加热炉的工艺特点

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。按燃烧方式分类，有火炬式和无焰式。根据炉型结构的不同，管式又可分为箱式炉和立式炉、圆筒炉等。

第四节 环形加热炉

一、环形加热炉特点

环形加热炉具有以下特点:

(1)能够加热圆形或异形钢坯;

(2)按照需要能够改变钢坯在炉内的散布,从而改变加热制度,在生产中有较大的灵活性;

(3)钢坯在整个加热进程中,随炉底的转动没有相对摩擦和振动,氧化铁皮不易脱落;

(4)钢坯在炉底上彼此距离放置,三面受热,加热时刻短,温度均匀,没有水冷"黑印",加热质量较好(温度差≤±10℃);

(5)与推钢式持续加热炉比较,炉子容易排空,可避免钢坯在炉内长时刻停留,同时便于改换钢坯规格;

(6)环形炉的机械化与自动化程度较高,装出料与钢坯在炉内输送都可自动运行.另外,燃烧及管理可自控;

(7)环形炉的转动炉底与固定的内外环墙之间的环缝,由环状水封槽进行水封.由于环状炉底钢结构高温时向外热膨胀,冷态的内外环缝大小是不同的,一般按照炉子的中径大小不同相差约40~70mm,故活动的炉底中心与固定的炉膛中心在冷态是不一致的,而热态则趋向一致.环形炉尺寸是以炉膛的平均直径(中径)和炉膛的内宽来表示的.环形加热路属特殊工艺所要求的加热设备,与长形持续加热炉相较有其自身缺点:

1)炉子是圆环形的,专门是大直径的环形炉,占用厂房面积较大;

2)环形炉一经建成,改建或扩定都比较困难,因此进展的余地、潜力都较小;

3)钢坯在炉内呈辐射状距离散布,炉底面积利用较差.专门是炉膛较宽的炉子,炉底外半环利用更低.环形加热炉的炉子有效长度内的利用率(按照装出料机夹钳夹钢所要求的不了间距与料长等有关)仅为30%~50%.

二、钢坯的加热与加热时刻

环形加热炉相当于一座头尾相接的长形持续加热炉,所以炉子的热工制度及分段(预热段、加热段、均热段)原则,均与推钢式持续加热炉等类似.但环形炉内的钢坯加热有其自身特点.

(一)距离布料的影响

由于装出料机夹钳操作的需要,炉底上钢坯与钢坯之间必需留有必然间隙,其大小视夹钳操作所必需的空间而定.钢坯三面加热,加热时刻较单纯上加热可大大缩短,钢坯内外温差较少.但炉内的单位炉底过钢面积的产量却很低,一般管坯在300kg/m2·h左右. (二)热炉底的影响

热处理炉子的分类

热处理炉是一种用于对金属材料进行热处理的设备，通过对金属材料加热、保温和冷却等过程，改变其组织结构和性能。根据不同的分类标准，热处理炉可以分为多种类型，下面将对几种常见的热处理炉进行介绍。

一、按加热方式分类

1. 直接加热炉：直接将燃烧产生的火焰和烟气直接接触金属材料，传递热量给金属材料。这种炉子的特点是加热速度快，但温度分布不均匀。常见的直接加热炉有火焰加热炉和电弧加热炉。

2. 间接加热炉：通过加热介质（如燃气、电流等）间接加热工件。这种炉子的特点是温度均匀，适用于对工件进行精确的热处理。常见的间接加热炉有电阻加热炉、感应加热炉和电子束加热炉。

二、按工艺分类

1. 钢丝网带炉：通过钢丝网带将工件送入炉内，实现连续生产。这种炉子适用于对批量生产的小型工件进行热处理，如弹簧、螺丝等。

2. 目测炉：通过观察工件表面的颜色变化来判断加热温度，适用于对小型工件进行热处理。这种炉子操作简单，但对操作人员的经验要求较高。

3. 气氛炉：通过在炉腔内注入特定气体，控制炉内气氛，以达到特定的热处理效果。这种炉子适用于对对腐蚀性气体敏感的工件进行热处理，如不锈钢、合金等。 4. 轴承式炉：通过在炉内建立轴承支撑工件，使工件在加热过程中能自由旋转，以提高加热均匀性。这种炉子适用于对大型工件进行热处理，如飞机发动机零件、汽车曲轴等。

三、按炉膛结构分类

1. 直立式炉：炉膛直立，工件通过顶部或侧面进出炉膛。这种炉子结构简单，适用于对高温工件进行热处理。

2. 卧式炉：炉膛水平放置，工件通过炉膛前端进出。这种炉子适用于对大型工件进行热处理，如船舶、桥梁等。

3. 单腔式炉：炉膛内只有一个加热腔室，适用于对工件进行简单的热处理。

4. 多腔式炉：炉膛内有多个加热腔室，可以同时对多个工件进行不同的热处理。这种炉子适用于对多样性工件进行热处理，提高生产效率。

总结起来，热处理炉根据不同的分类标准可以分为多种类型，包括直接加热炉和间接加热炉、钢丝网带炉和目测炉、气氛炉和轴承式炉，以及直立式炉和卧式炉、单腔式炉和多腔式炉等。选择适合的热处理炉可以提高热处理效果和生产效率，满足金属材料的不同热处理需求。

这个设备的工作原理其实也不是特别的复杂，主要是钢坯不断由炉温较低的一端（连续式加热炉炉尾）装入，以一定的速度向炉温较高的一端（加热炉炉头）移动，在炉内与炉气反向而行，当被加热钢坯达到所需温度时，便不断从炉内排出。在炉子稳定工作的条件下，一般炉气沿着炉膛长度方向由炉头向炉尾流动，沿流动方向炉膛温度和炉气温度逐渐降低，但炉内各点的温度基本上不随时间而变化。

加热炉中的热工过程将直接影响到整个热加工生产过程，直至影响到产品的质量，所以对加热炉的产量、加热质量和燃耗等技术经济指标都有一定的要求，为实现炉子的技术经济指标，要求炉窑有合理的结构、合理的加热工艺和合理的操作制度。炉子结构，炉子高产量、优质量、低燃耗。由于炉体结构缺陷，造成炉窑先天不足，但会直接影响炉窑热工过程、制约炉窑的生产技术指标。

当然，这个设备的种类也不少，具体有这些可供消费者选择：1、从结构、热工制度等方面看，加热炉可按下列特征进行分类。如推钢式炉加热炉 、步进式炉加热炉、链带式、环形加热炉等 2、按温度制度可分为：两段式、三段式和强化加热式加热炉 。

3、按所用燃料种类加热炉可分为：使用固体燃料的、使用重油的、使用气体燃料的、使用混合燃料的。

4、按空气和煤气的预热方式可分为：换热式的、蓄热式的、不预热加热炉。

5、按出料方式可分为：端出料的和侧出料的。

6、按钢料在炉内运动的方式可分为：推钢式加热炉 、步进式加热炉等。

7、此外连续式加热炉还可以按其他特征进行分类，加热制度是确定炉子结构、供热方式及布置的主要依据。

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