管式加热炉燃烧器

第五章管式加热炉一、管式加热炉的工作原理管式加热炉一般由三个主要部分组成：辐射室、对流室及烟囱，图5-1是一典型的圆筒炉示意图。

炉底的油气联合燃烧器(火嘴)喷出高达几米的火焰，温度高达1000~1500℃、主要以辐射传热的方式，将大部分热量传给辐射室(又叫炉膛)炉管(也叫辐射管)内流动的油品。

烟气沿着辐射室上升到对流室，温度降到700~900℃。

以对流传热的方式继续将部分热量传给对流室炉管内流动着的油品，最后温度降至200~450℃的烟气从烟囱排人大气。

油品则先进入对流管再进入辐射管，不断吸收高温烟气传给的热量，逐步升高到所需要的温度。

辐射室是加热炉的核心部分，从火嘴喷出的燃料(油或气)在炉膛内燃烧，需要一定的空间才能燃烧完全，同时还要保证火焰不直接扑到炉管上，以防将炉管烧坏，所以辐射室的体积较大。

由于火焰温度很高(最高处可达1500~1800℃左右)，又不允许冲刷炉管，所以热量主要以辐射方式传送。

在对流室内，烟气冲刷炉管，将热量传给管内油品，这种传热方式称为对流传热。

烟气冲刷炉管的速度越快，传热的能力越大，所以对流室窄而高些，排满炉管，且间距要尽量小。

有时为增加对流管的受热表面积，以提高传热效率，还常采用钉头管和翅片管。

在对流室还可以加几排蒸汽管，以充分利用蒸汽余热，产生过热蒸汽供生产上使用。

烟气离开对流室时还含有不少热量，有时可用空气预热器进行部分热量回收，使烟气温度降到200℃左右，再经烟囱排出，但这需要用鼓风机或引风机强制通风。

有时则利用烟囱的抽力直接将烟气排入大气。

由于抽力受烟气温度、大气温度变化的影响，要在烟道内加挡板进行控制，以保证炉膛内最合适的负压，一般要求负压为2~3mm水柱，这样既控制了辐射室的进风量，又使火焰不向火门外扑，确保操作安全。

二、管式加热炉的主要工艺指标1.加热炉热负荷。

每小时传给油品的总热量称为加热炉热负荷(千卡/小时)，表明加热炉能力的大小，国内炼油厂所用的管式加热炉最大热负荷在4200万千卡／小时左右。

管式炉的一般结构和零部件管式加热炉如图2.5.17所示，一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器及通风系统五部分组成。

图2.5.17 管式加热炉l. 辐射室辐射室是通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。

这个部分直接受到火焰冲刷，温度最高，必须充分考虑所用材料的强度、耐热性等。

这个部分是热交换的主要场所，全炉热负荷的70—80％是由辐射室承担的，它是全炉最重要的部位。

可以说，一个炉的优劣主要是看它的辐射室性能如何。

1.1. 辐射室尺寸辐射室的尺寸主要是从以下三个方面来考虑的：①辐射室热负荷及辐射管外表面平均热强度；②管心距和管墙距；③燃烧器的能量（发热量）型式和布置以及炉管至火焰的距离。

1.2. 辐射室零配件的设置为了便于操作和保证安全运行，管式炉辐射室应设置下列配件：看火门、人孔门、防爆门、热电偶套管、测压管、灭火蒸汽管等。

✧看火门看火门主要是用来观察炉内火焰状况和辐射管运行情况，因此看火门的数量和位置应能看到所有燃烧器燃烧状况，并能观察到所有的辐射管。

✧人孔门及检修孔门为了能进入辐射室进行检修，需要设置人孔门和检修门。

当辐射室内有隔墙分开并且不能通行时，每间内必须设置一个人孔门。

对于炉底无法安装人孔门的小圆筒炉，检修时可拆下燃烧器，其开孔兼作人孔。

✧防爆门当炉内积存可燃气体和空气的混合物时，就有发生爆炸的危险，因此辐射室应设置防爆门，以便在发生爆炸事故时，能及时卸压。

防爆门的位置应能保证卸压时喷出的热气流不致危及人员和临近设备的安全．为了能及时卸压，防爆门的数量应与辐射室的空间成比例，多室炉膛每室至少应有一个防爆门。

✧热电偶套管和测压表烟气出辐射室的温度是必须测量的特性温度。

对于圆筒炉和立式炉，烟气出辐射室的温度测点设在辐射室至对流定的过渡处。

斜顶炉和方箱炉，该测温点设在火墙上方，因此该点温度通常又称为火墙温度。

管式炉都是在负压下操作的，为了保证炉内各点均处于负压下，以避免烟气外溢而损坏钢结构，通常要求炉顶（辐射室顶）负压保持在2mmH2O柱左右，因此，在辐射室顶部设置测压管。

