管式加热炉燃烧器简介
管式炉概述
五、炉衬及耐火隔热材料
●炉衬结构—砖结构、衬里（浇注料、可塑料）、 陶瓷纤维结构、复合结构
●炉衬材料选择—热面温度、温度裕量、耐火隔热 材料的分类温度或等级温度、烟气的腐蚀性
●炉衬厚度计算
●炉墙外壁温度—SH/T3036规定：环境温度27℃， 无风条件下，外壁温度不高于80℃。
-10-
六、钢结构
-3-
二、特殊性和重要性
2.1特殊性 与石油化工装置中的其它设备相比，管式炉的特殊
性在于直接火焰加热，即是直接见火设备；与一 般工业炉相比，管式炉的盘管要承受高温、高压 和介质腐蚀；与锅炉相比，管式炉盘管内的介质 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。这些就是石油化工管 式炉的特殊性。
-4-
2.2重要性
管式炉在石油化工装置中的地位之所以重要，在于它是 主要的热能供应设备，同时也是节能的关键设备；其 基建投资占有相当高的比例；它是主要的污染源，也 就是解决环保问题的主要对象。
管式炉的燃料消耗占装置能耗的比例，管式炉投资占装 置投资的比例如下：
常减压 焦 化 连续重整 柴油加氢 制 氢 能耗比例 % 82～92 ~90 ~80 ~30 工程费 % 10～17 10～12 12～16 6～8 20～25
简化的热效率反平衡表达式 ： η＝(1-q1-q2-q3)×100%
η-加热炉热效率 q1 –排烟损失占总供热的比值，是排烟温度和过剩空气系
数的函数 q2 –不完全燃烧损失占总供热的比值 q3 –散热损失占总供热的比值
-14-
7.2.1降低排烟温度以减少排烟损失
⑴ 减小末端温差 ⑵ 将需要加热的低温介质引入对流室末端。 ⑶采用各种空气预热器以预热空气 ⑷采用烟气余热锅炉以发生蒸汽 ⑸除灰除垢，保证管式炉长期高热效率运转 7.2.2降低过剩空气系数以减少排烟损失 7.2.3减少不完全燃烧损失 7.2.4减少散热损失 -15-
第一讲管式加热炉
炉管辐射表面热强度qR
15.7 10 2 qR 31345 W /m 0.21914.0 52
6
对流钉头管表面热强度qC
4.65106 2 qC 22833 W /m 0.219 3.7 80
管内质量流速GF
GF
3600 4
45000 (0.219 0.20)
横管大型箱式烧器和炉管交 错排列，单排管双面辐射，管子沿整个圆 周上的热分布要比单面辐射均匀的多。 • 燃烧器顶烧，对流室和烟囱放在地面上。
• 它的缺点是炉子体积大，造价很高，用于 单纯加热不经济。 • 目前在合成氨厂用它作为大型烃蒸汽转化 炉型，运转良好。
• 空气预热方式又有直接安装在对流室上面 的固定式空气预热器和单独放在地上的回 转式空气预热器等种类。
• 固定管式空气预热器由于低温腐蚀和积灰， 不能长期保持太高的效率，它的优点是同 炉体结合成一体，设计制造比较简单，适 合于回收热量不大时选用。
• 废热锅炉一般多采用强制式循环方式，尽 量放到对流室顶部。
BQl gv V
式中 gv—炉膛体积发热强度，kW/m3；
B—燃料用量，kg/s；
Ql—燃料的低位热值，kJ/kg或kJ/m3；
V—炉膛或辐射室体积，m3。
• 炉膛大小对燃料的稳定性有影响，如果炉 膛体积过小，燃烧空间不够，火焰舔到炉 管和管架上，炉膛温度也高，不利于长期 安全运行，因此炉膛体积热强度不允许过 大，一般控制在：
钉头式对流炉管
翅片式对流炉管
3、余热回收系统
• 余热回收系统是从离开对流室的烟气进一 步回收余热的部分。回收方法分两类。
• 一类是靠余热燃烧用空气来回收热量，这 些热量再次返回炉中。 • 另一类是采用同炉子完全无关的其他流体 回收热量。 • 前者称为“空气预热式”，后者因为常常 使用水回收，被称为“废热锅炉”。
