2024年岗位知识竞赛-加热炉知识考试近5年真题集锦（频考类试题）带答案

（图片大小可自由调整）2024年岗位知识竞赛-加热炉知识考试近5年真题集锦（频考类试题）带答案第I卷一.参考题库(共100题)1.两端管板设计中管孔比管子大，大多少？为什么？管板上两相邻管孔间距偏差应小于多少毫米？管板设计如何考虑膨胀问题？2.单、双层炉衬隔热在经济性进行比较，并回答减少炉衬热损失从何处着手？3.在下列已知条件下，写出计算炉衬厚度的有关公式的计算步骤。已知：单一炉衬，内外壁温度t1、t2，大气温度t0，炉衬材料导热系数λ，无风，炉衬垂直放置。求：炉衬厚度δ。4.减压炉辐射排管出口为什么要扩径？扩径的注意事项。5.1Cr5Mo、9Cr-1Mo热处理温度是多少？在什么情况下铬钼钢炉管焊后必须重新进行热处理？6.焊接铬钼钢钢管焊条有几种？叙述其优缺点，是否焊后热处理？为什么？我国过去常用哪类焊条焊铬钼钢钢管？为什么为出现问题？7.焦化炉炉管内是否注水、注气？若要注水、注气在什么部位好？为什么焦化炉炉管结焦严重的部位不在辐射出口而在中部某段管内？8.当测定炉外壁温度后计算炉子热损失时还需哪些数据？计算全年平均热损时，还需哪些数据？9.怎样防止连多硫酸对炉管的腐蚀？10.在设计加热炉时，通常应考虑哪些安全措施？11.倒U型联合加热炉如何能避免复杂的辐射转对流烟道？在这种情况下，对流室的布置应注意什么问题？具体应采取什么措施？12.试述烘炉的目的、过程及注意事项。13.炉管壁厚设计何时采用弹性设计？何时采用断裂设计？两种方法采用的设计参数的异同点是什么？14.管式炉设计中，目前采用的余热回收方式有哪些？试述热油式空气预热器的优缺点？15.一个好的程序（设计或CAD程序）应具备哪些条件？16.对流传热时，烟气传给管子的对流传热系数与哪些因素有关？对流管束排列有几种形式？从传热角度看，哪种形式较好？为什么？17.设计加热炉时如何选用燃烧器？加热炉对工艺提供的燃料油有什么要求？18.用GB713-86中的20g和16Mng钢板分别代用20R和16MnR时应符合甚么要求？用20R和16MnR代替锅筒所需钢板20g和16Mng有什么要求？19.你在工程设计中是如何考虑等裕度设计的？（可从结构和工艺等方面自由发挥）。20.哪些装置的加热炉需要扩径？扩径的作用和原则是什么？焦化炉为什么不扩径？21.在加氢裂化和加氢精制装置加热炉设计中，当采用奥氏体不锈钢炉管（TP321、TP247H）时，为何倾向于采用单排双面辐射的排管形式？试用有关公式和数据加以说明。22.炉管腐蚀分几部分，试举几种加热炉炉管的腐蚀情况及预防措施？23.为什么要控制钢中的S、P含量？24.提高加热炉热效率的途径有哪些？25.在工业设备抗震方面加热炉单体设备一般的震害是什么？26.试述加氢进料炉的炉管的选材原则。27.一条原输送流量为V（Nm3/h）、温度为0℃空气的冷风道，其流速为u，压降为△p。现改为输送同样流量，但温度为273℃的热风，问其流速和压降各为多少？（注：按雷诺数足够大，流动状态在完全湍流区（阻力平方区）考虑）。28.你为呼炼设计的沥青炉炉衬为何采用衬里结构而不采用其它材料？29.加热炉炉衬采用浇注衬里时，设计应符合什么规定？30.管输加热原油炉间接加热与直接加热相比有什么优缺点？31.怎样设计重整加热炉倒U形辐射排管（单排单面辐射）？32.沥青炉设计中质量流速一般宜选用多少？过大、过小对沥青炉有何影响？33.对大型化的单系列制氢炉设计中会出现一些什么问题？如何考虑和解决？34.一般加热炉设计过程中与仪表专业委托关系如何？35.加热炉炉管材料应具备哪些性质？36.加热炉大型化问题是如何考虑的？为什么要搞大型化？具体存在的问题？37.画出烟气在自然通风直立上抽式加热炉内的压力分布图，并解释烟气是如何从负压较大的炉底向负压较小的炉顶流动。38.加热炉炉衬有几种常用型式？各有什么优缺点？39.轻质耐热衬里炉墙结构为什么要留伸缩缝？而不留膨胀缝？这种伸缩缝的用途是什么？40.加热炉挡板和风门的作用是什么？对于自然通风和强制通风系统，挡板和风门应如何操作？41.加热炉设计时管内介质的冷油流速一般取多少？冷油流速过大、过小有什么影响？42.沥青炉怎样排管才算合理？43.试说明计算机所处理的信息的种类，并举例。44.304、304H、（18Cr-8Ni）和316、316H（16Cr-12Ni-2Mo）是奥氏体不锈钢种，为什么不能用作加氢装置的炉管？45.重整反应加热炉提高热效率的途径是？46.金属材料的机械性能指标和单位是什么？47.画简图说明连续重整加热炉（四合一炉、辐射炉管U形排列、单排单面辐射）全炉结构特点。48.请在以下减压炉平衡蒸发曲线上分别画出理想扩径和未扩径（或不理想扩径）在汽化段的温度压力曲线（设出口汽化率为30% ），并加以说明。 49.减压炉辐射管为什么要逐级扩径？扩径应在上行管还是下行管？为什么？50.你知道的两相流压降计算有几种？各种方法计算的适用范围及其准确程度如何？51.试分析加氢精制进料炉（两相流）辐射炉管引起振动的原因。52.空气预热器加热炉常用的有几种，各在何种场合下应用。53.目前搞的管束式空气预热器系列CAD与过去设计的整体式管束式空气比较有什么区别？54.焚烧炉对炉衬设计的要求是什么？为什么采用磷酸铝衬里而不采用砖结构？55.提高加热炉热效率主要受哪些因素的限制？在我们的设计中采用过哪些提高加热炉热效率的手段？你准备从哪几个方面去防止或减轻低温露点腐蚀？56.影响露点腐蚀的因素是什么？在设计中怎样避免露点腐蚀？57.设计热管时，对热管要考虑到哪些基本参数？58.影响对流对流传热的因素主要有哪些？59.对易结焦的加热炉在设计中可采取哪些措施？60.加热炉负荷变化大的燃烧器设计应考虑什么？61.减压炉、焦化炉、制氢炉、重整炉（四合一）在辐射炉管排布上首先考虑的问题是什么？62.作为一名加热炉工程师应具备什么基础理论知识？应具备加热炉专业知识有哪些方面？63.遮蔽管的计算与对流和辐射室有什么不同？国外遮蔽管和国内遮蔽管设置有什么不同？64.从工艺计算和材料选择上如何确定辐射炉管的金属温度？65.建立沸腾床（亦称流化床）的他条件是什么？什么状态是稳定的沸腾层？沸腾层高度的影响？66.从理论上分析加热炉对盘管采用扩面管的目的和意义。67.试述奥氏体不锈钢中C、Cr、Ni、Ti、Nb等主要化学元素的影响，主要热处理方法及其作用。68.加氢精制（炉前混氢）进料炉，炉管设计中应注意甚么？69.设计中怎样确定余热回收方案？70.压力容器设计压力怎样确定？若最高工作压力为Pw≤1.8MPa，设计压力应为多少？设计压力为0.08MPa和真空度为0.015MPa，公称容积为600升（0.6m3）三容器是否适用GB150-89？（三容器的基本条件符合GB150-89）71.对管式炉辐射炉管选用有何要求？72.