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加热炉热效率分析及改进措施加热炉是工业生产中常用的一种设备，主要用于加热原料、液体或气体等物质。
炉子的热效率是衡量其加热效果的重要指标，影响着生产成本和能源消耗。
本文将对热效率进行分析，并提出改进措施，旨在提高加热炉的工作效率。
一、热效率的分析热效率指的是加热炉消耗燃料产生的热量与物料吸收的热量之间的比值，通常用百分比表示。
以下是几种常见的热效率计算方法：1.燃烧热效率:燃料在燃烧过程中产生的有效热量与燃料总热值的比值。
计算公式如下：燃烧热效率=发生的热量/燃料总热值2.污染物排放热损失:发生在烟气冷却过程中热量的损失。
计算公式如下：热损失=(燃料总热值-发生的热量)*(烟气温度-大气温度)/燃料总热值3.相对湿度对水蒸气热损失:发生在燃料中水蒸气未完全燃烧时的热损失。
计算公式如下：热损失=0.02*(相对湿度-饱和湿度)*(烟气温度-大气温度)二、改进措施为了提高加热炉的热效率，我们可以采取以下改进措施：1.应用先进的燃烧技术:使用先进的燃烧器，能够实现燃料的充分燃烧，减少排放物的产生，并提高热效率。
同时，优化燃料与空气的混合，使用预热空气可以提高燃烧效果。
2.优化炉膛结构:根据物料的加热需求和炉膛布局，合理设计炉膛的结构和尺寸，以提高热交换效率，减少热量损失。
例如，增加加热表面积，使用高效的传热媒介等。
3.定期检修和维护:定期对加热炉进行检修和维护，确保燃烧设备的正常运行。
清理燃烧器和炉膛内的积存物，保持炉膛的良好状态，防止过多的热量损失。
4.应用余热回收技术:将烟气中的余热回收利用，用于预热给水或加热其他流体。
通过回收废热，可以有效提高热效率，减少能源消耗。
5.使用高效节能的绝热材料:在加热炉的设计和维护过程中，应使用高效节能的绝热材料，减少热量损失。
合理选择绝热材料的厚度和性能，以减少热量的传导和辐射损失。
6.优化运行管理:加强对加热炉的运行管理，做好热量测量和数据分析工作。
通过监测实时温度、压力和流量等参数，及时发现问题并采取措施，进一步提高工作效率。
天然气锅炉供暖系统若干常见问题分析摘要：随着现代化的不断推进，能源消耗问题逐渐凸显，对我国经济发展造成了一定的影响。
锅炉供暖是我国北方地区供暖的主要方式之一，虽然能够调节好屋内的温度，但耗费了大量的煤炭资源，也造成了比较严重的空气污染。
有些地区为了减少对空气的污染，开始大量建设燃气管网，但是建设燃气管网成本较高，无法大规模推广，因此必须采用更加合适的运行节能完善锅炉供暖。
关键词：锅炉供暖现状，运行节能技术，核心思路分析1锅炉供暖现状分析1.1供暖设计有待提升在设计方面，我国当前锅炉供暖还存在着较大的问题，首先，受各种因素的影响，导致设计人员对于热负荷的设计偏高，一旦热负荷量上升，就会使设备要求得到提升，并且超出所需要的范围，不仅增加了供暖的成本，同时也会导致大量能源的浪费，不利于可持续发展目标的实现。
其次，如果锅炉房燃煤参数较低，则会进一步限制整个锅炉的出力，无法实现热量之间的传递。
再加上所使用的水泵在循坏效果方面比较突出，就会导致供水和回水之间的温差缩小，加大了电量的使用。
1.2运行管理有待完善在锅炉供暖运行的过程中，会面对很多种问题：(1)在供暖制度上，由于供暖制度的不合理，使许多地区的供暖企业依然采用传统方式，导致供热效果存在很大问题，同时也造成了大量能源的消耗。
(2)运行管理出现问题会导致供暖成本增加，比如在供暖的过程中会出现热网水平不均匀的现象，导致一些用户供暖量存在严重不足，而一些供暖企业采用流量添加的方式，虽然能够短暂地缓解该问题，但是无法从根本上解决问题。
