加热炉基础知识

1、辽阳石化公司辽阳石化公司中国石油辽阳石化公司版权所有炼油厂延迟焦化车间设备工程师炼油厂延迟焦化车间设备工程师 管式加热炉基础知识管式加热炉基础知识炼油厂延迟焦化车间炼油厂延迟焦化车间 2016 年年1月月1中国石油辽阳石化公司版权所有管式加热炉基础知识管式加热炉基础知识一一管式加热炉的作用和特征管式加热炉的作用和特征二二管式加热炉类型简介管式加热炉类型简介三三管式加热炉管式加热炉的主要结构的主要结构四四加热炉的余热回收系统加热炉的余热回收系统五五管式加热炉管式加热炉的操作与维护的操作与维护2中国石油辽阳石化公司版权所有管式加热炉管式加热炉的作用和特征的作用和特征 一、管式一、管式加热炉加热炉的

2、作用和特征的作用和特征 1.1加热炉的作用加热炉的作用 管式加热炉是炼油厂和石油化工厂的重要设备之一，它管式加热炉是炼油厂和石油化工厂的重要设备之一，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，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，来加热管路中流动的油品，使其达到工艺规定的温度，以供来加热管路中流动的油品，使其达到工艺规定的温度，以供给原油或油品进行分馏给原油或油品进行分馏.裂解和反应等加工过程中所需要裂解和反应等加工过程中所需要 的的热量，保证生产正常进行。热量，保证生产正常进行。 1.2管式加热炉的特征管式加热炉的特征 被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体和液体。

3、被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体和液体。而且，这些气体或液体通常都是易燃易爆的烃类物质，同锅而且，这些气体或液体通常都是易燃易爆的烃类物质，同锅炉加热水和蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多。炉加热水和蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多。 3中国石油辽阳石化公司版权所有管式加热炉管式加热炉的作用和特征的作用和特征 加热方式为直接受火式，加热温度高，传热能力大。加热方式为直接受火式，加热温度高，传热能力大。 只烧气体或液体燃料。只烧气体或液体燃料。 长周期连续运转，不间断操作，便于管理。长周期连续运转，不间断操作，便于管理。4中国石油辽阳石化公司版权所有管式加热炉类型简介管式加热炉类

4、型简介 二、二、管式加热炉类型简介管式加热炉类型简介 按炉体形状划分，可以分为按炉体形状划分，可以分为:箱式炉、立式炉、园筒炉箱式炉、立式炉、园筒炉和无焰炉。和无焰炉。 1、箱式炉有斜顶炉和方箱炉，这种炉型历史悠久，是、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。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、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

5、，炉底部设有两排火嘴，炉中间砌一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。堵花墙，喷火嘴在花墙两边燃烧。5中国石油辽阳石化公司版权所有6中国石油辽阳石化公司版权所有管式加热炉类型简介管式加热炉类型简介 3、圆筒炉与立式炉相似，方型的对流室位于辐射室上、圆筒炉与立式炉相似，方型的对流室位于辐射室上部，烟部，烟 囱安装在对流室的部，并装有烟道挡板，可调节风量，囱安装在对流室的部，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，上对流管分

6、立室为圆筒式，辐射管沿圆周垂直排列成一圈，上对流管分立式和水平两种。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、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。里完成燃烧的全部过程，因此没有火焰。7中国石油辽阳石化公司版权所有加热炉的主要结构加热炉的主要结构三、加热炉的主要结构三、加热炉的主要结构3.1 燃烧器结构及作用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

7、料在燃烧器中燃烧得到的，一个完整的燃烧器包括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、配风器和火盆三个部分。燃料喷嘴、配风器和火盆三个部分。、喷嘴的主要任务是燃料油雾化并形成便于与空气混合的、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。良好条件。、配风器是分配和输送燃烧空气的机构，其作用是供给燃、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。用于烧油的配烧油的配8中国石油辽阳石化公司版权所有加热炉的主要结构加热炉的主要结构风器风器将供给的空气分成一次风和二次风将供给的

