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加热及传热过程的安全分析

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• 热能综合与回收
• 传热回收，综合利用
• 隔热与限热
• 减小能量的损失，维持系统温度，利于安全
2
• 传热过程安全分析：
• 加热过程：明确规定和严格控制升温上限和升温速度 • 放热过程：抑制反应速度 ，加设冷却装置和紧急放料装置
• 加热介质与方法
• 蒸汽或热水 • 载热体加热 • 电加热
• 加热过程危险性分析
已知：换热任务（一种流体的进、出口温度、流量） 设计内容： � 冷却剂或加热剂的选定：
常用的冷却剂有：水、空气、液氨等 常用的加热剂有：水蒸汽、热空气、烟道气、热油、联苯混合物等
�
冷、热流体的走向：
�
一般原则： ①不洁净的或易结垢的流体----- 易于清洗侧 ②腐蚀性流体------ 管程 ③压力高的---- 管程 ④温度远高于环境的或远低于环境的流体----- 管程 ⑤蒸汽---（便于排放冷凝液及不凝性气体） 壳程 ⑥粘度大的或流量较小的流体---- 壳程
管径、管长、管数
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设计方法及步骤：
根据换热任务，选定一些参数，如流速、K 等
试算 A
校核 K、A
初选换热器型号及规格
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其它类型的换热器 强化管式换热器： 翅片管式------横向传热面积大，传热效率高，总传热系数 为光管的四至八倍。
34
35
板式换热器 板式换热器是由一组波纹金属板 组成,板上有孔,供传热的两种流体 通过.金属板片安装在一个侧面有 固定板和活动压紧板的框架内,并 用夹紧螺栓夹紧. 板式换热器作为一种新型、高效、 节能的换热设备已越来越在众多 领域广泛应用,并且有逐步取代其 它类型之趋势.
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• 9.4.2 冷却剂和冷却过程 • 水：通常10-30 oC，地下水4-15 oC
• 循环水的使用
• 空气： • 冷冻盐水: • 制冷剂：氨、氟里昂
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9.5 换热器安全技术
• 9.5.1 按换热器的用途分类
• 加热器 • 预热器 • 过热器 • 蒸发器 • 再沸器 • 冷却器 • 冷凝器
热出
38
冷入
冷出
热入
热出
39
40
• 9.5.5 换热器安全运行分析
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传热过程的强化
用较少的传热面积或较小的设备完成同样的传热任务（设计），或 力求使换热设备在单位时间、单位面积传递的热量尽可能地大。
Q = KA∆t m
1．提高 -----程度有限，一般不可随意改变
（1）采用逆流流动 （2）提高加热剂温度或降低冷却剂温度，但这种方法将受到工艺条件的限制。
2、增大 A----设计时可以，操作时不易改变
3 、提高 K
1 1 b 1 = + Ra 1 + + Ra 2 + KA h1 A1 kA m h2 A 2
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要设法减小热阻较大项，才能有效地提高 K 值。
Q = qh c ph (T1 − T2 )
= qc c pc (t 2 − t1 )
有相变时： Q = qr
15
T2
T Tw tw
t1
K的计算
（1）查经验数据：P156表9-1 （2）现场测定 （3）公式计算
以冷、热流体均为等温变化为例。
T
t
T1
t2
t
T − Tw T w − t w t w − t Q= = = 1 b 1 α 1 A1 λAm α 2 A2 T −t = 1 b 1 + + α 1 A1 λAm α 2 A2
⎧直接接触式 分类 ⎪ ⎨间壁式 ⎪蓄热式 ⎩
t
T
t 间壁式
T 直接接触式
热流体 蓄热式
7
冷流体
⎧套管式 间壁式换热器 ⎪列管式 ⎨ ⎪夹套式 t1 ⎩
T1 t2 T2
t1 T1 T2
套管式
t2
T1 T2
列管式
夹套式
8
9
10
11
列管式换热器
t1
管程数：单管程、双管程、多管程 壳程数：单壳程、双壳程、多壳程
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螺旋板换热器： ▲传热效率高 传热效率为列管式换热器的 1~3倍 ▲阻力小 以较低的压力损失，处理大容 量蒸气或气体；有自清刷能力，因 其介质呈螺旋形流动，污垢不易沉 积；清洗容易，可用蒸气或碱液冲 洗，简单易行，适合安装清洗装 置；介质走单通道，允许流速比其 它换热器高。
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冷入
冷出 热入
式中 A 可取 A1、Am、A2 等。
出
T2
t1
Q = ∫ K x ∆tdA = KA∆t m
进
总传热系数，单位 W/m2K 平均传热温差 T
Tw
tw
t
-------总传热速率方程
14
T1
t2
T2
T Tw tw
t1
Q = KA∆t m
t
1 ------称为总传热热阻 KA
T1
t2
Q的计算
无相变时：
9、加热及传热过程的安全分析
1
9.1 化工生产中传热过程危险性分析
