管式加热炉第三节管式加热炉概述课件

第3节管式加热炉概述3.1管式加热炉在石油加工和石油化工中的重要性3.2加热炉的一般结构3.3管式加热炉的分类3.4加热炉的主要工艺指标3.5管式加热炉的主要部件3.1管式加热炉在石油加工和石油化

工中的重要性3.1.1管式加热炉的定义3.1.2管式炉的特性-必要性3.1.1管式加热炉的定义一种火力加热设备利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰和炽热的烟气作为热源，加热炉管内流动的介质使之达到工艺规定温度的单元设备

燃烧的必要条件：可燃物、助燃剂、必要的温度

3.1.2管式加热炉的必要性⒉是整个石油加工和石油化工过程中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常减压炉每天就要烧掉10万元左右的燃料处理量250万吨/a的炼厂炉子每天就要烧掉25万元左右的燃料3.1.2管式加热炉的必要性⒊是控制运转周期及自动化程度的关键设备高温下的温度测量问题燃料燃烧情况的控制燃料燃烧情况和风门开度之间的关系复杂“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”

3.2加热炉的一般结构3.2加热炉的一般结构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3.2加热炉的一般结构3.燃烧器（火嘴）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3.2加热炉的一般结构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分类：强制通风自然通风利用外部气体输送机械鼓风一般炉膛内微正压利用烟囱产生抽力实现引入空气和排除烟气炉膛内负压3.2加热炉的一般结构5.余热回收系统作用：回收出对流室烟气中高品位热量，提高炉子热效率分类：空气预热器废热锅炉3.3管式加热炉的分类3.3.1箱式炉3.3.2斜顶炉3.3.3立式炉3.3.4圆筒炉分类：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

3.3.2斜顶炉

比方箱炉减少了死角，炉管表面热强度略有提高，应用范围比放箱炉广，至今在中、小化工厂中还有采用。3.3.3立式炉立管立式炉卧管立式炉无焰燃烧炉3.3.4圆筒炉有反射锥的圆筒炉无反射锥的圆筒炉大型圆筒炉优点：结构简单紧凑，占地面积小，金属耗量少，便于建造维修；缺点：炉管沿长度受热不均，炉管表面热强度不高，对流室较小，热效率低。3.3.4圆筒炉炼厂使用较多3.4加热炉的主要工艺指标全炉热负荷Q炉膛体积热强度qV

炉管表面热强度qA

全炉热效率η管内冷介质流速和全炉压降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一般情况下控制在3kW/m3左右，不易过大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3.5管式加热炉的主要部件3.5.1炉体3.5.2炉管系统3.5.3燃烧器3.5.1炉体⒈炉墙⒉钢架钢架的作用在于保持炉形和支撑炉子各系统足够的强度，结构简单节省钢材，便于操作和检修3.5.2炉管系统⒈辐射炉管⒉对流炉管⒊炉管连接件⒈辐射炉管a.炉管材质的选择传热性能好；在一般管壁厚度下，具有较高的机械强度；耐腐蚀；能够实现长时间安全运转的要求；10#、20#优质钢、Cr5Mo、1Cr18Ni9Ti合金钢等；其中以20#优质钢应用较多。⒈辐射炉管b.管径的选择若管径过大，传热不良，管壁温度升高，油品易结焦；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；外径在60～152mm之间；最常见的范围是100～150mm。⒈辐射炉管c.炉管长度的选择管式炉炉管一般在7～8m之间；有加长趋势，有采用15～18m炉管长度的实例。⒈辐射炉管d.炉管的支撑与安装管架底部支撑

U型螺栓吊柱⒉对流炉管一般水平（卧管）安装等腰三角形排列对流炉管型式钉头管翅片管⒊炉管连接件180°急弯弯头高压同心异径管高压无缝三通3.5.3燃烧器燃烧器的分类:按使用燃料分按通风方式分

自然通风强制通风气体火嘴油火嘴油-气联合火嘴⒈气体火嘴预混式外混式半预混式各种气体火嘴的性能比较：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，强度小对燃料适应性好，燃烧稳定，结构简单无回火问题。火焰强度小，燃烧慢过剩空气系数大半预混式火嘴内外两个火焰介于二者之间，兼有前两种火嘴特性介于二者之间，兼有前两种火嘴缺点①蒸汽雾化：采用蒸汽作为雾化剂⒉油火嘴蒸汽雾化：优点：雾化效果好，火焰刚直有力，生产能力大，加热负荷调节范围广缺点：蒸汽消耗量大，蒸汽不能回收，加重了供水系统的负担，在雾化过程中，伴有强烈的噪声雾化蒸汽的压力一般在4～8kgf/cm2

②机械雾化使高压燃料油通过喷嘴的切向槽和旋流室，以很大的流速经小孔喷出使燃料雾化的方式机械雾化：优点：不需要雾化剂，成本低，噪声小缺点：但部件结构复杂，雾化效果差一般用