加热炉基础知识0906教材
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1.2 加热炉的一般结构
• 辐射室炉墙由耐热层、隔热层和保护层组 成。耐热层除能耐高温，还有再辐射性能， 能将吸收的热量再辐射给炉膛。耐热层有 耐火砖砌筑和耐火衬里两类。尤其是陶瓷 涂料耐火衬里，不仅耐高温、耐振动、有 良好的绝热性，而且辐射系数高，增加了 辐射能力。
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1.2 加热炉的一般结构
• 无反射锥的辐射对流型（图1-21）：最广 泛的炉型，制造简单，造价低，放大后炉 膛显得空。
14
圆筒炉
• 优点：
– 炉管自由悬挂或支撑，可自由伸缩，不受自重 的弯曲应力影响；
– 管架可安装在炉膛顶的低温处或炉膛外，无需 耐高温管架材料；
– 火焰与炉管距离相等，同一水平面受热均匀； – 占地面积少；容易建设，省投资； – 配件少；外表面积小，热损失小。
• 1.4.1热负荷
– 加热炉单位时间内向管内介质传递热量的能力 称为热负荷，一般用MW为单位。它表示加热 炉生产能力的大小。
– 加热炉热效率在设计负荷下一般达到最高值， 无论降低还是增加负荷，炉子热效率都会降低。
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1.4 加热炉的主要技术指标
• 1.4.1热负荷
Q=WF[eIv+(1-e)IL-Ii]+Q0 Q —加热炉计算总热负荷， kJ/h ； WF—管内介质流量，kg/h e —管内介质在炉出口的汽化率，% Iv —炉出口温度下介质气相热焓，kJ/kg IL —炉出口温度下介质液相热焓，kJ/kg Ii —炉入口温度下介质液相热焓，kJ/kg Q0 —其他热负荷， kJ/h
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圆筒炉
• 缺点：
– 竖直立管不易清焦； – 存在气液分层问题； – 热效率不如立式炉高。
16
大型方炉：
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大型方炉
• 两排炉管把炉膛分成若干小间，每间设置 一或两个大容量高强燃烧器。对流室放到 地面，可几台炉公用对流室。
• 节省占地，便于回收余热，实现炉群集中 排烟，减少大气污染。
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1.4 加热炉的主要技术指标
工艺加热炉基础知识
吉林石化公司炼油厂 姜利强
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主要内容
• 1 加热炉结构和主要技术指标 • 2 加热炉有关参数介绍
2
1 加热炉结构和主要指标
• 1.1概述 – 一个设备，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（固体或流体）加热，这样的 设备叫做“炉子”。工业上有各种各样的炉子，如冶 金炉、热处理炉、窑炉、焚烧炉和蒸汽锅炉等。 – “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，管式加热炉的特征是： – 1）被加热物质在管内流动，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易爆的烃类物质， 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。
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1.4 加热炉的主要技术指标
• 1.4.3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里燃料燃烧所发出 的热量，一般用kW/m3为单位。 gv＝ BQl V
gv：炉膛体积发热强度，kW/m3； B：燃料用量，kg/s； Ql：燃料低热值，kJ/kg燃料； V：炉膛体积，m3。
焦化装置使用 ），催化重整装置多使用环形管立式炉 （图1-13/14）。立管立式炉（图1-15），无焰燃烧炉 （图1-16）
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立式炉
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圆筒炉：
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圆筒炉：
• 纯辐射式圆筒炉（图1-18、19）：热负荷 非常小，简单便宜。
• 有反射锥的辐射对流型（图1-20）：反射 锥增加炉膛内反射面积，改善受热均匀性， 但反射锥易损坏，造价高。
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1.4 加热炉的主要技术指标
• 1.4.3炉膛体积发热强度
– 炉膛大小对燃料燃烧的稳定性有影响，如果炉 膛体积过小，则燃烧空间不够，火焰容易舔到 炉管和管架上，炉膛温度也高，不利于长周期 安全运行，因此炉膛体积发热强度不允许过大， 一般控制在燃油时小于125 kW/m3，燃气时小 于165 kW/m3。
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1.3 加热炉的种类