• 化学工业与传热
• 创造并维持化学反应需要的温度条件
• 合成氨：470-520度 • 氨氧化法制备硝酸：800度 • 涉及到的两个过程：吸热与放热
• 创造并维持单元操作过程需要的条件
• 蒸发、结晶、蒸馏、干燥等过程需要热量的传入或输出
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• (2)热水 • 一般用于100 oC以下，需高温时，高压热水 • 优点：
• 得用二次热源 ，节约能量
• 缺点：
• 给热系数低 • 不稳定
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• （３）高温有机物：400 oC • （４）无机熔盐：550 oC • （３）其他：
• 液体金属：300-800 oC • 烟道气：1100 oC • 电：3000 oC
T Tw tw
t
16
T
t
1 1 b 1 ∴ = + + K α1 λ α 2
考虑到实际传热时间壁两侧还有污垢热 阻，则上式变为：
T Tw tw
t
1 1 b 1 = + Ra1 + + Ra2 + K α1 λ α2
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9.4 工业加热载体与冷却剂
• 9.4.1 加热剂与加热方法 • (1)水蒸汽
壳体、管板、管束、顶盖（封头） 、挡板
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温度补偿问题：
温差在50℃以上时，要考虑温度补偿问题
T1 Tw T t0（环境）
tw
t1
t
t2
T2
列管式
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温度补偿问题： 补偿圈补偿-----固定管板式换热器 换热器两端管板和壳体是连为一体的。 其特点是结构简单、制造成本低，适用于壳体和管束温 差小、管外物料比较清洁、不易结垢的场合。 当壳体和管子之间的温差较大(60~70℃ )且壳体承受压 力不太高时，可采用补偿圈（又称膨胀节）。
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• 9.5.2 按换热器传热面形状和结构分类
• 管式换热器 • 板式换热器 • 特殊形式换热器
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• 9.5.3 按换热器所用材料分类
• 金属材料换热器 • 非金属材料换热器
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9.5.4 换热器结构与性能特点
列管式换热器（管壳式换热器） 构造
壳体、管板、管束、顶盖（封头） 、挡板
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27
• 蒸汽或热水 • 载热体加热 • 电加热
3
9.2 工业传热过程机理与传热安全分析
• 9.2.1 传热过程机理分析
传热方式：
⎧热传导： 发生在相互接触的物质 之间和物质（静止或层 流流动）内部， ⎪(导热） 传热靠分子的无规则热 运动， 无物质的宏观位移 ⎪ ⎪ ⎨ ⎧自然对流 发生在流体内部，且流 体有宏观位移 ⎨ ⎪对流传热： ⎩强制对流 ⎪ ⎪ ⎩辐射传热： 靠电磁波传热
4 电热炉烧水
对流传热： 强制对流 tw
t
自然对流
Q
t1
Q
流动的流体与外界的传热
Q
t2
边界层是对流传热 的主要热阻所在。
电热炉烧水
静止流体与外界的传热
牛顿冷却定律：
对流传热系数，W/m2K
5
• 化工生产中的热交换
热流体 目的不同 冷流体
加热剂：水蒸汽、热水、油
冷流体：冷水、空 气、盐水
6
9.2.2 典型换热过程安全分析
• 最常用的加热剂 ，通常为饱和蒸汽 • 优点：
• • • • 潜热大，消耗少 给定压力下，冷凝温度恒定 给热系数大，可在低温差下操作 价廉，无毒无失火危险
• 缺点：
• 温度高时，压力较大
• 100 oC：0.1Mpa • 200 oC：1.56Mpa
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• 水蒸汽加热方法：
• 直接加热：鼓泡器 • 间接加热：排除器与疏水阀的应用
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温度补偿问题： 浮头补偿------浮头式换热器 一端管板用法兰与壳体连接固定，另一端在壳体中自由 伸缩，整个管束可以由壳体中拆卸出来。 适用于壳体与管束间温差大且需经常进行管内外清洗的 场合。 U型管补偿------U型管式换热器 用于壳体与管子间温差大的场合，但管内清洗比较困难。
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选用、设计原则
t1 T2 T2 T1 t2 t2
T1
单管程、单壳程
t1 T2 T1 t2
双管程列管式
双管程、双壳程
12
9.3 传热过程热平衡分析
T2
三个串联传热环节： 热流体侧的对流传热 间壁的导热 冷流体侧的对流传热
t1
Tw tw t
T
T1
t2
ห้องสมุดไป่ตู้13
T − Tw Tw − t w t w − t T −t 总推动力 T − t = = = = dQ = = 1 1 b 1 1 b 1 总热阻 + + α1dA λdAm α2dA2 α1dA λdAm α2dA2 K x dA 1 1

