工艺加热炉基础学识 首要内容 1 加热炉结构和首要技能目标 2 加热炉有关参数介绍 加热炉结构和首要目标 1.1 概述 –一个设备，具有用耐火材料围住的焚烧室，运用燃料焚烧发生的热量将物质〔固体或流体〕加热，这样的设备叫做“炉子”。工业上有各式各样的炉子，如冶金炉、热处理炉、窑炉、焚烧炉 和蒸汽锅炉等。 –“管式加热炉”是石油炼制、石油化学工业和化学、化纤工业中运用的工艺加热炉，管式加热炉的特征是： –1〕被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体或液体。并且，这些气体或液体一般都是易燃易爆的烃类物质，同锅炉加热水或蒸汽比较，危急性大，操作条件要严苛得多。 –2〕加热办法为直接受火式。 –3〕只烧液体或气体燃料。 –4〕长周期接连作业，不接连操作。 1.2 加热炉的一般结构 工艺加热炉一般由辐射室、对流室、焚烧器、余热收回体系和通风体系五部分组成。 辐射室也称为炉膛，包含焚烧器和风道，炉管和炉管支撑，耐火面料等，传热办法首要是热辐 射，全炉热负荷的70%~80%是由辐射室背负的，是全炉最重要的部分。因为火焰温度很高〔可达 1500-1800℃〕，故不能直接冲刷炉管。火焰离炉管远，辐射传热量小，所以应尽量减小炉膛体积，节省出资。 1.2 加热炉的一般结构 辐射室炉墙由耐热层、隔热层和保护层组成。耐热层除本领高温，还有再辐射功能，能将汲取 的热量再辐射给炉膛。耐热层有耐火砖砌筑和耐火面料两类。尤其是陶瓷涂料耐火面料，不只耐高温、耐振荡、有杰出的绝热性，并且辐射系数高，添加了辐射力气。 1.2 加热炉的一般结构 对流室包含遮挡管，对流管，耐火面料，管线支撑和挂钩，首要传热办法是对流。对流室一般 背负全炉热负荷的 20%~30%，对流室吸热量的份额越大，全炉的热效率越高，为了尽量进步传热作用，对流室多接受钉头管和翘片管。 焚烧器发生热量，是炉子的重要组成部分。要使火焰不冲刷炉管并完成低氧彻底焚烧。 加热炉的一般结构 余热收回体系是从脱离对流室的烟气中进一步收回余热的部分。收回办法分为两类，一类接受 空气预热办法收回热量；另一类是接受余热锅炉收回热量。 通风体系的使命是将焚烧用空气导入焚烧器，并将废烟气引出炉子，它分为自然通风办法和强 制通风办法两种。 其它的附件设备包含炉壳体、钢结构支撑、耐火面料、管板箱、火嘴风门、烟囱、挡板、空气 预热器、鼓风机或引风机、表面、燃料和物料的管线和阀门，吹扫蒸汽接口等。 加热炉的品种 加热炉按外形大致分为：箱式炉、立式炉、圆筒炉、大型方炉。这种划分法是按辐射室的外观 外形，而与对流室无关。 加热炉按用处分为：炉管内发展化学反应的炉子、加热液体的炉子、加热气体的炉子和加热气、 液混相流体的炉子。 加热炉的品种 立式炉：由较早的方箱炉发展改进而来。 底烧横管式〔图1-11〕，附墙火焰式〔图1-12〕〔加氢、焦扮设备运用 〕，催化重整设备多运用环形管立式炉〔图 1-13/14〕。立管立式炉〔图 1-15〕，无焰焚烧炉〔图 1-16〕 立式炉 圆筒炉： 圆筒炉： 纯辐射式圆筒炉〔图 1-18、19〕：热负荷分外小，简练廉价。 有反射锥的辐射对流型〔图 1-20〕：反射锥添加炉膛内反射面积，改进受热均匀性，但反射锥 易损坏，造价高。 无反射锥的辐射对流型〔图 1-21〕：最广泛的炉型，制作简练，造价低，扩大后炉膛显有空。 圆筒炉 长处： 炉管自在悬挂或支撑，可自在弹性，不受自重的弯曲应力影响； 管架可安装在炉膛顶的低温处或炉膛外，无需耐高温管架材料； 火焰与炉管间隔持平，同一水平面受热均匀； 占地上积少；简练建造，省出资； 配件少；表面面积小，热丢失小。 