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中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）题目：提高管式加热炉的热效率学习中心：河北奥鹏学习中心年级专业：1403化学工程与工艺学生姓名：李鑫学号：14805380056指导教师：于福涛职称：技师导师单位：中国石化石家庄炼化中国石油大学（华东）远程与继续教育学院论文完成时间：2016 年06 月11 日中国石油大学（华东）现代远程教育摘要近年来，随着石油化工工业的迅速发展，管式加热炉技术越来越受到人们的重视。
管式加热炉的燃料消耗在炼油装置总能耗中占相当大的比例，少则20%～30%，多则80%～90%。
所以，提高管式加热炉的热效率，可大量节约燃料用量，对减少能源消耗是非常必要的，也是十分有效的。
关键词：管式加热炉，热效率，能耗目录第1章前言 (1)第2章影响加热炉热效率的因素及其提高的措施 (2)2.1影响加热炉的热效率的因素 (2)2.2提高加热炉热效率的措施 (2)2.2.1 降低排烟温度，减少排烟热损失 (2)2.2.2降低排烟温度的措施 (2)（1）减少排烟末端温差 (2)（2）应用空气预热器 (3)（3）去灰除垢保证高效的炉热效率 (5)2.2.3降低过剩空气系数 (5)2.2.4减少不完全燃烧 (6)2.2.5减少散热损失 (6)第3章低温露点腐蚀的安全预防措施 (8)3.1低温露点腐蚀机理 (8)3.2壁温与腐蚀速度的关系 (9)3.3防止和减少低温露点腐蚀的措施 (10)3.3.1避开烟气露点腐蚀温度 (10)3.3.2采用耐蚀金属材料 (11)3.3.3采用热管外敷设非金属材料技术 (11)3.3.4提高空气进预热器的温度 (11)3.3.5预热器增加除灰设施 (11)3.3.6低氧燃烧 (11)第4章结论 (12)参考文献： (13)致谢 (14)第1章第1章前言热效率是衡量加热炉设计和运行管理先进性的一个重要指标。
它关系着石油化工装置乃至全厂能耗的高低。
因此，加热炉的设计和运行管理部门都必须十分关注其热效率，以避免浪费能源，影响经济效益；同时，也不能盲目追求过高的热效率，使得一次投资过高或尾部换热面低温露点腐蚀和粘灰堵塞，影响长周期安全运转。
电热管的原理和应用特点一、电热管的原理电热管是一种能够通过电能转换成热能的装置。
它由一个绝缘体外包围的金属管组成，管内填充有电阻丝或导热体。
当通电时，电流通过电阻丝或导热体，产生热量，使金属管发热。
电热管的原理基于电阻加热原理，通过电阻丝或导热体的电阻发热，将热量传导给外部环境。
二、电热管的应用特点1. 高效率电热管具有高效率的特点。
由于电热管的工作原理是通过直接电阻加热产生热量，所以能量转换的效率很高，热效率可达90%以上。
2. 温度可调控电热管可以通过调节电流大小或电压来改变发热体的温度，从而实现对温度的可调控。
这种特性使得电热管广泛应用于需要精确控制温度的领域，如实验室设备、医疗设备等。
3. 响应速度快电热管的响应速度非常快。
当通电后，热量能够迅速传导到金属管壁上，使得外部环境快速升温。
这种特点使得电热管在一些需要快速加热的场景下非常适用，如汽车加热器、加热水器等。
4. 体积小由于电热管是由金属管外包围的，所以具有很小的体积和重量。
这使得电热管在空间有限的场合下，可以方便地安装和使用。
5. 安全可靠电热管采用绝缘体包围，可以有效地隔绝电流和金属管之间的直接接触，从而降低了电热管使用过程中的安全隐患。
同时，电热管使用的材料具有很好的抗腐蚀性和耐高温性能，能够保证长时间稳定工作。
6. 应用广泛电热管由于其高效率、温度可控、体积小等特点，在许多领域都有广泛的应用。
例如：•家用电器：电热管被广泛应用于电饭煲、电磁炉、电热水壶等家用电器中，用于提供加热功能。
•工业设备：电热管可以被用于加热工业炉、加热水箱等工业设备中，用于提供热能。
•医疗设备：电热管可用于医疗设备中，如血液透析机、温热床等，用于维持和调控患者的体温。