管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接后哪些情况下可不做热处理？ICr5Mo、9Cr1Mo热处理温度是多少？什么情况下铬铝钢炉管必须重新进行热处理？73.试述重整反应加热炉、炉管系统设计特点。74.管式加热炉炉型选择的原则是什么？糠醛精制炉选用何种炉型为宜？75.GB150-89规定在什么情况下压力容器壁上开孔可不另行补强？76.弹簧管加热炉应用范围？特点？加热炉的管架计算如何考虑？77.针对图中所示的钢接接点，试标注焊缝符号，并说明连接板、连接角钢、加强肋和连接板开口的作用。在施工中，为便于施工，你认为还要增加什么工艺构件？ 78.风荷载及烟囱高度均相同的等径钢烟囱，仅烟囱直径变化，会影响烟囱壁厚的增减吗？请简述其原因。79.压力容器若不设可拆封头或盖板以代替人孔或手孔，也不设检查孔应满足什么要求？80.假定如图所示圆炉排管，你如何确定辐射筒的外径？ 81.长输管道原油间接加热的闭路循环定义是什么？这种间接加热的循环方法有何种主要缺点？回收年限是多少？是否符合总公司的定？如何计算节省的燃料油？82.按新部标规定，通常情况下（建厂地区冬季计算温度等于或高于-20℃时）钢结构构件为什么要选用Q235-B、Q235-B.F，而不采用Q235-A、Q235- A.F？83.试述加热炉的主要工艺计算步骤。84.不允许代用钢材的范围是什么？85.试说明减压炉炉管程设计的特点。86.炉子设计时，从布置炉本体、燃烧 说明应注意哪些安全措施？87.地震作用抗震计算通常有哪三种方法？加热炉抗震化效果用哪种方法？地震作用和哪些因素有关？88.Ⅰ型和Ⅱ型焚烧炉各有哪些优缺点？为什么有些厂采用Ⅱ型焚烧炉？89.空气预热器的主要经济技术指标是什么？90.加热炉主要管材的最高使用温度是多少？91.在自然通风系统中，烟囱挡板和燃烧器风门都可以用来控制过剩气体系数和炉膛负压？你认为那种工况下调节哪一个好？调节过程应注意什么？92.下列四种空气预热器在何种场合下使用（迴转式、管束式或拢流子、热油式、热管式）？93.加氢装置中反应部分的加热炉通常可采用哪几种材料作炉管？不锈钢炉管为什么在焊后要增加一道稳定化热处理的工序？94.热管空气预热器是一种新型高效换热设备，这主要是利用哪两个传热机理而表现出优异的传热特性的？热管空气预热器在设计与实际操作时，要注意的安全问题是什么？95.对生产的每一根热管，用什么方法测试才能初步确定它是合格产品？96.管输原油加热炉有何特点？97.加热炉专业在03设计时应向土建专业委托哪些资料？98.自立式烟囱基本风压、设防裂度和场地类别等自然条件确定后，进行结构核算主要计算哪些内容？99.加热炉上使用管壁热电偶有几种？安装管壁热电偶的目的是什么？立管立式炉一般安装在什么位置较合适？100.某型号风机样机的无因此性能曲线见下图。 试分析利用节流阀调节流量的原理及浪费电能的原因。并分析利用变频调适调节量的工作原理。第I卷参考答案一.参考题库1.参考答案： ①组焊两端管板上的每个管孔，相应焊上套管，套管内径应比炉管外径或翅片管、钉头管的外径至少大8m/m，主要考虑弯管组装误差与钢结构安装误差。 ②管板上两相邻管孔间距偏差应小于2m/m ③膨胀问题： A.上下框板与端面钢结构横梁（通常为工字钢）连接的螺栓孔为椭圆孔 B.左右两侧角钢连接的螺栓为大孔 C.管板与钢架安装时应留有膨胀间隙2.参考答案： 经过计算与生产实践得知，双层炉衬隔热比单层好。是因为在炉衬内壁温度与炉衬厚度一定情况下，单层的耐火材料的导热系数较大，价格较高，则热损失也较大。双层炉衬可根据炉衬各段温度范围与层间温度选用价格不等，导热系数不同的耐火材料从而减少损失。 减少热损： ⑴减小（t1- t2）温差，t1一定时，可将t2定为合适温度 ⑵减少传热面积，尽量设计小容积炉膛 ⑶炉衬加厚 ⑷选用导热系数较小的材料3.参考答案： 4.参考答案： ⑴减压炉的出口汽化量大，扩径可以降低管程压降，在同样的辐射油品出口温度下与不扩径的情况下比较，则可以提高油品的汽化率，有利于提高轻油的拔出率。 ⑵减压炉辐射出口扩径可以降低油品出口温度，对防止炉内结焦有利。 ⑶对润滑油型的炼油装置，减压炉的平均辐射热强度比燃料型的装置要低，而出口温度也低，因此扩径还可以保证满足润滑油对产品的色变和安定性的要求。 ⑷扩径可以使减压盘管的压力减小，温度降低，当处理量不变时，相当于降低了加热炉的热负荷，故可以降低能耗，扩径要注意下述三点： ①扩径位置的选择 扩径太早，易结焦；扩径太后阻力降大，影响减压拔出率。 ②扩径不要选择在下行管上，因下行管容易出现不好的分层流，易造成结焦或烧坏炉管。 ③根据一般经验，扩径总长不要超过管程长度的17%～20%。5.参考答案： 1.1Cr5Mo、9Cr1Mo热处理温度均是750℃～780℃ 2.铬钼钢炉管焊后、焊缝、热影响区及其附近母材表面硬度值达不到规定要求时，必须重新进行热处理，并做硬度测试。6.参考答案： 焊接铬钼钢焊条有奥氏体不锈钢焊条与珠光体焊条。 奥氏体不锈钢焊条： 优点： ⑴如果焊接工艺适当，焊后可不做热处理，施工非常方便 ⑵焊缝金属的机械性能、抗氧化和耐蚀能力不低于基本金属  缺点： ⑴焊条昂贵 ⑵焊缝金属与基本金属材质不同，线胀系数不同，受热后存在内应力 ⑶焊缝根部或热影响区硬度高  珠光体焊条： 优点： ⑴焊缝金属与基本金属材质相同，经过适当热处理后，可得到与基本金属的机械性能及金相组织基本相同的焊接接头，生产中安全可靠。 ⑵焊条造价比奥氏体焊条便宜 缺点：⑴焊后要热处理，施工较麻烦 奥氏体不锈钢焊条焊后可不要热处理 原因：虽然焊缝根部出现部分奥氏体组织，但这种组织不能通过高温回火或退火处理予以消除，因此采用焊后热处理不一定会带来多大好处珠光体焊条焊后必须热处理 原因：由于这种材料具有空气淬硬物性，焊接以后有极大淬硬倾向，为降低硬度，提高塑性和重新分布应力，焊后必须进行热处理，才可将这些缺陷克服。我国过去二十多年多采用奥氏体焊条未发现过问题 原因： ⑴炉管选用较厚，裕量较多 ⑵由于操作温度与压力不高，焊缝并不是在十分苛刻条件下操作，随着对设计及操作的严格要求与施工技术及认识上的提高，采用与基本金属相同的焊条是发展的必然趋势。7.参考答案： 焦化炉炉管结焦通常并不在温度最高的出口，而在炉管温度较出口温度低的中间某处，因为焦化炉管内焦生成开始于先期裂化临界段（或临界分阶段），据凯洛格公司介绍临界温度范围约427℃（k=11.8石蜡基原料kr=427～454℃，k=11.3原料tkr=454～477℃），如果油品以液态在较低速度通过临界段，外管壁缓慢移动的油膜将受热很快迭合生焦，为避免上述情况，油品必须以极高的湍流状态通过临界分解段的那段管子。如果采用高流速（1～2米/秒以上）不注水注气，在国外也有这种情况，但进料泵压力要加大，负荷不宜波动，不然就必须注水注气以提高冷油流速。