加热炉新版课件教学讲义
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只燃烧气体燃料
202020/7/7
20
炉型选择
➢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。
202020/7/7
21
发展方向
➢大型化、高效化 ➢大能量燃烧器 ➢各种形式的余热回收系统 ➢集中的高烟囱 ➢长周期运转
按 一、箱式炉 外 二、立式炉 形 三、圆筒炉 分 四、无焰炉 类
12
箱式炉
分为方箱炉和斜顶炉
➢炉管受热不均匀，易产生局部过热
特 点
炉管表面热强度低
➢结构复杂，耗用钢材多
现已淘汰
202020/7/7
13
立式炉
结构：外形为长方体，分为（下）辐射室、 （中）对流室、（上）烟囱三部分
分类：根据辐射管子排列方式可分为： 卧管立式炉、立管立式炉、附墙火焰式 和阶梯炉等
• 整个加热炉的炉管系统还包括连接直管之间的回弯头和支持炉管 的管架。回弯头把相邻两直管连通，使油品流向转弯180度。在 进出口处回弯头将炉管与物料进出管线相连。虽然回弯头处于高 温区外部，但由于管内物料流向急剧改变，冲蚀严重，容易发生 漏油着火。管架的作用是支撑炉管防止其受热弯曲变形。
202020/7/7
18
解决轴向受热不 均问题，增加辐 射锥
作用：增加炉管上部 传热，减少炉管上下 传热的不均匀性。 当炉子烧劣质燃料时 易腐蚀损坏，且造价 高。
202020/7/7
19
无焰炉
1、单排管双面辐射： 炉管受热均匀，炉管表面 热强度高 2、无焰火嘴： 过剩空气系数小，燃料燃 烧完全，炉子热效率高
燃料燃烧的速度极快，在燃 烧器孔道里就完成燃烧的全 部过程，因此没有火焰
烟囱
对流室 辐射室 燃烧器
燃烧三要素：可燃物 （燃料油或燃料气）
助燃物、点火源
202020/7/7
4
请您思考
加热炉内 是怎样 传热的？
202020/7/7
6
传热的三种基本方式
1、热传导：在一个物体内部，由于分子 的振动，而分子没有发生宏观位移的传 热方式称为导热。
2、对流传热:流体本身流动，将热能从流 体的一部分传递到另一部分，称为对流 传热。
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24
二、 结构
燃烧器 辐射室 对流室 余热回收系统 通风系统
202020/7/7
25
（一）燃烧器
组成：燃料喷嘴、配风器、燃烧通道
燃油燃烧器
自然通风燃烧器
分 燃气燃烧器 类
源自文库
油气混合燃烧器 强制通风燃烧器
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26
（二）炉管
• 由于炉管置于高温中，管内又有油品或其他介质，在温度、压力 和腐蚀的联合作用，因此，炉管材料应具有耐热、耐压和耐腐蚀 的特殊要求。加热炉辐射室一般为Gr9Mo合金钢管，对流室为 10﹟优质碳钢管。炉膛温度一般在600度以上，因此炉管内应时 刻保持有一定流量的冷物料来吸收热量，确保炉管壁温不超过耐 热指标。严防炉管内物料中断和超高温、超负荷运行，以致损坏 炉管，酿成事故。
设有瓦斯阻火器。阻火器应设在瓦
斯入炉前的管线上。内有多层金属
网状物，传热快，一旦火焰通过时
，热量很快散失降低温度，从而灭
火。
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29
（四）对流室
作用: 火焰和高温烟气通过辐射将热量
传给辐射管，炉壁对热量的反射 也间接地传热给辐射管
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28
由于瓦斯阀门关不严或多次点火未 防爆门 点着，使炉膛内存有可燃气体，在
点火时易发生爆炸。这时，炉膛压
力将防爆门推开泄掉一部分压力。
为防止火焰倒窜入瓦斯罐或其他容 阻火器 器内产生爆炸，在炉内瓦斯线上都
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14
1、炉管水平， 传热均匀；
2、占地面积大；
3、管内流动阻力 小；方便清焦。
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15
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1、炉管长度方向受 热不均匀； 2、可节省大量高铬 镍钢的材料。
特点 火焰垂直向上， 与烟气流动方向一 致
16
使火墙成为良好的 热辐射体，增加炉 膛内辐射面积
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按 一、化学反应炉 用 二、液体加热炉 途 三、气体加热炉 分 四、混相加热炉 类
23
化学反应炉
管内装催化剂 管内不装催化剂
液体加热炉
管内无相变化、单纯的液体加热炉 管内进口为液相、出口为气液混相的炉子 管内进口为液相，出口全部汽化的炉子
气体加热炉
混相加热炉
单排管双面辐射； 火嘴高度不同。 轴向、径向受热均匀