8、空气分成一次风和二次风.一次风解决着火、稳一次风解决着火、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。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。、火盆的耐火材料蓄积的热量有助于形成稳定的燃烧；其、火盆的耐火材料蓄积的热量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气一起使气流形成理想的流型。3.2燃烧器分类燃烧器分类 按所使用的燃料不同，燃烧器可以分为燃料油燃烧器、按所使用的燃料不同，燃烧器可以分为燃料油燃烧器、燃料气燃烧器和油燃料气燃烧器和油-

9、气联合式燃烧器三类。气联合式燃烧器三类。、气体燃烧器：是气体燃料燃烧的场所，其燃烧所必须的、气体燃烧器：是气体燃料燃烧的场所，其燃烧所必须的条件是：气体燃料在一定比例下充分混合，该混合物要有一定着条件是：气体燃料在一定比例下充分混合，该混合物要有一定着火火9中国石油辽阳石化公司版权所有加热炉的主要结构加热炉的主要结构温度，并给予充分混合时间和燃烧化学反应的时间，为了满足这温度，并给予充分混合时间和燃烧化学反应的时间，为了满足这些条件燃烧器必须有气嘴、火道和炉膛，才能保证燃料迅速且完些条件燃烧器必须有气嘴、火道和炉膛，才能保证燃料迅速且完全燃烧。全燃烧。、液体燃烧器：炼油厂用的液体燃料一般是重质

10、油品，燃烧起、液体燃烧器：炼油厂用的液体燃料一般是重质油品，燃烧起来比燃料气体困难，燃烧前要先行汽化，并且要蒸发、扩散与燃来比燃料气体困难，燃烧前要先行汽化，并且要蒸发、扩散与燃烧三各过程同时进行，这就要求把液体燃料雾化成适于燃烧的细烧三各过程同时进行，这就要求把液体燃料雾化成适于燃烧的细滴，通常有三种雾花方法：机械雾化、低压空气雾化、高压水蒸滴，通常有三种雾花方法：机械雾化、低压空气雾化、高压水蒸气雾化。气雾化。、油气联合式燃烧器、油气联合式燃烧器10中国石油辽阳石化公司版权所有加热炉的主要结构加热炉的主要结构 3.3炉体系统炉体系统 、炉墙：其普遍采用的是耐火层、炉墙：其普遍采用的是耐火层

11、-保温层保温层-保护层的结构，保护层的结构，要求其绝热良好，热损失小，牢固可靠，重量轻而价廉，易于建要求其绝热良好，热损失小，牢固可靠，重量轻而价廉，易于建造和维修。耐火层须能耐一定高温，常用材料是耐火砖、耐热混造和维修。耐火层须能耐一定高温，常用材料是耐火砖、耐热混凝土、耐火纤维毡等；保温层应具有良好的保温性凝土、耐火纤维毡等；保温层应具有良好的保温性,常用材料有硅常用材料有硅藻土、藻土、.膨胀珍珠岩等；保护层可以用石棉沥青涂层或钢壳。膨胀珍珠岩等；保护层可以用石棉沥青涂层或钢壳。 、钢架：用以保持炉型和支持炉墙、管子、顶盖、吊架、钢架：用以保持炉型和支持炉墙、管子、顶盖、吊架、扶梯、平台等

12、各个系统。钢架是根据各种炉型，用不同的型钢焊扶梯、平台等各个系统。钢架是根据各种炉型，用不同的型钢焊接而成。接而成。 3.4炉管系统炉管系统、炉管：是炉子的重要部件，有辐射管和对流管。、炉管：是炉子的重要部件，有辐射管和对流管。 炉管表面积炉管表面积就是加热炉的传热表面积。其金属耗量占炉子总钢耗量的百分之就是加热炉的传热表面积。其金属耗量占炉子总钢耗量的百分之四十到五十，投资占百分之六十以上。炉管直径有四十到五十，投资占百分之六十以上。炉管直径有102mm 、11中国石油辽阳石化公司版权所有加热炉的主要结构加热炉的主要结构127mm 、152mm 等几种，管壁厚度一般为等几种，管壁厚度一般为6

