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1、会计学1管式加热炉管式加热炉第一页，共35页。 管式加热炉的特征：管式加热炉的特征： （1）被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体）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，同锅炉加热水和蒸汽相比的烃类物质，同锅炉加热水和蒸汽相比(xin b)，危险性大，操作条件要苛刻得多。危险性大，操作条件要苛刻得多。 （2）加热方式为直接受火式，加热温度高，传热）加热方式为直接受火式，加热温度高，传热能力大。能力大。 （3）只烧气体或液体燃料。）只烧气体或液体燃料。 （4）长周期连续运转，不间断操作，便于管理。
2、）长周期连续运转，不间断操作，便于管理。第1页/共34页第二页，共35页。学习内容：学习内容：1. 管式加热炉的种类和结构管式加热炉的种类和结构2. 管式加热炉的设计方法管式加热炉的设计方法(fngf)3. 余热回收设施余热回收设施4. 管式加热炉的操作、控制与优化技术管式加热炉的操作、控制与优化技术第2页/共34页第三页，共35页。第一章第一章第一章第一章 管式加热炉种类、主要管式加热炉种类、主要管式加热炉种类、主要管式加热炉种类、主要(zhyo)(zhyo)部件和技术指标部件和技术指标部件和技术指标部件和技术指标1-11-1 管式加热炉的一般结构管式加热炉的一般结构管式加热炉的一般结构管式
3、加热炉的一般结构管式加热炉的四个主要管式加热炉的四个主要管式加热炉的四个主要管式加热炉的四个主要(zhyo)(zhyo)组成部分：组成部分：组成部分：组成部分：第3页/共34页第四页，共35页。炉炉膛膛热热强强度度 燃燃料料燃燃烧烧的的总总发发热热量量除除以以炉炉膛膛体体积积，称称之之为为炉炉膛膛热热强强度度（又又称称体体积积热热强强度度），它它表表示示单单位位体体积积的的炉炉膛膛在在单单位位时时间间里里燃燃料料燃燃烧烧所所放放出出的的热热量量，单单位位为为kJ/m3h或或W/m3。炉炉膛膛热热强强度度越越大大，完完成成相相同同的的热热任任务务所所需需的的炉炉子子越越紧凑。紧凑。 1-2 管式
4、加热炉的主要技术指标管式加热炉的主要技术指标热负荷热负荷 每台加热炉单位每台加热炉单位(dnwi)时间内向管内时间内向管内介质传递的总热量，单位介质传递的总热量，单位(dnwi)为为W或或kJ/h。炉子的热负荷越大，其生产能力越大。计算公式炉子的热负荷越大，其生产能力越大。计算公式为：为： 第4页/共34页第五页，共35页。炉管表面炉管表面炉管表面炉管表面(biomin)(biomin)热强度热强度热强度热强度 单位时间内单位炉管表单位时间内单位炉管表单位时间内单位炉管表单位时间内单位炉管表面面面面(biomin)(biomin)积所传递的热量称为炉管表面积所传递的热量称为炉管表面积所传递的热