加热炉燃烧器工作原理
加热炉燃烧器工作原理
加热炉燃烧器是将燃料和空气混合并点燃以产生热能的关键设备。
其工作原理可以简要概括为以下几个步骤：
1. 燃料供给：首先，燃料（如天然气、液化石油气等）从燃料管道进入到燃烧器内部。
在进入燃烧器之前，燃料通常会经过过滤、减压等处理。
2. 空气供给：同时，空气也通过通风管道进入到燃烧器内部。
为了保证燃烧效率和安全性，通常会通过空气调节装置来控制和调整空气的流量和压力。
3. 燃料与空气混合：在燃烧器内部，燃料和空气经过流量控制装置的调节，然后在混合室中进行充分混合。
通常情况下，空气流量要稍微多于理论所需，以确保燃烧过程中的充分氧化。
4. 点火：当达到一定的燃料浓度后，燃烧器将通过点火电极或其他点火装置引燃混合气体。
这将产生火焰，并将燃烧器内的能量传递给待加热的物体。
5. 燃烧调节：一旦点火成功，燃烧器开始调整燃烧过程以维持适当的火焰形态和温度。
这通常通过监测燃烧气体中的氧气、二氧化碳等参数，以及通过控制燃料和空气流量来实现。
6. 排气：在燃烧过程中，产生的燃烧产物如二氧化碳、水蒸气等将通过烟囱或排气管道排出燃烧器。
总之，加热炉燃烧器工作时将燃料和空气混合并点燃，通过控制燃料和空气的供给以及燃烧过程的调节，实现对待加热物体的加热。
这对于提供工业加热、能源利用和环境保护等方面具有重要意义。
加热炉燃烧器
加热炉燃烧器简介加热炉燃烧器是一种用于提供火焰和高温的装置，用于加热炉或其他工业过程中的热处理。
它的主要功能是将燃料与氧气混合并点燃，产生高温火焰，以提供所需的热能。
构成加热炉燃烧器通常由以下几个主要部分组成：1.燃料供应系统燃料供应系统负责将燃料输送到燃烧器中。
常见的燃料包括天然气、重油、煤炭等。
燃料供应系统通常包括燃料储罐、输送管道、泵和喷嘴等。
2.氧气供应系统氧气供应系统提供燃烧所需的氧气。
通常，空气中的氧气含量不足以支持完全燃烧，所以需要额外供应纯氧或富氧气体。
氧气供应系统通常由氧气储罐、输送管道和控制阀等组成。
3.点火系统点火系统用于点燃燃料和氧气混合物。
常见的点火方式包括电火花、火焰点火器和燃烧器蓝火等。
4.燃烧腔燃烧腔是燃料和氧气混合并燃烧的区域。
它通常由耐高温材料构成，以确保腔体能够承受高温和压力。
5.控制系统控制系统负责监测和调节燃烧器的工作状态。
它通常包括传感器、控制阀和计算机控制单元等。
控制系统可以实现自动控制和安全保护等功能。
工作原理加热炉燃烧器的工作原理可以简述如下：1.燃料和氧气混合燃料和氧气在供应系统中混合。
燃料的供给通常由燃料泵和喷嘴控制，而氧气的供给通常由氧气储罐和控制阀控制。
2.点燃混合物点火系统将燃料和氧气混合物点燃，形成火焰。
点火系统通常通过电火花或其他点火设备实现。
3.燃烧过程点燃的燃料和氧气混合物进入燃烧腔，在高温条件下发生燃烧反应。
燃料和氧气之间的化学反应会产生热能和废气。
4.温度控制控制系统监测燃烧器的工作状态，并根据需要调节燃料和氧气的供给量，以控制炉膛的温度。
应用领域加热炉燃烧器在许多工业领域中被广泛应用，例如：•钢铁和冶金工业：用于冶炼金属和炼钢过程中的加热和热处理。
•石化工业：用于石油和化工生产过程中的加热和脱硫等。
•玻璃工业：用于玻璃制造中的熔化和成型过程。
•陶瓷工业：用于陶瓷制造中的烧结和干燥过程。
•食品工业：用于食品加工和烘烤过程中的加热。
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。
第四章管式加热炉
混 合 的 先 后 可 分 为