圆筒炉 缺陷： 竖直立管不易清焦； 存在气液分层问题； 热效率不如立式炉高。 大型方炉： 大型方炉 两排炉管把炉膛分红假定干小间，每间设置一或两个大容量高强焚烧器。对流室放到地上，可几 台炉共用对流室。 节省占地，便于收回余热，完成炉群集中排烟，减少大气污染。 加热炉的首要技能目标 1.4.1 热负荷 加热炉单位时刻内向管内介质传递热量的力气称为热负荷，一般用 MW 为单位。它表明加 热炉出产力气的巨细。 加热炉热效率在规划负荷下一般抵达最高值，不管下降仍是增加负荷，炉子热效率都会下降。 1.4 加热炉的首要技能目标 1.4.1 热负荷 Q=W [eI +(1-e)I -I ]+Q F v L i 0 Q — 加热炉核算总热负荷， kJ/h ； WF— 管内介质流量，kg/h e — 管内介质在炉出口的汽化率，% Iv — 炉出口温度下介质气相热焓，kJ/kg IL — 炉出口温度下介质液相热焓，kJ/kg Ii — 炉进口温度下介质液相热焓，kJ/kg Q0 — 其他热负荷， kJ/h 1.4 加热炉的首要技能目标 1.4.2 炉膛温度 炉膛温度指烟气脱离辐射室进入对流室时的温度。加热炉的炉膛温度不能太高，一般把握在 850℃ 以下，但不是确认的。炉膛温度高有利于辐射传热，但太高后会使炉管热强度高，简练使炉管结焦和烧坏。此外，进人对流室的烟气温度也会过高，对流管易烧坏。因而，炉膛温度是保证加热炉长周期安全作业的一个重要目标。 1.4 加热炉的首要技能目标 1.4.3 炉膛体积发热强度 燃料焚烧的总发热量除以炉膛体积，称之为炉膛体积发热强度，简称为体积热强度，它表明 单位体积的炉膛在单位时刻里燃料焚烧所宣布的热量，一般用kW/m3 为单位。 1.4 加热炉的首要技能目标 1.4.3 炉膛体积发热强度 炉膛巨细对燃料焚烧的稳定性有影响，假定炉膛体积过小，则焚烧空间不行，火焰简练舔到 g ＝ BQlvV炉管和管架上，炉膛温度也高，不利于长周期安全运作，因而炉膛体积发热强度不允许过大， 一般把握在燃油时小于 125 kW/m3 g ＝ BQl v V gv：炉膛体积发热强度，kW/m3； B：燃料用量，kg/s； Ql：燃料低热值，kJ/kg 燃料； V：炉膛体积，m3。 1.4 加热炉的首要技能目标 1.4.4 炉管表面热强度 –炉管每单位表面积〔一般按炉管外径核算表面积〕、每单位时刻内所传递的热量称为炉管的表面热强度，也称为热通量或暖流率，单位为W/m2。 –炉管表面热强度越高，在必定热负荷下，所需求的炉管就越少，炉子体积可减小，出资可以降 低，所以要尽或许地进步炉管的表面热强度。可是，进步炉管的表面热强度也遭到必定的约束。 为了使辐射炉管表面热强度比较均匀，一般能接受以一下办法： 1.4 加热炉的首要技能目标 –①尽量接受双面受辐射的炉管。②在圆筒炉内，为减小沿炉管长度的受热不均匀性，要挑选 适合的辐射室高径比，一起要挑选适合的焚烧器，使焚烧器的火焰长度与炉管长度不能相差太 大，例如辐射管长为 15m ，选用火焰长度为 12 -13m 的焚烧器，这样炉管上下受热趋向均匀。 ③在立式炉内，有的在炉子旁边面接受多喷嘴；有的在两排喷嘴间加花墙；也有在炉子上部加喷嘴，以上办法都是为了改进炉管受热均匀。 1.4 加热炉的首要技能目标 G ＝ G ＝ W F N F 0 GF：管内介质的质量流速，kg/〔m2·s〕 W：管内介质流量，kg/s N：管程数，即炉管路数 F0：一根炉管的流转截面积，m2 1.4 加热炉的首要技能

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