5、量称为炉管表面积所传递的热量称为炉管表面(biomin)(biomin)热强度，单位为热强度，单位为热强度，单位为热强度，单位为kJ/m2hkJ/m2h或或或或W/m2W/m2。炉管表。炉管表。炉管表。炉管表面面面面(biomin)(biomin)热强度越大，完成相同热任务所需的传热强度越大，完成相同热任务所需的传热强度越大，完成相同热任务所需的传热强度越大，完成相同热任务所需的传热面积越小，使用的炉管就越少，炉子体积可减小，热面积越小，使用的炉管就越少，炉子体积可减小，热面积越小，使用的炉管就越少，炉子体积可减小，热面积越小，使用的炉管就越少，炉子体积可减小，投资可以降低。应注意的是炉管表面
6、投资可以降低。应注意的是炉管表面投资可以降低。应注意的是炉管表面投资可以降低。应注意的是炉管表面(biomin)(biomin)热强热强热强热强度一般指平均值。度一般指平均值。度一般指平均值。度一般指平均值。炉膛温度（又称火墙温度）炉膛温度（又称火墙温度）炉膛温度（又称火墙温度）炉膛温度（又称火墙温度） 炉膛温度指烟气离开辐射室进入对流室时的温度，炉膛温度指烟气离开辐射室进入对流室时的温度，炉膛温度指烟气离开辐射室进入对流室时的温度，炉膛温度指烟气离开辐射室进入对流室时的温度，它表征炉膛内烟气温度的高低，是炉子操作中重要的它表征炉膛内烟气温度的高低，是炉子操作中重要的它表征炉膛内烟气温度的高低
7、，是炉子操作中重要的它表征炉膛内烟气温度的高低，是炉子操作中重要的控制指标。控制指标。控制指标。控制指标。第5页/共34页第六页，共35页。 管内流速及压力降管内流速及压力降管内流速及压力降管内流速及压力降 液体在管内的流速越低，则边界层越厚，液体在管内的流速越低，则边界层越厚，液体在管内的流速越低，则边界层越厚，液体在管内的流速越低，则边界层越厚，传热系数越小，管壁传热系数越小，管壁传热系数越小，管壁传热系数越小，管壁(un b)(un b)温度越高，介质温度越高，介质温度越高，介质温度越高，介质在炉内的停留时间也越长。其结果，介质易结在炉内的停留时间也越长。其结果，介质易结在炉内的停留时间
8、也越长。其结果，介质易结在炉内的停留时间也越长。其结果，介质易结焦，炉管易损坏。但流速过高又增加管内压力焦，炉管易损坏。但流速过高又增加管内压力焦，炉管易损坏。但流速过高又增加管内压力焦，炉管易损坏。但流速过高又增加管内压力降，增加了管路系统的动力消耗。降，增加了管路系统的动力消耗。降，增加了管路系统的动力消耗。降，增加了管路系统的动力消耗。箱箱式式炉炉管式加热炉的主要技术指标管式加热炉的主要技术指标热负荷热负荷(fh)炉管表面热强度炉管表面热强度炉膛热强度炉膛热强度炉膛温度（又称火墙温度）炉膛温度（又称火墙温度）管内流速及压力降管内流速及压力降第6页/共34页第七页，共35页。按炉型结构分类
9、按炉型结构分类按炉型结构分类按炉型结构分类(fn li) (fn li) ： 立式炉、圆筒炉、大型方炉立式炉、圆筒炉、大型方炉立式炉、圆筒炉、大型方炉立式炉、圆筒炉、大型方炉1-3 管式加热炉的种类管式加热炉的种类(zhngli)立立立立 式式式式 炉炉炉炉第7页/共34页第八页，共35页。第8页/共34页第九页，共35页。第9页/共34页第十页，共35页。圆圆圆圆 筒筒筒筒 炉炉炉炉第10页/共34页第十一页，共35页。第11页/共34页第十二页，共35页。大型大型(dxng)方炉方炉1-3 管式加热炉的种类管式加热炉的种类按炉型结构分类按炉型结构分类 ： 立式炉、圆筒炉、大型方炉立式炉、圆
