加热炉选修
加热炉学习
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，保证生产正常进行。
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高，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，炉子热效率的高低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，大量实践表明，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，加热炉设计选型的好坏，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1.2.1管式加热炉的分类管式炉的类型很多，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，同时还应保证有一定的停留时间进行裂解或焦化反应。
按炉内进行传热的主要方式分类，管式炉有：纯对流式、辐射-对流式和辐射式。
加热炉试卷及答案
铜陵学院2010 -2011学年第二学期《加热炉》考试试卷（A）（适用班级：09材控）一、名词解释（10分，每题2分）1. 回火：2. 有焰燃烧：3. 气体的黑度：4. 荷重软化温度：5. 推料比：二、填空题(30分，每空1分)1、厚煤层燃烧的主要化学反应式有、、和等。
2、一般加热炉由以下几部分组成、、、、、余热利用装置等。
3、金属加热缺陷主要包括、、和。
4、钢在压力加工前和热处理时的加热制度，按炉内温度的变化，可分为加热制度、加热制度、加热制度和多段式加热制度。
5、耐材按耐火度可分为、和。
6、耐火混凝土的组成主要包括、和。
7、炉墙分为和；炉顶分为和。
8、热传递的三种方式是：、、。
某些低温热处理炉，以主要传热方式，以较弱。
三、简答题(30分，每题6分)1. 提高炉子热效率降低燃耗的途径有哪些？2. 怎样改变火焰的长度，怎样改善煤气与空气的混合条件？3. 什么是速度边界层和热边界层，如何提高对流换热系数α？4.请写出下图中符号所表示含意。
5.钢在加热炉内加热时，有哪些因素会影响到钢的氧化？针对这些因素采取什么措施减轻氧化？四、计算题(30分，每题10分)1. 烟囱直径d＝0.9m，烟气质量流量G＝18000Kg/h，烟气密度ρ＝0.6Kg/m3，外界大气密度ρ‘＝1.3Kg/m3，烟囱摩擦阻力系数λ＝0.04，为要保证烟囱底部有100Pa的负压，烟囱至少应有多高？2、试求通过某加热炉壁的单位面积向外散失的传导热量，已知炉壁为粘土砖，厚300毫米，壁内侧面温度为1200℃，外侧面为100℃，如果换用轻质粘土砖作为炉壁其它条件不变，问此时将减少散热损失多少？（粘土砖：λ均=0.70 + 0.00064t均；轻质粘土砖：λ均= 0.23+ 0.000233t均）3、加热炉在出料时需要打开路门，炉气的温度为1200℃，炉气黑度ε＝0.4，炉门面积为10m2，通过炉门每秒钟的辐射热损失是多少？折合成标准燃料是多少公斤？〔标准燃料发热量为29270 Kj/Kg，C0＝5.67W/(m2·K4)〕铜陵学院2010 -2011学年第二学期《加热炉》考试试卷(B)（适用班级：09材控）一、名词解释（每小题3分，共15分）1、无焰燃烧：2、脱火：3、气体的黑度：4、荷重软化点：5、边界层：二、填空题（将适当的内容填入题中的划线处。
加热炉选择题无
加热炉选择题无加热炉选择题一、选择题1．在工业生产中，能对物料进行热加工，并使其发生物理或化学变化的加热设备称为（AB ）A、炉B、窑C、罐D、塔2．加热炉按热源划分可分为：（ABCD ）A、燃煤炉B、燃油炉C、燃气炉D、油气混合燃烧炉3．加热炉按炉温分可分为：（BCD ）A、高中温混合炉B、高温炉（>1000℃）C、中温炉（650~1000℃）D、低温炉（<650℃）4．工业炉的使用中烘炉主要有（ACD）过程A、除自然水B、日常维护期C、除去结晶水D、恒温过程5．油气混合燃烧管式加热炉开车时，要先对炉膛进行（A ）。
并先烧（B），再烧（C ）。
而停车时，应先停（C ），后停（ B ）A、蒸汽吹扫B、燃料气C、燃料油D、燃料煤6．油-气混合燃烧管式加热炉的主要结构包括（ABCD ）A、辐射室（炉膛）B、对流室C、燃烧器D、通风系统7．在加热炉稳定运行时，炉出口工艺物料的温度应保持在（D ）A、200℃B、3000℃C、4000℃D、420℃8．本单元工艺物料温度TIC106，有两种控制方案其一是（A ），其二是（B ）。
A、直接通过控制燃烧气体流量调节B、与燃料油压力调节器PIC109构成串级控制回路C、与炉膛温度TI104构成串级D、与炉膛内压力构成前馈控制9．本流程中为保证安全正常运行共设有（C ）个联锁。
A、1B、5C、3D、610．在点火失败后，应做（ B ）工作A、烘炉B、吹扫C、清洗D、热态开车11．燃料气压力低主要现象是（ABD ）A、燃料气分液罐压力低B、炉膛温度降低C、炉出口温度升高D、燃料气流量急剧增大12．燃料气带液的主要现象有（BD）A、产生联锁B、炉膛和炉出口温度降低C、燃料气流量增大D、燃料气分液罐液位上升13．需要紧急停车的事故有（A ）A、燃料油火嘴堵B、燃料气压力低C、雾化蒸汽压力低D、泵P101A停14．产生连锁的事故有（C ）。
A、炉管破裂B、燃料油带水C、雾化蒸汽压力低D、燃料油火嘴堵15．开车中，当加热炉温度升至（ C ）时，开始恒温热紧。
加热炉培训资料资料
加热炉的定义与分类
火焰炉的工作原理是燃料在炉膛内燃烧产生热量，通过辐射和对流将热量传递给物料，使其达到所需的温度。