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17
圆筒炉
结构：辐射炉管沿炉墙周围 排成一圈，炉底有火嘴
1、轴向热强度分布不均匀； 炉墙再辐射作用减弱。 炉管表面热强度较低。 2、结构简单紧凑、节省钢材、 占地面积小，适用于中、小 负荷炉子。
适用于介质的纯加热
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3、辐射传热：传热不需要媒介，而直接 由热源以辐射能（电磁波）的形式辐射 出来，被其它物体接收而转变为热能。
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7
辐射室内的传热过程
以辐射为主
火
燃
焰 辐射
料 燃 烧高
炉
炉管
炉 辐射 管 传导 管 对流 内
墙
外
内介
温 对流
壁
壁质
烟
气
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8
对流室内的传热过程
以对流为主
27
（三）辐射室
辐射室又称燃烧室或称炉膛，是管式加热炉的核心， 位于炉体的下部，为圆柱形的简体，其外层是由钢板卷 成的圆筒体，内层是隔热层即炉墙。隔热层主要有减少 热量损失的作用
在辐射室内，沿炉墙一周是排成一圈的炉管，炉底有 燃烧器呈圆形分布，加热炉供风系统的风道设置在炉底， 由中心呈放射状通向每一个燃烧器。
高 温
对流
烟 气 辐射
对 流 传导 管 外 壁
对 流 管 内 壁
对流
管 内 介 质
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9
加热炉
一：分类 主 二：结构 要 三：燃料的燃烧
内 四：工艺指标 容 五：提高热效率的途径
六：相关操作
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10
一、 分类
按外形分 按用途分
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202020/7/7
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1
装置操作工技师培训班
加热炉
天津石化培训中心
装置上能耗最多的是
什么设备？
加热炉
衡量加热炉能耗大小 的参数是什么？
热效率
制约热效率提高的因素 有哪些？
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3
管式加热炉工作原理
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，来加热炉管中流动的介质，使其达 到规定的工艺温度。
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炉型选择
➢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。
202020/7/7
21
发展方向
➢大型化、高效化 ➢大能量燃烧器 ➢各种形式的余热回收系统 ➢集中的高烟囱 ➢长周期运转
按 一、箱式炉 外 二、立式炉 形 三、圆筒炉 分 四、无焰炉 类
12
箱式炉
分为方箱炉和斜顶炉
➢炉管受热不均匀，易产生局部过热
特 点
炉管表面热强度低
➢结构复杂，耗用钢材多
现已淘汰
202020/7/7
13
立式炉
结构：外形为长方体，分为（下）辐射室、 （中）对流室、（上）烟囱三部分
分类：根据辐射管子排列方式可分为： 卧管立式炉、立管立式炉、附墙火焰式 和阶梯炉等
• 整个加热炉的炉管系统还包括连接直管之间的回弯头和支持炉管 的管架。回弯头把相邻两直管连通，使油品流向转弯180度。在 进出口处回弯头将炉管与物料进出管线相连。虽然回弯头处于高 温区外部，但由于管内物料流向急剧改变，冲蚀严重，容易发生 漏油着火。管架的作用是支撑炉管防止其受热弯曲变形。
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18
解决轴向受热不 均问题，增加辐 射锥
作用：增加炉管上部 传热，减少炉管上下 传热的不均匀性。 当炉子烧劣质燃料时 易腐蚀损坏，且造价 高。
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无焰炉
1、单排管双面辐射： 炉管受热均匀，炉管表面 热强度高 2、无焰火嘴： 过剩空气系数小，燃料燃 烧完全，炉子热效率高
燃料燃烧的速度极快，在燃 烧器孔道里就完成燃烧的全 部过程，因此没有火焰
烟囱
对流室 辐射室 燃烧器
燃烧三要素：可燃物 （燃料油或燃料气）
助燃物、点火源
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请您思考
加热炉内 是怎样 传热的？
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6
传热的三种基本方式
1、热传导：在一个物体内部，由于分子 的振动，而分子没有发生宏观位移的传 热方式称为导热。