10、筒炉、大型方炉按用途分类按用途分类: 化学反应化学反应(huxu fnyng)炉、加热液体炉、加热液体的炉子的炉子 气体加热炉、加热混相流体的炉子气体加热炉、加热混相流体的炉子第12页/共34页第十三页，共35页。炉管内进行化学反应的炉子炉管内进行化学反应的炉子 炉管内装催化剂的，如烃类蒸汽转化炉。炉管内装催化剂的，如烃类蒸汽转化炉。 炉管内不装催化剂的，如乙烯裂解炉。炉管内不装催化剂的，如乙烯裂解炉。加热混相流体的炉子加热混相流体的炉子加热混相流体的炉子加热混相流体的炉子 更难保证各路流量的均匀，更要重视管径、管更难保证各路流量的均匀，更要重视管径、管更难保证各路流量的均匀，更要重视管径、管
11、更难保证各路流量的均匀，更要重视管径、管内质量流速、盘管路数的选取，以及管内流动状态内质量流速、盘管路数的选取，以及管内流动状态内质量流速、盘管路数的选取，以及管内流动状态内质量流速、盘管路数的选取，以及管内流动状态(zhungti)(zhungti)的判断和分叉管的配管设计等。的判断和分叉管的配管设计等。的判断和分叉管的配管设计等。的判断和分叉管的配管设计等。加热液体的炉子加热液体的炉子 管内无相变化、单纯的液体加热炉管内无相变化、单纯的液体加热炉 管内进口为液体、出口为汽、液混相管内进口为液体、出口为汽、液混相 进口为液相、出口全部汽化的炉子进口为液相、出口全部汽化的炉子按按 用用 途途
12、分分 类类气体加热炉气体加热炉 不易结焦不易结焦, 当气体量很大时，炉管的路数很当气体量很大时，炉管的路数很多，注意从结构上保证各路均匀多，注意从结构上保证各路均匀(jnyn)，防止偏，防止偏流。流。1-3 管式加热炉的种类管式加热炉的种类按炉型结构分类按炉型结构分类 ： 立式炉、圆筒炉、大型方炉立式炉、圆筒炉、大型方炉按用途分类按用途分类: 化学反应炉、加热液体化学反应炉、加热液体(yt)的炉子的炉子 气体加热炉、加热混相流体的炉子气体加热炉、加热混相流体的炉子炉型选择的基本原则炉型选择的基本原则第13页/共34页第十四页，共35页。炉型选择炉型选择炉型选择炉型选择(xunz)(xunz)(
13、xunz)(xunz)的基本原则的基本原则的基本原则的基本原则n n从结构、制造、投从结构、制造、投从结构、制造、投从结构、制造、投资费用方面考虑资费用方面考虑资费用方面考虑资费用方面考虑(kol)(kol)，应优先选，应优先选，应优先选，应优先选择辐射室用立管的择辐射室用立管的择辐射室用立管的择辐射室用立管的加热炉。加热炉。加热炉。加热炉。n n对一般用途对一般用途对一般用途对一般用途(yngt)(yngt)的中小负的中小负的中小负的中小负荷炉子，宜优先考荷炉子，宜优先考荷炉子，宜优先考荷炉子，宜优先考虑立式圆筒炉。虑立式圆筒炉。虑立式圆筒炉。虑立式圆筒炉。 单排管双面辐射加热炉一般只用于烃
14、类单排管双面辐射加热炉一般只用于烃类蒸汽转化和乙烯裂解等高温过程。蒸汽转化和乙烯裂解等高温过程。第14页/共34页第十五页，共35页。压压压压缩缩缩缩式式式式燃燃燃燃烧烧烧烧炉炉炉炉压压缩缩(y su)式式燃燃烧烧炉炉是是在在正正压压下下操操作作a用风机用风机(fn j)或压或压缩机将空气缩机将空气送入炉膛，送入炉膛，废烟气排入废烟气排入大气。大气。b烟气被导入烟气被导入烟气轮机，烟气轮机，利用其膨胀利用其膨胀的能量的能量(nngling)做功，可提做功，可提高系统的综高系统的综合热效率。合热效率。第15页/共34页第十六页，共35页。a部分烟气部分烟气(yn q)引入引入烟气烟气(yn q)