电热炉则是利用电能转换成热能来加热物料，微波加热炉则是利用微波的振荡使物料中的分子产生摩擦而产生热量。
加热炉的工作原理
加热炉的主要参数包括温度、压力、时间、炉型、加热面积等。
温度是加热过程中最重要的参数之一，直接影响物料的加热效果；压力则是在密闭的炉膛内产生的，与物料的沸点有关；时间则是保证物料充分加热的必要条件；炉型和加热面积则会影响物料的受热均匀性和热效率。
高效燃烧技术
采用先进的燃烧器设计和燃料预处理技术，提高燃烧效率，减少能源浪费。
烟气排放标准
加热炉排放的烟气应符合国家或地区环保标准，采用低氮氧化物、低硫氧化物、低粉尘等环保型加热炉。
加热炉环保标准与措施
噪音控制
加热炉运行过程中应尽量降低噪音对周边环境的影响，可采取加装消声器、减振装置等措施。
废弃物处理
加热炉在这些领域中的应用对设备的精度和可靠性要求较高。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
其他领域的应用包括航空航天、汽车制造、建材等。
THANKS
感谢观看
紧急停炉
03
检查热元件
定期检查加热炉的热元件，确保其完好无损。发现损坏应及时更换。
加热炉日常维护保养
01
清洁炉体
定期清理炉内的积灰和杂质，保持加热炉的传热效果和正常运行。
02
检查密封性
经常检查加热炉的密封件，及时更换损坏的密封件，以防泄漏。
加热炉常见故障及排除
当加热炉无法接通电源时，需要检查电源线路和开关是否正常。
加热炉使用的燃料应尽可能选择清洁能源，减少废弃物产生，同时对产生的废弃物应进行合理处理，防止污染环境。
加热炉课程设计说明书
⑨计算金属热焓值
当t1均＝610℃时，查表得cp= 0.5887 kJ/(kg.℃)
所以，i预=610×0.5887 = 359kJ/kg；Δi预=359-20×0.4773=349.6kJ/kg
注：与假设所得Δi预相差很小，故计算正确，不必重新校核，i预=610×0.5887 = 359kJ/kg。
4总加热时间
5单位加热时间
符合连续加热炉加热中碳钢时间要求。
2.4
1.炉子长度计算
①有效炉长：
②预热段长度：
③加热段双面加热长度：
④加热段单面加热长度：
⑤炉子总长：L总=L效+A=28517+1600=30117mm
2．炉门数量和尺寸确定
①进料炉门：炉门宽度B进= B=3.132m；炉门高度H进=3×0.11=0.330m；进料炉门数量：1个（炉尾端部）。
3．耐火材料和尺寸确定
本炉采用砌砖结构：拱顶（60度拱顶）：加热段用一级硅砖300mm+硅藻土砖120mm；预热段用一级粘土砖300mm+硅藻土砖120mm；炉墙用一级粘土砖348mm+硅藻土砖120mm；
4．炉底水管布置及规格确定
①纵水管：最大中心距 ,取a实=1600mm；根数n=3132/1600=1.96，取n=2根；纵水管规格Ф121×20mm(横水管中心距b=2320mm条件下)。
②由k=0.977可计算天然气湿成分，计算结果列入下表
成分
CH4
C2H6
C3H8
H2
CO
CO2
N2
H2O
总和
天然气（%）
88.55
1.57
加热炉设计说明书
内蒙古科技大学80t/h推钢式连续加热炉课程设计说明书学号姓名班级指导老师：目录一、设计内容∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3二、设计资料和参数∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3三、加热炉炉型选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3四、设计计算∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4（一）燃料燃烧计算∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4（二）钢坯加热时间的计算∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5 2.1预热段加热时间的计算∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5 2.2加热段加热时间计算∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙8 2.3均热段加热时间计算∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 10（三）炉子尺寸的决定与有关的几个指标∙∙∙∙∙∙∙∙∙10（四）炉子热平衡与燃料消耗量∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 12 4.1均热段的热平衡∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙12 4.2加热段的热平衡∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙164.3预热段的热平衡∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙18(五)燃烧系统的设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙23五、设计心得∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙23六、参考文献∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙24一、设计内容1.选择合理的炉型结构；2.燃料燃烧计算，包括理论空气需要量、实际空气需要量、燃烧产物量，理论燃烧温度的温度等；3.钢坯加热时间计算，分为三个计算段，分别进行计算；4.炉子基本尺寸的确定，包括炉膛宽度、炉膛高度、炉体长度、各段长度的确定等；5.热平衡计算及燃料消耗量的确定；6.撰写设计说明说；7.画加热炉的构造图。
