管式加热炉的主要技术指标(1)

一、管式加热炉的结构及工作原理1.1 管式加热炉在炼油和石油化工中的重要性管式加热炉是一种火力加热设备，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰与烟气作为热源，加热在炉管中高速流动的介质，使其达到工艺规定的温度，以供给介质在进行分馏、裂解或反应等加工过程中所需的热量，保证生产正常进行。

与其他加热方式相比，管式加热炉的主要优点是加热温度高（可达1273K），传热能力高和便于操作管理。

近60多年所来，管式炉的发展很快，已成为近代石化工业中必不可少的工艺设备之一，在生产和建设中具有十分重要的地位。

例如：一个年处理量为2.5Mt原油的常减压蒸馏装置，虽所用的加热炉的座数不多，但其提供的总热量却达70MW，如果炉子加热能力不够，就会限制整个装置处理能力的提高，甚至无法完成预定的任务。

管式加热炉消耗的燃料量相当可观，一般加工深度较浅的炼厂，约占其原油能力的3%~6%，中等深度的占4%~8%，较深的为8%~15%，其费用约占操作费用的60%~70%，因此，炉子热效率的高低与节约燃料降低成本有密切的关系。

此外，管式炉炉管结焦、炉管烧穿、炉衬烧塌等事故也常常是迫使装置停工检修的重要原因。

在生产中，希望生产装置能达到高处理量、高质量和低消耗以及长周期、安全运转，大量实践表明，管式炉的操作往往是关键之一。

管式炉的基建投资费用，一般约占炼油装置总投资的10%~20%，总设备费用的30%左右，在重整制氢和裂解等石油化工装置中，则占建设费用的25%左右，因此，加热炉设计选型的好坏，还直接影响装置经济的合理性。

1.2 管式加热炉的分类和主要工艺指标1.2.1管式加热炉的分类管式炉的类型很多，如按用途分有纯加热和加热-反应炉，前者如：常压炉、减压炉，原料在炉内只起到加热（包括汽化的作用）；后者如：裂解炉、焦化炉，原料在炉内不仅被加热，同时还应保证有一定的停留时间进行裂解或焦化反应。

按炉内进行传热的主要方式分类，管式炉有：纯对流式、辐射-对流式和辐射式。

化工厂加热炉知识问答第1题传热的三种形式是什么？分别解释这三种不同的传热形式。

答：传热的三种基本形式是传导传热、对流传热、辐射传热。

传导传热：热量从一个物体的高温部位传送至其低温部位，或者两个直接接触的物体之间，热量从高温物体传送至低温物体，这种传热过程将连续地进行，直到整个物体或直接接触的两个物体的各部分的温度完全相等为止，这种传热叫热传导。

对流传热：由于流体(液体和气体)质点的移动，将热量向它所占空气的一部分带至另一部分，这种传热方式叫做对流传导。

辐射传热：物体的热不需要任何传递介质，而以辐射能的形式传递的过程，称为辐射传热。

第2题燃烧的化学反应式有哪些？答：碳的燃烧：C＋O2 →CO22C＋O2 →2CO氢的燃烧：2H2 ＋O2 →2H2O燃料中硫也能燃烧：S＋O2 →SO2第3题从加热炉的烟囱排出的烟道气有哪些组成？为什么还有大量的氮和氧？答：烟道气的组成有二氧化碳、水蒸汽、二氧化硫、氧、氮以及在燃烧不完全时的一氧化碳和氢。