预混式 ：结构复杂，对燃料要求高，易发生回火。 喷射式 ：瓦斯-空气未经预先混合，而是由燃烧器
的不同通道分别进入炉内，然后借助扩 散作用使两者在炉中边混合、边燃烧(即 扩散燃烧)。 半预混式 一部分空气靠引射器吸入预先混合 （一次空气），其余部分则靠外部大气供 给，与燃料边烧边混合（二次空气）。
燃烧必须具备的条件：可燃物、空气、温度 燃料的化学组成：C、H、少量的S、N、O等元素
理 按化学反应的需氧量
论 C+O2=CO 2
燃烧1kg碳需用氧=2.67 kg
空 2H2+O2=2H2O 燃烧1kg氢需用氧=8 kg
气 S+O2=SO2
燃烧1kg硫需用氧=1 kg
量 燃烧1kg燃料由空气供给的理论用氧量为（kg）
管式加热炉的其他部件
一、炉管：是加热炉形成传热表面最重要的 组成部分。主要考虑耐热性、耐腐蚀性、 机械强度、炉管表面热强度。
二、回弯头：将炉管连成一个整体的部件， 分为可拆和不可拆两种。与炉管连接有膨 胀法和焊接法。
三、管件与管板：为防止炉管在炉内受热弯 曲变形而采用管架支持，用耐高温的合金 钢制造。
按燃烧所用空气的供给方式可分为
引射式（空气靠瓦斯本身吸入）和混合式 （空气靠鼓风机供给）
液体燃烧器（油嘴）
雾 机械雾化
化 方
低压空气雾化
法 高压水蒸气雾化（炼油厂常用）
高压水蒸气雾化燃烧器：
水蒸汽与燃料油在燃烧器内不进行混合， 二者由不同的孔道分别喷出。
水蒸汽与燃料油在火嘴内混合形成泡沫状 物质，再由小孔按适宜角度喷入空气流中。 （内混式水蒸气雾化燃烧器）
无焰燃烧炉，即把双面辐射与无焰火嘴相结 合的一种新型炉。
《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。
炼油厂管式加热炉资料
烟气露点腐蚀
烟气露点腐蚀主要和使SO2转化成SO3的因素有关， 和总硫关系不大。建议最低金属温度
金属温度 0C
149
121
93
66
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
燃料含硫％W
API 560-95
烟气露点腐蚀影响因素（和氧化氮相似） l 燃料含硫量 l 燃料和烟气添加剂（喷氨或氧化镁） l 烟气氧含量 l 烟气水分含量 l 燃烧温度（燃料流量） l 炉子清洁度 l 半 露燃点烧温器度设相计当（6烟℃气减内少循腐环蚀251%/3，）SO3 减少一
结构 壁板厚度>5毫米 烟风道厚度>4.8毫米 需要防火层时 50毫米
API 560-95
空气预热器 • 直接式－再生式空气预热器
间壁换热式空气预热器 热管式空气预热器 • 间接式空气预热器 • 外界热源式空气预热器
API 560-95
空气预热器的防腐措施 1) 最冷处的金属温度必须在露点温度以上 2) 减少漏风 3) 装吹灰或水洗设施 4) 冷端材料用搪瓷管或玻璃管，铸铁 提高冷端温度方法： l 冷空气旁路 l 外界热源预热空气 l 热空气循环 l 再热流体入口温度控制
表面黑度影响） 红外热像仪测试炉管表面温度的误差小于2% • 固定加热炉的光学和红外测温计可以连续扫描，
软件建立历史数据库，预测发展并安全评定
炉管测温
Stefen-Boltzmann定律 S=εσT4
式中 σ——斯蒂芬-波尔兹曼常数，取值 5.672×10-8 W/m 2.K4； ε——待测物体表面面元的平均发射率； T——待测物体表面面元的温度，(K)； S——物体表面总辐出度，(W/m2)。
改造方案讨论
结合茂名特点改造的原则 • 先解决腐蚀问题,再解决效率问题 • 通过技术经济对比,先解决一批大炉子 • 在大修期间完成 改造技术方案 • 调整换热流程,提高进炉介质温度 • 地面设空气预热器 • 完善仪表,由DCS管理