•实验室设备：电热管被广泛用于实验室设备中，如加热器、恒温槽等，用于实验和科研工作中的加热需求。
•汽车领域：电热管可以被用于汽车加热器中，用于提供车内加热功能。
总之，电热管具有高效率、温度可控、响应速度快、体积小、安全可靠等特点，广泛应用于家用电器、工业设备、医疗设备、实验室设备和汽车领域等。
电热管使用后功率变大的原因
电热管使用后功率变大的原因可能是多种因素共同作用的结果。
以下是一些可能的原因：
1. 电源电压升高：如果使用的电源电压高于电热管的额定电压，会导致功率增加。
2. 电路中的电阻值减小：电路中的其他元件可能产生热量，导致电阻值减小，进而使得电热管的功率增加。
3. 电热管老化：长时间使用的电热管可能会发生老化，导致电阻值发生变化，从而使功率增加。
4. 环境温度升高：环境温度的升高可能导致电热管的功率增加。
需要注意的是，电热管使用后功率变大也可能是由于其他因素引起的，具体情况需要根据实际使用情况进行分析。
如果您在使用电热管时遇到问题，建议及时咨询专业人员或者检查相关设备。
电热管中氧化镁粉的作用有多大氧化镁（MgO）粉末在电热管中有重要的作用。
以下是一些关于氧化镁粉在电热管中的应用和作用的详细介绍。
1.热电性能增强：氧化镁粉末可以用作加热元件的绝缘层材料。
与其他材料相比，氧化镁具有较高的绝缘性能和热导率，可以有效地增强电热管的热电转换性能。
2.防腐蚀保护：氧化镁粉末可用作电热管的腐蚀保护层材料。
由于氧化镁对许多化学物质具有良好的抗侵蚀性，因此可以有效地延长电热管的使用寿命，保护内部元件不受腐蚀性介质的侵蚀。
3.热稳定性提高：氧化镁能够在高温环境中保持稳定的物理和化学性质，因此可以应用在高温电热管中。
在高温下，氧化镁粉末能够保持其结构的稳定性，不会因高温导致热膨胀而破裂或损坏。
4.微观力学性能优化：将氧化镁粉末添加到电热管材料中，可以通过调节组分和微观结构，改善其力学性能。
氧化镁具有优良的力学性能，可增强电热管的强度和硬度，并提高其抗冲击及振动的能力。
5.热传导性能提升：氧化镁是热传导性能良好的材料，可以用作电热管内部的热传导介质，提高热量的传递效率。
在电热管中添加氧化镁粉末，可以提高其热传导性能，增强热量的传递效果。
6.温度稳定性提高：氧化镁粉末具有较高的熔点和热稳定性，可以提高电热管的工作温度范围。
在高温环境下，氧化镁粉末能够保持稳定的结构和性能，不易熔化或变形，因此能够提高电热管的耐高温性能。
总结起来，氧化镁粉末在电热管中的作用主要表现在提高热电性能、防腐蚀保护、热稳定性、微观力学性能、热传导性能和温度稳定性方面。
通过添加氧化镁粉末，可以显著提升电热管的性能和寿命，使其能够更好地适应各种工况和环境要求。
提高管式加热炉热效率的有效措施王振雷;崔伟妮【摘要】近年来，随着社会经济的飞速发展和石油产业工业化进程的不断加快，管式加热炉技术及其应用越来越受到人们的关注。
管式加热炉技术的使用不但可以降低生产成本，而且还有效地节约了能源。
本文将对管式加热炉进行研究，并在此基础上提出进一步提高管式加热炉热效率的有效措施。
【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2012(000)011【总页数】1页(P45-45)【关键词】管式加热炉;提高;热效率;研究【作者】王振雷;崔伟妮【作者单位】大庆华凯石油化工设计工程有限公司大连分公司,辽宁大连116033;大庆华凯石油化工设计工程有限公司大连分公司,辽宁大连116033【正文语种】中文【中图分类】TE963管式加热炉是一种直接受热式的加热设备，目前来看，主要用于加热液体和气体化工原料，其所用的燃料一般是燃料油与燃料气。
管式加热炉，主要包括加热炉本体余与热回收系统，其中空气预热器是由非冷凝式空气预热器与冷凝式空气预热器两段组成。
热回收系统中还另设有冷凝液收集池、引风机以及鼓风机等设备，冷凝液收集池直接设在冷凝式空气预热器下方，冷凝液收集池与引风机相连接、鼓风机与冷凝式空气预热器相连。