二、设计资料和参数1.加热炉为推钢式连续加热炉；2.炉子生产率：80t/h ；3.进出料方式：端进端出4.空气预热温度：T 空＝400℃5.被加热金属：1）钢坯尺寸：180×180×3300mm ；2）钢坯种类：普通碳钢3）钢坯入炉表面温度：t 始表=20℃3）钢坯出炉表面温度：t 终表=1200℃4）经过预热段以后钢坯表面温度：t 预表=650℃5）进入均热段时钢坯表面温度：t 表=1250℃ 6.燃料：1）燃料种类：高焦炉混合煤气，Q 低＝1600千卡/标米3 2）烟气出炉温度：t 气＝800℃ 3）烟气进入预热段温度：t 气＝1400℃4）烟气在预热段平均温度：-t 均气均热＝1275℃5）高焦炉混合煤气（湿成分）：煤气种类CO CO 2 H 2 CH 4 C m Hn O 2 N 2 H 2O 合计 体积分数/% 22.39.813.85.50.40.245.72.3100三、加热炉炉型选择轧钢生产连续性较大，加热钢坯的品种也比较稳定，并且数量也比较大，故决定采用连续加热炉，钢坯断面尺寸为180mm ×180mm ×3300mm ，故决定采用上下两面加热，并且采用三段的炉温制度以保证钢坯加热质量和较高的生产率。
人教版选修(1-2)《课题研究：家庭中的热机》word教案
课题研究：家庭中的热机教学目标：1. 通过活动，认识到做功是改变物体内能的一种方式，是机械能能向内能的转化过程。
2. 通过观察、分析内能转化为机械能的过程，知道热机的工作原理。
3. 借助模型或多媒体，了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程。
4. 通过阅读"化石燃料的燃烧和环境保护"一文，认识燃烧排放物对环境的影响。
教学重点、难点：重点：做功可以改变物体的内能，汽油机的工作原理，热值难点：做功可以改变物体的内能，热值教学过程（教与学双方活动设计、教具、学具、器材、板书设计）1、复习提问有关上一节课的内容2、要求各小组学生进行一项调查，现在和以前家庭中所使用的燃料是什么？一个月大约要用多少？对调查的结果进行分析，可以得到什么结论？学生回答:学生分组开展调查并讨论，得出大概的结论：从木柴、煤炭到煤气等，燃料的消耗量越来越低，不同的燃料放出热量的多少不同活动一："比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量"师：要求学生讨论如何验证"不同燃料放热不同"，怎么开展探究实验生：思考实验器材、变量的控制和实验方法师：教师演示活动12.7（酒精的浓度要选择高一些的效果更好，纸片可以裁成纸条形状，逐个少量添加到燃烧皿中使其充分燃烧）生：观察并进一步得出结论：质量相同的酒精与碎纸片燃烧后，酒精放出的热量比碎纸片多师：进一步提醒，分析比较时对燃烧的程度有没有要求？生：完善结论：质量相等的不同燃料，完全燃烧所放出的热量一般不同师：热值的概念，物理含义以及计算公式生：学会查燃料的热值表并可以进行有关燃料燃烧放热的简单计算活动二：阅读"化石燃料的燃烧和环境保护"认识燃烧排放物对环境的影响，初步认识能源与人类生存和社会发展的关系▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚 =^_^= 成就梦想▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌▃▄▅▆▇██■▓点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生▃▄▅▆▇██■▓。
加热炉培训资料资料
第二部分 管式加热炉简介
4、 结 构 形 式
管式加热炉由辐射室、对流室、烟囱、烟囱 挡板操纵机构、对流室梯子平台、转油线、 燃烧器、吹灰器等组成（具体见管式加热炉 结构示意图 ）。主要部件有炉管、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、人孔门等。管式加热 炉的特点是：结构紧凑、可减少炉膛容积、 占地面积小、耗用钢材少；烟气流向合理， 烟囱不很高，沿炉截面热分布均匀。其各部 分组成说明如下：
钉头管 与
翅片管
第二部分 管式加热炉简介
第二部分 管式加热炉简介
5、 系 统 组 成
6、设计参数一览表
编号
项目
1
额定热负荷
2
被加热介质
3
介质额定流量
4
介质最小流量
5
介质入炉温度
6
介质出炉温度
7
炉管设计压力
8
压降
9
燃料
10
燃料油耗量
11
燃料气耗量
12
排烟温度
13
热效率
第二部分 管式加热炉简介
兰州首站 5000kW
第二部分 管式加热炉简介
管式加热炉工作原理示意图
第二部分 管式加热炉简介
2、性能特点
结构合理紧凑，传热效率高，露天安装，全天候运行。使 用操作简单，运行费用低。
优化热工工艺方案，采用多项节能技术，热效率设定适当， 当热负荷小于4MW，热效率η≥85%，当热负荷大于4MW， 热效率η≥90%。
传热结构布置与热工参数确定合理，传热均匀，确保管内 介质物性不受损伤，炉管使用寿命长。
第二部分 管式加热炉简介
9、氮气灭火系统
