管式加热炉管式加热炉概述PPT学习教案

1、会计学1管式加热炉管式加热炉概述管式加热炉管式加热炉概述第1页/共51页l燃烧的必要条件：燃烧的必要条件： 可燃物、助燃剂、必要的温度可燃物、助燃剂、必要的温度 第2页/共51页v火焰温度火焰温度10001000以上，其他加热设备难觅；以上，其他加热设备难觅；v传热速率快；传热速率快；第3页/共51页3.1.2 3.1.2 管式加热炉的必要性管式加热炉的必要性是整个石油加工和石油化工过程中能耗是整个石油加工和石油化工过程中能耗 最大的设备之一最大的设备之一 v原油处理量的原油处理量的3 315%15%要被作为燃料烧掉要被作为燃料烧掉v比值随着原油的加工深度的加深而增加比值随着原油的加工深度的加

2、深而增加 v常减压炉每天就要烧掉常减压炉每天就要烧掉1010万元左右的燃料万元左右的燃料 v处理量处理量250250万吨万吨/a/a的炼厂炉子每天就要烧掉的炼厂炉子每天就要烧掉2525万万 元左右的燃料元左右的燃料 第4页/共51页3.1.2 3.1.2 管式加热炉的必要性管式加热炉的必要性是控制运转周期及自动化程度的关键设备是控制运转周期及自动化程度的关键设备v高温下的温度测量问题高温下的温度测量问题 v燃料燃烧情况的控制燃料燃烧情况的控制 v燃料燃烧情况和风门开度之间的关系复杂燃料燃烧情况和风门开度之间的关系复杂v“三高一低三高一低”（高处理量、高质量、高效率和低（高处理量、高质量、高效率

3、和低 能耗）及能耗）及“长周期安全运转长周期安全运转” 第5页/共51页第6页/共51页3.2 3.2 加热炉的一般结构加热炉的一般结构1.1.辐射室（炉膛）辐射室（炉膛）位于加热炉的底部位于加热炉的底部主要传热方式：辐射主要传热方式：辐射传热份额：传热份额：707080%80%加热炉的主要部位加热炉的主要部位第7页/共51页3.2 3.2 加热炉的一般结构加热炉的一般结构2.2.对流室对流室位于辐射室的上部位于辐射室的上部主要传热方式：对流主要传热方式：对流传热份额：传热份额：202030%30%增加加热炉热效率的增加加热炉热效率的主要部位主要部位第8页/共51页3.2 3.2 加热炉的一般

4、结构加热炉的一般结构3.3.燃烧器（火嘴）燃烧器（火嘴）燃料在其中燃烧放出燃料在其中燃烧放出热量热量决定炉子性能的部件决定炉子性能的部件多个火嘴应注意分布多个火嘴应注意分布合理性合理性圆筒炉中应杜绝两个圆筒炉中应杜绝两个火嘴出现火嘴出现第9页/共51页3.2 3.2 加热炉的一般结构加热炉的一般结构4.4.通风系统通风系统作用：将空气引入加热炉中作用：将空气引入加热炉中 将烟气排放出炉体将烟气排放出炉体 高空排放减少地面污染高空排放减少地面污染分类：分类：强制通风强制通风自然通风自然通风利用外部气体输送机械鼓风利用外部气体输送机械鼓风一般炉膛内微正压一般炉膛内微正压利用利用烟囱产生抽力实现引入

5、空气和排除烟气烟囱产生抽力实现引入空气和排除烟气炉膛内负压炉膛内负压第10页/共51页3.2 3.2 加热炉的一般结构加热炉的一般结构烟囱挡板：调节烟气排出量和空气入炉量烟囱挡板：调节烟气排出量和空气入炉量第11页/共51页3.2 3.2 加热炉的一般结构加热炉的一般结构5.5.余热回收系统余热回收系统作用：回收出对流室烟气中高品位热量，作用：回收出对流室烟气中高品位热量， 提高炉子热效率提高炉子热效率分类：分类：空气预热器空气预热器废热锅炉废热锅炉第12页/共51页第13页/共51页第14页/共51页纯 对 流 式 加 热 炉优点：操作和维修简单；优点：操作和维修简单； 可使用低质量的燃料油

6、；可使用低质量的燃料油；缺点：钢材耗量多；占地面积缺点：钢材耗量多；占地面积 大；造价较高；炉管受大；造价较高；炉管受 热不均；靠近火墙顶部热不均；靠近火墙顶部 的炉管因局部过热易烧的炉管因局部过热易烧 毁；需在炉外另设烟囱毁；需在炉外另设烟囱 等。等。第15页/共51页123675421有斜拱顶的双室炉油品进口气体通往烟囱油品出口底部排管7 对流室5,61 火嘴2 3，4 顶部排管比方箱炉减少了死角比方箱炉减少了死角，炉管表面热强度略，炉管表面热强度略有提高，应用范围比有提高，应用范围比放箱炉广，至今在中放箱炉广，至今在中、小化工厂中还有采、小化工厂中还有采用。用。第16页/共51页第17页