(3)在面对供暖系统出水问题时，由于没有设置完善的自动跑风装置，导致供暖系统不能将多余的水分排放出去，长此以往，会引发比较严重的管道漏水问题，同时会慢慢对锅炉管道造成严重的腐蚀，不仅造成大量的经济损失，同时也会出现严重的资源浪费问题。
2常见锅炉供暖节能技术手段分析2.1烟气冷凝器技术烟气冷凝器技术是比较常见的一种节能供热技术，在锅炉开始运行前，会在锅炉排烟管的上方安装烟气冷凝换热装置，当产生的烟气下降到一定的凝点后，需要有效回收，做到循环利用的目的，这样不仅能提高锅炉供热的效率，也会减少对空气的污染。
加热炉热效率影响因素分析及改进措施研究加热炉在工业生产中起着至关重要的作用，它能够将原材料加热到所需的温度，以满足生产工艺的需求。
加热炉的热效率直接影响着生产成本和能源消耗，因此研究加热炉热效率的影响因素，并提出改进措施，对于提高生产效率，减少能源消耗具有重要意义。
一、影响因素分析1.燃料选择：加热炉使用的燃料种类和质量直接影响着热效率。
燃料的热值和燃烧特性决定了加热炉的能源利用率。
选择高热值、低含灰量的清洁燃料能够提高加热炉的热效率。
2.炉膛结构：炉膛结构的设计和材料选择影响着燃烧空间的温度分布和传热效果。
优化炉膛结构，减少热损失，提高燃料利用率。
3.燃烧控制：燃烧控制系统的稳定性和精度直接关系着燃料的燃烧效果。
合理设计燃烧控制系统，保证燃烧的充分和均匀，可以提高热效率。
4.烟气处理：烟气中含有大量的热能，而传统的烟气处理方式往往造成了热能的浪费。
改善烟气处理系统，有效利用烟气中的热能，可以提高加热炉的热效率。
5.热损失：加热炉在运行过程中存在着各种热损失，如辐射热损失、对流热损失、烟气热损失等。
降低热损失，提高热能的利用效率，是提高加热炉热效率的关键。
二、改进措施研究2.提高燃料燃烧效率：采用先进的燃烧控制技术，确保燃料的充分燃烧，减少未燃尽物质的排放，提高热能的利用率。
3.改进烟气处理系统：在烟气处理中引入余热回收技术，将烟气中的热能转化为热水或蒸汽，用于工业生产或采暖供热，从而提高热效率，减少能源消耗。
4.加强设备维护与管理：定期对加热炉进行设备维护和巡检，及时发现和修复燃烧系统的问题，保证燃烧系统的运行稳定和高效。
5.引入智能监控系统：通过引入智能监控系统，对加热炉的热工艺参数进行实时监测和调整，以实现最佳的能源利用效果。
加热炉燃烧控制技术的发展现状及方向作者：蒋利军姜建国付涛杨玉晶国内外燃烧控制发展情况加热炉是轧钢生产企业中的主要耗能设备，尽量提高燃料利用率，是节能降耗需解决的主要问题。
国内外冶金行业的燃料主要为焦炉、高炉混合煤气及各单一煤气，部分使用天然气，个别小型轧钢厂使用重油。
计算机控制燃烧过程，就是在各种燃烧工况条件下，找到合理的最佳空燃比，使燃烧处于较佳状态，从而提高炉温控制精度，保证钢锭以较快的速度达到出钢温度，节约能源，减少氧化烧损。
轧钢加热炉通常配备的是以模拟调节仪表为核心的控制系统。
当燃料的热值与压力稳定时，这种控制系统的控制效果还比较好，而对于燃料的热值与压力频繁波动的情况，常规模拟仪表系统就难以达到预期目标，操作者必须经常通过“看火孔”去观察火焰，调节空燃比以改善燃烧效果。
这不仅给操作者带来许多不便，而且靠人工随时调节空燃比，很难跟踪热值变化的速度，加之加热炉都需要按照加热工艺曲线进行周期性的加热，而炉子的特性是变化的，要使加热炉实现最有效的节能运行还应该考虑到进料状况（冷锭或热锭）以及轧机故障待轧的运行状态。
对这些要求，模拟控制系统是难以实现的。
国外从20世纪70年代，我国从80年代开始对加热炉生产过程进行计算机控制技术的研究。