大量的氮和氧：氮是由燃烧所需的空气带进去的，它不参加反应，氧是过剩空气带进去的。

第4题燃烧的过程是什么？答：燃料的燃烧都是燃料中的碳和氢与空气中氧反应，产生二氧化碳和水并放出热量的过程。

第5题燃烧的三要素是什么？答：一定的温度、空气(氧气)、可燃物。

第6题什么是高发热值? 什么是低发热值?答：单位质量燃料完全燃烧后，生成的水呈汽态时，所放出的热量，即为低发热值。

单位质量燃料完全燃烧后，生成水呈液态时所放出的热量即为高发热值。

第7题什么是热负荷?答：单位时间内传给被热介质的有效热量称为热负荷。

第8题什么叫炉子的热效率?答：加热炉燃料消耗指标用全炉热效率表示，即全炉有效热负荷与燃料总发热量之比，热效率愈高说明燃料的有效利用率高，燃烧消耗就低。

空气不够，燃烧不完全，部分燃料尚未燃烧就离开炉膛和过剩空气系数太大(就是空气量大)，从烟气带出的热就多，炉子的热效率就低。

第9题什么是炉管的表面热强度? 其单位是什么?答：每小时1㎡炉管表面所吸收的热量，叫作炉管表面热强度。

加氢裂化技能鉴定题库高级工一、判断题1. 混合油气接触器、吸收剂接触器、补充吸收剂接触器和吸收塔中段冷却器的制冷剂是来自制氢装置的液氨。

（V ）2. 111单元冷油运的循环流程中111-C-203底油可以走正常流程进入111-C-201。

（X ）3. 轻烃回收装置油运引油时走石脑油不合格线从油品灌区向系统引油。

（V ）4. 轻烃回收部分采用压缩和低于常温下（12C）的吸收解吸稳定工艺，回收气体中的G及C3 以上组分。

（V ）5. 衡量吸收塔、解吸塔效果的指标是丙烷吸收率和乙烷吸收率；衡量稳定塔分离效果的指标是液化气中C5 含量和石脑油中C4 含量。

（V ）6. 气体吸收的推动力为气体中被吸收组分分压与溶液中被吸收组分平衡分压之差。

（V）7. 新氢中的一氧化碳、二氧化碳含量高易造成催化剂床层超温。

（V）8. 加氢精制过程也存在缩合反应。

（V）9. 循环氢压缩机出现喘振，应先开大反飞动阀，无效时再停机。

（V）10. 润滑油压力高或低都会使轴承温度升高。

（ V）11. 活塞式压缩机入口御荷阀不工作会使气缸内产生敲击声。

（V）12. 新氢中如含有CO和CO 2,在反应过程中也会生成CH 4，不会影响产品质量，所以新氢中CO、CO 2高一些也可以。

（X）13. 总氮在精制油的含量越低,说明精制的深度越大。

（V）14. 碱性氮是指油品中呈碱性的氮的化合物。

（V）15. 温度升高所有化学反应的速度加快。

（V）16. 提高温度不利于加氢精制反应的进行。

（V）17. 催化剂在化学反应中的作用是降低化学反应的活化能,使反应容易进行。

（V）18. 爆炸下限愈低的物质,形成爆炸性混合物可能性越大。

（V）19. 空速越小,说明油品与催化剂接触的时间越长。

（V）20. 新氢供应不足而导致反应系统压力下降后,反应的深度会加大。

（X）21. 使用过的催化剂在空气中易自燃的原因是因为其中的金属是硫化态金属化合物。

（V）22. 使用原料过滤器的目的是为了防止机械杂质进入反应器。

单位内部认证加氢裂化高级考试(试卷编号131)1.[单选题]腐蚀品着火时，应用（ ）覆盖火区，以防腐蚀物品飞溅。

A)水柱直接喷射B)雾状喷淋C)水柱从底部喷射答案:B解析:2.[单选题]液体的火灾危险性分类是根据其闪点来划分的,其中（ ）液体闪点小于28℃。

A)甲类B)乙类C)丙类答案:A解析:3.[单选题]循环氢与新氢混合后至（ ）换热。

A)E3102B)E3103C)E3104答案:B解析:4.[单选题]对于炉后混氢流程的反应加热炉，在开车时若加热炉管壁温度升高很快，而出口温度变化却不大，则说明( )。

A)炉管结焦B)炉管材质缺陷C)进炉流量偏大D)烟道挡板开度偏小答案:A解析:5.[单选题]烟囱越高其( )。

A)自然拔风能力越小B)自然拔风能力越大C)自然拔风能力不变D)容易产生露点腐蚀答案:B解析:6.[单选题]循环氢加热炉烘炉前，炉管内应先通入( )。

A)空气B)氮气C)氢气D)蒸汽答案:B解析:7.[单选题]装置在开车进料前要进行贯通试验，以检查系统整体的( )。

A)畅通性B)严密性C)稳定性D)安全性答案:A解析:8.[单选题]加热炉炉管选用( )的材料是管材选用要点之一。

A)最高使用温度B)高温强度C)抗氧化极限温度D)临界下限温度答案:B解析:9.[单选题]B-C-A-004 3 2 2关于循环氢压缩机润滑油系统润滑油乳化的原因,下列选项正确的是( )。