•氮气灭火系统由氮气储罐及减压阀、灭火电磁阀、过滤 器等装置组成。氮气储存于储罐中，经出口管线上的减 压阀、电磁阀、过滤器等部件，分为几路通往加热炉炉 膛内，加热炉在运行过程中，如发现异常情况（如排烟 温度过高报警），炉控系统将对制氮系统电磁阀发出信 号，通过加热炉的电磁阀将打开，进行灭火操作。 •氮气灭火系统管线上各个接头全部采用法兰连接形式， 能有效地避免氮气的大量泄露，延长氮气的使用时间。
加热炉教学大纲
加热炉教学大纲《加热炉》教学大纲一、课程性质和任务加热炉是材料工程专业的专业的一门重要的主干技术专业课，通过课堂教学、实验，使学生掌握热工基础的基本概念、基本理论及其运算方法；熟悉热力设备、装置和循环等实际应用知识，为今后从事工程实践、解决生产实际问题及学习新的科学技术奠定坚实的基础。
加热炉是一门实践性应用性较强的技术基础课，随着科学技术的发展，加热炉技术已得到了快速的完善和发展。
二、教学基本要求本课程的目标和任务，是使考生通过学习对加热炉有比较全面的了解，能够初步分析和解决加热炉热工方面的理论和实践问题，掌握加热炉的基本操作、维护、检修技能和常见事故处理方法。
课程基本要求如下：(l）掌握加热炉的基本组成及其各部分的作用：熟悉燃料供应系统、供风系统、排烟系统及冷却系统的组成及结构；了解加热炉余热利用设备的工作原理。
(2）了解金属压力加工企业常用燃料的主要性能和用途；掌握燃烧计算的基本方法；初步掌握对燃料燃烧过程的操作控制及燃烧方法的应用。
(3）了解有关加热炉气体力学的基本概念、基本原理和计算方法；掌握炉内外测点的选择方法及常用温度、压力、流量测量仪器的使用和维护。
(4）能够正确分析炉内的传热过程，理解三种传热方式的基本概念及基本定律，了解传热量的计算方法。
(5）了解金属的加热工艺制度；熟悉炉子热平衡表的编制目的与根据；了解编制炉子热平衡表的方法，能提出降低炉子燃耗、提高炉子热效率的途径。
(6）熟悉耐火材料的分类及常用耐火材料的组成、基本性能及应用领域。
(7）熟悉常用加热炉的炉型特点以及使用、维护与维修知识。
三、教学内容第一章加热炉的基本结构教学目标：通过本章的学习，学生应掌握加热炉的基本组成及其各部分的作用：熟悉燃料供应系统、供风系统、排烟系统及冷却系统的组成及结构；了解加热炉余热利用设备的工作原理。
具有使用和维护加热炉的主要设备及使用和维护加热炉的烧嘴和阀门的能力。
教学重点与难点：（一）炉膛与炉衬（次重点）理解：加热炉的炉墙、炉顶、炉底、炉子基础、钢结构、炉门、观察孔及出渣们的结构及组成。
加热炉培训教材
加热炉培训教材第一章加热原理一、钢加热的目的1.提高钢的塑性，以降低钢在热加工时的变形抗力，从而减少轧制中轧辊的磨损盒断辊等机械设备事故。
2.使坯料内外温度均匀，以避免由于温度应力过大造成成品的严重缺陷或废品。
3.改善金属的结晶组织或消除加工时所形成的内应力。
总之，钢的加热对于钢材的质量、产量、能耗以及机械寿命等都有直接关系。
二、钢的加热工艺：1.钢的加热工艺包括：1)加热温度2)加热速度3)加热时间4)炉温制度5)炉内气氛1.1 钢的加热速度：加热时间内，钢在加热时的温度变化叫钢的加热速度。
（单位：℃/h或℃/min、mm/min）1.2钢的加热制度：钢在加热炉内加热升温的温度变化过程叫钢的加热制度。
1)加热制度考虑的因素：●钢种●坯料尺寸●装炉方式（冷装/热装）●炉膛结构●坯料在炉内的布置方式（单、双排，推钢、步进梁式、辊底式等）2)加热制度从炉型分为：●一段式●二段式●三段式●多段式三、钢的加热缺陷1.钢的加热缺陷包括：●钢的氧化●脱碳●过热、过烧●加热温度不均匀2.预防加热缺陷的措施2.1 钢的氧化1)定义：钢在加热炉内加热时，钢的表面同炉气中的CO2、H2O、O2、SO2发生反应，生成氧化铁皮的过程叫钢的氧化。
2)生成的氧化铁皮即所说烧损，通常为0.5~3%。
氧化铁皮结构示3)影响氧化的因素：加热温度、加热时间、炉气成分、钢的成分等。
●加热温度的影响：在850~900℃以下时，钢的氧化速度很小；当达1000℃以上时，钢的氧化速度急剧增加。
●加热时间的影响：在相同条件下，加热时间愈长则钢的氧化层愈厚。
●炉气成分的影响：火焰中的炉气成分决定与燃料成分、空气消耗系数、完全燃烧成都等。
炉气成分对氧化的影响很大。
按照对钢氧化的效应把炉气分为：氧化性气氛、中性气氛和还原性气氛。
●钢的成分的影响：对于碳钢随其含炭量的增加钢的烧损量有所下降。
合金元素如Cr、Si、Mn、Al等本身即已被氧化成相应的氧化物，但由于这些氧化物组织结构十分致密稳定，可进一步阻止钢的氧化。
加热炉课程设计.doc
第一章设计原始条件及表格汇总1.1原始条件炉子产量140000kg G h =，钢坯规格为22022012000mm ⨯⨯，单重为4530㎏，加热温度201250C C ，许加热终了时钢坯断面温度差30C ，钢种为普碳钢。
用发热量为2150千卡/时的高焦炉煤气为燃料。
确定炉子的尺寸和燃料消耗量。
1.2计算结果表格汇总1． 燃烧计算kcal kcalkcal5．热平衡计算及燃料消耗量的决定第二章设计计算2.1炉子结构计算2.1.1空气量及燃烧生成量计算解：采用上下加热步进梁式加热炉，钢坯中心距取320mm ，炉宽定为12800mm 。
按三段式温度制度。
炉膛高度在预热段为1800mm ，加热段为2200mm ，均热锻为1500mm 。
用平焰烧嘴， 1.1α=。
