能,辐射具有微粒性（光子）和波动性（电磁波）两重性质.对流传热是液体或气体质点互相变动位置的方法将热量自空间的一部分传递到其他部分.4什么叫管式加热炉？它有哪些特性？答：管式加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业中使用的工艺加热炉，它具有其它工业炉所没有的若干特点.其基本特点:具有用耐火材料包围的燃烧室,利用燃料燃烧产生的热量将物质加热的一种设备.管式加热炉特性:1)被加热物质在管内流动,故仅限于加热气体或液体；2）加热方式为直接受火式；3）只烧液体或气体燃料；4）长周期连续运转,不间断操作。
5管式加热炉的工作原理是什么？答:管式加热炉的工作原理是：燃料在管式加热炉的辐射室（极少数在单独的燃烧室）内燃烧，释放出的热量主要通过辐射传热和对流传热传递给炉管，再经过传导传热和对流传热传递给被加热介质,这就是管式加热炉的工作原理.6管式加热炉的主要特点是什么？答：与炼油装置的其他设备相比，管式加热炉的特殊性在于直接用火焰加热；与一般工业炉相比,管式加热炉的炉管承受高温、高压和介质腐蚀；与锅炉相比，管式加热炉内的介质不是水和蒸汽，而是易燃、易爆、易裂解、易结焦和腐蚀性较强的油和气，这就是管式加热炉的主要特点。
石油化工管式炉的基础知识
石油化工管式炉的基础知识管式加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业使用的。
工业中使用的工艺加热炉，它具有其他工业炉所没有的若干特点。
1.工作原理石油化工管式炉是直接见火的加热设备，燃料在管式炉的辐射室内燃烧，释放出的热量主要通过辐射传热和对流传热传递给炉管，再经过传导传热和对流传热传热传递给管内的被加热介质，这就是管式炉的工作原理。
2.管式加热炉的特征是：(1)被加热物质的管内流动，故仅限于加热气体或液体。
而且，这些气体或液体通常都是易燃的烃类物质，同锅炉加热水或蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多。
(2)加热方式为直接受火式。
(3)只烧液体或气体燃料。
(4)长周期连续运转，不间断操作。
3.管式加热炉的分类3.1 按功能分类；加热型管式炉和加热-反应型管式炉3.2 按炉型分类：圆筒炉、立式炉和大型箱式炉3.3 按工艺用途分类；加热炉和反应炉反应炉：炉管类被加热的物料在压力和催化剂作用下进行反应。
4.管式加热炉结构管式加热炉的一般结构：一般由辐射室、对流式、余热回流系统、燃烧器以及通风系统五部分组成。
4.1 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，必须充分考虑说用材料的强度、耐热性能等。
这个部分是热交换的主要场所，全炉热负荷的70%-80%是由辐射室担负的，它是全炉最重要的部位。
烃蒸汽转化炉、乙烯裂解炉等，其反应和裂解过程全部都用辐射室来完成。
可以说，一个炉子是优是劣主要看它的辐射室性能如何。
4.2 对流室对流室是靠由辐射室出来的烟气进行对流换热的部分，但实际上它也是有一部分辐射热交换，而且有时辐射换热还占有破大的比例。
所谓对流室不过是指“对流传热起支配作用”的部位。
对流室内密布多排炉管，烟气比较大速度冲刷这些管子，进行有效的对流换热。
对流室一般担负全炉热负荷的20%~30%。
对流室吸热量的比例越大，全炉的热效率越高，但究竟占多少比例合适应根据管内流体同烟气的温度差和烟气通过对流管排的压力损失等，选择最经济合理的比值。
管式加热炉的基本知识
管式加热炉的基本知识一、管式加热炉的分类与特征各种管式加热炉通常可按外形或用途来分类。
1.按外形大致可分为四类：箱式炉、立式炉、圆形炉、大型方炉。
这种划分方法是按辐射室的外观形状区分，而与对流室无关。
例如：所谓箱式炉，顾名思义其辐射室为一箱子状的六面体。
所谓立式炉，其辐射室为直立状的六面体，其宽度要窄一些，两侧墙的间距与炉膛高度之比约为1：2。
