管式加热炉

气体燃料
Qh=Σqhi·yi，kJ/Nm3Fuel Ql=Σqli·yi，kJ/Nm3Fuel
第七节 燃料的燃烧
液体燃料
Qh=339C+1256H+109(S-O)，kJ/kgFuel Ql=339C+1030H+109(S-O)-25W，kJ/kgFuel
√
第七节 燃料的燃烧
⒉是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 ❖处理量1000万吨/a的炼厂炉子每天就要烧掉 1000 万元左右的燃料
第六节 管式加热炉概述
⒊是控制运转周期及操作费用的关键设备
“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”
③取消炉顶吊挂，使结构简化，造价降低。
第六节 管式加热炉概述
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
第六节 管式加热炉概述
四、加热炉的主要工艺指标 1.全炉热负荷Q 炉子单位时间内传递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
第六节 管式加热炉概述
个数的确定 四、提高加热炉热效率的方法
第七节 燃料的燃烧
一、燃料的种类、组成和发热值 1.燃料的种类
气体燃料：
❖ 气体燃料的来源多是生产过程中产生的利用 价值不高或不足利用的轻烃
❖ 催化干气、焦化干气、不凝气（烃类）等 ❖ 主要组成是甲烷、乙烷和少量的C3、C4
第七节 燃料的燃烧
液体燃料：
❖ 液体燃料大都是在生产过程中产生的重质油品 ❖ 常压重油、减压渣油以及原油 ❖ 在使用液体燃料时，要注意的问题：
①雾化效果要好 ②燃料粘度适中
第七节 燃料的燃烧
2.燃料的组成
❖ 元素组成：碳（C）、氢（H）、硫（S）、氧（O）、
氮（N）、水份（W）、灰分（A）
元素分析法 ❖ 确定方法
经验公式法
H
26
15d
20 4
C 100 (H S)
说明：①d420 ：燃料油在20℃时的相对密度－比重； ②C、H、S：质量百分数，如C=86表示86%。
❖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
第六节 管式加热炉概述
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
2 1
1 火嘴 2 3，4 顶部排管
7
3
4
油 品
2
6
出
5
口
1
油
气 体 通
品 进 口
往
烟
囱
5,6 底部排管
7 对流室
有斜拱顶的双室炉
第六节 管式加热炉概述
3.立式炉 ❖ 卧管立式炉
❖ 立管立式炉
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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通风式，阻力 损失小，大大降低了烟囱高度，且无需在炉体外 另行建设；
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第六节 管式加热炉概述
二、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
第六节 管式加热炉概述
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
第六节 管式加热炉概述
3.燃烧器（火嘴）
炉膛内负压
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5.余热回收系统
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
第六节 管式加热炉概述
三、管式加热炉的分类
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
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
第七节 燃料的燃烧
3.燃料的发热值 定义：指单位重量(体积)燃料完全燃烧时所放 出的热量
(1)发热值基准：气体燃料：kJ/Nm3Fuel (0℃、1atm)
液体燃料：kJ/kgFuel
√
(2)分类：低发热值Ql ：生成的水呈气态 高发热值Qh ：生成的水呈液态
第七节 燃料的燃烧
(3)发热值的计算：
第六节 管式加热炉概述
一、管式加热炉在石油加工和石油化 工中的重要性
二、加热炉的一般结构 三、管式加热炉的分类 四、加热炉的主要工艺指标
第六节 管式加热炉概述
一、管式加热炉在石油加工和石油化工中的重要性 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；
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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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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
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
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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
❖此值越高，完成相同任务 所消耗的燃料越少
第六节 管式加热炉概述
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) 减压炉的全炉压降一般为0.294～0.588MPa(3～
第七节 燃料的燃烧
一、燃料的种类、组成和发热值 二、理论空气用量与过剩空气系数 三、全炉热效率、燃料用量及火嘴
第六节 管式加热炉概述
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
烟
等。
气
第六节 管式加热炉概述
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 围比箱式炉广，至今 在中、小化工厂中还 有采用。