随着检测设备、仪表、计算机水平的提高，90年代我国轧钢企业配置计算机控制的连续加热炉逐渐增多，并进行了不同程度的控制，由于各自的控制内容和使用情况不同，所得到的效果也不尽相同。
目前国内在控制理论和关键技术方面的开发与国外先进国家相比差距不是很大，但在真正的应用上与欧美、日本、前苏联等冶金技术较先进国家相比差距较大。
从2 0世纪90年代末国内许多老企业，都对加热炉进行了计算机燃烧控制方面的改造，计算机几乎全是选用进口的，检测设备、仪表部分采用国产的，新上项目大部分是整套设备进口。
主要燃烧控制方法及应用1 串级并联双交叉限幅控制燃烧双交叉限幅经历了燃料先行的比值或空气先行的比值调节系统、串级串联燃烧控制系统、串级并联燃烧控制系统、串级并联单交叉限幅燃烧控制系统四个发展阶段。
加热炉热效率影响因素分析及改进措施研究加热炉热效率是指炉子所吸收的热量与输入燃料所含热量的比值，也可以理解为炉子提供给加热物体的有效热量占输入热量的比例。
影响加热炉热效率的因素有很多，包括燃料的质量和燃烧效果、炉子的结构和设计、热损失等。
为了提高加热炉的热效率，可以从以下几个方面进行改进措施的研究。
燃料的质量和燃烧效果对加热炉热效率有很大的影响。
如果燃料的品质不好、含杂质比较多，燃烧时会产生大量的灰渣，这会增加炉子的堵塞程度，减小燃烧空间，降低炉子的热效率。
燃料的质量必须保证，并且可以采用一些燃烧辅助技术，比如预处理燃料，将燃料进行粉碎、干燥等处理，以提高燃烧效果，提高炉子的热效率。
炉子的结构和设计也是影响热效率的关键因素之一。
在炉子的设计过程中，应该充分考虑到热损失的问题，采取相应的措施降低热损失。
在炉子的外壁上添加保温材料，减少热量的外泄，提高炉子的保温性能；在炉子的结构上优化设计，减少烟气的流失，提高热量的回收利用率等等。
还可以通过改变炉膛的结构和设计，增加燃烧空间，优化燃烧过程，提高燃烧效果，从而提高炉子的热效率。
减少热损失也是提高炉子热效率的重要措施。
炉子在燃烧过程中会产生大量的热量，如果不能有效地回收利用这些热量，很容易造成热量的浪费。
在使用加热炉的过程中，应该加强对热损失的监测和控制。
可以采用一些热能回收技术，如余热回收器、烟气换热器等，将热量转化为其他形式的能源，减少热量的损失。
在炉子的操作过程中，要注意控制炉子的燃烧温度和燃料的供给量，保持炉子的稳定燃烧状态，避免燃烧不完全或过量供给燃料的情况，减少热量的损失。
加热炉热效率的影响因素很多，但是通过优化燃料的质量和燃烧效果、改进炉子的结构和设计、减少热损失等措施的研究，可以有效地提高加热炉的热效率，实现能源的节约和环境的保护。
第2期天然气场站加热炉的应用分析25天然气场站加热炉的应用分析李宁（国家管网集团天津天然气管道有限责任公司，天津,300450）摘要我国天然气用量逐年上升。
加热炉作为一种天然气场站主要的加热设备,在天然气输送时作用十分重要。
为探讨目前常用天然气加热炉的优缺点和选用原则,分析了水套炉、电加热炉、催化红外辐射加热炉和管壳式换热器的原理及特点;总结了常用天然气加热炉的应用与发展;以水套炉为例，建立模型,对加热过程中的热力学参数进行了计算分析;最后预测多功能、智能化、安全性好、成本更低的天然气加热炉将是未来的发展方向。
关键词：天然气加热炉原理特点1引言相比传统能源，天然气具有多种优点,在众多领域应用广泛。
天然气场站是天然气在输送过程中进行多种工艺处理的场所。
由于场站上下游的天然气压力需求往往不同，因此在分输时需要进行降压处理。
气体介质经节流降压会产生焦耳-汤姆生效应,使得气体的输送温度急剧下降当天然气的输送温度接近场站的最低设计温度时，发生事故的风险增加。
场站天然气组分中常常含水,温降可能导致天然气中的水汽液化甚至形成固态，对设备造成损伤并影响正常的生产运行旳。