1.1箱式炉1.1. 1横管和立管大型箱式炉如图2.5.1、图2.5.2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图2.5.1 横管大型箱式炉图2.5.2 立管大型箱式炉图2.5.3 顶烧式炉图2.5.4 斜顶炉错误！未指定书签。
不变的前提下，“积木组合式”地把炉子放大。
该炉型适合于大型炉，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。
1.1. 2顶烧式炉图2.5.3为顶烧式炉。
这种炉子的燃烧器和辐射炉管交错排列，单排管双面辐射，管子沿整个圆周的热分布均匀，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烃蒸汽转化炉的炉型。
1.1. 3斜顶炉图2.5.4为斜顶炉，它由箱式炉演变而来，砍去其炉膛烟气流动死区而变成斜顶炉。
常用的是双斜顶炉。
由于改成斜顶，使箱式炉受热不均匀性有所改善，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，提高炉子热效率。
这种炉子没有克服箱式炉的其它缺点，除老装置原有使用外，新建装置很少采用。
1.2立式炉1.2.1底烧横管立式炉图2.5.5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。
管式加热炉56个基础知识解答与综合反平衡热效率简化计算方法
管式加热炉56个基础知识解答与综合反平衡热效率简化计算方法1、什么叫燃烧？燃烧的基本条件是什么？答：燃烧是物质相互化合而伴随发光、发热的过程。
我们通常所说的燃烧是指可燃物与空气中的氧发生剧烈的化学反应。
可燃物燃烧时需要有一定的温度，可燃物开始燃烧时所需要的最低温度叫该物质的燃点或着火点。
物质燃烧的基本条件：一是可燃物，如燃料油、瓦斯等；二是要有助燃剂，如空气、氧气；三是要有明火或足够高的温度。
三者缺一就不能发生燃烧，这就是“燃烧三条件”或“燃烧三要素”。
2、燃烧的主要化学反应是什么？燃烧产物中主要成份是什么？答：主要化学反应：C＋O2→CO2＋热量；2H2＋O2→2H2O＋热量；S＋O2→SO2＋热量；燃烧产物（烟气）中主要成份：二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、水蒸汽（H2O）、氮气（N2）、多余的氧（O2）。
3、什么是辐射传热、对流传热？答：辐射传热是一种由电磁波来传递能量的过程，所传递的能量叫做辐射能，辐射具有微粒性（光子）和波动性（电磁波）两重性质。
对流传热是液体或气体质点互相变动位置的方法将热量自空间的一部分传递到其他部分。
4、什么叫管式加热炉？它有哪些特性？答：管式加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业中使用的工艺加热炉，它具有其它工业炉所没有的若干特点。
其基本特点：具有用耐火材料包围的燃烧室，利用燃料燃烧产生的热量将物质加热的一种设备。
管式加热炉特性：1）被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体或液体；2）加热方式为直接受火式；3）只烧液体或气体燃料；4）长周期连续运转，不间断操作。
5、管式加热炉的工作原理是什么？答：管式加热炉的工作原理是：燃料在管式加热炉的辐射室(极少数在单独的燃烧室)内燃烧，释放出的热量主要通过辐射传热和对流传热传递给炉管，再经过传导传热和对流传热传递给被加热介质，这就是管式加热炉的工作原理。
6、管式加热炉的主要特点是什么？答：与炼油装置的其他设备相比，管式加热炉的特殊性在于直接用火焰加热；与一般工业炉相比，管式加热炉的炉管承受高温、高压和介质腐蚀；与锅炉相比，管式加热炉内的介质不是水和蒸汽，而是易燃、易爆、易裂解、易结焦和腐蚀性较强的油和气，这就是管式加热炉的主要特点。
《管式加热炉》课件
应用案例
石化行业的应用
食品行业的应用
管式加热炉在石化行业中常用于 油品、塑料等材料的加热和处理。
管式加热炉被广泛应用于食品的 烘烤、杀菌等加工过程。