A)润滑油油温偏低B)润滑油氧化C)润滑油油温过高D)润滑油水冷却器内部管束内漏答案:D解析:10.[单选题]质量统计控制图的上、下控制限可以用来( )。

A)判断产品是否合格B)判断过程是否稳定C)判断过程能力是否满足技术要求D)判断过程中心与技术中心是否发生偏移答案:B解析:11.[单选题]既是道德修养的一种方法，又是一种崇高的境界的是( )。

A)“慎独”B)“事无不可对人言”C)“吾日三省吾身”D)不做任何坏事答案:A解析:12.[单选题]加氢裂化催化剂助剂的功能是什么？A)提供加氢活性B)提高比表面积C)提供酸性和稳定性D)改善加氢活性，改善表面结构和提高酸性答案:D解析:13.[单选题]关于集散型控制系统的作用，下列叙述不正确的是( )。

石油化工管式炉的基础知识管式加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业使用的。

工业中使用的工艺加热炉，它具有其他工业炉所没有的若干特点。

1.工作原理石油化工管式炉是直接见火的加热设备，燃料在管式炉的辐射室内燃烧，释放出的热量主要通过辐射传热和对流传热传递给炉管，再经过传导传热和对流传热传热传递给管内的被加热介质，这就是管式炉的工作原理。

2.管式加热炉的特征是：(1)被加热物质的管内流动，故仅限于加热气体或液体。

而且，这些气体或液体通常都是易燃的烃类物质，同锅炉加热水或蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多。

(2)加热方式为直接受火式。

(3)只烧液体或气体燃料。

(4)长周期连续运转，不间断操作。

3.管式加热炉的分类3.1 按功能分类；加热型管式炉和加热-反应型管式炉3.2 按炉型分类：圆筒炉、立式炉和大型箱式炉3.3 按工艺用途分类；加热炉和反应炉反应炉：炉管类被加热的物料在压力和催化剂作用下进行反应。