注水注气一般在临界分解段略前些，过早注水注气，要增大压降，过晚注水注气难于避免结焦。8.参考答案： 9.参考答案： ①Cr-Ni系不锈钢应尽量采用含钛、铌具有稳定化元素的钢种。如321.347等。 ②为把焊接应力控制在最小范围，焊接工艺上采用小直径焊条，小电流，快速多道焊接，缩小热影响区。短缩在500℃～800℃之间停留时间。 ③装置停工时间必须采取措施防止连多硫酸腐蚀，即在装置停工期间向炉管内注入不含氧的氮气或氨，把炉管封存起来，防止空气进入，当炉管检修必须与空气接触时，可先用1.5%～2%的碳酸钠和0.5%的硝酸钠水溶液洗涤炉管约两小时，以中和H2SxO6然后再打开炉管。运行前再用纯水将炉管冲洗干净，使之干燥，以防止连多硫酸的形成。10.参考答案： ⑴炉体装设防爆门、防爆膜、安全阀 负压炉：采用防爆门，按规范每100m3炉膛容积应设0.2m2防爆门面积（即450×450的防爆门一个）        正压炉：用安全阀或防爆膜 ⑵灭火蒸汽管，炉膛吹扫蒸汽 ⑶炉柱脚保温、防火层 ⑷烟风道快开风门，开烟囱挡板 ⑸平台、栏杆、梯子及其护圈等，对较大的炉每层应设两个梯子可以上下（其中一个安全梯可为直梯） ⑹有的炉子外壁需保温，以免烫伤人11.参考答案： ⑴因为倒U型管系采用下集合管底部支承，不需要辐射室顶部与对流室底部的集合管及吊管空间，因此辐射室出口与对流室入口可直接相接。 ⑵在这种情况下，对流室的布置应考虑辐射室顶部烟气流动畅通，避免烟气流动死角处出现正压。 ⑶具体应采取的措施可以是优先考虑对流室长度方向沿着辐射室长度方向布置，若仍无法避免烟气流动死角，则仍应考虑辐射转对流烟道。12.参考答案： 烘炉的目的是通过加热除去炉衬中所含的水分（包括所含的表面水和结晶水），避免开工生产时因快速升温至所需工作温度，使衬里中所含水分快速汽化，将炉衬胀裂破坏。 用途不同的炉子的炉衬，因其工作温度不同，所以炉衬的材料和厚度不同，所需烘炉的温度和时间也不同，烘炉时间约七天至半个月不等。经通风干燥后的炉衬，在烘炉开始点火后，逐渐升温，按烘炉曲线的温度进行控制。 注意事项： ⑴烘炉前应有至少5天或更多时间的自然通风，干燥 ⑵对炉体全面检查，清除炉内杂物，法兰连接应紧固 ⑶所需仪表的准备 ⑷考虑烘炉时如何排气、排水，留排出口 ⑸加热炉系统饿管线应吹扫干净 ⑹如为管式炉，则应在炉管内通入蒸汽，碳钢炉管的蒸汽排出温度≤350℃，Cr5Mo炉管的蒸汽排出温度≤450℃ ⑺尽量用燃料气为燃料烘炉，便于调节 ⑻烘炉后对炉体及炉衬全面检查，有无裂缝，支座及保温等有无变形，如有损坏，应分析原因，及时修补。13.参考答案： ①设计温度低于材料蠕变断裂温度下限时采用弹性设计 设计温度高于材料蠕变断裂温度下限时采用断裂设计 设计温度处于材料蠕变断裂温度下限附近时采用两种设计方法设计，取计算结果的较大值作为设计值。 ②采用的设计参数 不同参数弹性设计：弹性设计压力、弹性许用应力 断裂设计：断裂设计压力、断裂许用应力、腐蚀系数 相同参数：管径、偏差、腐蚀裕量14.参考答案： 采用的余热回收方式有： ⑴加热炉烟气预热空气：有管束式、扰流子式、回转式、热管式以及新发展的板式等空气预热器。 ⑵加热炉烟气余热水或发生蒸汽（废热锅炉）。 ⑶加热炉烟气预热热载体，热载体再预热空气（所谓热载体空气预热器）。 ⑷加热炉烟气预热冷进料，工艺物流（低温热源）预热空气（所谓冷进料-热油式空气预热器）。 热油式空气预热器有点： ⑴利用装置低温热预热空气可降低装置能耗 ⑵比用烟气直接预热空气简便，省掉了庞大的烟气往返管道。 ⑶预热器设置在地面，对流室可减少传热面积，加热炉荷载减少钢架可节省。 缺点： ⑴不太安全，漏油后易着火 ⑵空气预热温度受工艺物流的控制15.参考答案： ⑴尽量以直接和简单的方式表达设计人意图确定程序数学模型和图。 ⑵程序编制应清晰，容易读，容易懂，容易调试和修改，局部修改不致牵动全局，尽量节约调试时间。 ⑶在程序直接、简单、清晰下力求节省内存和提高运算速度 ⑷在以上要求的基础上，力求程序功能强，通用性大。 ⑸输入数据尽量少，提示说明齐全，用户使用方便。16.参考答案： 对一定流体（烟气）而言，流体温度越高，流体流速越大，管子的管径越小，管间距较大，管束排数较多，则流体与管束间的对流给热系数越大。对流管束排列有顺排、错排两种形式。 错排比顺排好。因为错排的对流给热系数大于顺排的对流给热系数。顺排时，从第二排起，每排管都正处于管排产生的漩涡正心尾流内，所受到的冲击情况不如错排时强烈。因而错排内的给热过程一般较顺排强烈。17.参考答案： ①根据加热炉的特点或燃料供应情况，选用燃烧器（油、气、或油气联合燃烧器）。 ②根据供风方式采用自然通风或强制通风。 ③根据炉型选用燃烧器（如箱式炉、圆筒炉、立式炉，炉膛大选用长火焰燃烧器，无焰炉用侧壁烧咀火焰附墙，形成温度较均匀的辐射墙，阶梯炉常采用扁平火咀等）。 ④根据加热炉所需的总热量，确定燃烧器的总发热量。（SHJ1035-84规定燃烧器设计总发热量至少应为计算总发热量的1.1倍）。 ⑤根据燃烧器提供的技术性能，炉内热量分布要求，来确定燃烧器的个数。 ⑥其它（雾化剂耗量少，结构简单易控制，噪音小等）。 对工艺提供的燃料油要求： ①燃料油压力在0.5～0.7MPa（5～7kgf/cm2） ②燃料油粘度4～6°E （LB燃烧器要求粘度≤34mm2/s） ③雾化剂压力0.65～0.85MPa（6.5～8.5 kgf/cm2）18.参考答案： ①厚度小于或等于16mm的20g和16Mng钢板，应每批取一张钢板复验抗拉强度，屈服点，伸长率和常温冲击功。厚度大于16mm到25mm的20g和16Mng钢板可分别代用20R和16MnR钢板，厚度大于25mm，不能代用。 ②若要代用需增加时效冲击值的检测。19.参考答案： 1）从结构设计上来说，可以进行等强度设计。例如，炉体钢结构立柱的变截面设计；烟囱筒体壁板的变厚度设计等等。 2）从工艺上来说，加热炉各个功能部件对操作都具有相同的富裕量。例如，燃烧器能量、管壁热强度、炉管管材、炉管壁厚、炉膛管系支撑、管系阻力、烟囱抽力和鼓引风机容量等对工艺条件的变化具有相同的裕度。20.参考答案： 如果装置加热炉加热介质，有一定气化率，而对加热介质的加热温度，压降又有一定要求时，常对辐射管出口管段进行扩径，一般有扩径的加热炉有常减压装置的减压炉，糠醛精制装置的精制加热炉等。 扩径的作用如下： ①降低辐射管压降 特别在辐射出口附近因介质气化率增大，气化后线速提高压降也急增，扩径后降低了线速从而降低辐射段压降 ②使介质从辐射室取走更多的热 扩径后随着压降减少，可促使介质更多的气化，从而在辐射室吸收更多的气化潜热，可减少入塔前温降，提高入塔温度。 ③降低出口温度避免介质裂解 许多油品温度高了要发生裂解，如糠醛加热温度超过230℃就要分解或糠醛酸既腐蚀炉管又要引起结焦，减压馏分油也不宜超过430～440℃，否则油品中残存不饱和烃增加油品，性质变坏，并伴随着炉管结焦。