冶金行业的应用
管式加热炉常用于冶金行业中的 金属材料加热、熔炼等工艺。
结论
优势和不足
管式加热炉具有高效、节能等优势，但需要注意维护和故障排除。
工作原理
1
结构
管式加热炉由加热管、炉体、温度控制系统等组成。
2
工作流程
加热管通过外部供电或燃料燃烧，将热量传递给炉体，再由炉体将热量传递给待 加热物体。
3
加热原理
加热管中的加热元件产生热能，通过传导、对流、辐射等方式将热能传递给待加 热物体。
管式加热炉的种类
直接加热管式加热炉
加热管直接与待加热物体接触， 高效传递热能。
《管式加热炉》PPT课件
管式加热炉PPT课件，通过生动的图文展示，详细介绍了管式加热炉的结构、 工作原理、种类、应用、设备维护与保养等方面的知识。
简介
管式加热炉是一种常用的加热设备，通过管道内的加热元件对物体进行加热。它具有高效、节能、温度范围广 等特点。 管式加热炉可广泛应用于工业生产、实验室研究等领域，是许多行业的重要工具。
未来发展前景
随着科技的进步，管式加热炉将继续发展，应用范围将更加广泛。
总结
管式加热炉是一种重要的加热设备，应用广泛，为各行各业提供了方便和效率。
间接加热管式加热炉
通过加热介质间接加热，避免 直接接触，适用于一些特殊情 况。
循环加热管式加热炉
通过循环系统使加热介质循环 流动，提高了加热效率。
第二章 管式加热炉
由于ф12=ф21=1，灰体：ε1=α1=1-ρ1，ε2=α2=1-ρ2 联立求解：
1 1 q12 ( E01 E02 ) /( 1) 1 2
第三节 辐射换热
⒉一物包一物：
Q12 q12 . A q1 . A1
1 q1 ( E01 Eef 1 ) 1 Eef 1 ε1 E01 ρ1(Eef 2 φ11 Eef 2 φ12 )
i ij j ji
因角系数仅和相对位置有关，而和表面性质及温度无关，所 以对任意两平面，上式依然成立,即：
Ai φij Aj φ ji
第三节 辐射换热
(3)可加性 若表面K=K1+K2+K3，则：
1K 1K 1K 1K
1 2
3
但：
K1 K 1 K 1 K 1
式中：
Aef A1φ12 A2 φ21
有效辐射面积，又称当量冷平面面积 或辐射交换面积
第三节 辐射换热
三、灰体间的辐射换热
1.基本概念
自身辐射： 投入辐射： 反射辐射： 有效辐射：
Ei i E 0 i
Eti ρiEti Eefi
Eefi Ei i Eti i E0i i Eti
立体角的大小为球面面积dA与球的半径R2的比值，单位为球面 度，以位时间内向空间单位
立体角所发射的全部波长的辐射能
d 2Q dE I dAd d
W/(m2· sr)
说明：①dω－物体向给定方向发射能量所占据的立 体角，sr（球面度）；
23
A 2 A 3 A1 2A 2
同理
1 A 3 31 (A 3 A1 A 2 ) 2 1 A112 (A1 A 2 A 3 ) 2
管式加热炉
五热效率
热效率表示向炉子提供的 能量被有效利用的程度， 其定义可用下式来表达：
式中有效吸热量即为炉子 的热负荷，总发热量一般 为燃料的发热量。可见， 当炉子热负荷不变时，热 效率越高，则燃料用量越 少。
六 炉膛温度
又叫火墙温度，指烟气离开辐射室进入对流室时 的温度，它表征炉膛内烟气温度的高低，是炉子 操作中主要的控制指标。 炉膛温度不能太高，一般控制在850℃以下，但 不是绝对的。炉膛温度高有利于辐射传热，但太 高后会使炉管热强度过高，容易使炉管结焦和烧 坏。此外进入对流室的烟气温度也会过高，使对 流管易烧坏。因此，炉膛温度是确保加热炉长周 期安全运行的一个重要指标。
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
ห้องสมุดไป่ตู้
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
加热炉知识培训(最终版)
一、管式加热炉概述