• 加热炉按外形大致分为：箱式炉、立式炉、圆筒 炉、大型方炉。这种划分法是按辐射室的外观形 状，而与对流室无关。
• 加热炉按用途分为：炉管内进行化学反应的炉子、
加热液体的炉子、加热气体的炉子和加热 气、液混相流体的炉子。
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1.3 加热炉的种类
箱式炉：
10
• 立式炉：由较早的方箱炉发展改进而来。 • 底烧横管式（图1-11），附墙火焰式（图1-12）（加氢、
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1.2 加热炉的一ຫໍສະໝຸດ Baidu结构
• 余热回收系统是从离开对流室的烟气中进一步回 收余热的部分。回收方法分为两类，一类采用空 气预热方式回收热量；另一类是采用余热锅炉回 收热量。
• 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。
• 其它的附件设备包括炉壳体、钢结构支撑、耐火 衬里、管板箱、火嘴风门、烟囱、挡板、空气预 热器、鼓风机或引风机、仪表、燃料和物料的管 线和阀门，吹扫蒸汽接口等。
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1.4 加热炉的主要技术指标
• 1.4.2炉膛温度
– 炉膛温度指烟气离开辐射室进入对流室时的温 度。加热炉的炉膛温度不能太高，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高，容 易使炉管结焦和烧坏。此外，进人对流室的烟 气温度也会过高，对流管易烧坏。因此，炉膛 温度是确保加热炉长周期安全运转的一个重要 指标。
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4
1.2 加热炉的一般结构
• 工艺加热炉一般由辐射室、对流室、燃烧器、余 热回收系统以及通风系统五部分组成。
• 辐射室也称为炉膛，包括燃烧器和风道，炉管和 炉管支撑，耐火衬里等，传热方式主要是热辐射， 全炉热负荷的70%~80%是由辐射室担负的，是全 炉最重要的部分。由于火焰温度很高（可达15001800℃），故不能直接冲刷炉管。火焰离炉管远， 辐射传热量小，所以应尽量减小炉膛体积，节省 投资。
• 对流室包括遮蔽管，对流管，耐火衬里， 管线支撑和挂钩，主要传热方式是对流。 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，为了尽量提高传热效果，对流室多 采用钉头管和翘片管。
• 燃烧器产生热量，是炉子的重要组成部分。 要使火焰不冲刷炉管并实现低氧完全燃烧。
1.2 加热炉的一般结构
• 辐射室炉墙由耐热层、隔热层和保护层组 成。耐热层除能耐高温，还有再辐射性能， 能将吸收的热量再辐射给炉膛。耐热层有 耐火砖砌筑和耐火衬里两类。尤其是陶瓷 涂料耐火衬里，不仅耐高温、耐振动、有 良好的绝热性，而且辐射系数高，增加了 辐射能力。
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1.2 加热炉的一般结构
• 无反射锥的辐射对流型（图1-21）：最广 泛的炉型，制造简单，造价低，放大后炉 膛显得空。
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圆筒炉
• 优点：
– 炉管自由悬挂或支撑，可自由伸缩，不受自重 的弯曲应力影响；
– 管架可安装在炉膛顶的低温处或炉膛外，无需 耐高温管架材料；
– 火焰与炉管距离相等，同一水平面受热均匀； – 占地面积少；容易建设，省投资； – 配件少；外表面积小，热损失小。
• 1.4.1热负荷
– 加热炉单位时间内向管内介质传递热量的能力 称为热负荷，一般用MW为单位。它表示加热 炉生产能力的大小。
– 加热炉热效率在设计负荷下一般达到最高值， 无论降低还是增加负荷，炉子热效率都会降低。
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1.4 加热炉的主要技术指标
• 1.4.1热负荷
Q=WF[eIv+(1-e)IL-Ii]+Q0 Q —加热炉计算总热负荷， kJ/h ； WF—管内介质流量，kg/h e —管内介质在炉出口的汽化率，% Iv —炉出口温度下介质气相热焓，kJ/kg IL —炉出口温度下介质液相热焓，kJ/kg Ii —炉入口温度下介质液相热焓，kJ/kg Q0 —其他热负荷， kJ/h
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圆筒炉
• 缺点：
– 竖直立管不易清焦； – 存在气液分层问题； – 热效率不如立式炉高。
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大型方炉：
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大型方炉
• 两排炉管把炉膛分成若干小间，每间设置 一或两个大容量高强燃烧器。对流室放到 地面，可几台炉公用对流室。
• 节省占地，便于回收余热，实现炉群集中 排烟，减少大气污染。
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1.4 加热炉的主要技术指标
工艺加热炉基础知识
吉林石化公司炼油厂 姜利强
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主要内容