高焦炉煤气的成分：完全燃烧时理论空气量 024 4.84(0.520.5 3.5)100m n L H CH CO C H =+++4.84(0.50.09297.10.50.01 3.50.54)100=⨯+⨯+⨯+⨯⨯ 2.12=过量空气系数 1.1α=实际供给空气量 0 1.1 2.02 1.122n L L α=⨯=⨯=烟气生成量 2221.9n c o N O V V V V =++=烟气中生成量 224(2)0.010.288CO m n V CO CO CH C H =+++⨯=烟气中生成量 22(78)0.012.183N n V N L =+⨯= 烟气中生成量烟气中生成量 24222(230.0128)0.010.484H O m n n V CH C H H H S H OL =+++++⨯=烟气中生成量 200.2067(1)0.2O V L α=-=由以上得： 20.048CO P = 20.17H O P = 2.1.2炉高的确定钢坯出炉的表面温度＝1250C钢坯入炉的表面温度＝20C经过预热段以后钢坯的表面温度＝650C进入均热锻时钢坯的表面温度＝1350C烟气出炉的温度＝850C烟气进入预热段的温度＝1400C烟气在均热中的最高温度＝1350C烟气在均热锻中的平均温度＝1275CH 效＝3(0.05)10A B t +⨯气 H 效—炉子的有效长度B —炉宽t 气—炉气温度A —系数（1）预热段高度311(0.50.0512.8)14001015961796H H mm δ=+⨯⨯⨯=+=取 1800mm （2）加热段3322(0.05)10(0.680.0512.8)145010191419142002214H A B t mm H δ=+⨯=+⨯⨯⨯=+=+=气取 2200mm （3）均热锻333(0.05)10(0.50.0512.8)1275101453.5H A B t mm =+⨯=+⨯⨯⨯=气取1500mm2.1.3、炉内各段面积 1.炉膛的内表面积2()y F H B L =+（1）预热段2()2(1.812.8)29.2y y y y F H B L L L =+=⨯+=（2）加热段2()2(2.212.8)30.0j j j j F H B L L L =+=⨯+=（3）均热锻2()2(1.512.8)28.6jr jr jr jr F H B L L L =+=⨯+=2．气层的有效厚度1( 3.6)HBLS F = （1）预热段1.812.83.62.8429.2yy yL S m L ⨯==（2）加热段2.212.83.63.3830.0jj jL S m L ⨯==（3）均热锻1.512.83.62.4228.6jrjr jrL S m L ⨯==2.1.4炉气黑度 220CO H O e e e β=+ 预热段20.12 2.840.341CO y P S =⨯= 20.16 2.840.454H O y P S =⨯=加热段20.12 3.380.4056CO j P S =⨯= 20.16 3.380.5408H O j P S =⨯=均热锻20.12 2.420.2904CO jr P S =⨯= 20.16 2.420.3872H O jr P S =⨯=预热段温度800C 00.15 1.080.250.42e =+⨯=预热段温度1280C 00.141.080.1560.308e =+⨯= 加热段温度1280C 00.141.080.210.363e =+⨯= 加热段温度1330C 00.13 1.080.190.33e =+⨯=均热锻温度1330C 00.121.080.170.31e =+⨯= 均热锻温度1270C 00.141.080.180.336e =+⨯=2.1.5综合辐射系数()0201201204.881e e c e r e =+-砌体对钢坯的角度系数 预热段()1210.819F a r F +==金壁（ 取0.45α=） 加热锻()1210.80F a r F +==金壁（ 取 0.45α=） 均热锻()1210.837F a r F +==金壁（ 取 0.45α=）钢坯黑度20.8e = 预热段温度800C()012 4.880.420.81.830.420.81910.42C ⨯⨯==+-预热段温度1280C()012 4.880.3080.81.370.3080.81910.308C ⨯⨯==+-加热段温度 1280C()012 4.880.3630.81.620.3630.8010.0.363C ⨯⨯==+-加热段温度 1330C()012 4.880.330.81.490.330.8010.33C ⨯⨯==+-均热锻温度 1330C()012 4.880.310.81.360.310.83710.31C ⨯⨯==+-均热锻温度 1270C()012 4.880.3360.81.430.3360.83710.336C ⨯⨯==+-预热段和加热段交界处取平均值0120.5(1.37 1.62) 1.49C =+=加热段和均热锻交界处取平均值0120.5(1.49 1.36) 1.43C =+=2.1.6炉长炉宽的确定 最大生产率: 220000kg G h = 预选炉底强度: 395P =2kg m h⋅加热面积:2220000557395xi G f m P ===又12.81xi xi f l =⨯⨯ 有55743.612.8xi f m == 有效长度44m =炉宽的确定：B ＝钢坯的长度2C + 即有1220.412.8B m =+⨯= 取 12.8m 求炉长及加热时间要求每小时加热的钢坯的钢坯数为30.9根，炉内放置的钢坯数为44000320137=根，则钢坯加热的时间131730.9 4.43t h == 2.1.7计算炉温制度和燃料消耗量将方坯看成截面积与之相等的圆坯，则圆坯的计算半径：0.1242r m ==在加热段完了时钢坯的温差为20C ，则加热段终了时钢坯的平均温度为：12500.5201240z jp t C =-⨯=。
加热炉教材erfectteachingmaterial