②大型箱式炉 与箱式炉不同的是炉膛 宽敞，炉膛中间有隔墙， 把辐射室分成两间，从 而大大增加了传热反射 面。它在炉膛的三个侧 面都安了炉管，比箱式 炉炉壁利用率高。 对流室和烟囱放在炉顶， 烟气流动的阻力减少， 不过由于又有新的炉型 比它更好，最近也不使 用了。
31
大型箱式炉
一、管式加热炉概述
16
一、管式加热炉概述
WYQ-DQ350型油气联合燃烧器
WYQ-DQ350D型油气联合（带低瓦）燃烧器
17
一、管式加热炉概述
➢ 4.5通风系统
通风系统的任务是将燃烧用空气导入燃烧器，并将废烟气引 出炉子，它分为自然通风方式和强制通风方式两种。
强制通风 分类：
自然通风
利用外部气体输送机械鼓风
一般炉膛内微正压 利用烟囱产生抽力实现引入空气 和排除烟气
烟囱挡板及调节系统
27
一、管式加热炉概述
看火门：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。
防爆门：负压自重式防爆门，平时靠自重关闭，当炉 内压力增高时，防爆门即被打开。
人孔门：进行安装及检修等工作。
28
一、管式加热炉概述
5、管式炉的类型
33
顶烧式箱式炉
一、管式加热炉概述
⑤斜顶炉 它由箱式炉演变 而来，是箱式炉 砍去炉膛内烟气 流动的死角区而 成。 虽然它对辐射室 的传热均匀性有 所改善，但并没 有克服箱式炉的 其它缺点。近年 来也不再建造了。
34
斜顶炉
一、管式加热炉概述
5.2.2立式炉 ①横管立式炉 传热机理同箱式炉差不多，只是造型上 采用了立式炉的特点。炉管布置在两侧 壁，中央十一列底烧的燃烧器，烟气由 辐射室、对流室经烟囱一直上行。燃烧 器能量较小，数目较多，间距较小，从 而在炉子中央形成一道火焰“膜”提高 了辐射传热效果。 现在立式炉多采用这一形式。
加热炉学习资料-
一、管式加热炉的结构及工作原理1.1 管式加热炉在炼油和石油化工中的重要性管式加热炉是一种火力加热设备, 它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰与烟气作为热源, 加热在炉管中高速流动的介质, 使其达到工艺规定的温度, 以供给介质在进行分馏、裂解或反应等加工过程中所需的热量, 确保生产正常进行。
与其他加热方式相比, 管式加热炉的主要优点是加热温度高〔可达1273K〕, 传热能力高和便于操作管理。
近60多年所来, 管式炉的发展很快, 已成为近代石化工业中必不可少的工艺设备之一, 在生产和建设中具有十分重要的地位。
例如: 一个年处理量为2.5Mt原油的常减压蒸馏装置, 虽所用的加热炉的座数不多, 但其提供的总热量却达70MW, 如果炉子加热能力不够, 就会限制整个装置处理能力的提升, 甚至无法完成预定的任务。
管式加热炉消耗的燃料量相当可观, 一般加工深度较浅的炼厂, 约占其原油能力的3%~6%, 中等深度的占4%~8%, 较深的为8%~15%, 其费用约占操作费用的60%~70%, 因此, 炉子热效率的凹凸与节约燃料降低成本有密切的关系。
此外, 管式炉炉管结焦、炉管烧穿、炉衬烧塌等事故也常常是迫使装置停工检修的重要原因。
在生产中, 希望生产装置能达到高处理量、高质量和低消耗以及长周期、安全运转, 大量施行说明, 管式炉的操作往往是关键之一。
管式炉的基建投资费用, 一般约占炼油装置总投资的10%~20%, 总设备费用的30%左右, 在重整制氢和裂解等石油化工装置中, 则占建设费用的25%左右, 因此, 加热炉制定选型的好坏, 还直接影响装置经济的合理性。
1.2 管式加热炉的分类和主要工艺指标管式炉的类型很多, 如按用途分有纯加热和加热-反应炉, 前者如: 常压炉、减压炉, 原料在炉内只起到加热〔包括汽化的作用〕；后者如: 裂解炉、焦化炉, 原料在炉内不仅被加热, 同时还应确保有一定的停留时间进行裂解或焦化反应。
加热炉基础知识汇总
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加热炉的主要结构
3.3炉体系统