7、/共51页v卧管立式炉卧管立式炉v无焰燃烧无焰燃烧炉炉第18页/共51页特点：特点：火焰垂直向上，与烟气流动方向相同，连成火焰垂直向上，与烟气流动方向相同，连成片状燃烧，传热比较均匀；片状燃烧，传热比较均匀；烟气向下流动的对流室改为向上抽风式，阻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，切无需在炉力损失小，大大降低了烟囱高度，切无需在炉体外另行建设；体外另行建设；取消炉顶吊挂，使结构简化，造价降低。取消炉顶吊挂，使结构简化，造价降低。第19页/共51页第20页/共51页优点：结构简单紧凑，占地面积小，优点：结构简单紧凑，占地面积小， 金属耗量少，便于建造维修；金属耗量

8、少，便于建造维修；缺点：炉管沿长度受热不均，缺点：炉管沿长度受热不均， 炉管表面热强度不高，炉管表面热强度不高， 对流室较小，热效率低。对流室较小，热效率低。3.3.4 3.3.4 圆筒炉圆筒炉炼厂使炼厂使用用较多较多第21页/共51页3.4 3.4 加热炉的主要工艺指加热炉的主要工艺指标标v全炉热负荷全炉热负荷Q Q v炉膛体积热强度炉膛体积热强度q qV V v炉管表面热强度炉管表面热强度q qA A v全炉热效率全炉热效率 v管内冷介质流速和全炉压管内冷介质流速和全炉压降降第22页/共51页第23页/共51页q qV V v指单位时间单位炉膛体积所传递的热量指单位时间单位炉膛体积所传递的

9、热量v单位为：单位为：kJ/(mkJ/(m3 3h)h)或或W/mW/m3 3 v此值越大，完成相同任务所需的炉子越紧凑此值越大，完成相同任务所需的炉子越紧凑v一般情况下控制在一般情况下控制在3kW/m3kW/m3 3左右，不易过大左右，不易过大第24页/共51页3.3.炉管表面热强度炉管表面热强度q qA A v单位面积（按炉管外径计算）炉管，单位时间内所传单位面积（按炉管外径计算）炉管，单位时间内所传 递的热量；单位为：递的热量；单位为：kW/mkW/m2 2 v可分为辐射炉管表面热强度和对流炉管表面热强度可分为辐射炉管表面热强度和对流炉管表面热强度v钉头管或翅片管的对流表面热强度习惯上仍

10、然使用管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（即外表面面积（即ddo oL L），而不计算钉头或翅片本身），而不计算钉头或翅片本身 的表面面积的表面面积v此值越大，完成相同的传热任务所需的传热面越小此值越大，完成相同的传热任务所需的传热面越小第25页/共51页4.4.全炉热效率全炉热效率 v炉子传递给被加热物料的炉子传递给被加热物料的 有效热量与燃料完全燃烧有效热量与燃料完全燃烧 所放出的总热量之比所放出的总热量之比v小型炉效率约在小型炉效率约在707080%80%，大型炉效率约在，大型炉效率约在90%90%左右左右 v此值越高，完成相同任务此值越高，完成相同任务 所消耗

11、的燃料越少所消耗的燃料越少第26页/共51页第27页/共51页3.5 3.5 管式加热炉的主要部件管式加热炉的主要部件3.5.1 3.5.1 炉体炉体3.5.2 3.5.2 炉管系统炉管系统3.5.3 3.5.3 燃烧器燃烧器第28页/共51页炉墙结构耐火砖耐火混凝土陶瓷纤维衬里耐火层珍珠岩硅藻土保温层（隔热层）钢板6080普通砖保护层炉墙第29页/共51页第30页/共51页第31页/共51页第32页/共51页第33页/共51页a.a.炉管材质的选择炉管材质的选择第34页/共51页辐射炉管辐射炉管b.b.管径的选择管径的选择v若管径过大，传热不良，管壁温度升高，油品易结焦；若管径过大，传热不良

12、，管壁温度升高，油品易结焦； v若管径过小，油品在管内流动速度过大，造成过多的阻力损失；若管径过小，油品在管内流动速度过大，造成过多的阻力损失；v外径在外径在6060152mm152mm之间；之间；v最常见的范围是最常见的范围是100100150mm150mm。第35页/共51页辐射炉管辐射炉管c.c.炉管长度的选择炉管长度的选择v管式炉炉管一般在管式炉炉管一般在7 78m8m之间；之间；v有加长趋势，有采用有加长趋势，有采用151518m18m炉管长度的实例。炉管长度的实例。 第36页/共51页辐射炉管辐射炉管d.d.炉管的支撑与安装炉管的支撑与安装管架管架底部支撑底部支撑 U U型螺栓吊柱型螺栓吊柱第37页/共51页第38页/共51页翅片管翅片管第39页/共51页高压同心异径管高压同心异径管高压无缝三通高压无缝三通第40页/共51页第41页/共51页按使用燃料分按使用燃料分按通风方式按通风方式分分 自然通风自然通风强制通风强制通风气体火嘴气体火嘴油火嘴油火嘴油油- -气联合火嘴气联合火嘴第42页/共51页预混式预混式外混式外混式半预混式半预混式第43页/共51页火嘴型式火 焰 特 征 主 要 优 点 主 要 缺 点预 混 式 火嘴短而刚直强劲；强度大过剩空气系数小燃烧速度快结构复杂对燃料要求高，易回火外 混 式 火嘴长而飘，强度小对燃料