管式炉工作原理
管式炉工作原理管式炉是一种常见的工业加热设备，其工作原理是通过燃烧或电加热产生高温气体，然后将气体通过管道输送到需要加热的物体上。
管式炉具有结构简单、加热效果好、温度控制精确等优点，广泛应用于冶金、化工、建筑材料等行业。
管式炉的工作原理可以简单概括为：燃料燃烧或电能转化为热能，通过炉膛加热管道中的工作物体，实现加热的目的。
管式炉的燃料可以是各种常见的燃料，如煤、油、天然气等，也可以是电能。
燃料在炉膛中燃烧产生高温气体，这些气体包含大量的热能。
炉膛是管式炉的核心部件，燃烧产生的高温气体通过炉膛中的管道传输到工作物体。
管道可以是直线型的，也可以是弯曲的，其形状和长度根据具体的应用需求而定。
为了提高传热效率，管道通常采用金属材料制成，如不锈钢、铜等。
通过管道的布置和设计，可以实现热能的均匀传递和控制。
然后，工作物体是管式炉加热的目标，可以是固体、液体或气体。
工作物体通过与管道中的高温气体接触，吸收热能并升温。
在管道中，热能通过传导、对流和辐射等方式传递给工作物体，使其温度逐渐升高。
管式炉在加热过程中可以根据需要控制炉膛的温度和气体流量，以确保工作物体能够得到适当的加热。
管式炉还配备了控制系统，用于监测和调节炉膛的温度、气体流量和工作物体的加热时间等参数。
控制系统通常由传感器、执行器和控制器等组成，可以实现自动化操作和精确的温度控制。
总结来说，管式炉的工作原理是通过燃烧或电加热产生高温气体，并将气体通过管道输送到需要加热的物体上。
通过控制炉膛的温度和气体流量，可以实现对工作物体的精确加热。
管式炉具有结构简单、加热效果好、温度控制精确等优点，被广泛应用于工业生产中的加热过程。
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。
管式加热炉的结构及工作原理
二、管式加热炉的工作原理教学内容
燃料燃烧
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Biblioteka 管内被加热介质此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！ 部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！
责任心真功夫好习惯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
责任心、真功夫、好习惯
油气集输工艺技术
管式加热炉的结构及工作原理
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
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。
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
炉膛内压力瞬时升高时，使炉内气体 自动排出的装置。
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。
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。
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。
第二讲 管式炉用燃烧器解读