一般在扩径降压的基础上保持一定真空降压可使炉出口温度降到不裂解温度（糠醛降到220℃以下，减压降到410℃以下） 原则： 扩径应在气化点之后，并要求保持好的流型（环状流、喷雾流）。扩径过大因气化造成一定温降，扩径过小，气化少，温降很小，会造成介质逐步温升，一般以等温扩径为好。 焦化炉为何不扩径：对介质的要求不一样，他的目的是使重质油品加热裂解、聚合变成轻质油，中间馏分油品和焦炭，焦化炉加热温度应大大超过油品裂解温度，温度太低，焦化反应速度和深度会降低，汽、柴收率会降低，焦炭中挥发分增加，焦炭质量变坏。温度过高将使反应深度加深，汽、柴继续裂解，汽、柴收率同样降低，而易结焦，开工周期缩短，一般控制在495～505℃。采用高的流速及高热强度，使油品在加热炉中短时间内达到焦化反应所需温度，同时迅速离开加热炉（保持一定压力）到焦炭塔大空间中减压进行焦化反应，如果扩径很可能会在扩径部位结焦。21.参考答案： ⑴为了提高炉管的有效吸收因素α的值 如单排管双面辐射α=1.316 单排管单面辐射α=0.883 22.参考答案： 炉管的腐蚀分两部分： ⑴管内腐蚀，包括 ①氢蚀 ②硫及硫化物腐蚀 ③晶间腐蚀 ④酚冲蚀和碱腐蚀 ⑵管外腐蚀： ①低温腐蚀（硫酸和亚硫酸）和结灰 ②高温腐蚀（钒和硫酸钠）和结渣 ③高温氧化 举例如下： ⑴常减压炉处理高硫原油或含环烷酸的原油时腐蚀和冲蚀厉害。可通过腐蚀速率的计算采用合金钢炉管和高铬镍不锈钢管。如防环烷酸时采用TP316，速度高处有时采用贵金属如（18-12-2M）. ⑵热裂化，焦化炉硫化物在高温下裂化分解产生H2S等腐蚀，这些炉出口处汽液混相流速大，腐蚀率较大，可根据腐蚀速率及温度选用合适的材质。 ⑶重整炉（循环氢中含H2S）、加氢精制、加氢裂化炉，H2+H2S的腐蚀，形成氢脆，氢腐蚀和表面脱碳，奥氏体不锈钢的晶间腐蚀等。铬钼钢可很据美国石油学会提出的“Nelson曲线”来确定钢材使用条件进行选择；奥氏体不锈钢可根据“Couper曲线”给出的不同材质、不同温度和H2S浓度的年腐蚀速率。根据加热炉10万小时使用年限选用合适的钢材。奥氏体不锈钢如必须在晶间腐蚀敏感区使用，则应采用低碳奥氏体和含钛、铌等稳定元素的不锈钢。采用的奥氏体不锈钢必须经固溶处理和稳定化处理。 ⑷管外腐蚀中低温腐蚀大部在烟气温度低的部位，须进行计算使金属壁温高于露点腐蚀温度（一般在10℃以上）。预热器可采用热风循环；NO钢管。 ⑸炉管的高温氧化：如焦化炉除渗碳破坏炉管外还有局部过热，管壁超过抗氧化极限，晶粒粗大而破坏，应注意防局部过热，注意操作，减少炉内过剩空气，选用抗氧化好的炉管。23.参考答案： S是钢中的有害元素，它和Fe生成FeS，形成低熔点共晶体，高温时，该共晶体熔化，使钢材变脆，破裂。S含量大于0.06%时，钢材有热脆现象，在焊接高温下，FeS与铁水可以无限互溶，溶液凝固时，FeS或FeO形成低熔点共晶，可导致焊缝结晶裂纹。所以钢中必须有锰存在，Mn和S的结合要比铁和S好一些，Mn能固定S，生成MnS，MnS要比FeS对钢材坏的影响要小一些。 P也是钢中有害元素。它的最坏影响就是大大地降低钢材的塑性，特别是冲击韧性。这种影响在低温下尤甚，低温韧性即钢的“冷脆性”，叫冷脆。所以要控制好钢中的S、P含量，可降低钢材回火脆性倾向，提高钢材韧性，保证钢材的质量。24.参考答案： ㈠降低过剩空气系数：消除漏风，搞好“三门一板”操作，选用性能好的燃烧器 ㈡降低排烟温度：当α=1.2时，烟气温度每降低17℃，热效率可提高1%。 措施： ①设置余热回收系统，采用空气预热器或废热锅炉； ②设置吹灰器； ③对流排管采用翅片管或钉头管。 ㈢采用高效燃烧器，既能降低过剩空气系数，又能保证燃料完全燃烧，强化炉内传热。 ㈣减少炉壁散热损失 ①采用新型隔热材料，以求降低炉壁温度 ②搞好炉子的维修，保证炉墙没有大的裂纹和孔洞，可避免炉壁出现局部过热㈤改进加热炉的自动控制，使炉子经常处在最佳状态下操作，从而保证加热炉有较高的热效率。 ㈥加强加热炉的技术管理，不断提高操作工的技术水平也是提高加热炉热效率的重要条件之一。25.参考答案： 震害是：烟囱倾斜、立柱、斜撑失稳，辐射室炉体变形，炉底柱屈曲、螺母松动。 原因：强度不够，抗失稳能力较差和构造的不合理 措施： ①增设筒体中间环梁 ②炉体结构的梁柱补强 ③炉体结构的节点补强 ④炉底柱加强和固定 ⑤增加地脚螺栓 ⑥地脚螺栓防松 ⑦炉底柱设防火层26.参考答案： 应根据操作条件（包括H2S浓度%，操作温度、应力、使用时间），按照美国石油学会提出的“Nelson”、“coper”曲线选用合适材料。材质太低，腐蚀速率太高，仅能维持短周期运行，频繁更换管子则不经济；如光靠升高材料等级求得过低腐蚀速率也不经济。应总和考虑，所选材质应能满足十万小时的使用受命，材料不失效的情况下尽可能用较低等级的材料，从而降低工程投资。一般来说直馏汽油、直馏煤油、直馏轻柴油加氢，如果原料油中含硫量少，循环氢中含硫量少，其操作温度较低，可选用1Cr5Mo炉管，采用单面辐射单排管（圆筒炉）可降低投资。 对于二次加工的馏分油，含硫量高（在≥1% H2S浓度%）操作温度也较高，因此H2+H2S对炉管的腐蚀加剧，一般可选用较好材料的炉管即TP321H（SUS321H）或TP347H（SUS347H）。炉管的热强度不宜过高有关石油化工科技资料中介绍，对于加氢脱硫进料炉，采用圆筒炉时最高允许平均辐射热强度29900kcal/m2h，横管立式炉为32500kcal/m2h。太高的热强度，管壁温度高，往往易造成局部过热，对于加氢精制油品，不希望有轻度裂解（特别是航煤），不然影响产品的质量和收率。27.参考答案： 28.参考答案：用耐火砖做炉衬，生产一段时间后，砖墙有缝隙，冷空气常会泄入炉内，使炉温下降，同时高温烟气侵入炉架，烟气中的硫会将炉架与炉壁板腐蚀。耐火纤维作炉衬，寿命短，不耐气流冲刷，也不宜作炉衬。而衬里其密封性好，导热系数小，结构简单，也便于施工，故采用衬里结构，国外加热炉也多推荐采用衬里结构。29.参考答案： ⑴应根据不同部位的设计温度合理选用耐热混凝土材料和级配 ⑵对双层衬里结构，热面层最小厚度为75mm； ⑶浇注衬里的保温钉规定为： ①辐射室炉壁和炉顶衬里应采用18Cr-8Ni型或25Cr-20Ni型不锈钢保温钉固定 ②保温钉长度不得小于各相应层baowenhoudu 的70%，保温钉端部距向火面的距离不应小于12mm； ③保温钉为方形布置，炉体衬里保温钉的最大间距宜为衬里总厚的两倍，但在炉壁上最大间距不得大于300mm； ⑷弯头箱、烟囱和烟道采用隔热衬里时，其厚度不得小于50mm，保温钉的间距不应大于200mm30.参考答案： 优点： ⑴传热功率弹性大，利于导热油使用温度高而不汽化，闪点高，导热系数和比热大等特点，可通过改变热媒在炉内的温升，调节传热功率，弹性可达1：4以上。 ⑵热效率高：烟气离开导热油处的热效率为83%～85%，而后部可用预热器预热空气，效率可达92%。     ⑶自控程度高 ⑷炉型有所改进，使之便于操作，节省钢材和方便安装，炉密封好，寿命长，便于预制，方便运输。 缺点： ⑴投资过高，国产化后，也是比直接加热系统投资高，是它的1.5～2倍。如果使用进口的就更高，是直接加热系统的5倍之多。 ⑵占地面积大，因设备数量多，占地为直接加热的三倍 ⑶对操作和管理人员要求素质高，要挑选和培训，并应有相当中专文化水平以上，熟悉设备性能，工艺流程，控制流程和操作等。并经考试合格后方能上岗。31.参考答案： ①炉管长度上要考虑到：（长度指直管段） A.最小高度根据火焰长度决定 B.为了保持传热均匀，管径与高度有如下关系： 管径≥φ127时，长度l≤9m 管径≤φ102时，长度l≤7.6m ②炉管之间的小室宽度，有炉管与烧咀间的最小距离决定，炉管中心至炉管中心的最小宽度为3m。 ③集合管位于辐射区段的底部，并处理好密封，绝对禁止参与炉膛的辐射传热。32.参考答案： 介质流速一般在850～1200kg/m2s，举例如洛炼968kg/m2s，吉化947kg/m2s，广州1120kg/m2s，过大则流速大，动力消耗大（受泵压头限制），过小流速低，介质在管内停留时间长，介质易结焦。33.参考答案： ①从传热、铸造、热应力考虑，制氢炉管管径不宜太大（一般为3”、4”、5”）厚度不宜太厚。但从基本热平衡方程来分析，（Q=KDHr/4）Hr（反应热）不变，产率一定，热量与管径成正比，如果保持一定管径，必然增加路数，则带来集合管的增长，因此热膨胀、热应力问题是大容量制氢炉的突出问题，国外也有采用冷壁集合管解决热膨胀问题，在国内存在制造问题。 ②由于制氢炉管材料昂贵，占整个炉投资的30%～40%，为充分利用管材，采用单系列管束双面辐射（高热强度）。对于大容量制氢炉由于管径相应加大（或路数增多，管径一定）管壁热强度相应增加，如辐射传热量增加，管壁温度升高（或路数增多热应力增大）因此在炉管选材上要加以慎重考虑。 ③由于单系列大型化制氢炉热负荷大，烟风道系统大，带来风机、电机的选型困难以及炉用零配件的选用和制造困难。 ④大型化制氢炉中路数较多，热应力大，炉管、集合管等焊接问题要慎重考虑。34.参考答案： 炉子专业向仪表提供炉总图、检测控制点位置与要求，仪表考虑控制方案，对特殊要求，由炉子专业提出控制方案或双方协商解决。 典型检测点为： ⑴在辐射顶，烟囱挡板上下位置与燃烧器进风口等处设测压管，并提供该点压力与温度范围。 ⑵提出管壁热电偶测点位置，管壁正常与最大的温度与压力范围。 ⑶在辐射顶，烟道各侧，挡板下方设热电偶套管并提出该处烟气正常与最大温度与压力范围炉专业提供执行机构型号与安装位置，并对炉热效率与炉顶氧含量进行测试等要求。35.参考答案： ①有足够的高温强度，长时间的组织稳定性 ②抗氧化和抗腐蚀性好 ③常温和高温的加工性能好 ④可焊性好36.参考答案： 搞大型化的原因： ①炼油装置处理量的提高，加热炉热负荷增高。 ②大型炉较中小型炉易提高热效率。 ③烟气量大，对流传热率提高，相对加热面积减少，烟气集中，易设置空气预热及废热锅炉等回收系统 ④单位发热量外壁面积少，散热损失小 ⑤操作人员及仪表费用少 存在问题： ①一亿千卡/时以上的大型管式炉，国内尚无设计和生产经验。 ②大型炉的炉型及大能量燃烧器是解决此项设计和操作的关键。（喷咀能量、火焰形状与炉管距离及炉管长度的关系需探讨）。 ③炉管的管径和管程数：管径太小，程数多，分配不均，更易产生偏流；管径答，（国外用到254～304mm）对传热不利。 ④热膨胀是个突出问题（如制氢炉集合管考虑冷壁代热壁等），支架和管板重量大，摩擦水平推力加大等。 ⑤对于大型化加热炉来说热效率的高低对燃料的消耗影响更大，因此余热回收需要效率更高、防腐更好的回收系统。 ⑥大型化加热炉需要考虑工厂预制，一些配件的制造目前尚需考查。 ⑦大型化带来的公害应考虑，如设计低噪音的大能量喷咀，低氧化氮的喷咀等。37.参考答案： 1）根据加热炉各部位相对抽力和烟气阻力，可画出炉内各部位烟气相对负压分布图见图2。 2）图2仅表示炉内烟气与同高度炉外大气的相对负压，因此出现烟气从负压大的部位向负压小的部位流动的假象。实际上大气压力随高度的增加而减小，炉内烟气绝对负压分布图应如图3所示，由图3可以看出，烟气还是由负压小的部位向负压大的部位流动。 38.参考答案： 加热炉炉衬大体上有三种：硅结构、轻质耐热衬里结构、掏纤毡（毯）结构。 ①硅结构（分耐火层和隔热层） 优点： A.耐高温（1000℃～1300℃） B.耐久，不易损坏，使用寿命长 C.维修费用少 D.强度高，耐气流冲刷 E.隔热性能居中，比轻质耐热衬里好 F.造价居中，比陶纤便宜 缺点： A.施工较麻烦 B.对形状复杂和较薄的炉衬，往往造成较多的异型砖 C.开汽前要烘炉 ②轻质耐热衬里结构（分单层或多层） 优点： A.施工较方便，特别是形状fuza 的炉衬 B.造价便宜 C.耐久性居中，比陶纤好 D.耐气流冲刷较陶纤好，较砖结构差 缺点： A.导热系数答，隔热性能较差 B.收缩大，易产生裂纹 C.维修费用居中，不如耐火砖 D.耐温差（用于烟囱、对流、烟道） ③掏纤毡（毯）结构 优点： A.重量轻，减少钢架承重 B.不用烘炉，开汽启动容易 C.容易施工，可适合于形状复杂的加热炉 D.隔热性能好 E.耐温居中，比衬里好 缺点： A.造价高 B.不耐气流冲刷（气流速度≤10m/sec） C.怕水 D.不耐久，强度差 E.黑度小，不低于辐射传热 F.有透气性，对烧含硫较多的燃料易引起炉壁的露点腐蚀39.参考答案： ⑴耐火砖炉墙一般应留出膨胀缝，而轻质耐热衬里应留出伸缩缝，这是由于耐火砖与耐热衬里的膨胀与收缩性能不同而引起的。耐火砖的膨胀量随温度的升高而加大，而耐热衬里在温度升高时有少量膨胀，但在冷却后会出现较大的收缩，即残余收缩。在以后的操作中，若加热的最高温度不超过第一次加热的温度，衬里随温度的升高和降低，其膨胀和收缩就是沿下图所示的直线上下往复移动。因此，大面积衬里不必像耐火砖炉墙那样需留出较大的膨胀缝，而只需没每隔1～2米留出宽为3～5毫米、深约为衬里厚度的1/3的伸缩缝即可。 ⑵这种伸缩缝的用途是： ①衬里在第一次升温过程中稍有膨胀，伸缩缝可以减少由于这膨胀所产生的内应力。 ②由于衬里有较大的残余收缩，冷却后有较大的裂缝，伸缩缝可以使裂缝出现在指定位置而较为规则。 ③伸缩缝可以使裂缝在伸缩缝处断开而不继续延伸并使收缩裂缝均匀分散，避免出现过长或过宽的收缩缝。 40.参考答案： 挡板和风门是加热炉燃烧控制配件，用于控制燃烧用空气量和炉膛负压。 1.对于自然通风系统，如果烟气含氧量过高，则关小挡板，过低则开打挡板，然后看炉膛负压，太大则开打风门，太小则关小风门。回过头再看烟气含氧量，如此反复交替调节挡板和风门，直到烟气含氧量和炉膛负压均满足正常要求。 