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1、,管式加热炉,管式加热炉的特征,第一章,学习内容,炉管,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，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，传热能力大。 （3）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。,返回,学习内容： 1. 管式加热炉的种类和结构 2. 管式加热炉的设计方法 3. 余热回收设施 4. 管式加热炉的操作、控制与优化技术,返回,第一章 管式加热炉种类、主要部件和技术指标 1-1 管式加热炉的一般结构 管式加热炉的四个主要组成
2、部分：,1-2 管式加热炉的主要技术指标 热负荷 每台加热炉单位时间内向管内介质传递的总热量，单位为W或kJ/h。炉子的热负荷越大，其生产能力越大。计算公式为：,炉管表面热强度 单位时间内单位炉管表面积所传递的热量称为炉管表面热强度，单位为kJ/m2h或W/m2。炉管表面热强度越大，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，投资可以降低。应注意的是炉管表面热强度一般指平均值。 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，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。,管内流速及压力降 液体在管内的流速越低，则边界层越厚，传热系数越小
3、，管壁温度越高，介质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降，增加了管路系统的动力消耗。,箱式炉,返回立式炉,管式加热炉的主要技术指标 热负荷 炉管表面热强度 炉膛热强度 炉膛温度（又称火墙温度） 管内流速及压力降,按炉型结构分类 ： 立式炉、圆筒炉、大型方炉,1-3 管式加热炉的种类,箱式炉,圆 筒 炉,大型方炉,1-3 管式加热炉的种类 按炉型结构分类 ： 立式炉、圆筒炉、大型方炉 按用途分类: 化学反应炉、加热液体的炉子 气体加热炉、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、管内质量流速、盘管路数的选取，以及管
4、内流动状态的判断和分叉管的配管设计等。,按 用 途 分 类,气体加热炉 不易结焦, 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，防止偏流。,1-3 管式加热炉的种类 按炉型结构分类 ： 立式炉、圆筒炉、大型方炉 按用途分类: 化学反应炉、加热液体的炉子 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,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。,对一般用途的中小负荷炉子，宜优先考虑立式圆筒炉。, 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。,压 缩 式 燃 烧 炉,压缩式燃烧炉是在正压下操作,a用风机或压缩机将空气送
5、入炉膛，废烟气排入大气。,b烟气被导入烟气轮机，利用其膨胀的能量做功，可提高系统的综合热效率。,a部分烟气引入烟气轮机或联合系统做功，输出电力。,b将炉上部的高温高压排烟引入烟气轮机做功，输出电力，烟气轮机排出的热烟气再导入对流段预热被加热介质。,分级用能式压缩燃烧炉,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，易于设置较完善的热回收系统。 炉体尺寸小,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。 炉内为高温高压，对炉管壁厚及材质的要求高。 可以采用类似燃气轮机用的小型高强燃烧器代替大火嘴，可进
6、一步缩小炉子体积。,第一章 1-1 管式加热炉的一般结构 1-2 管式加热炉的主要技术指标 1-3 管式加热炉的种类 1-4 管式加热炉的主要部件,1-4 管式加热炉的主要部件 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、人孔门、吹灰器、灭火蒸汽管等。,炉管 炉管规格,传热面 直接见火 有氧化腐蚀 有结焦现象 蠕变 破裂 金属耗量大 表1-2 常用炉管规格 表1-3 常用管心距 炉管长度主要有：6000，9000，12000，15000mm。,表 1-2,表 1-3,强度高，特别是持久强度高； 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； 热加工工艺性
7、能良好； 经济性合理； 管子供应方便。,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 内壁渗铝的钢管 炉管陶瓷涂料,选择材料原则,新型炉管材料,炉 管 材 料,材料,炉管连接件,箱 式 铸 钢 回 弯 头,U型弯头,急弯弯管,拔制集合管,炉管拉钩,由燃料喷嘴、调风器和火道（也称燃烧道）组成 燃烧器的类型：气体火嘴、油火嘴和油气联合火嘴,1-4-3 燃烧器（火嘴）,按燃烧所用空气的供给方式可分为 引射式（空气靠瓦斯本身吸入）和混合式（空气靠鼓风机供给）,预混式 结构复杂，对燃料要求高，易发生回火。 外混式 瓦斯-空气未经预先混合，而是由燃烧器 的不同通道分别进入炉内，然后借助扩 散作
8、用使两者在炉中边混合、边燃烧(即 扩散燃烧)。 半预混式 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 给，与燃料边烧边混合（二次空气）。,气体火嘴,混合的先后可分为 按燃料气和空气,高 强 燃 烧 器,埃索燃烧器,肖伯燃烧器,坛形燃烧器,声波火嘴示意图 1脉冲面 2共振室 3抛物线折射面,1-4-4 吹灰器 蒸汽吹灰器 声学吹灰器 水冲洗 化学清灰剂,选用燃烧器注意事项 燃烧器应与燃料特点相适应 燃烧器应满足管式加热炉的工艺要求 燃烧器应与炉型配合 燃烧器应能满足节能和环保要求,烟 囱 挡 板 及 调 节 系 统 调节烟囱内挡板开度可以控制一定的抽力，保证炉膛内最合适的负压。一般要求炉膛内具有-19.6-39.2Pa的负压，在打开看火门观察炉膛时，火焰不会外扑，确保操作安全。,门 类 看火门 观看炉膛内所有火嘴的整个火焰；观看辐 射管、 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。 防爆门 负压自重式防爆门，平时靠自重关闭， 当炉内压力增高时，防爆门即被打开。 人孔门 进行安装及检修等工作。,第一章目录,表-2 常用炉管规格,表1-3 常用管心距,第一章 1-1 管式加热炉的一般结构 1-2 管式加热炉的主要技术指标 1-3 管式加热炉的种类 1-4 管式加热炉的主要部件,