13、12mm ，辐射管因其外壁受火焰直接辐射，管内受油品较高温度、压辐射管因其外壁受火焰直接辐射，管内受油品较高温度、压力和腐蚀联合作用，选材时应考虑材料的耐热性、耐高温强力和腐蚀联合作用，选材时应考虑材料的耐热性、耐高温强度及耐腐蚀性。度及耐腐蚀性。、炉管连接件即炉管弯头，常见有箱式弯头和、炉管连接件即炉管弯头，常见有箱式弯头和“U” 型型弯头。弯头。、炉管支承件，常见的支承件有导向架和拉钩，以对、炉管支承件，常见的支承件有导向架和拉钩，以对立管导向或保持稳定。水平管则常用托管架，或挂管架支承立管导向或保持稳定。水平管则常用托管架，或挂管架支承 。对排列密集的炉管则用管板支承。对多路并联管为均匀

14、分布对排列密集的炉管则用管板支承。对多路并联管为均匀分布各支路流体则用拔制集合管。各支路流体则用拔制集合管。12中国石油辽阳石化公司版权所有加热炉的主要结构加热炉的主要结构 3.5烟囱烟囱和烟道和烟道 其作用是将炉膛的烟气排入大气中，内部均用耐火和保温材其作用是将炉膛的烟气排入大气中，内部均用耐火和保温材料衬里。为调节烟气排除速度，还装有可活动挡板。烟气流动为料衬里。为调节烟气排除速度，还装有可活动挡板。烟气流动为上抽式的加热炉烟囱安装在对流室上部；烟气流动为下行式的加上抽式的加热炉烟囱安装在对流室上部；烟气流动为下行式的加热炉，烟囱安装在炉侧，并设有烟道。热炉，烟囱安装在炉侧，并设有烟道。

15、3.6吹灰器吹灰器 其主要作用是防止积灰，尽量保持炉管表面始终干净，用以强化其主要作用是防止积灰，尽量保持炉管表面始终干净，用以强化对流管的对流传热，提高炉的热效率。炼厂应用的吹灰器有自动对流管的对流传热，提高炉的热效率。炼厂应用的吹灰器有自动伸缩式和固定旋转式两种。伸缩式和固定旋转式两种。13中国石油辽阳石化公司版权所有加热炉的余热回收系统加热炉的余热回收系统四、加热炉的余热回收系统四、加热炉的余热回收系统 加热炉预热回收系统的作用主要是讲燃烧后的高温烟气加热炉预热回收系统的作用主要是讲燃烧后的高温烟气内的热量通过空气预热器将热量传递到燃烧所需要的空气上，内的热量通过空气预热器将热量传递到燃

16、烧所需要的空气上，是的空气的温度升高，间接地提高了燃烧的效果，提高了燃是的空气的温度升高，间接地提高了燃烧的效果，提高了燃料燃烧后热量的利用效率，相当于节省了部分燃料，提高了料燃烧后热量的利用效率，相当于节省了部分燃料，提高了经济效益。经济效益。14中国石油辽阳石化公司版权所有加热炉的操作与维护加热炉的操作与维护五、加热炉的操作与维护五、加热炉的操作与维护 5.1加热炉的操作加热炉的操作 进料量和进料温度应稳定进料量和进料温度应稳定 原料量和进料温度变化时，炉原料量和进料温度变化时，炉子的热平衡关系被打破，使炉子的操作参数随之波动子的热平衡关系被打破，使炉子的操作参数随之波动 控制好炉膛温度保持炉出口温度不变控制好炉膛温度保持炉出口温度不变 过剩空气系数过剩空气系数要适宜要适宜 注意观察炉膛火焰状况，有问题需要及时进行调整注意观察炉膛火焰状况，有问题需要及时进行调整 控制好排烟温度，排烟温度应根据原料入炉的温度来确定控制好排烟温度，排烟温度应根据原料入炉的温度来确定15中国