• 增加了一个可以与油喷嘴互换位置的中心 燃料气喷嘴，在单独烧气时，燃料气和空 气均分成两级供应，即降低了燃烧产物中 的NOx，又可使火焰形成稳定的塔柏树型。 • 独立隔声箱下底板外边沿改成单层钢板， 以便在燃烧器布置特别紧凑时切割掉局部 边沿。 • 在连接结构上也做了一些小改进，例如油 喷嘴的油、汽和中心燃料气喷嘴均采用金 属软管连接，以便它们的拆卸和互换。
• 燃料气喷嘴大都采用外混式，适用于烧炼 厂气及各种炼油及石油化工装置的副产气。
• 管式炉常用的油气联合燃烧器已经从Ⅰ型 发展到Ⅶ型。 • Ⅰ型用于老式的斜顶炉，Ⅱ型是老立式炉 用的，这两种燃烧器目前已不再使用。 • Ⅲ型燃烧器在自然通风的管式炉上现在仍 在使用； • Ⅳ型和Ⅴ型是开发Ⅵ型产品时的过渡产品。
半预混式低压气体燃烧器
利用高速流动蒸汽形 成的真空吸入空气
三、燃料气燃烧器
• 炼油厂的焦化炉、加氢炉、制氢炉、合成 氨一段转化炉和乙烯裂解炉等管式炉上， 通常使用单独的 燃料气燃烧器，并且几乎 都是无焰燃烧器和小能量的预混式或半预 混式燃烧器。
• 另外有些炼油和石油化工装置，有压力极 低的副产气，例如炼油厂的常减压蒸馏装 置中，蒸发塔顶、常压塔顶和减压塔顶均 有这种低压气体。
制氢炉顶烧燃烧器
• 一次风及二次风口，一次风引射器和燃烧 道等。 • 它可以单烧尾气、单烧高压气、也可以两 种气体混烧。 • 例如开工时没有尾气想，需全部烧高压燃 料气； • PSA尾气足够时，全部烧尾气； • 当PSA尾气不足时，需尾气和高压燃料气混 烧。
4、低压气体燃烧器
• 从前炼油厂的三顶瓦斯（常压塔、减压塔、 初馏塔）是专门设置低压气体燃烧器来烧 掉的。 • 它用蒸汽吸入压力很低的三顶瓦斯和一小 部分空气形成半预混燃烧。
管式炉工作原理及功能介绍
管式炉工作原理及功能介绍管式炉是一种常见的燃烧设备，其工作原理是通过燃烧燃料产生高温热能，然后利用管道将热能传递给工作介质，以实现物质加热、干燥、热处理等功能。
本文将详细介绍管式炉的工作原理和功能。
一、工作原理管式炉的工作原理基于燃料的燃烧过程。
首先，通过燃料的燃烧产生高温热能，常见的燃料包括天然气、煤气、重油、柴油等。
然后，将产生的热能通过炉体内的管道传递给工作介质，实现物质的加热、干燥或热处理。
在管式炉的内部，通常有多根管道，这些管道可以是直立的、水平的或者倾斜的。
燃料在燃烧室中燃烧，产生的烟气通过管道流过，热能被管道壁吸收，然后通过管道传递给工作介质。
烟气中的废气会经过烟囱排放出去，以保持炉内的正常燃烧过程。
二、功能介绍管式炉具有多种功能，下面将详细介绍几种常见的功能：1. 物质加热管式炉是一种常用的物质加热设备，可以将热能传递给工作介质，使其温度升高。
在工业生产中，管式炉广泛应用于加热油、加热空气、加热水等工作介质，以满足生产过程中的加热需求。
通过控制炉内燃料的燃烧量和燃烧温度，可以实现对工作介质的精确加热控2. 物质干燥管式炉在干燥领域也有广泛应用。
在干燥过程中，将热能传递给湿润的物质，使其蒸发水分，从而实现物质的干燥。
管式炉的燃烧室中通常有专门设计的干燥区域，湿润的物质通过该区域，热能被传递给物质，将其水分蒸发。
通过控制炉内的温度和物质的停留时间，可以实现对物质干燥过程的控制。
3. 热处理管式炉还可以用于物质的热处理过程。
热处理是指通过加热使物质发生结构、性能或者形状上的变化。
管式炉通过将热能传递给工作介质，使其达到所需的温度，然后在一定时间内保持该温度，使物质发生热处理。
热处理过程中的温度和时间可以根据物质的性质和要求进行调整，以实现对物质的精确控制。
4. 环保燃烧管式炉在燃烧过程中，可以通过一些技术手段实现环保燃烧。
首先，通过合理设计燃烧室和烟道，使燃烧过程中的氧气充分参与燃烧，减少燃料的残留和废气的排放。
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。