• 1 加热炉结构和主要技术指标 • 2 加热炉有关参数介绍
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1 加热炉结构和主要指标
• 1.1概述 – 一个设备，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（固体或流体）加热，这样的 设备叫做“炉子”。工业上有各种各样的炉子，如冶 金炉、热处理炉、窑炉、焚烧炉和蒸汽锅炉等。 – “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，管式加热炉的特征是： – 1）被加热物质在管内流动，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易爆的烃类物质， 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。
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1.4 加热炉的主要技术指标
• 1.4.3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里燃料燃烧所发出 的热量，一般用kW/m3为单位。 gv＝ BQl V
gv：炉膛体积发热强度，kW/m3； B：燃料用量，kg/s； Ql：燃料低热值，kJ/kg燃料； V：炉膛体积，m3。
焦化装置使用 ），催化重整装置多使用环形管立式炉 （图1-13/14）。立管立式炉（图1-15），无焰燃烧炉 （图1-16）
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立式炉
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圆筒炉：
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圆筒炉：
• 纯辐射式圆筒炉（图1-18、19）：热负荷 非常小，简单便宜。
• 有反射锥的辐射对流型（图1-20）：反射 锥增加炉膛内反射面积，改善受热均匀性， 但反射锥易损坏，造价高。
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1.4 加热炉的主要技术指标
• 1.4.3炉膛体积发热强度
– 炉膛大小对燃料燃烧的稳定性有影响，如果炉 膛体积过小，则燃烧空间不够，火焰容易舔到 炉管和管架上，炉膛温度也高，不利于长周期 安全运行，因此炉膛体积发热强度不允许过大， 一般控制在燃油时小于125 kW/m3，燃气时小 于165 kW/m3。
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1.3 加热炉的种类
• 加热炉按外形大致分为：箱式炉、立式炉、圆筒 炉、大型方炉。这种划分法是按辐射室的外观形 状，而与对流室无关。
• 加热炉按用途分为：炉管内进行化学反应的炉子、
加热液体的炉子、加热气体的炉子和加热 气、液混相流体的炉子。
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1.3 加热炉的种类
箱式炉：
10
• 立式炉：由较早的方箱炉发展改进而来。 • 底烧横管式（图1-11），附墙火焰式（图1-12）（加氢、
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1.2 加热炉的一ຫໍສະໝຸດ Baidu结构
• 余热回收系统是从离开对流室的烟气中进一步回 收余热的部分。回收方法分为两类，一类采用空 气预热方式回收热量；另一类是采用余热锅炉回 收热量。
• 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。
• 其它的附件设备包括炉壳体、钢结构支撑、耐火 衬里、管板箱、火嘴风门、烟囱、挡板、空气预 热器、鼓风机或引风机、仪表、燃料和物料的管 线和阀门，吹扫蒸汽接口等。
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1.4 加热炉的主要技术指标
• 1.4.2炉膛温度
– 炉膛温度指烟气离开辐射室进入对流室时的温 度。加热炉的炉膛温度不能太高，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高，容 易使炉管结焦和烧坏。此外，进人对流室的烟 气温度也会过高，对流管易烧坏。因此，炉膛 温度是确保加热炉长周期安全运转的一个重要 指标。
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1.2 加热炉的一般结构
• 工艺加热炉一般由辐射室、对流室、燃烧器、余 热回收系统以及通风系统五部分组成。
• 辐射室也称为炉膛，包括燃烧器和风道，炉管和 炉管支撑，耐火衬里等，传热方式主要是热辐射， 全炉热负荷的70%~80%是由辐射室担负的，是全 炉最重要的部分。由于火焰温度很高（可达15001800℃），故不能直接冲刷炉管。火焰离炉管远， 辐射传热量小，所以应尽量减小炉膛体积，节省 投资。
• 对流室包括遮蔽管，对流管，耐火衬里， 管线支撑和挂钩，主要传热方式是对流。 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，为了尽量提高传热效果，对流室多 采用钉头管和翘片管。
• 燃烧器产生热量，是炉子的重要组成部分。 要使火焰不冲刷炉管并实现低氧完全燃烧。