15、轮机或联合轮机或联合系统做功，系统做功，输出电力。输出电力。b将炉上部的将炉上部的高温高压排高温高压排烟引入烟气烟引入烟气轮机做功，轮机做功，输出电力，输出电力，烟气轮机排烟气轮机排出的热烟气出的热烟气再导入对流再导入对流(duli)段预段预热被加热介热被加热介质。质。分级分级(fn j)用能式压缩燃烧炉用能式压缩燃烧炉第16页/共34页第十七页，共35页。压缩式燃烧炉的特点压缩式燃烧炉的特点压缩式燃烧炉的特点压缩式燃烧炉的特点高速对流传热，排烟温度较低，可降低燃料消耗，高速对流传热，排烟温度较低，可降低燃料消耗，高速对流传热，排烟温度较低，可降低燃料消耗，高速对流传热，排烟温度较低，可降低燃
16、料消耗，易于设置较完善的热回收系统。易于设置较完善的热回收系统。易于设置较完善的热回收系统。易于设置较完善的热回收系统。炉体尺寸小炉体尺寸小炉体尺寸小炉体尺寸小, , , ,占地面积小，投资费用低。占地面积小，投资费用低。占地面积小，投资费用低。占地面积小，投资费用低。 废气有较高的压缩能，可回收利用，例如用废气有较高的压缩能，可回收利用，例如用废气有较高的压缩能，可回收利用，例如用废气有较高的压缩能，可回收利用，例如用来驱动烟气轮机做功发电。来驱动烟气轮机做功发电。来驱动烟气轮机做功发电。来驱动烟气轮机做功发电。 烟气排放量较少，可采用较小的烟囱。烟气排放量较少，可采用较小的烟囱。烟气排放量
17、较少，可采用较小的烟囱。烟气排放量较少，可采用较小的烟囱。 炉内为高温高压，对炉管壁厚及材质的要求炉内为高温高压，对炉管壁厚及材质的要求炉内为高温高压，对炉管壁厚及材质的要求炉内为高温高压，对炉管壁厚及材质的要求高。高。高。高。 可以采用类似可以采用类似可以采用类似可以采用类似(li s)(li s)(li s)(li s)燃气轮机用的小型高燃气轮机用的小型高燃气轮机用的小型高燃气轮机用的小型高强燃烧器代替大火嘴，可进一步缩小炉子体积。强燃烧器代替大火嘴，可进一步缩小炉子体积。强燃烧器代替大火嘴，可进一步缩小炉子体积。强燃烧器代替大火嘴，可进一步缩小炉子体积。第17页/共34页第十八页，共35
18、页。第一章第一章1-1 管式加热炉的一般结构管式加热炉的一般结构1-2 管式加热炉的主要技术指标管式加热炉的主要技术指标1-3 管式加热炉的种类管式加热炉的种类(zhngli)1-4 管式加热炉的主要部件管式加热炉的主要部件 1-4 1-4 管式加热炉的主要部件管式加热炉的主要部件 炉管、弯头、管架与管板、火嘴以及炉管、弯头、管架与管板、火嘴以及各种配件，如烟道挡板、看火门、防爆门、各种配件，如烟道挡板、看火门、防爆门、人孔门、吹灰人孔门、吹灰(chu hu)(chu hu)器、灭火蒸汽管器、灭火蒸汽管等。等。炉管炉管规格(gug)传热面传热面 直接见火直接见火 有氧化腐蚀有氧化腐蚀 有结焦有