管式加热炉概述
原料油
烟囱
对流室
辐射室
燃料
管式加热炉的类型简介
主要类型简介：
按炉体形状划分，可以分为:箱式炉、立式炉、园筒炉和无焰炉等。 1、箱式炉有斜顶炉和方箱炉，这种炉型历史悠久，是应用较早的炉型。其 长、宽、高大致接近，辐射室和对流室用火墙隔开，火嘴装于侧壁，烟 囱设于炉外，炉管水平排列。 2、立式炉炉膛为长方形，辐射管排于炉两侧，对流管排在辐射室上部的对 流室中，炉底部设有两排火嘴，炉中间砌一堵花墙，喷火嘴在花墙两边 燃烧。 3、圆筒炉与立式炉相似，方型的对流室位于辐射室上部，烟 囱安装在对流 室的上部，并装有烟道挡板，可调节风量，火嘴在炉底中央，火焰向上 喷射。其与立式炉不同的是辐射室为圆筒式，辐射管沿圆周垂直排列成 一圈，对流管分立式和水平两种。 4、无焰炉其外型与立式炉相似，炉中间排辐射管，顶部排对流管，两侧炉 墙布满火嘴，燃烧的速度快，在燃烧道里完成燃烧的全部过程，因此没 有火焰。
各种炉型示图一
管式加热炉的主要结构之一
燃烧器结构及作用：
燃烧器是管式加热炉的重要部件之一，加热炉所需热量是通 过燃料在燃烧器中燃烧得到的，一个完整的燃烧器包括燃料喷嘴、 配风器和燃烧道三个部分。 1、喷嘴的主要任务是燃料油雾化并形成便于与空气混合的良好条件。 2、配风器是分配和输送燃烧空气的机构，其作用是供给燃料适量的 空气，并使空气和燃料迅速完善的混合。用于烧油的配风器将供 给的空气分成一次风和二次风.一次风解决着火、稳燃和减少碳黑 生成等问题，二次风供给大量空气以保证完全燃烧。 3、燃烧道的耐火材料蓄积的热量为火焰根部提供热源，加速燃料油 的蒸发和着火，有助于形成稳定的燃烧；其次它能约束空气，迫 使其与燃料混合而不止散溢；第三是与配风气一起使气流形成理 想的流型。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
炼油厂管式加热炉燃烧器介绍
• 燃烧器分类 • 燃烧器技术性能 • 燃烧器设计选型 • 燃烧器原理 • 燃烧器常见故障分析及排除 • 燃烧状况模拟 • 国内外燃烧器发展趋势
1、燃烧器
一个完整的燃烧器通常包括燃料喷嘴、配风器和燃烧道三部分。 • 燃料喷嘴是供给燃料并使燃料完成燃烧前准备的部件。燃料油喷嘴的主要任务是
• 1MW=86×104kcal/h
• 1MPa=10kg/cm2=10大气压
• 绝压（A）＝表压（G）＋1大气压
• 1mmH2O柱=10Pa
13.3 喉口助燃风速度选取值
• 自然供风燃烧器喉口速度选12-18m/s,压降小于6mmH2O
• 强制通风燃烧器喉口速度选20-40m/s,压降小于20mmH2O
10.4 燃烧器能力不足
原因： • 空气量过多 • 瓦斯流量不足 • 瓦斯喷孔尺寸过小等
10.5 发生二次燃烧
• 炉子燃烧不完全时烟气中产生CO。烧油时观察火焰即可发现燃烧是否完全；但 烧气时即使燃烧不完全火焰也是清澈的颜色，所以难以判断，在尾部烟道、空气 预热器等部位CO有可能引起二次燃烧。
• 产生二次燃烧时应立即快速打开燃烧器的通风挡板或通风装置，如果全开所有风 门后空气量仍然不足，则只好减少燃烧器的燃烧量，让炉子降量操作。
• 燃烧道也称火道，其作用有三：燃烧道耐火材料蓄积的热量为火焰的根部提 供了热源，加速燃料油的蒸发和着火，有利于形成稳定的燃烧，这一点对炉 膛温度较低的管式炉尤为重要。其次是它能约束空气，迫使其与燃料混合而 不致散溢。第三是与配风器一起使气流形成理想的流型。
1.1燃烧器的分类
• 按燃料形式分：a、气体燃烧器（烧瓦斯） b、液体燃烧器（烧油） c、油气联合燃烧器