2.对于强制通风系统，如果烟气含氧量过高，则关小风门，过低则开大风门，然后看炉膛负压，太大则关小挡板，太小则开大挡板。41.参考答案： 加热炉设计时管内的冷油流速，各装置所取有所不同，一般在1.2～2m/s。如果冷油流速太小时， ①管内介质流动呈层流时，易引起炉管结焦。 ②流速太小，内膜传热系数就低，对传热不利，为达到所需加热温度，则介质停留时间加长，对重质油来说也极易引起结焦。 冷油流速太大，动力的消耗就大，装置能耗会增大，对有汽化的介质，应注意管内最大流速不应超过临界速度的0.8～0.9（一般来说只要动力允许，流速大有好处，对传热有利）。42.参考答案： 沥青炉介质重度大，粘度高，属重质流体，一般采用横管，理由： ⑴介质沿管长方向传热均匀，对预防沥青炉结焦有利。 ⑵沥青炉在辐射段为两相流（溶剂加沥青），采用立管需要较大的流速，不然下行管易产生不稳定流动，造成溶剂与沥青分离，弯头处易结焦，而较大的流速，管内压降太大，泵的压头不允许，故采用横管排列。 在管程方面，采用双管程时，由于有偏流现象，造成一路结焦，尤其是对处理量小的沥青炉更易产生偏流结焦，所以近期改为单程排管。43.参考答案： 1.数值信息—科学计算 2.文字信息—ASCI码 3.图形信息—ACAD图形数据库*.DWG 4.图象信息—激光影碟 5.声音信息—激光唱碟44.参考答案：304、304H虽高温强度较好，但不抗晶间腐蚀和应力腐蚀（不含Ti或Cb），基本上不用作炉管，316、316H价格最高，但高温强度并不高，多用在常减压炉管，抗环烷酸腐蚀。45.参考答案： ⑴处理量较小时，利用工艺物流，设置于对流室被加热，以降低排烟温度，提高加热炉效率。 ⑵设置各种型式的空气预热器，进一步降低排烟温度，将余热加热燃烧用空气，以提高热利用率，是行之有效的又一形式。 ⑶大处理量的重整装置，反应加热炉，多采用余热锅炉型式，把炉子热效率提到最大90%以上。产生中压蒸汽以满足装置生产需要，多余蒸汽可并网。46.参考答案： 材料在一定温度和外力作用下，所表现出抵抗某种变形或破坏的能力成为材料的机械性能。 主要指标有：强度、塑性、韧性、硬度等。 ⑴强度一般用σs、σb表示 单位：kgf/mm2（公斤力每平方毫米） Klbf/in2（美国ASYM标准，千磅力每平方英寸，ksi） MPa（即N/mm2）（我国推行的国际单位制，兆帕） ⑵塑性一般用δ%（伸长率）φ%（断面收缩率）α（弯曲角）等 ⑶韧性 抵抗的冲击力，而不发生硬断的能力 冲击韧性αk，单位面积所承受的冲击力 单位：kgf·m/cm2→ J/cm2（焦耳每平方厘米） ⑷硬度（HB、HRC、HV） 材料表面抵抗较硬物体压力的能力 HB（布氏） HRC（洛氏） HV（维氏） 单位与强度单位一致。47.参考答案： 48.参考答案： 49.参考答案：逐级扩径的原因：保持较低压降。因油料在管内流动过程中遵守压力、能量和相态三者平衡关系。为使汽化段内介质吸收的热量基本上等于汽化率，增加所需要的汽化潜热温度不致升高，基本实现等温汽化。 扩径应在汽化点以后的上行管，因下行管内汽液相容易分流，汽相速度减慢且靠近管壁（中间的液相）易造成结焦。50.参考答案： 1） A.均相法； B.德克勒法（Dukler）； C.洛克哈特一马蒂内里法（Lockhart-Martinell ）； D.马蒂内里一纳尔逊法。 2）德克勒法和洛克哈特一马蒂内里法不适用于计算水一蒸汽系统两相流的阻力降。 3）马蒂内里一纳尔逊法只适用于计算水一蒸汽系统两相流的阻力降。 4）均相法对于高气速雾状流和高液速的分散气泡流误差较小。其它流型可用此法作为初步估算。 5）洛克哈特一马蒂内里法误差较大，最大可达50%，适用于水平管计算。 6）德克勒法准确性较高，目前工程上普遍采用。51.参考答案： ⑴设计时支承考虑不同，冷态下处于稳定支承状态，热膨胀后，支承点失效使炉管处于不稳定支承（柔性不稳），介质流动状态变化引起炉管振动。 ⑵两路或多路进料炉管，配管不对称，进口无控制阀，不能确保流体均匀流动，产生偏流，流量小的一路流速慢，停留时间长，受热后汽化量相对增大，造成介质在炉管内瞬时阻塞，引起介质流动混乱，使炉管产生激振力，诱发炉管振动。 ⑶操作中氢油比小，偏离设计值（循环氢纯度太高，也可能造成循环氢量小）两相流流型（液节流）不好或油气混合不均，造成介质流动不均匀而引起振动。52.参考答案： ⑴回转式空气预热器，用在3000万/大卡以上大热负荷的加热炉，一般烟气温度不超过450℃。 ⑵热油式空气预热器，用在外供热油预热空气。 ⑶管式或扰流子空气预热器可用在烟气温度高于350℃，热负荷不受限制。 ⑷热管式空气预热器用于烟气温度一般不超过350℃，热负荷不受限制，易积灰的烟气。 ⑸铸铁式、玻璃管式空气预热器，用于腐蚀性强烟气。 ⑹板式空气预热器，用于清洁、基本无腐蚀性烟气。53.参考答案： ⑴预热器标准化定型化有利于工厂制造，提高制造质量，降低造价。 ⑵预热器分片，便于运输、安装、检修。 ⑶预热器局部腐蚀和损坏时可分片局部更换，不致整个预热器报废，更换也比较灵活。 ⑷工作时管束膨胀滑动，管板管壳不动，使承重的钢架不受膨胀力，有利于钢架设计。54.参考答案： 焚烧炉对炉衬设计要求： ①耐温性600℃～850℃以上 ②耐磨性，经得起硅砂、废渣等的冲刷 ③耐急冷急热，热稳定性好50次 ④耐水性 在工作温度不受废料影响（因450℃以上陶瓷化） ⑤抗腐蚀性 能抵抗废渣及焚烧后烟气腐蚀 ⑥致密性 要求衬里不裂、不渗、不使烟气渗入器壁腐蚀壳体 ⑦易施工 好施工能适应焚烧炉各种复杂的结构形状 综合上述采用衬里比耐火砖结构好，这是因为砖有砖缝，不易严密，而砖缝是薄弱环节不耐冲刷，焚烧炉形状复杂，用异型砖多，施工不易，不如衬里简单。55.参考答案： 加热炉的热效率主要受经济性的限制（她随在一定时间内钢材价格和燃料价格的影响，如果燃料价格高于材料价格则加热炉的热效率是重要的，否则就无所谓）热效率的进一步提高受到露点改变的制约。在我们的设计中通常可采用预热空气，产生蒸汽，冷进料的办法来提高加热炉的效率。防止或减轻露点腐蚀从设计的角度出发，主要是保证低温部分的金属材料温度高于烟气露点温度。从进料方面看（空气或水等）提高进料温度，降低燃料的硫含量，采用抗低温腐蚀的金属或非金属材料，都是设计者考虑的出发点。56.参考答案： 影响因素有； ①燃料中的含硫量，含硫越多，生成SO2越多 ②烟气中含H2O（H2）多，容易产生亚硫酸是露点增高。 ③烟气中的含氧由过剩空气带入，易产生SO2→SO3转化，增加露点腐蚀。 ④烟气中的灰垢（如金属氧化物）如Fe2O3、V2O5等，能促进SO2→SO3催化作用。 ⑤温度等于露点不易结露，高于600℃，SO3与H2O不会反应，因而不会发生露点腐蚀。 设计中避免露点腐蚀的措施： ①在管外壁涂上防腐涂料 ②采用耐腐蚀材料（合金钢管、玻璃管等） ③燃料脱硫 ④降低过剩空气系数 ⑤降低燃烧器雾化蒸汽用量 ⑥提高管壁温度 A.