材料成型与控制专业加热炉杨意萍山东工业职业学院杨意萍材料成型与控制专业山东工业职业学院目录1 加热炉的基本组成 (4)1.1炉膛与炉衬 (4)1.2加热炉的冷却系统 (7)1.3燃料的供应系统、供风系统和排烟系统 (13)1.4燃烧装置 (15)1.5余热利用设备 (21)1.6常见的阀门 (24)2 连续式加热炉 (28)2.1推钢式连续加热炉 (28)2.2步进式连续加热炉 (35)2.3高效蓄热式加热炉 (39)3 金属的加热工艺 (43)3.1加热的目的及要求 (43)3.2加热缺陷的预防与处理 (43)3.3加热工艺 (48)4.连续加热炉的操作与维护 (53)4.1炉子的干燥与烘炉 (53)4.2装出炉操作 (57)4.3看火操作 (65)4.4烧钢操作的优化 (73)4.5炉况的分析判断 (77)4.6煤气的安全使用 (81)4.7汽化冷却系统操作 (85)4.8加热炉的日常维护 (91)4.9加热炉的检修 (96)5 加热炉技术经济性能指标 (99)5.1炉子的生产率 (99)5.2炉子热平衡和燃料消耗量 (101)5.3加热炉的节能 (102)6 加热炉的热工仪表与自动控制 (105)6.1测温仪表 (105)6.2测压仪表 (110)6.3流量测量仪表 (111)6.4加热炉的计算机自动控制 (112)1 加热炉的基本组成加热炉是一个复杂的热工设备，它由以下几个基本部分构成：炉膛与炉衬、燃料系统、供风系统、排烟系统、冷却系统、余热利用装置、装出料设备、检测及调节装置、电子计算机控制系统等。
1.1 炉膛与炉衬炉膛是由炉墙、炉顶和炉底围成的空间，是对钢坯进行加热的地方。
炉墙、炉顶和炉底通称为炉衬，炉衬是加热炉的一个关键技术条件。
在加热炉的运行过程中，不仅要求炉衬能够在高温和荷载条件下保持足够的强度和稳定性，要求炉衬能够耐受炉气的冲刷和炉渣的侵蚀，而且要求有足够的绝热保温和气密性能。
加热炉综合知识培训
辐射传热:物体间依靠电磁波互相辐射传导热量的方式叫辐射传 热。辐射传热无需中间介质。
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加热炉的传热方式
加热炉内的传热：
热量从炉膛到炉管 外壁：辐射传热+对 流传热
配风口: 使空气与燃料良好混合并形成稳定而符合要求的 火焰形状。尤其是在火焰根部必须保证有足够的 空气供应，以避免燃料受热时因缺氧而裂解，产 生黑烟。
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燃料喷咀、配风口和燃烧道
燃烧道： 在火焰根部设置一段燃烧道，不但能使火焰根部基本
上不散热，而且耐火材料蓄积的热量还能提供辐射热源， 使火焰根部温度升高，加速燃料的蒸发和着火，有助于 形成稳定的燃烧。 能约束空气，迫使空气与燃料混合而不致散溢于炉膛 中。自然通风或低压鼓风式燃烧器，空气功能小，穿透 能力弱，燃烧道对空气的约束作用更显得重要。 与配风器一起使气流形成理想的流型。配风器提供的气 流流型，往往要与燃烧道配合才能实现。实际上燃烧道 是配风口不可分割的部分。
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加热炉主要部件
衬里部件：快速夹---和L型保温钉配合使用
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加热炉主要部件
衬里部件：保温钉 保温钉的型式：L型、V型、Y型 保温钉型式的选择：根据耐火材料要求选择 L型保温钉：多用于纤维平铺毯、纤维喷涂、纤维模
块 V型保温钉：多用于纤维可塑料、浇注料、纤维喷
平铺毯直衬里搭接
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阴角衬里结构
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加热炉主要部件
常见衬里型式：平铺毯结构
模块二-加热炉第二章讲义
第二章
• ②化学清洗 •
管式加热炉节能途径与措施
化学清洗利用清洗液的湿润、渗透、乳化、分散和剥离性能，将污 垢从炉管表面清除干净。其过程由清洗设备将清洗液输送到对流段 顶部，由上而下喷淋到对流段炉管表面，在对流段下部安装一个接 液槽，将清洗液导出炉体。
• 在清洗过程中，如何保护好炉内对流段、辐射段衬里不被清洗液淋 湿，是炉管清洗中一个较为关键的技术步骤。如果对流段、辐射段 衬里被淋湿、浸泡或冲坏，加热炉开工后，可能出现炉衬脱落、裂 纹等现象，将影响加热炉正常运行，严重时需停炉抢修。因此，清 洗中要有炉衬的保护措施。
• 下面分别介绍这两种对流管积灰的清洗方法和注意事项：
• ①干冰清洗
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第二章
管式加热炉节能途径与措施
• 干冰是CO2的固态存在形式，CO2常态下是一种无色无味的 气体。在－78℃低温时，CO2以固体形式存在，在常压下 ，固体CO2直接升华，没有液化过程。 • 干冰清洗又称冷喷。其工作原理是以压缩空气作为动力和 载体，以干冰颗粒为加速粒子，通过专用的喷射清洗机喷 射到被清洗物体表面，利用高速运动的固体干冰颗粒的动 量变化、升华、熔化等能量转换，使被清洗物体表面的污 垢、油污、残留杂质等迅速冷冻、凝结、脆化、被剥离， 同时随气流清除。该方法不会对被清洗物体表面，特别是 金属表面造成任何伤害，也不会影响金属表面光洁度。
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第二章