• 主烧低压燃料气的操作弹性可选为2:1，最大不能超过3:1
3、高、低压瓦斯的划分范围
• 高压瓦斯
P>0.05MPa（表）
• 低压瓦斯
P<0.05MPa（表）
4、雾化蒸汽耗量
• 重质油燃料
0.25kg蒸汽/kg油
• 轻油
0.2 kg蒸汽/kg油
5、噪声
距燃烧器1米处噪声小于85dB。自然通风燃烧器单台能量大于50×104kcal/h，
顶）板上开的合适的孔的尺寸 • 炉板连接尺寸 燃烧器与炉板相连的螺栓在炉板上的位置尺寸 • 风道口连接尺寸 燃烧器进风口与助燃风道连接法兰的规格尺寸
12.2 瓦斯枪
• 连接尺寸：瓦斯枪与燃烧器本体相连接的法兰板的规格尺寸
• 有效长度：瓦斯枪法兰板连接面距瓦斯枪头部的距离
• 瓦斯入口型式：主要指燃料气进入瓦斯枪的管线的通径、压力等级，法兰或丝头 的规格
9.6火焰脉动、“喘气”
原因： • 喷头结垢了 • 燃料油中存在水分或异物 • 每个燃烧器所烧的燃料过少 • 燃料油含有较多轻组分而被过度地预热，形成蒸汽层
9.7烟囱冒黑烟
• 雾化蒸汽量不足或蒸汽过湿、过热度不够 • 过剩空气不足，形成不完全燃烧 • 燃料油线和蒸汽线在燃烧器上被接反了 • 燃气燃烧器的故障及处理
对流室传热量必定下降。由于辐射室炉管平均表面热强度是对流室 炉管平均表面热强度的2倍，辐射室传热量增加和对流室传热量下降 必然使得全炉炉管平均表面热强度提高。
1.5 过剩空气系数与炉子氧含量以及辐射室传热量、炉子热效 率的关系
实际进入炉膛的空气量与理论空气量之比，叫做过剩空气系数。 理论空气系数与炉子氧含量的关系大约可按以下公式进行粗略计算：0.9× 0.21(α-1)/ α,例如：过剩空气系数α为1.2的话，则完全燃烧状况下，炉子的氧含 量大约为0.9×0.21×(1.2-1)÷1.2=0.0315=3.15%。由此可以看出，过剩空气系 数增加，炉子氧含量增加，降低了火焰温度，减少了三原子气体的浓度，降低了 辐射热的吸收率，减小了辐射室的传热量，同时也必然降低炉子的热效率。通过 测定，在排烟温度、不完全燃烧损失和外壁散热损失不变时，过剩空气系数每降 低10％可使炉子热效率提高1～1.5%。
9.3 火道砖积碳
• 多发生再燃料油含有极重质成分及其他胶质、残渣等成分时，在这种情况下应提 高油预热温度。也可能是因为油枪与火道砖的安装位置不符合图纸要求，油喷到 火道砖上去了。
9.4 火焰冒火星
• 原因是雾化蒸汽过少 • 燃烧用空气过多
9.5火焰过长或过短
• 火焰过长时，有必要增加一次空气量或增加雾化蒸汽量 • 火焰过短时，要反而来减少一次空气量或减少雾化蒸汽量
10、燃气燃烧器的故障及处理
• 回火 • 脱火 • 熄火 • 火焰脉动 • 燃烧器能力不足 • 发生二次燃烧
10.1回火
回火的含义为： 气体燃料和预混空气的混合物流出火孔的速度小于火焰传播速度。
处理措施： • 提高瓦斯压力 • 对含氢量高的气体燃料只推荐采用外混式（扩散式）燃烧器
10.2脱火
脱火的含义： 气体燃料和预混空气的混合物流出火孔的速度大于脱火
11、燃烧器的基本技术参数
• 燃料油技术参数
• 燃料气技术参数
11.1 燃料油
• 燃料油的温度 • 燃料油的粘度（最好<6 ºE（35厘汑）,不大于10 ºE（60厘汑） • 燃料油的压力（介质雾化最好在0.5－0.8MPa,机械雾化最好在2MPa以上 • 雾化蒸汽的温度（最好在180℃－250℃之间） • 雾化蒸汽的压力（最好在0.7-1.0MPa之间）
• 负压炉，燃烧器的长明灯必须用自吸式供风，且风量可以调节。 • 正压炉，燃烧器长明灯必须有单独的、稳定的供风源（如仪表风），并且有压力
显示。另外长明灯最好加装自动点火装置。