4.管式加热炉结构管式加热炉的一般结构：一般由辐射室、对流式、余热回流系统、燃烧器以及通风系统五部分组成。

4.1 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，必须充分考虑说用材料的强度、耐热性能等。

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

烃蒸汽转化炉、乙烯裂解炉等，其反应和裂解过程全部都用辐射室来完成。

可以说，一个炉子是优是劣主要看它的辐射室性能如何。

4.2 对流室对流室是靠由辐射室出来的烟气进行对流换热的部分，但实际上它也是有一部分辐射热交换，而且有时辐射换热还占有破大的比例。

所谓对流室不过是指“对流传热起支配作用”的部位。

对流室内密布多排炉管，烟气比较大速度冲刷这些管子，进行有效的对流换热。

对流室一般担负全炉热负荷的20%~30%。

对流室吸热量的比例越大，全炉的热效率越高，但究竟占多少比例合适应根据管内流体同烟气的温度差和烟气通过对流管排的压力损失等，选择最经济合理的比值。

《常减压蒸馏装置技术问答》员工需重点掌握的章节目录清单-图文第一章原油性质及评价2、原油是由哪些元素组成的？5、原油的馏分组成是什么？6、什么是中间馏分？9、原油汽提的烃类组成是什么？10、原油液体的烃类组成是什么？15、硫在原油中的存在形态是什么？17、硫在原油馏分中的分布规律是什么？21、环烷酸在原油中的分布规律是什么？27、原油评价包括哪些内容？28、原油有哪几种分类法？第二章产品种类和性质1、常减压蒸馏装置能生产哪些产品及二次加工的原料？2、车用汽油的使用要求有哪些？4、为什么要控制车用汽油的10%馏出温度？5、为什么要控制车用汽油的50%馏出温度？6、为什么要控制车用汽油的90%馏出温度和终馏点？10、什么叫汽油的抗爆性？27、什么叫殘炭？33、什么是软化点？34、为什么要控制柴油的流程？其流程指标是多少？35、评定柴油低温流动性的指标是什么？36、评定轻柴油安全性的指标是什么？38、轻柴油的牌号时如何划分的？41、减压蜡油作为加氢裂化原料时有何要求？44、对减压渣油有何控制指标？52、什么叫实沸点蒸馏？53、什么叫恩氏蒸馏？57、油品中机械杂质是什么？59、什么是油品的冷滤点？60、什么是油品的凝点？63、什么是油品的闪点？第三章加工方案和工艺流程1、什么是一次加工过程？2、什么是二次加工过程？8、什么情况下需要设置初馏塔？9、回流的方式有几种？10、循环回流的设置原则是什么？12、为什么常减压塔有侧线抽出？23、什么是加氢裂化？第四章原油电脱盐操作及防腐1、原油中含盐含水等杂质对原油加工有什么危害？2、电脱盐的基本原理是什么？3、电脱盐过程加注破乳剂的作用是什么？4、在电场中水滴间的凝聚基理时什么？8、电脱盐装置有哪些设备？其作用是什么？11、电脱盐的工艺流程包括哪些内容？12、电脱盐仪表及自动控制的主要内容是什么？13、常减压蒸馏装置腐蚀机理是什么？14、如何进行工艺防腐？16、怎样判断电流升高是由电器问题，还是油品问题造成？17、电极绝缘棒击穿是何原因？19、脱盐罐切水带油的原因有哪些？20、脱盐罐启用前，应做哪些检查？22、脱盐罐怎样进行在线冲洗？23、电脱盐原油入口温度的调整原则是什么？24、脱后原油含水量高的原因是什么？如何调节？25、脱后原油含盐量高的原因及调节方法？26、常顶冷凝器出“黑水”是什么原因？如何防止？27、注缓蚀剂有什么作用？29、什么是工艺挂片腐蚀试验？第五章常减压蒸馏原理1、什么叫饱和蒸气压？饱和蒸汽压得大小与那些因素有关？4、什么叫泡点温度和泡点压力？5、什么叫露点温度和露点压力？8、精馏过程的必要条件有哪些？9、原油蒸馏塔与简单精馏塔相比有哪些不同之处？10、原油蒸馏塔提馏段采取了哪些不同的提馏方式？11、什么叫回流比？它的大小对精馏操作有何影响？12、什么叫最小回流比？14、什么是内回流？15、什么是回流热？16、什么是气相回流？18、循环回流有什么作用和优缺点？如何设置中段循环回流？19、原油蒸馏塔内气、液相负荷分布有何特点？22、压力对液体的沸点有何影响？为何要采用减压蒸馏？23、常压蒸馏时压力的高低对蒸馏过程有何影响？如何正确选择适宜的操作压力？25、过气化量的不同对产品质量及能耗有何影响？26、如何如何合理的选择汽提蒸汽用量？27、如何确定原油蒸馏塔的进料温度？28、如何确定原油蒸馏塔侧线的抽出温度？29、如何确定原油蒸馏塔的塔顶温度？30、如何确定燃料型减压塔各点温度？第六章常压蒸馏塔及其操作4、什么叫液泛？5、什么叫液相负荷？8、什么叫雾沫夹带？9、什么叫馏分脱空？10、什么叫漏液点？11、什么叫干板压降？12、什么叫塔板开孔率？13、不同类型的塔板，他们气-液相传质的原理有何区别？15、板式塔的溢流有哪些不同的形式、适用于什么场合？16、如何确定板式塔的适宜操作区以及操作弹性？随着气液相负荷的变动，操作会出现哪些不正常的现象？17、填料塔内气、液相负荷过低或过高会产生哪些问题？21、初馏塔、常压塔、减压塔的工艺特征有何不同？（了解）22、气化段在其结构上有何特殊要求？25、初馏塔、常压塔及减压塔裙座高度是如何确定的？