19、结焦现象现象 蠕变蠕变 破裂破裂 金属耗量大金属耗量大表表1-2 1-2 常用炉管规格常用炉管规格表表1-3 1-3 常用管心距常用管心距炉炉管管长长度度主主要要有有：60006000，90009000，1200012000，15000mm15000mm。表表 1-2表表 1-3第18页/共34页第十九页，共35页。强度高，特别是持久强度高；强度高，特别是持久强度高；抗氧化和耐腐蚀性能良好；抗氧化和耐腐蚀性能良好；高温组织稳定性符合操作条件的要求高温组织稳定性符合操作条件的要求(yoqi)(yoqi)；热加工工艺性能良好；热加工工艺性能良好；经济性合理；经济性合理；管子供应方便。管子供应方便。
20、优质碳钢、铬钼合金钢和铬镍不锈钢优质碳钢、铬钼合金钢和铬镍不锈钢以钴为主体的高温合金钢以钴为主体的高温合金钢内壁渗铝的钢管内壁渗铝的钢管炉管陶瓷炉管陶瓷(toc)(toc)涂料涂料选择材料(cilio)原则新型炉管材料炉炉 管管 材材 料料材料第19页/共34页第二十页，共35页。炉管连接件炉管连接件炉管连接件炉管连接件箱箱 式式 铸铸 钢钢 回回 弯弯 头头第20页/共34页第二十一页，共35页。U型型弯弯头头(wn tu)急急弯弯弯弯(wn wn)管管拔拔制制集集合合(jh)管管第21页/共34页第二十二页，共35页。 炉炉管管拉拉钩钩(l u) 由燃料由燃料(rnlio)(rnlio)喷
21、嘴、调风器和火道（也称燃烧道）喷嘴、调风器和火道（也称燃烧道）组成组成燃烧器的类型：气体火嘴、油火嘴和油气联合火嘴燃烧器的类型：气体火嘴、油火嘴和油气联合火嘴 1-4-3 1-4-3 燃烧器（火嘴）燃烧器（火嘴）第22页/共34页第二十三页，共35页。 按燃烧所用空气的供给方式按燃烧所用空气的供给方式(fngsh)(fngsh)可可分为分为 引射式（空气靠瓦斯本身吸入）和混合式引射式（空气靠瓦斯本身吸入）和混合式（空气靠鼓风机供给）（空气靠鼓风机供给） 预混式预混式预混式预混式 结构复杂，对燃料要求高，易发生回火。结构复杂，对燃料要求高，易发生回火。结构复杂，对燃料要求高，易发生回火。结构复杂
22、，对燃料要求高，易发生回火。 外混式外混式外混式外混式 瓦斯瓦斯瓦斯瓦斯- - - -空气未经预先混合，而是由燃烧器空气未经预先混合，而是由燃烧器空气未经预先混合，而是由燃烧器空气未经预先混合，而是由燃烧器 的不同的不同的不同的不同(b tn)(b tn)(b tn)(b tn)通道分别进入炉内，然后通道分别进入炉内，然后通道分别进入炉内，然后通道分别进入炉内，然后借助扩借助扩借助扩借助扩 散作用使两者在炉中边混合、边燃烧散作用使两者在炉中边混合、边燃烧散作用使两者在炉中边混合、边燃烧散作用使两者在炉中边混合、边燃烧( ( ( (即即即即 扩散燃烧扩散燃烧扩散燃烧扩散燃烧) ) ) )。 半预
23、混式半预混式半预混式半预混式 一部分空气靠引射器吸入预先混合一部分空气靠引射器吸入预先混合一部分空气靠引射器吸入预先混合一部分空气靠引射器吸入预先混合 （一次空气），其余部分则靠外部大气供（一次空气），其余部分则靠外部大气供（一次空气），其余部分则靠外部大气供（一次空气），其余部分则靠外部大气供 给，与燃料边烧边混合（二次空气）。给，与燃料边烧边混合（二次空气）。给，与燃料边烧边混合（二次空气）。给，与燃料边烧边混合（二次空气）。 气体气体气体气体(qt)(qt)(qt)(qt)火嘴火嘴火嘴火嘴混混合合的的先先后后可可分分为为按按燃燃料料气气和和空空气气第23页/共34页第二十四页，共35页。