9、燃烧器在使用中的常见故障分析及排除
• 滴油 • 点火困难，发生脱火或离焰 • 火道砖积碳
• 火焰冒火星 • 火焰过长或过短 • 火焰脉动、“喘气” • 烟囱冒黑烟
• 按供风形式分：a、自然供风 b、强制供风
• 按安装位置分：a、底烧 b、侧烧 c、顶烧 d、附墙
气体燃烧器按燃料与空气的混合形式可分为外混式（扩散式），内混式（动 力燃烧）两种。
1.2 外混式-内混式对比
优点：不回火，结构简单 噪声比较低 燃烧温度比较低 （NOx 低）
缺点：过剩空气系数高 火焰高度高 边混合边燃烧，热 强度低
• 入口型式：主要指燃料气进入长明灯管线的通径、压力等级，法兰或丝头的规格
13、燃烧器的基本经验计算
• 配风量的估算
• 常用单位之间的换算
• 喉口助燃风速度选取值
13.1 配风量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ估算
• 燃料气：1×104kcal需15NM3的助燃风
• 燃料油：1×104kcal需14NM3的助燃风
13.2 常用单位之间的换算
9.1滴油
原因： • 燃料油预热温度不够 • 燃料油杂质太多，含泥、渣等不良重质成分 • 油枪喷头堵塞 处理措施： • 卸油枪清扫检查 • 提高燃料油预热温度 • 检查和调整油枪安装高度和中心度
9.2 点火困难，发生脱火或离焰
原因： • 雾化蒸汽过多 • 一次空气量过多，把火盆砖冷却了
处理措施： • 点火时抑制蒸汽量，知道确实点燃后再作调整 • 自然送风的燃烧器在低负荷下燃烧时，几乎可完全停止供给空气
缺点：易回火，结构复杂 噪声大 燃烧温度比较高 （NOx高）
优点：过剩空气系数低 火焰高度低 热强度高（主要表现 在辐射室）
1.3 燃油燃烧器雾化形式
• 分外混式 （适用大负荷烧嘴） • 内混式 （雾化级数多，雾化粒度细，效果好）
1.4 燃烧器技术性能
在炉型结构、物料物性、燃烧器台数相同时，管式加热炉辐射 室的传热量（QR）随火焰高度的降低而增加。辐射室传热量增加，
2、燃烧器的选用原则
单台燃烧器的设计负荷选取： Q单＝1.25×Q炉子总有效负荷/(μ·n)
燃烧器的形状一定要与炉型相匹配（一般选用原则）： 圆筒炉 选用圆形油气联合或单烧气燃烧器 方箱炉 选用扁平（矩形）燃烧器
2.1 燃烧器的操作弹性
• 烧燃料油的操作弹性可选为2:1，最大不能超过3:1
• 烧高压燃料气的操作弹性可选为4:1，最大不能超过8:1
极限，使燃料气离开喷头一段距离以后才着火。 处理措施： • 改进燃烧器结构，加设稳燃器 • 减少一次风量 • 降低瓦斯压力
10.3熄火
原因： • 一次风量过大把火吹灭。处理方法是尽量关小一次风门 • 瓦斯压力波动 • 瓦斯中混入液相组分
10.3火焰脉动
原因： • 烟囱抽力过小 • 瓦斯压力波动 • 空气量不足，应开大烟囱挡板
• 对强制供风的燃烧器，除非有特殊的高空气压降要求和备用风机的条件，否则必 须同时在自然通风的条件下满足加热炉正常负荷的要求，即在设计燃烧器时，必 须首先考虑自然供风的条件。
8、燃烧器的安全操作
• 燃烧器的安全操作是非常重要的，在以人为本安全生产越来越重要的今天，每台 燃烧器设置长明灯成为必需。长明灯的燃料气管线必须是单独的，且压力稳定， 不受主瓦斯调节的影响。
必须加装消声设施。
6、排烟中的NOx及SOx含量
• 烟气中的NOx含量是一个环保指标，现在已经成为衡量燃烧器性能优劣的一个主 要依据。以烟气NOx中主要以NO为主，180mg/NM3换算成百分比浓度大约为 134ppm。烟气中SOx主要来源于燃料中的S，它在烟气中的含量是无法人为控 制的。