管式加热炉的结构及工作原理管式加热炉是一种常用的工业炉，其结构和工作原理如下：一、结构管式加热炉主要由炉体、炉管、燃烧器、空气预热器、温度控制系统等部分组成。

1.炉体：炉体是加热炉的主要部分，通常采用耐高温材料如耐火砖、浇注料等制成。

炉体形状和大小根据实际需要和生产工艺要求确定，一般呈长方形或圆形。

2.炉管：炉管是管式加热炉的核心部件，通常由不锈钢、合金钢等耐高温材料制成。

炉管一般呈蛇形或圆形，用于装载待加热的物料，同时将热量传递给物料。

3.燃烧器：燃烧器是加热炉的热源，通常位于炉体底部或侧部。

根据加热工艺要求，可以选择不同的燃料，如天然气、石油气、轻油、重油等。

4.空气预热器：空气预热器用于预热燃烧所需的空气，提高燃烧效率。

空气预热器通常位于加热炉的顶部或侧部，与燃烧器相连。

5.温度控制系统：温度控制系统是管式加热炉的重要组成部分，用于控制加热温度和物料受热均匀性。

温度控制系统通常包括温度传感器、调节阀、控制仪表等。

二、工作原理管式加热炉的工作原理是利用燃料燃烧产生的高温烟气，通过炉管传导热量，将待加热的物料加热到所需温度。

具体过程如下：1.燃料在燃烧器中燃烧，产生高温烟气。

2.高温烟气通过炉管，将热量传递给炉管内的待加热物料。

3.物料在受热过程中，温度逐渐升高，达到所需的工艺要求。

4.加热后的物料从炉管末端排出，进入下一生产环节。

5.部分高温烟气通过引风机引入空气预热器中，预热燃烧所需的空气。

6.预热后的空气与燃料在燃烧器中混合燃烧，产生高温烟气继续加热物料。

7.高温烟气和物料产生的蒸汽一同从炉管末端排出，进入下一生产环节。

在实际生产过程中，管式加热炉的操作和控制是非常关键的。

为了确保物料的受热均匀性和生产效率，操作人员需要根据工艺要求和实际生产情况进行调整。

例如，可以通过调节燃烧器的火焰大小、改变炉管的进料速度、调整空气预热器的进风量等方式来控制加热炉的工作状态和加热效果。

此外，为了保证加热炉的安全运行和环保达标排放，还需要进行废气处理和热量回收利用等方面的措施。

第五节加热炉第一小节概述一、加热炉的工作原理：燃料在炉内经过燃烧放出热量，把热量传递给炉管（在辐射室主要是通过辐射传热，在对流室主要是通过烟气对流传热），通过炉管壁把热量传递给管内物料，从而达到加热物料的目的。