热管预热器增大热端和冷端比 B.提高空气预热器的冷端空气入口温度 C.及时吹扫管外表面的结灰57.参考答案： ⑵冷热端管长长度比的选择，长度比的大小能影响热管预热器的传热和阻力特性，还影响热管的经济性。一般，选择长度比的原则是：在满足冷热流体阻力降的条件下，长度比应尽量接近其经济长度比。 ⑶管径的选择，管径的大小，对热管有以下几方面的影响： ①影响热管的传热量，Q=AoUoΔt，管径越大，传热面积越大，传递的热量就越多。 ②影响热管的强度，其它条件相同时，管径越小，能承受管内的压力就越多。 ③影响热管的传热极限，管内流通面积的大小，主要影响声速极限与携带极限。 ⑷热管安装位置的选择 放在对流上部时，采用水平放置，不过热管与水平至少有10～15°倾斜角，在地面上时可垂直安装。 ⑸扩展表面的选择 热管预热器总传热系数K的大小，主要受管外膜传热系数的影响，这又跟管外翅片厚度、高度、间距和管径这些参数的选取有关，一般翅片高度不超过光管直径的一半，翅化比的值在7～12范围为宜。 ⑹热管排列方式的选择 热管预热器放在对流段上部由烟囱自然引风时，可选用正方形排列，必要时烟气侧翅片间距要适当大些，预热器放在地上，且用引风机时，可采用正三角形排列，烧燃料油时，并要有吹灰措施。58.参考答案： 59.参考答案： ⑴在可能的情况下选择较低的平均热强度。 ⑵在动力消耗允许时采用较大的冷油流速（在允许情况下可注水、注气）提高传热速率，降低内膜热阻。 ⑶改进燃烧条件，使炉内热量分布均匀。 ⑷了解加热原料的工艺特性（温度及特性因素）合理的安排物料在炉内的走向。 ⑸介质为多管程进料时，应使各路流量分配均匀，各路安装流量控制表。 ⑹采用卧管式加热炉使炉管沿长度方向传热均匀，加大管心距使炉管沿圆周方向传热均匀。 ⑺加热炉扩径时，应避免在汽化点前过早扩径，汽化点不要选择在下行管上。 ⑻在管壁温度高的部位安装管壁热偶。 ⑼炉管选用较好的材质（如Cr5Mo，Cr9Mo），安装一定数量饿回弯头利于清焦。60.参考答案： ①燃料压力范围要大些，调节燃料流量范围才能满足 ②如烧瓦斯时，以外混式为好，这样才能在低负荷下避免回火和稳定燃烧 ③燃烧器的进风口，要有调节风量的手，这样才能在较好的过剩空气系数下燃烧61.参考答案： ①减压炉：扩径（因减压炉介质汽化率高，介质加热温度高，油品重，易结焦） ②焦化炉：延迟焦化炉，介质在炉内加热到生焦温度，而不让其生焦，延迟到焦炭塔生焦，所以突出的不是结焦问题，要求介质在管内流速高，且受热要均匀，所以布管考虑水平管，且要求带堵头的回弯头（考虑结焦） ③制氢炉：制氢炉每根炉管都相当于一个外部受火焰加热的管式反应器，是吸热反应，持续反应后介质温度高达800℃，所以要考虑的主要问题就是热应力作用，即解决膨胀问题。布管要考虑单排双面辐射以提高合金炉管利用率。 ④重整炉：要求压降小＜0.1MPa（布管考虑多路并联，且要单排双面辐射提高合金炉管利用率，低压操作可改善产品质量和收率外还可减少气压动能消耗）62.参考答案： 传热理论、结构设计、材料（金属、非金属）、燃烧理论、机械制造等方面的基础理论知识，之外还应具备各方面加热炉专业知识： ①燃料及热值计算 ②过剩空气、烟气及其测定，说明降低过剩空气的好处 ③燃烧火焰和火焰温度、燃烧情况、火焰类型和颜色 ④燃烧器和空气预热器，说明设计良好燃烧器应具备的条件，燃烧调节， 空气预热的经济性问题 ⑤噪声及其控制措施 ⑥说明辐射传热、对流传热和热损情况 ⑦燃料和进料油质量，说明燃料含硫、钠引起的高温腐蚀，原油含盐引起的问题，炉管发生的事故 ⑧结垢和清扫，说明管内外结垢引起的问题 ⑨处理量变动引起的问题 ⑩设计施工注意事项63.参考答案： 遮蔽管既考虑辐射传热，又要考虑烟气对管子的对流方式传热。 国内遮蔽管一般设置二排，遮蔽管的有效吸收因素α取1，计算中和辐射一起计算。 国外遮蔽管一般设置三排，有效吸收因素如下： 第一排α=0.658 第一排α=0.196 第一排α=0.123 然后再计算对流方式传热的热量。64.参考答案： 65.参考答案： ⑴建立沸腾床的条件： 最重要的是确定料层由固定料层转变为稳定沸腾层时气流速度。这速度称为操作速度，它必须大于临界速度而小于极限速度。否则，流速小，沸腾层不易达到稳定，超过极限速度易将物料带走。 ⑵稳定的沸腾层 ①不发生沸涌和气沟 ②要求沸腾层内物料浓度和孔隙度大致均匀 ⑶沸腾层高度的影响： 当要求炉内密相单位高度的压力降一定时，减少沸腾层高度，有别于提高沸腾层孔隙度。 料层越薄对料层均匀性影响越大，越容易因气流分布波动而形成气沟。料层过厚则阻力大，风机动力消耗增加。66.参考答案： 67.参考答案： 1）C的主要影响是生成碳化物、促进奥氏体的形成、增加耐腐蚀性和高温强度。 2）Cr的主要作用是生成碳化物、促进铁素体的形成、防止生成高温氧化皮、耐氧化性酸腐蚀。 3）Ni的主要作用是促进奥氏体的形成、增加高温强度、防止生成高温氧化皮、耐非氧化性酸腐蚀。 4）Ti、Nb主要影响是生成碳化物、防止晶间腐蚀。 5）固溶化热处理。奥氏体不锈钢的单相奥氏体不是稳定的平衡状态，在冷加工和热扎过程中容易生成铁素体和碳化物等其它相，影响机械性能和耐腐蚀性。固溶化热处理的作用是使碳化物分解，让碳、铬和镍等在奥氏体中充分固溶，在使用温度下形成过饱和的固溶体，造成晶格扭曲，并以急冷的方式迅速通过碳化物析出温度区，保证其应有的机械性能和耐腐蚀性。 6）稳定化热处理。对于含有Ti、Nb等稳定化元素的奥氏体不锈钢，固溶化温度较高时，造成只有少量的C与Ti、Nb等生成碳化物，大部分则固溶在奥氏体中。当使用温度在425～600℃时，C与Cr结合而不是与Ti、Nb等结合，造成敏化。稳定化热处理的目的是在一定温度下（大于600℃、小于固溶温度）使C与Ti、Nb等结合。68.参考答案： ⑴根据工艺给定的流量选择合适的管径 ①管径太大，流速低，流型不好，当气体流速比能产生最低压降的流速更低时，产生不稳定流速。同时管径大，壁厚增，一次性投资贵。 ②管径太小，流速高，压降太大，为了满足工艺要求往往要增加程数，路数太多，两相流不好控制各路进料量，往往要产生偏流，由于偏流同样会产生不稳定流动，甚至结焦。一般两相流的流速应在8m/s～15m/s，可根据流型图来判断。 ⑵选择合适的炉管材料69.参考答案：为节省能耗，提高加热炉热效率，首先应在加热炉现有设备的基础上进行考虑，如利用低温工艺介质，降低排烟温度和利用对流室空间采用扩面管，增加对流室传热面积，强化对流传热，其次再考虑增加附属设备和采用各种预热器来回收烟气余热。对增加设施的费用应进行经济比较，增加投资回收年限，一般不超过三年。70.参考答案： 71.