①、炉墙：其普遍采用的是耐火层-保温层-保护层的结构， 要求其绝热良好，热损失小，牢固可靠，重量轻而价廉，易于建 造和维修。耐火层须能耐一定高温，常用材料是耐火砖、耐热混 凝土、耐火纤维毡等；保温层应具有良好的保温性,常用材料有硅 藻土、.膨胀珍珠岩等；保护层可以用石棉沥青涂层或钢壳。 ②、钢架：用以保持炉型和支持炉墙、管子、顶盖、吊架、 扶梯、平台等各个系统。钢架是根据各种炉型，用不同的型钢焊 接而成。
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加热炉的余热回收系统
四、加热炉的余热回收系统 加热炉预热回收系统的作用主要是讲燃烧后的高温烟气 内的热量通过空气预热器将热量传递到燃烧所需要的空气上，
是的空气的温度升高，间接地提高了燃烧的效果，提高了燃 料燃烧后热量的利用效率，相当于节省了部分燃料，提高了 经济效益。
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•炼油厂延迟焦化车间设备工程师 管式加热炉基础知识
炼油厂延迟焦化车间
2016 年1月
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管式加热炉基础知识
一．管式加热炉的作用和特征
二．管式加热炉类型简介 三．管式加热炉的主要结构 四．加热炉的余热回收系统 五．管式加热炉的操作与维护
管式加热炉(29页)-精选文档
九、管式加热炉常见故障及处理方法
1、燃烧器故障，加热炉熄火；
2、炉管结焦介质流动阻力增大；
3、高温炉管金属腐蚀破裂；
4、低温受热面烟气露点腐蚀； 5、火焰或烟气冲刷造成衬里脱落。
什么是炉管结焦？
炉管结焦是炉管内的介质在超过一定温 度限后发生热裂解，变成游离碳，堆积到管 内壁上的现象。结焦使管壁温度急剧上升， 加剧了炉管的腐蚀和高温氧化，引起炉管鼓 包、破裂。
利用燃料在炉膛内燃烧产生的火焰和 高温烟气作为热源加热炉管中流动的物料， 使其发生化学反应或达到后续工艺要求的 温度。 加热炉的大小、能力通常用加热炉热 负荷表述。
一、常用管式加热炉的主要炉型
1、按外型分类四种： 箱式炉 立式炉 立式圆筒炉 大型方炉。 2、按用途分类四种： 反应炉 加热液体炉 气体加热炉 加热混相流体炉
七、常用燃烧器的种类及特点
燃烧器俗称火嘴，包括燃料喷嘴、配风 器和燃烧道三部分。 通常按所用燃料分为三种类型(P379) 1、燃气燃烧器 2、燃油燃烧器 3、油-气联合燃烧器
七、常用燃烧器的种类及特点
燃气燃烧器分以下几种：(P379) 无焰燃烧器--火焰冲刷并加热炉墙，通过炽热的 炉墙与炉管换热，避免了火焰直接冲刷炉管。 半预混式燃烧器--燃料气流吸入一次风形成预混 气体，通过二次风配合组织燃烧。燃烧效率更 高。 低压气体燃烧器—适用于燃料为低压气体的炉 子，以低压蒸汽吸入燃气和部分空气进行预混， 组织燃烧。
七、常用燃烧器的种类及特点
燃油燃烧器 采用雾化燃烧方式，由于雾化方式种类很多， 燃油燃烧器多种多样，技术关键是雾化良好并和空 气混合均匀。 内混式蒸汽雾化燃烧器是目前石化行业普遍使 用管式加热炉。该型燃烧器结构简单，易于加工， 雾化效果好，油孔不易堵塞；火嘴出口喷孔间有一 定夹角，雾化炬呈空心圆锥形，有利于与空气扩散 混合。
管式加热炉技术问答
管式加热炉技术问答一、专用术语定义1.什么叫管式加热炉？在石油化工厂装置内所用的加热炉，都是通过管子将油品或其他介质进行加热的。
为简化起见，通常称热炉或炉子。
2．什么叫自然通风加热炉?利用烟囱的抽力吸人燃烧空气，并将烟气排出的加热炉称为自然通风加热炉。
3．什么叫强制通风加热炉？燃料燃烧所需要的空气是用通风机送入，而烟气则通过烟囱抽力排出的加热炉称为强制通风加热炉。
4．什么叫负压加热炉?利用引风机排除烟气、维持炉内负压、吸入燃烧空气的加热炉称为负压加热炉。
5．什么叫抽力平衡加热炉?用通风机送人空气，并用引风机排出烟气的加热炉称为抽力平衡加热炉。
6．什么叫抽力?抽力是在加热炉内任一点测得烟气的负压值。
7．什么叫导热?导热是指由于物体各部分直接接触而发生的热量传递。
8．什么叫对流传热?对流传热是指借液体或气体质点互相变动位置的方法将热量自空间的一部分传到其他部分。