二、管式加热炉的构成及其作用：1、构成：管式加热炉一般是由燃烧器、辐射室、对流室和烟囱四部分构成。

在辐射室和对流室内装有炉管；在辐射室的底部、侧壁或顶部装有燃烧器；在烟囱内装有烟道挡板。

先进的加热炉还备有空气和燃料比的控制调节系统。

2、作用：（1）燃烧器：主要给加热炉提供高温热源。

（2）辐射室：又叫炉膛，是管式加热炉的核心部分。

从喷嘴喷出的燃料在炉膛内燃烧，由于火焰温度很高，热量主要用辐射方式传送。

一部分被炉管接受，一部分使炉墙温度升高，炉墙又把热量反射回来，传给炉管一部分。

（3）对流室：离开辐射室的烟气温度通常控制在700-900℃，设置对流室，还可以利用这部分热量。

在对流室内主要是对流传热。

为提高传热效率，管内油品的流动方向与管外烟气的流动方向相反。

（4）烟囱：烟气离开对流室的温度一般为300-450℃，为了降低加热炉的热损失，提高加热炉热效率，可用空气预热器回收这部分热量，使烟气温度降至200℃左右。

烟囱内高温烟气的密度比烟囱外空气小而产生抽力，所以烟气可以自动排出。

烟囱越高，炉膛的抽力越大，进入辐射室的风量也越大。

为了控制适当的抽力，在烟囱内需加一块可调节的挡板，以保持炉膛适当的负压。

三、管式加热炉按炉体形状的分类：1.箱式炉：箱式炉又可分为方箱炉和斜顶炉。

斜顶炉在目前炼油厂中很少采用。

2.立式炉：立式炉可分为上、中、下三部分，下部为辐射室，中部为对流室，上部为烟囱。

3.圆筒炉：圆筒炉由于火嘴在底部，火焰向上喷射，所以火焰和炉管是平行的，对于较大的圆筒炉，在炉的上部装有对流室。

圆筒炉火焰与周围的各炉管是等距离的，所以同一水平面上各炉管热强度是较均匀分布的，但是炉管沿管长的热强度分布不均匀。

管式加热炉工作原理
管式加热炉是一种常用的加热设备，其工作原理是利用电、燃气或其他加热源将能量转化为热能，通过管道将热能传输到需要加热的物体上。

管式加热炉的加热源可以是电阻加热元件、燃气燃烧器或其他加热设备。

无论是哪种加热源，它们都通过热量的产生将能量输入到加热炉中。

在管式加热炉中，加热源会将产生的热量传输给管道。

管道一般由耐高温材料制成，能够承受高温下的加热。

通过管道，热能能够传输到加热炉内的工作物体上。

在管道中，为了提高热能的传递效率，通常会加装热交换器或采用多管道设计。

热交换器能够增加管道与工作物体之间的接触面积，从而提高热量传递的效率。

当热能传输到工作物体上时，物体的温度开始升高。

在加热过程中，可以通过控制加热源的供热量或调节管道中的流体流速来控制加热速度和温度。

管式加热炉的工作原理简单而直观。

通过控制加热源的供热量和管道中的流体流速，可以实现对物体的精确加热。

这种加热方式广泛应用于工业生产中的许多领域，如金属加工、塑料加工、热处理等。

管式加热炉的种类（1）：箱式炉各种管式加热炉通常可按外形或用途来分类。

按外形分类：按外形大致上分为以下四类：箱式炉、立式炉、圆筒炉、大型方炉.这种划分法系按辐射室的外观形状，而与对流室无关.所谓箱式炉,顾名思义其辐射室为一“箱子状”的六面体.与它相比,立式炉的辐射室宽度要窄一些，其两侧墙的间距与炉膛高度之比约1：2.圆筒炉、大型方炉的称呼也按同理而来。

1）箱式炉烟气下行式（图1—5)这是早期的管式炉型式,燃烧器横烧,烟气越过辐射室和对流室间的隔墙自上而下流经对流室.这种炉型的主要缺点是敷管率(辐射室排有罐子的炉壁占辐射室全部炉壁面积的比例）低,炉子体积大;炉管需用合金吊挂，造价贵；需要独立烟囱等。

