管式加热炉第三节管式加热炉概述PPT

4.通风系统
作用：将空气引入加热炉中 将烟气排放出炉体 高空排放减少地面污染
利用外部气体输送机械鼓风
强制通风
分类：
一般炉膛内微正压
利用烟囱产生抽力实现引入空气
自然通风 和排除烟气
炉膛内负压
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3.2 加热炉的一般结构
4.通风系统
烟囱挡板：调节烟气排出量和空气入炉量
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3.2 加热炉的一般结构
5.余热回收系统
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4.全炉热效率η
❖炉子传递给被加热物料的 有效热量与燃料完全燃烧 所放出的总热量之比
❖小型炉效率约在70～80%， 大型炉效率约在90%左右
❖此值越高，完成相同任务 所消耗的燃料越少
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5.管内冷介质流速和全炉压降
❖ 将20℃情况下，被加热介质在炉管内的流速称为冷 介质流速
❖ 常压炉的全炉压降一般为0.686～1.47MPa(7～ 15at)
纯对流式加热炉
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3.3.2 斜顶炉
比方箱炉减少了 死角，炉管表面热强 度略有提高，应用范 围比放箱炉广，至今 在中、小化工厂中还 有采用。
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1 火嘴 2 3，4 顶部排管
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油 品 出 口
油
气 体 通
品 进 口
往பைடு நூலகம்
烟
囱
4 2
5 1
5,6 底部排管 7 对流室
有斜拱顶的双室炉
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3.3.3 立式炉
❖ 减压炉的全炉压降一般为0.294～0.588MPa(3～ 6at)
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3.5 管式加热炉的主要部件 3.5.1 炉体 3.5.2 炉管系统 3.5.3 燃烧器
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3.5.1 炉体
⒈炉墙
炉墙结构
炉墙
耐火层
保温层 （隔热层）
耐火砖 耐火混凝土 陶瓷纤维衬里 珍珠岩 硅藻土
保护层
钢板
普通砖
〈60~80℃
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3.2 加热炉的一般结构
2.对流室
位于辐射室的上部 主要传热方式：对流 传热份额：20～30% 增加加热炉热效率的 主要部位
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3.2 加热炉的一般结构
3.燃烧器（火嘴）
燃料在其中燃烧放出 热量 决定炉子性能的部件 多个火嘴应注意分布 合理性 圆筒炉中应杜绝两个 火嘴出现
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3.2 加热炉的一般结构
第3节 管式加热炉概述
3.1 管式加热炉在石油加工和石油化 工中的重要性
3.2 加热炉的一般结构 3.3 管式加热炉的分类 3.4 加热炉的主要工艺指标 3.5 管式加热炉的主要部件
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3.1 管式加热炉在石油加工和石油化 工中的重要性
3.1.1 管式加热炉的定义 3.1.2 管式炉的特性-必要性
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3.1.1 管式加热炉的定义
❖ 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，加热炉管内流动的介质 ❖ 使之达到工艺规定温度的单元设备
燃烧的必要条件： 可燃物、助燃剂、必要的温度
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3.1.2 管式加热炉的必要性
⒈加热温度高、传热速率快
❖火焰温度1000℃以上，其他加热设备难觅； ❖传热速率快；
❖ 卧管立式炉 ❖ 立管立式炉
❖ 无焰燃烧炉
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特点：
①火焰垂直向上，与烟气流动方向相同，连成片 状燃烧，传热比较均匀；
②烟气向下流动的对流室改为向上抽风式，阻力 损失小，大大降低了烟囱高度，切无需在炉体外 另行建设；
③取消炉顶吊挂，使结构简化，造价降低。