管式加热炉节能途径与措施
• 过剩空气系数太大不仅仅使热效率降低，还有其他许多有 害之处，例如加速炉管和炉内构件的氧化、提高S02向S03 的转化率从而加剧低温露点腐蚀等等。 • 合理地控制过剩空气系数，对提高管式加热炉的热效率是 很重要的。通常采取的措施是，检测烟气中的一氧化碳含 量，来控制烟道供风挡板或燃烧空气入炉量，使管式加热 炉处于最佳的燃烧状态，从而使燃料耗量减少。
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一、项目概要加热炉是将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加热设备。
被广泛应用于油气集输系统中，将原油、天然气及其井产物加热至工艺所要求的温度，以便进行输送、沉降、分离、脱水和初加工等工艺。
根据我国石油工业在新世纪的发展规划要求，积极推动石油工业加热炉标准化工作向着市场化、国际化的方向发展，开展加热炉企业标准的研究。
在站场用加热炉设计、使用和管理经验的基础上，结合加热炉的特点，从统一技术要求、优化设计、保证质量、安全、环保和人身健康等方面出发，制定站场用加热炉设计、制造、安装、使用、管理、检修、修理和改造等的相关规范，提高加热炉设计、制造、管理水平。
同时，在前述研究的基础上，根据国家质检总局锅炉局的要求和全国压力容器标委会管道分技术委员会的建议，编制站场用加热炉企业标准文本，确保加热炉的安全经济运行，促进油气生产及输送工艺的发展，保护员工人身和国家财产安全，便于相关部门的监督检查，做好加热炉的标准化工作，为我国石油工业的发展做出新的贡献。
主要内容：加热炉的结构及传热分析加热炉效率影响因素分析强化传热（提高加热炉效率措施）二、国内外技术现状及立项的必要性1 加热炉的作用、特点及要求石油工业站场用加热炉是加热原油、天然气、水及混合物等介质的专用设备，按结构型式一般分为火筒式加热炉和管式加热炉，它对整个站场的工艺、产品质量、安全、能耗及操作周期等起着支配作用。
站场用加热炉与其它行业的加热炉相比，有许多特点：单台热负荷小，一般不超过4000kW；被加热介质流量大，要求压力降小；被加热介质温升小，一般为30℃左右；介质在炉内不产生相变；操作条件不稳定，热负荷波动较大；连续运行、操作及检修条件差；同一型号加热炉使用数量多；燃料为原油或天然气。
在油气生产中，加热炉的基本要求如下：（1）生产效率高。
在保证质量的前提下，燃料加热速度越快越好，这样可以提高加热炉的生产效率，减少炉子座数或缩小炉子尺寸。
快速加热还能降低金属的烧损和单位燃料消耗，节约维护费用。
（2）加热质量好。
加热时介质出炉温度需符合工艺要求，防止局部过热出现结焦、结炭或爆炸危险。
（3）燃料消耗低。
站场用加热炉的能量消耗有10～15％消耗于炉子上，节省的燃料对降低单位成本和节约能源都有重要意义。
（4）炉子寿命长。
由于高温作用、机械磨损和腐蚀等因素的综合作用，炉子不可避免会有损坏，必须定期对炉子进行检修，应尽可能延长炉之的使用寿命，降低修护费用。
（5）劳动条件好。
要求炉子的机械化及自动化程度高，操作条件好，安全卫生，对环境无污染。
以上是对加热炉的总的基本要求，在加热炉用于油气田具体环节时，需要注意工作介质和工作环境，以及提高生产率、提高加热质量和降低燃料消耗量等各项指标之间的关系，这些因素通常是统一的，但有时则有主有次。
例如，一些加热炉过去强调有较高的效率，但随着能源问题的突出，则更多的着眼于节能降耗，而适当降低炉子的热负荷等参数。
2 加热炉的现状及研发方向我国“七五”以来，经过对在用加热炉进行测试筛选、新炉型研制、标准规范的制定及定型系列设计，加热炉的设计水平有较大提高。
对加热炉进行定型系列设计后，热效率为80％～90％，比原有加热炉效率提高了20％～25％，耗钢量减少了10％～20％。
水套加热炉耗钢量小于11kg/kW，管式炉耗钢量小于13kg/kW，燃烧器及附机基本匹配。
但耗钢量和机电一体化程度与国外同类设备相比还存在一定差距，燃烧器在强化燃烧和标准化、系列化方面还要做工作。
根据西南油田地面工程设备发展规划，油田地面设备筛选开发要以节能降耗为中心，以配套为重点，以提高设备的成套水平和系统效率为目的，大力推广定型系列设计做好基础工作，开发研制油气水系统中关键设备，突出解决高含水老油田设备的技术改造和稠油、低渗透、凝析油油田设备配套定型及沙漠、滩海油田设备的橇装化、系列化和机电一体化，使油田地面工设备技术水平再上一个台阶。
对于加热炉应开展的主要工作集中在以下两方面：（1）修改加热炉定型系列设计，使其附机、附件与加热炉定型设计合理匹配，达到强化传热的目的，使加热炉整体效率再提高3％～5％，耗钢量再降低10％～15％；（2）对加热炉炉体的强化传热、加热炉燃烧器的强化燃烧和炉体的散热损失加强研究，以提高加热炉的热效率。
3 加热炉标准化程度1983年我国颁布的国家标准（GB3935.1-83）中对“标准”的定义是：“标准是对重复性事物和概念所做的统一规定。
它以科学、技术和实践经验和综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。
”。
1983年国际标准化组织发布的ISO第二号指南（第四版）对“标准”的重新定义是：“由有关各方根据科学技术成就与先进经验，共同合作起草，一致或基本上同意的技术规范或其它公开文件，其目的在于促进最佳的公众利益，并由标准化团体批准。
”在2000年发布的GB/T1.1-2000中将标准定义为：“为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或共结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特性文件。