9．什么叫辐射传热？辐射传热是一种由电磁波来传播能量的过程。
10．什么叫加热炉的炉体？炉体是指加热炉外壳、砌砖体、耐火材料和保温材料，并包括保温钉在内的统称。
11．什么叫加热炉的辐射室？加热炉的辐射室是指在加热炉内，主要靠辐射作用将燃烧器发生的热量传给辐射盘管内油品的那一部分空间。
12．什么叫加热炉的炉顶？炉顶是指在加热炉辐射室内，正对炉底的平顶或斜顶部分。
13．什么叫加热炉的对流室？加热炉的对流室是指在加热炉内，主要靠对流作用将燃烧器发出的热量传给对流盘管内油品的那一部分空间。
14．什么叫加热炉的烟囱？烟囱是指用来向大气排放烟气的立式设备。
15．什么叫破风圈？破风圈是指设在钢烟囱上用以减少风振的部件。
16．什么叫壁板？壁板是指用于封闭加热炉的金属钢板。
17．什么叫烟气？烟气是指包括过剩空气在内的燃烧产物。
18．什么叫尾部烟道？尾部烟道是指收集对流室尾部的烟气，将其送入烟囱或外部烟道的封闭部件。
19．什么叫烟风道？烟风道是指供空气和烟气流动的通道。
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管式加热炉基础知识1什么叫燃烧？燃烧的基本条件是什么？答：燃烧是物质相互化合而伴随发光、发热的过程。
我们通常所说的燃烧是指可燃物与空气中的氧发生剧烈的化学反应。
可燃物燃烧时需要有一定的温度，可燃物开始燃烧时所需要的最低温度叫该物质的燃点或着火点。
物质燃烧的基本条件：一是可燃物，如燃料油、瓦斯等；二是要有助燃剂，如空气、氧气；三是要有明火或足够高的温度。
三者缺一就不能发生燃烧，这就是“燃烧三条件”或“燃烧三要素”。
2燃烧的主要化学反应是什么？燃烧产物中主要成份是什么？答：主要化学反应：C＋O2→CO2＋热量2H2＋O2→2H2O＋热量S＋O2→SO2＋热量燃烧产物（烟气）中主要成份：二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、水蒸汽（H2O）、氮气（N2）、多余的氧（O2）3什么是辐射传热、对流传热？答：辐射传热是一种由电磁波来传递能量的过程，所传递的能量叫做辐射能，辐射具有微粒性（光子）和波动性（电磁波）两重性质。
对流传热是液体或气体质点互相变动位置的方法将热量自空间的一部分传递到其他部分。
4什么叫管式加热炉？它有哪些特性？答：管式加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业中使用的工艺加热炉，它具有其它工业炉所没有的若干特点。
其基本特点：具有用耐火材料包围的燃烧室，利用燃料燃烧产生的热量将物质加热的一种设备。
管式加热炉特性：1）被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体或液体；2）加热方式为直接受火式；3）只烧液体或气体燃料；4）长周期连续运转，不间断操作。
5管式加热炉的工作原理是什么？答：管式加热炉的工作原理是：燃料在管式加热炉的辐射室(极少数在单独的燃烧室)内燃烧，释放出的热量主要通过辐射传热和对流传热传递给炉管，再经过传导传热和对流传热传递给被加热介质，这就是管式加热炉的工作原理。
6管式加热炉的主要特点是什么？答：与炼油装置的其他设备相比，管式加热炉的特殊性在于直接用火焰加热；与一般工业炉相比，管式加热炉的炉管承受高温、高压和介质腐蚀；与锅炉相比，管式加热炉内的介质不是水和蒸汽，而是易燃、易爆、易裂解、易结焦和腐蚀性较强的油和气，这就是管式加热炉的主要特点。
7管式加热炉主要由哪几部分组成？答：管式加热炉主要包括炉管、炉管连接件及支承件、钢结构、炉衬、余热回收系统、燃烧器、吹灰器、烟囱、烟囱挡板、各种蝶阀、门类（看火门、人孔门、防爆门、清扫孔门和装卸孔门等）和仪表接管（热电偶套管、测压管、灭火蒸汽管、氧分析仪接管和烟气采样口接管等）。
8管式加热炉是如何分类的？答：按功能可分为：加热型和加热—反应型两大类。
加热型管式炉：常压炉、减压炉、各种分馏塔进料加热炉、塔底重沸炉、焦化炉、重整炉和加氢炉等各种反应器（塔）进料加热炉；加热—反应型管式炉：制氢炉、乙烯裂解炉等。