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电加热器安全使用管理规定

电加热器安全使用管理规定

电加热器安全使用管理规定电加热器是一种常见的供暖设备，使用电能将电能转化为热能，提供室内暖气。

为了确保电加热器的安全使用，以下是一些电加热器安全使用管理规定。

1.购买合格产品：购买电加热器前应确保产品符合国家安全标准并具备相关的认证。

选择质量可靠的品牌产品，避免购买非正规渠道的产品。

2.安装位置选择：安装电加热器时，应选择通风良好的室内位置，远离易燃物品如窗帘、衣物等，并保持与其他物品的安全距离。

避免将电加热器安装在易碰撞的位置，以防止发生倒塌事故。

3.使用稳定电源：使用电加热器时，应保证其插头与插座紧密连接，避免接触不良导致电流过大或发生火灾。

同时，插座应无损坏或者不稳定的情况出现。

4.适量使用：在使用电加热器时，应根据室内温度调整合适的使用温度和开机时间。

避免过度使用或长时间使用，以免造成过热、损坏或短路等问题。

6.防止电线过热：电加热器的电线要保持整洁，避免过度弯折、拉扯或夹在物体中。

不可将电线固定在墙面或封闭的空间中，以避免过热引发火灾。

7.避免水和潮湿：电加热器是电器设备，应远离水源，避免水和潮湿的环境。

避免将湿润的衣物或其他物品放置在电加热器上。

8.使用稳定支撑：插座盖板应与墙面紧密连接，保证插座稳定性。

电加热器底座稳定，避免容易倾倒的地方使用。

9.孩童和宠物安全：在使用电加热器时，应尽量避免孩童或宠物接近或触摸电加热器，以免发生烫伤或其他意外。

可以安装防护栅栏或将电加热器放置在孩童无法触及的高处。

11.长时间离开时断电：在长时间离开室内时，应将电加热器断电，以避免长时间无人看管导致的安全隐患。

总之，电加热器的安全使用需要用户加强管理和注意事项。

定期保养、正确使用和及时维修是保障电加热器安全的重要措施，用户应时刻关注电加热器的工作情况，确保家庭和人身安全。

加热常见缺陷及事故

加热常见缺陷及事故


如发现有上翘下曲的现象，要检查以下项 目： 上下部段炉温是否准确真实,注意烧嘴和热 电偶是否有关系。 有无单个烧嘴燃烧不正常,空气量过大,火 焰短小,使在其上方停留的板坯下表面温度 低.板坯空气量不足,火焰上飘,使在其上方 的板坯上表面温度高。 3、检查下部段的炉温差，根据轧线要求可 以随时调整。 4、调整炉压，防止冷气吸入过多。
3)加热气氛。 烧损量和加热温度的关系。 假如包含有水蒸气和二氧化硫,烧损量就会 急剧增加。特别是包含有二氧化硫时,即使 在还原性气氛中,氧化铁皮的生成量也是很 多的。烧损还与过剩空气有关,从提高热效 率的角度来讲,过剩空气多也是个损失,而 从板坯烧损的角度来看,也应该减少过剩空 气量。特别在抽出端附近,应该使之形成还 原性或中性气氛。
八、降低板坯烧损的途径 (1)所谓烧损,是指由于加热产生的氧化 铁皮而使板坯减少的重量.影响烧损的因素 有: 1)加热时间。加热时间是影响生成氧化铁 皮的主要因素之一。加热时间越长,烧损越 大。 2)加热温度。烧损量和加热温度的关系.烧 损量大约从900℃开始到1100℃左右,有急 剧增加的趋势。
5、如果在轧制时，除鳞不干净，可使一次铁鳞 压入板坯表面，造成产品的表面质量事故。 6、轧制时需要大量的高压水除鳞冲刷。 7、轧制时，由于有氧化铁皮的存在，轧机咬入 板坯困难，且咬入后打滑。给设备造成不同程度 的损坏影响生产。 为了减少氧化铁皮的形成，一定要控制好空 燃比，尽量少用氧化性气氛烧钢，减少炉内的过 剩空气量。在加热条件允许情况下，可以采用快 速加热和高温时间的停留。但仅局限于普碳钢、 不锈钢或硅钢等，高合金钢是不允许的。
三、什么是脱碳？如何防止？ 加热时，原料板坯的表面层所含的碳被 氧化而减少的现象，称为脱碳。造成脱碳 的气体有氧气、氢气、二氧化碳、和水蒸 汽。 脱碳钢淬火后，表面硬度、疲劳强度及 耐磨性降低，而且表面形成拉应力，易形 成网状裂纹。脱碳对普通钢的机械性能影 响不显著。但对某些合金钢如滚珠轴承钢， 则会影响耐磨性和抗压性。脱碳还能使烧 损量大大增加。
热处理安全操作规程