近来几乎已不采用。

大型箱式炉(图1-6）与图1-5型炉不同的是炉膛宽敞，炉膛中间有隔墙,把辐射室分成两间，从而大大增加了传热反射面。

它在炉膛的三个侧面上都安了炉管，比图1—5型炉壁利用率高.对流室和烟囱都放在炉顶，烟气流动的阻力减少。

不过由于下述炉型比它更好，最近也不使用了。

横管大型箱式炉(图1—7）立式大型箱式炉(图1-8）这两种形式更有效地利用了炉膛空间和炉壁.图1-7型听图1—8型结构基本一样，只是一为横管，以为立管。

图1—7型将燃烧器改为立烧也可以。

它们的优点是只要增加中央的隔墙数目，可在保持炉膛体积发热强度不变的前提下，“积木组合式”地把炉子放大，所以特别适合于大型炉。

当热负荷很大时，虽然它们还存在箱式炉的某些固有缺点，但上述优点可以抵偿。

顶烧式（图1-9）在这种炉子的辐射室内,燃烧器和炉管交错排列，单排管双面辐射,罐子沿整个圆周上的热分布要比单面辐射均匀得多，燃烧器顶烧，对流室和烟囱放在地面上。

它的缺点是炉子体积大，造价很高,用于单纯加热不经济。

目前在合成氨厂常用它作为大型烃蒸汽转化炉的炉型，运转良好。

斜顶炉图(1-10)它由箱式炉演变而来，是箱式炉砍去炉膛内烟气流动的死角区而成。

虽然它对辐射室的传热均匀性有所改善，但并没有克服箱式炉的其他缺点。

管式加热炉工作原理
管式加热炉是一种常用的工业加热设备，利用管内流动的气体或液体传递热能，将其加热至所需温度。

其工作原理如下：
1. 加热介质流动：管式加热炉中存在一个或多个加热管，加热介质（通常是气体或液体）通过这些管道流动。

加热介质必须能够在管道中流动，并且具有传热的能力。

2. 热交换：当加热介质流经加热管时，管壁与介质之间发生热交换。

加热器内的电热元件或燃烧器产生的热量通过管壁传递给介质，使介质的温度升高。

3. 温度控制：通过对加热器供电或燃烧器供应燃料的控制，可以实现对加热器内部温度的控制。

通常使用温度传感器来感知管道内介质的温度，并发送相应的信号给控制系统。

4. 热量传输：经过加热后的介质继续流动，将带有热能的介质传递到需要加热的对象上，实现热量的传输。

这个过程可以通过管道和附件完成，如流量控制阀、喷嘴等。

需要注意的是，管式加热炉的工作原理可以根据具体的炉型、加热介质和加热目标的不同而有所差异。

但总体来说，它们都是通过热交换和热量传输完成物体加热的过程。

管式加热炉安全检修的一般要求管式加热炉是一种常见的工业加热设备，用于对物体进行高温加热。

为了确保管式加热炉的正常运行和操作人员的安全，进行定期的安全检修是至关重要的。

以下是管式加热炉安全检修的一般要求：1. 安全检修计划：制定管式加热炉的安全检修计划，明确检修周期和内容，并确保相应的检修人员和设备可用。

2. 检修资质：安全检修人员应具备相关的技术知识和操作技能，并持有相关的资格证书，如电工证等。

3. 停炉准备：在检修前，需要将管式加热炉停机，切断与电源的连接，排空燃料和冷却介质，并确保所有的操作阀门关闭。

4. 清洁管路和设备：在检修过程中，需要对管道和设备进行清洁。

特别是燃烧室、燃烧器、燃气喷嘴等部件，必须清除积尘和杂物。

5. 检修燃烧器：燃烧器是管式加热炉的核心组件，需要仔细检查和维护。

包括清洁喷嘴，调整喷雾孔的直径和角度，检查点火装置和火焰传感器的工作状态等。

6. 检查燃烧室：检查燃烧室的内部情况，包括清除积灰、检查砖瓦的破损情况和补充保温材料等。

并确保燃烧室的通风良好。

7. 检查温度控制装置：管式加热炉通常配备有温度控制装置，确保检查其准确性和工作状态。

并对控制系统进行校准和调整。

8. 检查安全装置：检查和测试管式加热炉的各种安全装置，如过热保护器、高温报警器、燃气泄漏报警器等的工作状态。

9. 检查电气系统：检查管式加热炉的电气系统，包括检查电线、电缆和电气设备的连接状态，消除潜在的电气隐患。

10. 做好记录：对每次安全检修进行详细的记录，包括检查的日期、内容、结果和维修情况等。

并及时处理和修复检修中发现的问题。

11. 培训和教育：对操作人员进行相关的培训和教育，使其了解管式加热炉的安全操作方法，避免操作不当导致事故发生。

12. 定期运行试验：在检修完成后，进行管式加热炉的运行试验，确保其正常工作。

同时，密切观察管式加热炉的运行情况，及时发现和解决问题。

以上是管式加热炉安全检修的一般要求，不同厂家和型号的管式加热炉可能还有一些特殊的要求，需要根据实际情况进行具体操作。