按主要传热方式分为：纯对流炉、纯辐射炉、辐射-对流型炉和双面辐射炉。
按炉型可分为：圆筒炉、立式炉和大型箱式炉三大类。
9管式加热炉按所在装置分为哪几类？答：按所在装置分类见下表：表1 管式加热炉按所在装置分类10加热炉炉管内外受哪些腐蚀影响？答：1）炉管内介质的腐蚀：硫腐蚀、环烷酸腐蚀、氢损伤、氢加硫化氢腐蚀、连多硫酸腐蚀等；2）炉管管外介质腐蚀：高温部位的钒腐蚀和低温部位的露点腐蚀。
11什么叫硫腐蚀？硫腐蚀有哪些形态？答：硫含量在0.5%～1.5%之间的称为含硫原油，硫含量高于1.5%的称为高硫原油。
硫腐蚀主要取决于介质中含硫化物的种类、含量合稳定性。
参与腐蚀反应的有效硫化物含量（如H2S、单质硫、硫醇R-SH等活性硫），易分解为H2S的硫化物的含量越高，则对炉管的腐蚀性越强。
从腐蚀形态分，硫腐蚀可以分为均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂（SCC）、湿硫化氢引起的氢鼓泡（HB）、氢致开裂（HIC）、含硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）、应力导向氢致开裂（SOHIC）等。
12什么叫环烷酸腐蚀？答：环烷酸（R-COOH）为原油中各种酸的混合物。
其腐蚀形态为带锐角边的蚀坑和蚀槽。
腐蚀能力与温度密切相关。
220℃以下不发生腐蚀，以后随温度的上升腐蚀逐渐增加，在270℃～280℃之间腐蚀最大，温度再上升腐蚀又下降。
到350℃附近时腐蚀又急剧上升，400℃以上就没有腐蚀了。
此外，环烷酸的腐蚀与炉管内的介质流速有关，流速增加，腐蚀速率也增加。
13什么是氢损伤？答：炉前混氢的加氢炉和炉后混油的氢气加热炉炉管在高温高压下临氢操作，在此条件下氢气可分解为氢原子，氢原子的存在可引起炉管的氢损伤。
氢损伤有氢鼓泡、氢脆、表面脱碳和氢腐蚀（内部脱碳）等。
为了避免加氢炉管脱碳和微裂，可按纳尔逊曲线图选择炉管的材质。
14什么叫氢加硫化氢腐蚀？答：炉前混氢的加氢炉和炉后混油的氢气加热炉炉管炉管内，高温H2+H2S的腐蚀，比单独的硫化氢或氢的腐蚀更剧烈。
其反应为：Fe+H2S → FeS+H2。
一般介质内硫化氢的克分子数浓度大于0.1%时，已不宜再用低铬钼钢，而采用经固溶和稳定化处理的TP321或TP347炉管。
15什么叫多连硫酸腐蚀？答：连多硫酸（H2SxO6，x=3、4、5）在停工期间对奥氏体钢产生应力腐蚀开裂。
炉前混氢的加氢炉和炉后混油的氢气加热炉炉管在高温、高压、缺氧和缺水的干燥条件下运行，一般不会生成连多硫酸。
但运行期间要遭受H2+H2S的腐蚀，生成FeS，停工时与空气和水接触反应生成连多硫酸：FeS + H2O + O2→ H2SxO616什么叫钒腐蚀？答：钒在高温下（649℃以上）才对金属产生腐蚀，一般炉管外壁温度都在此温度以下，制氢转化炉管的外壁温度远超过此温度，但通常不烧燃油，因此炉管的钒腐蚀很少见，炉管支撑件的钒腐蚀是很常见的。
17什么叫烟气的露点腐蚀？答：燃料中的一些杂质氯化物、硫化物、氮化物、重金属(钒)等在燃烧过程生成HCL、CO2、SO2、SO3、NO x等气体，这些气体在炉低温部位冷凝产生酸性腐蚀，这种现象称为烟气的露点腐蚀。
烟气露点腐蚀的常见的部位有加热炉对流段、炉壁、空气预热器、管道盲肠等。
18防止烟气露点腐蚀的措施有哪些？答：1)采用清洁燃料；2)降低过剩空气系数；3)燃料充分燃烧；4)提高进料温度使管壁温度在露点温度之上(一般露点温度当燃料含硫大于2%取1500C,管内介质温度取1350C,面积足够的情况下烟气温度2200C.)；5)提高设备壳体壁温(加热炉90-1000C,FCC再生器1800C)；6)采用耐腐蚀材料:镍基合金:C-276、C-22、ND钢,含铜和铬合金,外涂覆(氟橡胶,搪瓷,高温涂料,喷不锈钢+涂料封闭等)；7)添加剂：中和/抑制生成硫酸,如MgO, Mg(OH)2.不仅中和硫,而且中和V5O2；8)炉壁用涂料保护；9)炉隔热衬里采用致密材料,防止烟气窜透；19加热炉为什么要分辐射室和对流室？答：1)加热炉的辐射室有两个作用：一是作燃烧室；二是将燃烧器喷出的火焰、高温烟气及炉墙的辐射传热通过炉管传给介质。