28、精馏塔的操作中应掌握哪三个平衡？29、原油性质变化对蒸馏装置操作有何影响？如何处理？30、初馏塔进料含水量增大对操作有什么影响？如何处理？31、影响初馏塔、常压塔塔顶温度、压力变化的原因有哪些？32、引起初馏塔塔底液位变化的原因有哪些？33、影响初馏塔进料温度变化有哪些原因？34、初馏塔侧线油颜色变深油哪些原因？如何处理？35、蒸馏塔怎样做到平稳操作？36、在生产操作中，如何取中段回流流量比较合适？37、在生产操作中，使用塔底吹气要注意哪些问题？38、塔顶回流油带水油什么现象，如何处理？39、常压塔侧线油颜色变深时什么原因？40、用塔顶回流流量调节塔顶温度，有时为何不能起到很好的调节作用？41、正常生产操作中分馏塔板结盐垢堵塔，有什么现象？42、分馏塔板结盐垢如何进行不停工处理？43、分馏塔发生冲塔时什么原因？44、分馏塔发生冲塔后如何处理？45、在生产中怎样控制好汽提塔液位？46、在生产在怎样判断物料是否处于平衡状态？47、在生产操作中如何及时发现仪表控制的工艺参数是否正确？48、塔顶空冷风机突然停车有什么现象？49、进装置原油突然中断应如何处理？50、塔顶油水分离罐装满汽油有什么现象？如何处理？51、正常生产时如何判断玻璃板液位计指示的液位是否正确？52、汽油干点变化是什么原因？如何调节？53、侧线产品闪点低时什么原因造成的？如何调节？54、产品干点高怎样调节？55、如何调节产品之间的脱空和重叠？56、常压塔顶压力变化对产品质量有什么有影响？57、常一线如何生产窄馏分产品？61、怎样在产品质量合格的前提下获得较高的产品收率？第七章减压蒸馏及其操作1、为什么要采用减压蒸馏？2、什么是“干式”减压蒸馏？有什么特点？5、减压塔为什么要设计成两段细、中间粗的形式？8、影响真空度下降有哪些原因？9、减压塔真空度高低对操作条件有什么影响？10、减压塔塔顶压力的高低对蒸馏过程有何影响？11、减压塔试抽真空时真空度上不去如何处理？12、影响减压塔塔顶温度变化有哪些原因？13、减压塔塔底液位是如何控制的？14、引起减压塔低液位变化的有哪些原因？15、减压塔顶油水分离罐如何正常操作？16、减压馏分油收率低如何调节？17、填料型减压塔各填料段，上部气相温度怎样控制？有什么作用？18、如何判断减压系统有泄漏？20、“干式”减压塔回流油喷嘴头堵塞有何现象？如何处理？21、“干式”减压塔气化段上部，塔板或填料发生“干板”会造成什么后果？22、减压塔进料温度过高会引起哪些不良后果？24、减压塔顶回流，中断回流和侧线产品质量是如何控制的？25、蜡油做为裂化原料时有何要求？26、减压侧线馏分油殘炭高、油颜色深、干点高、重金属含量高由哪些原因引起的？27、减一线油凝固点变重的原因？如何调节？28、生产润滑油原料馏分油时，减压侧线油粘度如何调节？30、减压侧线馏分油使用仪表冲洗油时，对产品有什么影响？32、开减压部分时常遇到的问题及如何处理？33、停工过程中加热炉何时熄火及注意事项？37、影响不凝气量的因素有哪些？47、如何进行正压试验及负压试验？第八章加热炉及其操作1、什么叫燃烧？2、燃烧的基本条件是什么？3、传热的基本形式是什么？4、管式加热炉一般由几部分组成?5、辐射室的作用是什么？6、对流室的作用是什么？7、通风系统的通风方式有几种？8、管式加热炉的主要技术指标是什么？9、什么叫加热炉的热负荷？11、什么叫炉膛体积发热强度？12、炉膛体积发热强度为什么不允许过大？13、炉膛体积发热强度的控制指标是多少？14、什么叫炉管表面热强度？15、炉管表面热强度有何意义？18、什么叫加热炉热效率？20、影响加热炉热效率的主要因素有哪些？21、什么叫火墙温度？22、为什么要限制火墙温度？23、一般炉子的火墙温度应控制在什么范围？28、减压炉出口几根炉管为什么要扩径？31、辐射室采用立管式的优点是什么？33、对流室各种介质炉管的位置安排原则是什么？34、加热液体油料时的对流管为什么通常采用钉头管或翅片管？38、什么叫理论空气用量、实际空气用量？39、什么叫过剩空气系数？56、什么是加热炉的遮蔽段？57、如何提高加热炉的热效率？59、试述炉膛内燃料正常燃烧的现象？正常燃烧取决于哪些条件？60、影响炉出口温度波动的主要原因有哪些？61、如何保持炉出口温度平稳？62、怎样从烟囱排烟情况来判断加热炉操作是否正常？63、如何从火焰上判断炉子操作的好坏？64、如何搞好“三门一板”操作？它们对加热炉的燃烧有何影响？65、为什么烧油时要用雾化蒸汽？其量多少有何影响？66、雾化蒸汽压力高低对加热炉的操作有什么影响？67、燃料油性质变化及压力高低对加热炉操作有什么影响？68、火嘴漏油的原因是什么？如何处理？69、燃料油和瓦斯带水时燃烧会出现什么现象？70、燃料油、瓦斯中断的现象及其原因是什么？怎样处理？71、炉用瓦斯入炉前为什么要经分液罐切液？72、造成加热炉回火的原因及现象时什么？怎样预防？73、如何进行燃料的切换？74、多管程的加热炉怎样防止流量偏流？偏流会带来什么后果？75、炉管破裂有何现象？是何原因？如何处理？76、加热炉进料中断的现象、原因及处理方法有哪些？77、炉管结焦的原因、现象及防止措施是什么？81、空气预热器作用是什么？常用形式有哪几种？82、热管的工作原理是什么？。