24、第24页/共34页第二十五页，共35页。第25页/共34页第二十六页，共35页。第26页/共34页第二十七页，共35页。高高 强强 燃燃 烧烧 器器 埃埃索索燃燃烧烧器器肖伯燃烧器坛形燃烧器第27页/共34页第二十八页，共35页。 声波火嘴示意图声波火嘴示意图声波火嘴示意图声波火嘴示意图 1 1脉冲脉冲脉冲脉冲(michng)(michng)面面面面 2 2共振室共振室共振室共振室 3 3抛物线折抛物线折抛物线折抛物线折射面射面射面射面第28页/共34页第二十九页，共35页。 1-4-4 吹灰器吹灰器蒸汽吹灰器蒸汽吹灰器 声学吹灰器声学吹灰器水冲洗水冲洗(chngx) 化学清灰剂化学清灰剂 选
25、用燃烧器注意事项选用燃烧器注意事项燃烧器应与燃料特点相适应燃烧器应与燃料特点相适应 燃烧器应满足管式加热炉的工艺燃烧器应满足管式加热炉的工艺(gngy)要求要求燃烧器应与炉型配合燃烧器应与炉型配合燃烧器应能满足节能和环保要求燃烧器应能满足节能和环保要求 第29页/共34页第三十页，共35页。PaPa的负压，在打开看火门观察炉膛时，火焰不会的负压，在打开看火门观察炉膛时，火焰不会的负压，在打开看火门观察炉膛时，火焰不会的负压，在打开看火门观察炉膛时，火焰不会(b hu)(b hu)外扑，外扑，外扑，外扑，确保操作安全。确保操作安全。确保操作安全。确保操作安全。 门门门门 类类类类 看火门看火门看
26、火门看火门 观看炉膛内所有火嘴的整个火焰观看炉膛内所有火嘴的整个火焰观看炉膛内所有火嘴的整个火焰观看炉膛内所有火嘴的整个火焰(huyn)(huyn)；观看辐；观看辐；观看辐；观看辐 射管、射管、射管、射管、 底排遮蔽管的受热状况，管壁被氧化底排遮蔽管的受热状况，管壁被氧化底排遮蔽管的受热状况，管壁被氧化底排遮蔽管的受热状况，管壁被氧化 的情况，炉管的弯曲程度等。的情况，炉管的弯曲程度等。的情况，炉管的弯曲程度等。的情况，炉管的弯曲程度等。 防爆门防爆门防爆门防爆门 负压自重式防爆门，平时靠自重关闭，负压自重式防爆门，平时靠自重关闭，负压自重式防爆门，平时靠自重关闭，负压自重式防爆门，平时靠自重
27、关闭， 当炉内压力增高时，防爆门即被打开。当炉内压力增高时，防爆门即被打开。当炉内压力增高时，防爆门即被打开。当炉内压力增高时，防爆门即被打开。 人孔门人孔门人孔门人孔门 进行安装及检修等工作。进行安装及检修等工作。进行安装及检修等工作。进行安装及检修等工作。 第30页/共34页第三十一页，共35页。表表-2 常用常用(chn yn)炉管规格炉管规格第31页/共34页第三十二页，共35页。表表1-3 常用常用(chn yn)管心距管心距第32页/共34页第三十三页，共35页。第一章第一章1-1 管式加热炉的一般管式加热炉的一般(ybn)结构结构1-2 管式加热炉的主要技术指标管式加热炉的主要技术指标1-3 管式加热炉的种类管式加热炉的种类1-4 管式加热炉的主要部件管式加热炉的主要部件第33页/共34页第三十四页，共35页。内容(nirng)总结会计学。炉子的热负荷越大，其生产能力越大。炉膛温度（又称火墙温度）。从结构、制造、投资费用方面考虑，应优先选择辐射室用立管的加热炉。炉体尺寸小,占地面积小，投资费用低。烟气排放量较少，可采用较小的烟囱。1-2 管式加热炉的主要技术指标。强度高，特别(tbi)是持久强度高。燃烧器的类型：气体火嘴、油火嘴和油气联合火嘴。的情况，炉管的弯曲程度等第三十五页，共35页。