管式加热炉的排烟温度可以降低到100℃左右，从而实现了烟气中含酸水蒸气的部分冷凝，且在回收烟气低温显热的同时，还能回收部分含酸水蒸气的汽化潜热，进一步提高加热炉的热效率、节约能源。
据调查显示，目前管式加热炉已在油田生产与石油长输管道中得以广泛应用，其作用是将炉管中的油料加热到所需温度，以满足生产工艺的需要。
由于管式加热炉的燃料消耗非常多，因此采取有效的措施提高其热效率显得至关重要。
管式加热炉的热效率主要是指参与热交换过程的热量利用程度，它是衡量管式加热炉优劣的一个重要指标。
据调查显示，影响管式加热炉热效率的因素很多，主要表现在以下几个方面：第一，加热炉的排烟温度越高，烟气所带走的热量也就越多，管式加热炉的热效率就会降低；第二，加热炉中的燃料不完全燃烧造成的热能损失；第三，空气过剩，造成了加热炉的热损失；第四，加热炉外壁的散热损失。
发热管发热原理
发热管是一种能够将电能转化为热能的装置。
其基本原理是利用电流通过导体时会产生热量的特性，将电流通过高电阻材料制成的导体中，使其产生大量热量，从而起到加热或保温的作用。
发热管的主要组成部分是由金属导体和绝缘材料构成的。
一般使用的金属导体有铜、镍、铬等，而绝缘材料则是用于固定导体和隔离电流的材料，如陶瓷、石英等。
发热管的工作原理是将导体通过外部电源供电，电流经过导体时会产生热量，这种热量将传递到发热管的表面，达到加热或保温的目的。
发热管的温度可以通过改变电流大小和电压大小来调节。
发热管的应用范围广泛，常用于加热器、电炉、烤箱、干燥设备、车辆加热器等领域。
随着科技的不断发展，发热管的性能不断提高，使用寿命也逐渐延长，将在更多的领域得到应用。
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80 EPEM 2018.10影响热电厂热效率的因素及提高方法大庆油田电力集团宏伟热电厂 王明柱热电厂的总热效率反映了在电热生产过程中，所燃烧的总的燃料的能量与所产生的对外供电供热的总能量的比例关系。
一般火力发电厂的总热效率在30%~40%左右[1]，而热电厂的热效率可达50%以上，所以国家大力提倡热电联产，来有效提高能源的利用率。
众所周知，火电厂有许多设备和系统，如锅炉及其燃烧系统，汽轮发电机及其回热系统，凝汽器及供水系统，各种辅机及管道阀门等。
其中60%~70%的能量都在这些系统中损失了,能量损失最大的地方就是汽轮机凝汽器中的冷却水带走的热量—冷源损失。
所以分析这些设备和系统对热效率的影响很有必要，然后进行科学合理的技术改进，来提高全厂热效率，达到节能降耗的目的。
1 热电厂的总热效率热电厂的总热效率，或称热电厂的燃料利用系数反映了热电厂能量输出和输入的比例关系，是评价火力发电厂经济性好坏的综合指标。
式中ηtp ——热电厂总热效率，%；W——热电厂年对外供电量，kWh／a ；Q n ——热电厂年对外供热量，t/a ；ⅰn ——热电厂对外供热工质焓，kj/kg ；B r ——热电厂年耗燃料量，kg／a ；Q r ——燃料应用基低位发热量，kJ/kg。
%10010003600×⋅×⋅+=rr n n tp Q B i Q W η由于ηtp 没考虑两种能量产品质的差别，用热量单位按等价能量相加，所以它表示热电厂所消耗燃料的有效利用程度[1~2]。
从公式中可以看出，在所消耗燃料能量一定的情况下，对外供电、供热的总能量越多，全厂热效率越高。
显然，内部消耗能量越少、损失越少，对外供热、供电能量就越多。
2 影响全厂热效率的主要因素分析从上面的全厂热效率公式中可以看出，要想使热效率提高，就要千方百计地减少内部能量的消耗和各种损失，因此，主要从下面几方面分析。
2.1 汽轮机方面汽轮机方面影响热效率的主要因素有汽轮机的冷源损失、回热系统投入率和凝汽器真空度等。
电力调节器控制电热的持续高输出，原因有几个。
对电供热的需求往往一致，需要稳定可靠的电力供应。
这种持续的需求要求电力调节器必须调节和维持满足供暖需求所需的高产出。
电热经常需要精确准确的温度控制，特别是在工业和商业应用中。