常用乙烯裂解炉简介①鲁姆斯公司的SRT型裂解炉鲁姆斯公司的SRT型裂解炉(短停留时间裂解炉)为单排双辐射立管式裂解炉，已从早期的SRT-I型发展为近期的SRT-Ⅵ型。

SRT型裂解炉的对流段设置在辐射室上部的一侧，对流段顶部设置烟道和引风机。

对流段内设置进料、稀释蒸汽和锅炉给水的预热。

从SRT-Ⅵ型炉开始，对流段还设置高压蒸汽过热，由此取消了高压蒸汽过热炉。

在对流段预热原料和稀释蒸汽过程中，一般采用一次注入蒸汽的方式，当裂解重质原料时，也采用二次注汽。

早期SRT型裂解炉多采用侧壁无焰烧嘴烧燃料气，为适应裂解炉烧油的需要，目前多采用侧壁烧嘴和底部烧嘴联合的布置方案。

底部烧嘴最大供热量可占总热负荷的70％。

SRT-Ⅲ型炉的热效率达93.5％。

图1—21为SRT型裂解炉结构示意图。

图1-21鲁姆斯SRT-Ⅱ型裂解炉结构示意图②斯通-伟伯斯特(S.W)公司的USC型裂解炉S.W的USC裂解炉(超选择性裂解炉)为单排双辐射立管式裂解炉，辐射盘管为W型或U型盘管。

由于采用的炉管管径较小，因而单台裂解炉盘管组数较多(16-48组)。

每2组或4组辐射盘管配一台USX型(套管式)一级废热锅炉，多台USX废热锅炉出口裂解气再汇总送入一台二级废热锅炉。

近期开始采用双程套管式废热锅炉(SLE)，将两级废热锅炉合并为一级。

USC型裂解炉对流段设置在辐射室上部一侧，对流段顶部设置烟道和引风机。

对流段内设有原料和稀释蒸汽预热、锅炉给水预热及高压蒸汽过热等热量回收段。

大多数USC型裂解炉为一个对流段对应一个辐射室，也有两个辐射室共用一个对流段的情况。

当装置燃料全部为气体燃料时，USC型裂解炉多采用侧壁无焰烧嘴；如装置需要使用部分液体燃料时，则采用侧壁烧嘴和底部烧嘴联合布置的方案。

底部烧嘴可烧气也可烧油，其供热量可占总热负荷的60％-70％。

由于USC型裂解炉辐射盘管为小管径短管长炉管，单管处理能力低，每台裂解炉盘管数较多。

为保证对流段进料能均匀地分配到每根辐射盘管，在辐射盘管入口设置了文丘里喷管。