热处理安全操作规程

热处理安全操作规程
《热处理安全操作规程》
热处理是一种重要的金属加工工艺，用于改变材料的物理和化学性质，以提高其机械性能和耐久性。

然而，由于热处理涉及高温和化学物质，操作过程中存在很多安全隐患，因此需要严格遵守相关的安全操作规程。

首先，在进行热处理作业之前，必须确保工作场所的通风良好，避免在有限空间中操作，以免产生有害气体的蓄积和中毒风险。

同时，工作人员需要穿着合适的防护服和防护面具，以保护自己免受高温和化学品的伤害。

其次，对于热处理设备和工具的操作，必须严格按照操作手册和安全标准进行。

在操作过程中，禁止擅自改动设备和工具的参数，以免导致意外事故发生。

同时，需要定期检查设备和工具的运行状态，及时修理和更换有损坏的部件，确保操作的安全可靠。

此外，对于化学物质的使用和处理，也必须遵守相应的安全规程。

在使用化学品时，需要佩戴防护手套和眼镜，避免皮肤和眼睛受到化学品的刺激和伤害。

在处理化学废弃物时，需要将废物妥善包装和标识，按照相关法规进行处理和处置，避免对环境和人体造成危害。

在热处理作业过程中，还需要严格控制温度和时间，避免产生火灾和爆炸的风险。

对于高温区域，需要设置警示标识和限制
区域，防止无关人员靠近，并及时清理工作场地的可燃材料和杂物。

总之，《热处理安全操作规程》对于保障热处理作业的安全，减少事故的发生具有重要意义。

只有严格遵守规程，在实际操作中做到细致入微，才能保证热处理作业的安全可靠。

物理实验室热学实验安全规范

物理实验室热学实验安全规范

物理实验室热学实验安全规范实验室是进行科学研究和教学的重要场所。

为了保护实验室人员的生命安全和财产安全，确保实验结果的准确性和有效性，制定并遵守实验室安全规范是至关重要的。

本文将介绍物理实验室热学实验的安全规范。

一、实验前的准备工作在进行热学实验之前，实验室人员应做好充分的准备工作，包括但不限于以下内容：1. 熟悉实验内容和操作步骤，了解实验所涉及的原理和理论基础；2. 检查实验仪器和设备的完好性，如发现故障、损坏或者其他异常情况应及时报告并予以修复或更换；3. 准备好所需的实验材料和试剂，并妥善保存和管理；4. 穿戴合适的实验服装和个人防护用品，如实验手套、护目镜等；5. 确保实验室环境整洁有序，如清理工作台、消毒操作区域等。

二、操作过程中的安全措施在进行热学实验的过程中，实验人员应注意以下安全措施，以确保操作的安全性：1. 遵循正确的操作步骤和实验方法，不可随意更改或省略任何步骤；2. 实验过程中要保持集中精神，不得分散注意力或进行任何与实验无关的活动；3. 实验室人员应严格遵守实验室常规操作规范，如禁止食品和饮品进入实验区域，严禁吸烟等；4. 定期检查实验仪器和设备的运行状态，及时发现并解决问题，确保实验操作的准确性和可靠性；5. 如实验过程中出现异常情况，如设备故障、试剂泄露等，应立即采取相应的紧急措施并报告相关人员；6. 在进行高温实验时，应注意火源和热源的安全，确保实验室内的温度适宜、通风良好，并避免发生火灾和烫伤等事故。

三、实验后的处理和清理完成热学实验后，实验室人员应及时进行实验设备和实验区域的清理和处理，包括但不限于以下内容：1. 关闭实验仪器和设备的电源，并进行必要的封存和维护；2. 将实验材料和试剂妥善清理、存放或处置，避免对环境和健康造成不良影响；3. 清洗和消毒实验设备和工作台面，保持实验室环境整洁和卫生；4. 将实验室中产生的废弃物和危险品进行分类、封装和妥善处理，确保不对环境造成污染和人身伤害。