电源调节器确保供热元件获得达到和保持所期望温度的适当电量，从而促进高效和有效的供热过程。
电力供热系统的性质，特别是在大规模或复杂的应用中，需要使用电力调节器来管理电力分配和防止电力系统超载。
这对于确保整个供暖系统的安全和稳定至关重要。
电力调整器在能源效率方面也发挥着关键作用。
通过调节电供热系统的供电，它们有助于尽量减少能源浪费和优化整体能源消耗，从而节省成本和减少环境影响。
简言之，电力调节器对控制持续高产出的供热系统至关重要，因为供热需求一致，需要精确的温度控制，需要管理电力分配，以及实现优化能效的目标。
考虑建立一个大型工业设施，依靠电供热进行各种工艺。
如果没有电力调节器提供的适当控制，该设施可能会遇到温度波动、电力超载问题以及能源消耗增加等问题。
这可能导致产品质量受损、安全隐患和
更高的业务费用。
使用电力调节器对于保持该设施的电供热系统的无缝高效运行至关重要。
提高管式加热炉热效率的途径摘要：从提高加热炉热效率出发，分析了影响常减压装置加热炉热效率的因素，主要包括过剩空气系数、不完全燃烧、排烟温度等，对提高加热炉热效率的有效途径进行了探讨。
关键词：管式加热炉热效率影响因素改进措施烟气含氧量排烟温度炼油企业综合能耗主要有四大块，其中加热炉的燃料能耗是主要组成部分，占炼油企业总能耗的30﹪～40﹪，因此加热炉的节能降耗是炼油厂节能工作的重要课题，提高加热炉的热效率对于炼油厂的能耗、降低生产成本、提高经济效益作用极为显著。
一、主要影响因素管式加热炉的热效率，是指其中参与热交换过程的热量利用程度，是衡量管式加热炉优劣的一个重要参数。
经过分析，影响管式加热炉热效率的因素主要有以下几点。
1.排烟温度越高，烟气带走的热量也越多，管式加热炉的热效率就越低。
由热效率公式（在完全燃烧情况和炉墙保温正常情况下）：①可知，烟气温度越高，排出烟气量越多，烟气带走的热量越多，对热效率的影响也越大。
因此，要控制好排烟温度。
2.不完全燃烧造成的热损失在排烟损失中，除了上述烟气的物理损失外，还有由于不完全燃烧而造成的化学损失。
不完全燃烧除会造成热量损失、降低热效率外，还会造成大气的污染，机械不完全燃烧产生的结炭还会造成对流室炉管表面积灰，影响传热效率，也是造成热损失的原因之一。
二、提高热效率的措施1.最大限度挖潜增效1.1提高空气进入炉膛的温度通常利用排出的高温烟气对空气进行加热以提高空气进入炉膛的温度。
该方式简便且无需改变工艺流程，便于操作控制。
这样既提高了空气进入炉膛的温度，又降低了排烟温度，可大大提高管式加热炉的热效率。
由空气预热温度与热效率提高值的关系（见图1）可以看出，当空气预热温度从0℃增加到110℃时，管式加热炉的热效率提高5 %。
图1空气预热温度与热效率提高值的关系曲线虽然对空气进行预热可提高管式加热炉的热效率，但是，不能对空气温度进行无限制的提高。
因为随着空气温度的提高，燃烧产物中的NOx （一氧化氮和二氧化氮）会相应增加，如果不采取适当措施来控制NOx 的排放，将难以达到环保要求。
电热管电热效率的提高的因素
从2003年开始，根据当时国际电工委就电热器件之电热效率的指标控制讨论案内容在行业会议上率先提出如何提高电热管效率的研究，在当今国际能源日趋紧张之时，从2009年7月1日起我国已对贮水式电热水器电热效率最低不少于85%作出了限制，这种行业性指标目前正在向微波炉、电饭煲等许多小家电业扩散，在以小家电业作为依托的电热管制造业，目前在品牌电器成品商的制约下已举步为艰，如不能生产出高效率的电热管与之匹配，要么是淘汰，或者转为低附加值产品，可以说此课题目前才被众多电热管厂商所重视，鉴于当务之急，把此前零星出版的相关内容整理成下文供参阅：
影响电热管电热效率之因素汇总：此前所发表的全部内容概括成一句话，即热传路径上的热阻累计大小决定电热管的电热效率，所以我分析此问题时只要针对热传路径上各种过程是否会减小热阻的可能性来进行分析得到答案：
一、材料的三大因素
1、镁粉的纯度问题：氧化镁纯度大小直接决定了镁砂的导热系数，导热系数愈大，热阻愈小。
热传效率愈高。