2、对流传热:流体本身流动，将热能从流 体的一部分传递到另一部分，称为对流 传热。
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二、 结构
燃烧器 辐射室 对流室 余热回收系统 通风系统
202020/7/7
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（一）燃烧器
组成：燃料喷嘴、配风器、燃烧通道
燃油燃烧器
自然通风燃烧器
分 燃气燃烧器 类
源自文库
油气混合燃烧器 强制通风燃烧器
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（二）炉管
• 由于炉管置于高温中，管内又有油品或其他介质，在温度、压力 和腐蚀的联合作用，因此，炉管材料应具有耐热、耐压和耐腐蚀 的特殊要求。加热炉辐射室一般为Gr9Mo合金钢管，对流室为 10﹟优质碳钢管。炉膛温度一般在600度以上，因此炉管内应时 刻保持有一定流量的冷物料来吸收热量，确保炉管壁温不超过耐 热指标。严防炉管内物料中断和超高温、超负荷运行，以致损坏 炉管，酿成事故。
设有瓦斯阻火器。阻火器应设在瓦
斯入炉前的管线上。内有多层金属
网状物，传热快，一旦火焰通过时
，热量很快散失降低温度，从而灭
火。
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29
（四）对流室
作用: 火焰和高温烟气通过辐射将热量
传给辐射管，炉壁对热量的反射 也间接地传热给辐射管
202020/7/7
28
由于瓦斯阀门关不严或多次点火未 防爆门 点着，使炉膛内存有可燃气体，在
点火时易发生爆炸。这时，炉膛压
力将防爆门推开泄掉一部分压力。
为防止火焰倒窜入瓦斯罐或其他容 阻火器 器内产生爆炸，在炉内瓦斯线上都
202020/7/7
14
1、炉管水平， 传热均匀；
2、占地面积大；
3、管内流动阻力 小；方便清焦。
202020/7/7
15
202020/7/7
1、炉管长度方向受 热不均匀； 2、可节省大量高铬 镍钢的材料。
特点 火焰垂直向上， 与烟气流动方向一 致
16
使火墙成为良好的 热辐射体，增加炉 膛内辐射面积
202020/7/7
22
202020/7/7
按 一、化学反应炉 用 二、液体加热炉 途 三、气体加热炉 分 四、混相加热炉 类
23
化学反应炉
管内装催化剂 管内不装催化剂
液体加热炉
管内无相变化、单纯的液体加热炉 管内进口为液相、出口为气液混相的炉子 管内进口为液相，出口全部汽化的炉子
气体加热炉
混相加热炉
单排管双面辐射； 火嘴高度不同。 轴向、径向受热均匀
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圆筒炉
结构：辐射炉管沿炉墙周围 排成一圈，炉底有火嘴
1、轴向热强度分布不均匀； 炉墙再辐射作用减弱。 炉管表面热强度较低。 2、结构简单紧凑、节省钢材、 占地面积小，适用于中、小 负荷炉子。
适用于介质的纯加热
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3、辐射传热：传热不需要媒介，而直接 由热源以辐射能（电磁波）的形式辐射 出来，被其它物体接收而转变为热能。
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7
辐射室内的传热过程
以辐射为主
火
燃
焰 辐射
料 燃 烧高
炉
炉管
炉 辐射 管 传导 管 对流 内
墙
外
内介
温 对流
壁
壁质
烟
气
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8
对流室内的传热过程
以对流为主
27
（三）辐射室
辐射室又称燃烧室或称炉膛，是管式加热炉的核心， 位于炉体的下部，为圆柱形的简体，其外层是由钢板卷 成的圆筒体，内层是隔热层即炉墙。隔热层主要有减少 热量损失的作用
在辐射室内，沿炉墙一周是排成一圈的炉管，炉底有 燃烧器呈圆形分布，加热炉供风系统的风道设置在炉底， 由中心呈放射状通向每一个燃烧器。
高 温
对流
烟 气 辐射
对 流 传导 管 外 壁
对 流 管 内 壁
对流
管 内 介 质
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9
加热炉
一：分类 主 二：结构 要 三：燃料的燃烧
内 四：工艺指标 容 五：提高热效率的途径
六：相关操作
202020/7/7
10
一、 分类
按外形分 按用途分
202020/7/7
11
202020/7/7
202020/7/7
1
装置操作工技师培训班
加热炉
天津石化培训中心
装置上能耗最多的是
什么设备？
加热炉
衡量加热炉能耗大小 的参数是什么？
热效率
制约热效率提高的因素 有哪些？
202020/7/7
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管式加热炉工作原理
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，来加热炉管中流动的介质，使其达 到规定的工艺温度。