参考答案：管式炉辐射炉管有水平排列与竖直排列两种型式，油品所需大部分热量是通过辐射炉管传递的，由于辐射管不但要承受管内介质的温度与压力和腐蚀的综合作用，而且还由于是在高温炉膛中工作，还要承受着很大的温度应力和高温烟气（含硫和钒）的腐蚀，因此对炉管的要求是很高的。一般说必须考虑炉管材料的耐热性，高温强度和耐腐蚀性能。耐热性是指炉管材料的高温氧化性能。高温强度是指管材有较高的持久极限强度。耐腐蚀性一般指管材对管内介质和高温烟气有较好的耐蚀性。此外，对焊接炉管还要求有良好的可焊性。对胀接炉管还要求有较低的硬度和较小的外径公差，以利于胀接，因此既经济又合理地选择炉管材料是保证炉管寿命和安全生产的重要工作。炉管设计时其材质应根据设计温度、压力和介质腐蚀情况选取。须清焦的炉子采用卧管好。72.参考答案： 1）10号、20号钢炉管通常不做热处理。铬钼钢炉管及管件的焊接，若因施工条件限制难以进行热处理，且炉管壁温低于425℃时，经设计单位同意，可选用高铬镍（25%Cr-13%Ni以上）奥氏体焊材进行焊接，焊后可不做热处理。 2）ICr5Mo、9Cr1Mo热处理温度均为750℃～780℃。 3）铬钼钢炉管焊接后，焊缝、热影响区及其附近母材表面硬度值达不到要求时，必须重新进行热处理，并做硬度测试。73.参考答案： 主要特点：压力降要求低，出口介质温度高。 根据压力降要求，重整反应炉多设计成多路并联，多路并联实际上流量不可能均匀，流量小的管每千克原料气所吸热量就增大，这样就形成温度偏差，允许的最大热偏差，取决于炉管材质，为了使各路流量尽可能均匀，从两个方面努力： ⑴集合管的横截面要足够大，加热管尺寸尽可能小。 日本：总集合管面积=0.8～1.0炉管总面积 美国：总集合管面积=1.5炉管总面积 一般处理量越大，路数越多时，集合管尺寸的富余量越大。 ⑵安排好集合管流向 74.参考答案： ⑴管式加热炉炉型的选择应满足工艺操作要求；保证长周期运转；便于维修，投资少；结合场地条件及余热回收系统类别进行选择。一般来说 ①设计热负荷＜150×104Kcal/h宜采用纯辐射圆筒炉； ②设计热负荷150×104～2500×104Kcal/h应优先考虑采用辐射-对流型圆筒炉； ③设计热负荷＞2500×104Kcal/h通过炉型对比，可选立式炉、箱式炉或其它炉型； ④被加热介质易结焦时，宜采用水平管立式炉； ⑤介质流量小，且要求压降小时，宜采用旋管圆筒炉； ⑥介质流量大且要求压降小时，如重整炉宜采用门型、U型管炉； ⑦使用价格昂贵的炉管材料时，优先选用单排双面辐射的炉型（如加氢裂化炉等）。 ⑵对于糠醛精制炉，由于润滑油装置加热炉负荷较小，在满足工艺操作的情况下，一般采用主管立式圆筒炉较为经济。为防糠醛分解，可采用多咀小能量燃烧器，燃烧器离炉管远一些，炉膛体积热强度小一些以防糠醛分解。75.参考答案： 允许不另行补强需满足下述条件： ⑴相邻两开孔中心的间距（对曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的两倍。 ⑵当壳体名义厚度大于12mm时接管公称直径小于或等于80mm，当壳体名义厚度小于或等于12mm时接管公称直径小于或等于50mm. ⑶不补强接管的外径和最小壁厚的规格宜采用φ25×3.5、φ32×3.5、φ38×3.5、φ45×3.5、φ57×5、φ76×6、φ89×6mm，以上规定适用于设计压力p≤2.5MPa的容器。76.参考答案： 1.适用于小负荷加热炉有沉积物，怕堵塞管子的加热炉，常见于化工厂。  其特点：结构简单，节省弯管；无存留物；压降小；负荷小；可整体预制。 2.管架计算应考虑受力大的断面，受力大的断面往往此处温度不是最高的，还要考虑温度高的断面，温度最高的断面往往受力不是最大的，两个部位都要核算。 低温时一般按弹性许用应力（只考虑强度） 高温时一般按断裂许用应力（应按蠕变考虑）77.参考答案： A.焊缝标准如图 B.连接板—承受弯矩 连接角钢—承受剪力 加强筋—加强工字钢翼缘 连接板开口—增加焊缝长度 C.在下连接板下方增加支承定位角钢78.参考答案： 79.参考答案： 必须满足以下要求： ⑴压力容器的操作介质无腐蚀或轻微腐蚀，无需作内部检查和清理的，设计者应在设计总图和技术文件上注明。 ⑵应对焊缝进行全部无损探伤检查。 ⑶设计者应在设计图样上注明计算厚度，以便使用过程中进行测厚检查。80.参考答案： ①根据加热炉设计负荷确定燃烧器分配的数量和要求。 ②按照供热均匀的要求确定燃烧器到炉管中心的距离。 ③根据炉膛温度计算确定 ④确定筒壁板厚 ⑤上述尺寸之和即为外壳直径。81.参考答案： 82.参考答案： 根据国家标准《碳素结构钢》（GB700-88）规定Q235-A、Q235- A.F的含碳量不作交货条件，而由于焊接结构钢对钢材的含碳量要求严格，炉架结构多为焊接结构，所以Q235-A、Q235- A.F钢材就不宜在焊接结构中使用。Q235-B、Q235-B.F钢材，既能保证其机械性能的前五项，又能保证合格的化学成分，所以此种钢材为炉架结构钢材。83.参考答案： 当炉型确定后，根据工艺条件和燃料性质选定过剩空气系数后要进行下述计算 1.加热炉的总热负荷计算 2.燃烧过程计算 3.辐射段计算 4.对流段计算 5.炉管压力降计算 6.烟囱计算 7.总结整理 8.如果有余热回收还要进行烟风道的阻力计算84.参考答案： ⑴无标准的钢材不得作为代用钢材。 ⑵沸腾钢、半镇静钢不得代用镇静钢。 ⑶高合金钢、低合金钢、普通低合金钢和普通碳素钢不得超级代用。85.参考答案： 1）加热流体加热温度高、油品重、易结焦，为降低油品在管内停留时间，设计所选取的冷油流速>1m/s。 2）为达到规定的油品出口温度和汽化率，为防止出现温度峰值，导致油品裂化而结焦，故设计时应考虑降低油品在汽化段的压降，一般需对减压炉管进行扩径。（一般扩径进出口截面之比可达1：9；扩径长度约为总管长的18%～20%）。 3）对湿式减压蒸馏可考虑在管内或汽化点注汽，加大管内流速，减少停留时间，降低油气分压，利于油品汽化。 4）在多管程设计中为防止偏流，应尽可能考虑各管程的总长度、管内压降、炉管表面热强度相等，必要时应在各管程入口增加调节阀。 5）设计时对减压炉出口管线的流速应慎重考虑。一般要求计算的气液混合流速不超过临界流速的80%～90%。临界流速公式为： 86.参考答案： ㈠从炉体布置上考虑 应几种布置在装置的边缘，且位于可燃气体、液化烃、甲苯类液体设备的全年最小频率风向的下风侧。炉子若与露天布置的液化烃设备之间，应设置非燃烧材料的实体墙，实体墙高度不宜小于三米，距加热炉不宜大于五米。 ㈡从炉本体考虑 ①负压加热炉应设防爆门，正压加热炉应设安全阀或防爆膜 ②炉膛与弯头箱设灭火蒸汽管 ③炉柱脚设防火保护层 ④平台设护栏，梯子设护圈 ⑤大负荷的炉子设两个梯子上下，其中一个安全梯为直梯 ⑥烟风道备置快开风门。 ㈢从燃烧器燃烧考虑 烧气体的炉子应设长明灯，并设置火焰监测器。炉子燃料气调节阀前的管道压力等于或小于0.4MPa（表）