该文件经协商一致制定并经一个公认机构的批准。
（标准应以科学、技术和经验的综合成果为基础，以促进最佳社会效益为目的。
”。
石油工业标委会根据石油工业发展需要，在加热炉方面的主要技术标准如下：SY0031-95 石油工业用加热炉安全规程SY5261-91 火筒式加热炉受压元件强度计算方法SY/T0404-98 加热炉工程施工及验收规范SY/T0419-97 油田专用水套加热炉制造、安装及验收规范SY/T0469-98 石油建设工程质量检验评定标准：油田钢制容器及加热炉制作SY/T0538-94 管式加热炉技术条件SY/T0539-94 管式加热炉设计技术规定SY/T0540-94 石油工业加热炉型式与基本参数SY/T5262-2000 火筒式加热炉技术规范SY/T6381-1998 加热炉热工测定纵观这些标准，均是加热炉某一方面或几个方面的，缺乏系统完善的标准体系，随着技术的进步，以及国内的能源发展战略和油田站场用加热炉发展的需要，需要进一步对原有标准进行修订完善和补充，形成系列标准，提高加热炉设计、制造、管理水平和标准化程度。
4 标准化发展趋势（1）加强加热炉国际化战略的宣传。
目前，由于宣传力度不够，部分单位对石油工业实施国际标准化战略的认识还不到位。
需要加大宣传石油工业国际标准化战略的力度，提高对标准化工作的认识。
（2）提高技术标准的国际接轨程度。
根据国家标管委制定的“国家标准采用国际标准计划”和油标委制定的“行业标准采用国外先进标准计划”，要努力完成技术标准制修订任务。
（3）抓紧行业标准“双语版”的制定工作。
要按照“整合、提高、国际化”的思路，做好“双语版”行业标准的制定工作，提高翻译质量和水平，缩短编制周期，积极将加热炉技术标准推上国际市场。
（4）加强技术标准的宣贯和发行工作。
制定技术标准的目的在于运用。
只有技术标准得到运用，才能发挥作用，取得效益。
而技术标准的发行和宣贯工作，是技术标准运用工作的重要环节，做好技术标准的发行工作十分重要。
（5）以信息化推动技术标准的国际化。
建立加热炉标准化信息网络，尽快实现技术标准的申报、编制、征求意见、投票、报批信息化，技术标准文本。
三、攻关目标、主要研究内容及关键技术1 主要研究内容在系统调查分析长庆油田加热炉应用现状及国内外加热炉有关标准的基础上，结合加热炉发展需要和标准化发展趋势，开展长庆油田水套加热技术的相关研究，编制水套加热的设计、制造的企业标准。
主要研究内容如下：（1）加热理论研究。
包括加热炉传热分析、强度计算等；（2）长庆油田水套加热技术怎样实施最优研究；（3）加热元件优化研究；（4）仪表和控制技术研究；（5）安全运行与管理技术研究；（6）防腐、保温研究；（7）在上述各种基础研究基础上，编制出适合长庆油气田站场水套加热的设计、制造标准。
2 技术关键（1）目前国内外站场用加热炉相关标准的比较研究；（2）长庆油田水套加热技术怎样实施最优研究；（3）加热元件优化研究；（4）编制出适合长庆油气田站场水套加热的设计、制造标准；加热炉串级控制系统2加热炉串级控制系统分析2.1加热炉串级控制系统的描述加热炉温度控制系统如图1所示，原料在加热管中从入口到出口过程中被加热到指定的温度。
该系统从燃油燃烧到原料出口温度有三个容量环节：炉膛、管壁和被加热的原料。
加热炉控制系统图如图2-1所示。
图2-1 加热炉温度控制系统图2-1中，T 1T 是原料温度传感器，T 1C 是原料温度控制器；T 2T 是炉膛温度传感器，T 1C 是炉膛温度控制器。
在上述系统中，中间被控变量是炉膛温度；操纵变量是燃料油的流量。
系统的基本扰动来自两个方面，一是原料侧的扰动及负荷扰动，二是燃烧侧的扰动，诸如燃油压力、配风量等。
由于该系统容量滞后较大，如采用以原料出口温度为被控量的单回路控制系统，当燃料侧扰动产生时，系统不能立即感知，直至经过较大的容量滞后反映到原料温度发生改变时，系统控制作用才开始反应，但为时已晚。
同样，控制器的动作必须经过较大容积滞后才能开始对输出的改变进行调整。
这样感知慢、调整慢，控制系统的品质不可能很高。
对于负荷侧的扰动，虽然感知较早，但是控制过程较慢。
为此可增设炉膛温度作为另一个被控参量，构成一个如图1所示的串级控制系统。
2.1加热炉串级控制系统的原理框图由加热炉串级控制系统可得系统的原理框图，如图2-2所示。
原料出口图2-2 串级控制系统的原理框图3加热炉串级控制系统的设计与分析3.1串级控制系统性能分析在系统结构上，串级控制系统有两个闭合回路：主回路和副回路，主副调节器串联工作；主调节器输出作副调节器设定值。
系统通过副调节器输出控制执行器动作，实现对参数的设定控制。
串级控制系统的主回路是定值控制系统，副回路是随动控制系统，通过协调工作使主参数能够准确地控制在工艺规定范围之内。
串级控制系统中，由于引入了副回路，不仅能迅速克服作用于副回路内的干扰，也能加速克服主回路的干扰。
副回路具有先调、粗调、快调的特点；主回路具有后调、细调、慢调的特点。
加热炉串级控制系统的主要性能特点为：⑴副控回路具有快速性，能够有效地克服进入副控回路的二次干扰；⑵副控制回路起到了改善对象动态特性的作用，可以加大主控制器的增益，提高系统的工作频率；⑶由于副控制回路的存在，使串级系统的自适应能力增强。
从以上串级控制的特点来看，副控制回路给控制系统带来了一系列优点，因此串级控制可应用于抑制控制系统的扰动，克服对象的纯滞后，减少对象的非线性影响，完全适用于加热炉控制系统。
3.2主、副回路的设计串级系统对二次扰动的抑制效果最好，所以副回路应包含尽可能多的扰动，特别是把变化最剧烈、幅值最大最频繁的主要扰动包括在副回路内。