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3.3.4 圆筒炉
❖ 有反射锥的圆筒炉 ❖ 无反射锥的圆筒炉 ❖ 大型圆筒炉
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1.全炉热负荷Q
❖ 炉子单位时间内传给被加热物料的总热量 以Q表示
❖ 单位为kJ/h或W、MW ❖ Q值越大，炉子的生产能力也越大
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2.炉膛体积热强度qV
❖指单位时间单位炉膛体积所传递的热量 ❖单位为：kJ/(m3·h)或W/m3 ❖此值越大，完成相同任务所需的炉子越紧凑 ❖一般情况下控制在3kW/m3左右，不易过大
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3.1.2 管式加热炉的必要性
⒉是整个石油加工和石油化工过程中能耗 最大的设备之一
❖原油处理量的3～15%要被作为燃料烧掉 ❖比值随着原油的加工深度的加深而增加 ❖常减压炉每天就要烧掉10万元左右的燃料 ❖处理量250万吨/a的炼厂炉子每天就要烧掉25万 元左右的燃料
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3.1.2 管式加热炉的必要性
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⒉钢架
❖ 钢架的作用在于保持炉形和支撑炉子各系统 ❖ 足够的强度，结构简单 ❖ 节省钢材，便于操作和检修
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3.5.2 炉管系统
⒈辐射炉管 ⒉对流炉管 ⒊炉管连接件
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⒈辐射炉管
a.炉管材质的选择
❖ 传热性能好； ❖ 在一般管壁厚度下，具有较高的机械强度；耐腐蚀； ❖ 能够实现长时间安全运转的要求； ❖ 10#、20#优质钢、Cr5Mo、1Cr18Ni9Ti合金钢等； ❖ 其中以20#优质钢应用较多。
❖ 按传热方式分：纯对流炉、辐射炉、对流辐射炉 ❖ 按燃烧方式分：火炬式、无焰燃烧炉 ❖ 按炉型分：箱式炉、立式炉、圆筒炉
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3.3.1 箱式炉
优点：操作和维修简单； 可使用低质量的燃料油；
缺点：钢材耗量多；占地面积 大；造价较高；炉管受 热不均；靠近火墙顶部 的炉管因局部过热易烧 毁；需在炉外另设烟囱 等。
⒊是控制运转周期及自动化程度的关键设备
❖高温下的温度测量问题 ❖燃料燃烧情况的控制 ❖燃料燃烧情况和风门开度之间的关系复杂
❖“三高一低”（高处理量、高质量、高效率和低 能耗）及“长周期安全运转”
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3.2 加热炉的一般结构
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3.2 加热炉的一般结构
1.辐射室（炉膛）
位于加热炉的底部 主要传热方式：辐射 传热份额：70～80% 加热炉的主要部位
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3.3.4 圆筒炉
炼厂使 用 较多
优点：结构简单紧凑，占地面积小， 金属耗量少，便于建造维修；
缺点：炉管沿长度受热不均， 炉管表面热强度不高， 对流室较小，热效率低。
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3.4 加热炉的主要工艺指标
❖ 全炉热负荷Q ❖ 炉膛体积热强度qV ❖ 炉管表面热强度qA ❖ 全炉热效率η ❖ 管内冷介质流速和全炉压降
作用：回收出对流室烟气中高品位热量， 提高炉子热效率 空气预热器
分类： 废热锅炉
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3.3 管式加热炉的分类
3.3.1 箱式炉 3.3.2 斜顶炉 3.3.3 立式炉 3.3.4 圆筒炉
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分类：
❖ 按用途分：纯加热炉、加热反应炉 纯加热炉如常压炉、减压炉、催化裂化炉 加热反应炉如裂解炉和焦化炉
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3.炉管表面热强度qA
❖单位面积（按炉管外径计算）炉管，单位时间内所传 递的热量；单位为：kW/m2
❖可分为辐射炉管表面热强度和对流炉管表面热强度
❖钉头管或翅片管的对流表面热强度习惯上仍然使用管 外表面面积（即πdoL），而不计算钉头或翅片本身 的表面面积
❖此值越大，完成相同的传热任务所需的传热面越小