2、镁粉的密度问题：密度大小由填充密度、缩管或整形密度来决定电热管最终的密度。
密度值愈大，电热效率愈高，反之愈低。
3、电热管的管材的选用
（1）管材选用时口径的选择方法一定要计算正确，即通过面积压缩比的变化率来预估电热管最终密度是否满足3.05g/cm³之最低要求，例如一支φ9.4×0.6的不锈钢管，最终成管为φ8，试论证此方案的可行性，基本的评估计算方式如下：
①空管内截面积S1= ≈52.81mm²
②成形后管内截面积S2=≈36.32mm2
③管面积压缩比值为A≈0.688
在填充过程中，目前镁粉颗粒搭配及设备匹配较理想的时候，原则上保证2.35g/cm³的指标可以达到，而在最终 3.05g/cm³的最低管内密度要求指标下，此时密度的增加值为：1.297倍。
而经过上述面积压缩比计算出A=0.688，即面积减少了31.2％。
故相对于镁粉密度增加了31.2％，此时管内的真实密度值理论上为2.35×131.2％=3.08g/cm³,故可以判断此选择为正确的，当然上述结论正确的是缩管过程管壁没有拉薄为前题。
（2）镁粉目数搭配与填充密度之关系
目前在应用的镁粉表中，基本颗粒在所有说明书中都标明为40～325目范围，各种目数搭配比例不同时，其流速是完全不同的结果；在此过程中，一是制造商（镁粉）是否按此比例进行搭配，实际使用检验数据基本存在粗砂和细砂严重超标的问题；二是此产品长途运输过程中必定会出现不同目数砂粒的分筛现象，在使用前如无重新混合而直接倒入粉仓使用，则流速就无法确保；三是我们曾介绍过的填充机在震荡的过程中一定会造成粉仓砂粒的分筛，故当操作时为什么同样的管其填充重量有较大区别就是因为上述三大因素，当然影响流速的因素除目数搭配比率之外，防潮剂的粘湿性对流速也有相当大的影响，这也是镁粉厂所
必须实时关注的一个细节。
二、结构设计
众所周知，螺旋状发热丝的外径至金属壳体内壁之距离愈大，其电气绝缘耐压值就愈高，但热传路径就增加，这种路径的增加相当在热传路径上串接了一个衰减器，必然导致电热效率的下降，而缩短这种爬电距离所存在的不利点是常态耐压值将出现较大的下降，现在的关键是要如何评估电热效率偏低而对电热管性能影响而最终作出权衡。
发热丝单位时间所产生热量是一常量值，由于各种因素导致热传效率的下降，而在管内逐步产生热积聚，这种现象一旦发生，除加速防潮材料快速碳化之外，热态击穿比例将大幅增加，而且随着管内温度的增加，管的热疲劳程序也会加剧出现刚性强度的下降，爆管现象几率的增加是一种危险的结果，这种管内温度的增加，除CT效应导致在线功率下降之外还将导致发热丝因工作环境温度增加而加速高温氧化，从而缩短寿命等一系列问题，从笔者在综述上面内容的结果看，提高精度确保同心度的同时，以减少爬电距离提高电热效率之功率具有极为重大的现实意义，而且是大势所趋。
上述以镁砂特征和爬电距离为对象描述了对电热效率之间的关系，但是除上述内容对电热效率有较大影响之外，还有热传路径上的最后环节，即管壳材料，除管壁厚度对热阻有关联之外，还要关注在目前四大应用材料中热阻由小至大的基本排列次序：铜→铝→铁→不锈钢，按实际允许条件时尽可能采用导热性较好的材料，这对提高电热效率和提高电热管的性能寿命有一定的促进作用。
在结束本文内容介绍之际，说明一点：以上内容只是主要热阻部分所产生的负面内容介绍，并非包括所有因素，如硅油种类、含量多少以及电热管电镀层材料类型厚度等等因素均会对电热效率的高低产生一定的影响，请关注此项目的同行自行完善条目管理的内容。
其实针对上面所叙述的那么多的内容，对于减少可以出现的避免，应该寻找正规的企业，正规的企业与一些小型企业有着明显的区别，名誉和产品的质量是中大型企业一味追求的，而对于小型企业或正在发展中的刚刚起步的企业有着太多的追求着经济效益的利益而忽视了本质。
在整个苏北地区，制造电热管，加热管的制造型企业非常之多，但是中大型企业也就那么的几家，像比较知名的有盐城宏泰合金电器有限公司，有盐城松泰电工器材厂等。
在产品的后续的服务也是比较规范的。
更多的信息可以直接去他们的企业网站进行详细浏览。