这种炉子主要是靠辐射室内的辐射传热，小部分靠对流室的对流传热，这只占整个传热的10％左右。
2)对流室的主要作用是：在对流室内的高温烟气以对流的方式将热量传给炉管内的介质。
在对流室内也有很小一部分烟气及炉墙的辐射传热。
如果一个加热炉只有辐射室而无对流室的话，则排烟温度提高，造成能源浪费，操作费用增加，经济效益降低，为此，在设计加热炉时，通常都要设置对流室，以便能充分回收烟气中的热量。
20辐射室和对流室的热负荷是如何分配的？答：辐射对流型的加热炉热负荷分配如下。
1）筒形立管式加热炉：对流段采用钉头管或翅片管时，辐射占70％～80％，对流占20％～30％。
对流段采用非钉头管或翅片管时，辐射占70％～75％，对流占25％～30％。
2) 卧管立式炉：辐射占70％－75％，对流占25％－30%。
21什么叫圆筒炉？圆筒炉有什么特点？答：顾名思义，辐射室为圆筒形的管式炉叫圆筒炉，对流室和烟囱布置在辐射室的上部，燃烧室布置在炉底，向上烧火。
辐射室炉管排列有立管和螺旋两种，对流室炉管一般是水平布置的。
圆筒炉结构简单，制造安装方便，投资少，占地少。
适用于中小负荷的管式炉，一般25MW以下的炉子优先选用圆筒炉。
22什么是卧管立式炉？它有哪些特点？答：立式炉的辐射室为较窄长的矩形，燃烧器布置在炉底，向上烧火。
一般在辐射室的上部切出斜肩，避免烟气流产生死角，这种炉型称为卧管立式炉。
它的优点在于火焰和烟气流向与炉管垂直相交，便于将高温、介质易裂解和易结焦的炉管避开炉内高温区，因此特别适用润滑油型减压炉、于焦化炉、沥青炉等。
23什么是大型箱式炉？答：大型箱式炉是适应管式炉热负荷的大型化而产生的。
其辐射室的外形为箱状六面体。
辐射炉管可水平布置，但大多是立式布置，也有U形或门形布置的。
燃烧器布置有炉底向上烧火、炉顶向下烧火或端（侧）墙对烧等三种。
其最大的特点是充分的利用炉膛空间，并按“积木组合式”放大，因此特别适用于大型炉。
图1 圆筒炉图2 立式炉图3 箱式炉图4 圆筒炉图5 立式炉图6 箱式炉24炉型选择的原则是什么？答：1）热负荷小于1MW时，宜采用纯辐射圆筒炉；2）热负荷在1～30MW时，一般选用辐射—对流型圆筒炉；3）热负大于30MW时，一般选用立式炉或箱式炉；4）管内介质易裂解、易结焦，或产品品质要求高而需避免介质局部过热和裂解时，应选用卧管（水平管）底烧炉型；5）管内含固体颗粒时，应选用卧管立式炉或螺旋管圆筒炉；6）管内介质为气—液两相流时，易选用卧管炉；7）炉管材料价格昂贵，或因允许压降小，或介质停留时间短而要求缩短炉管总长度时，宜选用单排管双面辐射炉；8）介质体积流量特别大，允许压降又特别小时，宜选用集合管连接、多路并联的门型管或U型管炉型。
25常用的炉管连接件和炉管支承件有哪些？答：常用的炉管连接件有急弯弯头、铸造弯头、回弯头、集合管、尾管、法兰等；常用的炉管支承件有管板、管架(如图7)、吊钩、拉钩等炉内支承件，和固定支座、活动支座、弹簧吊架等炉外支承件。
26管式加热炉的炉衬有哪几种结构？答：现代管式加热炉常用的炉衬有三种结构：砖结构、衬里（浇注料）结构和耐火纤维结构等。
图7 炉管支撑件图8 空气预热系统27管式加热炉的余热回收系统包括哪些方面？答：包括余热锅炉、空气预热器、鼓风机、引风机、烟风道及其调节和截断用蝶阀等,如图8所示。
28什么叫燃烧器？燃烧器的组成和种类有哪些？答：燃烧器是一种将燃料和空气按照所需混合比和流速在湍流条件下集中送入炉内，确保和维持点火及燃烧条件的部件。
燃烧器通常由燃料喷嘴、配风器和燃烧道三个部分组成。
燃烧器的种类有燃油燃烧器、燃气燃烧器和油-气联合燃烧器。
29选用燃烧器的一般原则是什么？答：考虑到管式炉的燃料来源，工艺要求和炉型特点，选用燃烧器时注意下列各点：1)燃烧器应与燃料特点相适应；2)燃烧器应满足管式炉的工艺需求；3)燃烧器应与炉型配合；4)燃烧器应满足节能和环保要求。