所以当温降达到一定值时需要在天然气场站设置加热装置。
本文总结了常用天然气场站加热装置的结构，分析了工作原理,对比了优劣。
2加热炉的功用天然气场站一般采用加热炉对天然气进行升温处理,用于防止管道内的水产生固态物质，影响正常生产运行。
加热炉利用外部能源作为工作的能量来源。
加热炉选用合理可使天然气场站保持安全稳定和经济高效运行。
天然气场站的加热炉根据工作原理分为水套炉、电加热炉、红外辐射加热炉和换热器2.1水套炉水套炉的结构多为卧式,由壳体、盘管和加热系统组成,加热系统由烟囱、烟管和火筒等组成,结构如图1所示。
水套炉是将燃料燃烧产生的热量通过中间介质传导给被加热介质，使其温度升高的设备间。
天然气场站水套炉以天然气为燃料，天然气燃烧产生的高温烟气通过烟火管将热量传导给中间介质（水和乙二醇的混合物），中间介质再对流经盘管的天然气进行加热。
大圆筒天然气加热炉流场研究及传热面优化随着工业发展的不断加速，传热技术以及加热炉的设计发挥了重要的作用，其中大圆筒天然气加热炉更是近几年成为了行业中的“宠儿”，其原因是它可以满足应用场景中的传热要求，从而大大提高了传热效率。
但是，大圆筒炉也有其固有的缺点，比如加热炉的传热面质量较差，流场的模拟测试也比较复杂，使得传热效率不够理想。
为了解决上述问题，近年来，研究者们着手研究大圆筒炉的流场模拟及传热面优化，让其更好地能够服务于各类传热应用场景。
首先，要更好地掌握大圆筒天然气加热炉的流场及特性，研究者们推出了多种数值模拟技术，比如采用CFD（计算流体动力学）技术，使用计算机来模拟整个热过程，从而获得流场及传热行为的详细信息。
在研究的过程中，需要考虑加热负荷，流量及整个设备的放热特性，来对流场进行优化，让其能够满足不同的工况要求。
其次，要让大圆筒天然气加热炉具备更好的传热效率，就需要对炉套进行优化。
针对传热面的优化，研究者们利用实验和计算模拟相结合的方式，来探索优化的可行性，根据结果，有的优化方案可以采用拉伸工艺，对传热面的曲率进行调整，从而达到减少温度非均匀的效果；有的优化方案可以采用内阻法，利用内部压阻来改变流量，从而提高热传递效率；还有一些优化方案可以采用传热面内部设置小型扰流板，增加内部混流，从而提高热交换效率。
最后，要想让大圆筒天然气加热炉更加有效率，除了上述传热面及流场优化之外，还可以实施加热段及烟道优化，比如可以采用加热段热交换器，使得热量能够更有效地转移；还可以改善烟道的结构设计，例如将烟道的曲率加大，使得烟气能够更加有效地抽出；此外，还可以采用振动调节器来改变烟道的烟气流量，从而达到优化的效果。
综上所述，大圆筒天然气加热炉的流场及传热面优化是近年来行业中受到重点关注的问题，而且通过各种流场模拟及优化技术，可以有效地提高大圆筒天然气加热炉的效率。
但是要想让传热技术应用到更多的行业中，还需要继续深入研究，以确保该技术的可靠性，从而让大圆筒天然气加热炉得到更多的应用。
加热炉系统改善举措随着工业和科技的不断发展，加热炉已经成为了各行各业不可或缺的设备。
然而，由于加热炉的使用环境以及经常使用，很多加热炉的系统设计存在诸多问题，导致其工作效率低下，造成资源的浪费和生产成本的提高。
因此，对加热炉进行系统改善举措，是一个非常值得重视的工作。
一、加热炉系统的问题在加热炉系统中，常见的问题有以下几种：（一）能源浪费：由于加热炉效率低下，导致能源的浪费。
在传统的加热炉中，采用的是间接加热方式，耗费大量的电能，同时还会大量排放废气和废热，造成能源浪费。
（二）温度不稳定：很多加热炉的控制系统不够完善，导致温度不稳定，从而影响热处理效果和产品质量。
（三）操作复杂：在传统加热炉中，操作比较复杂，需要经过多个步骤才能完成加热工作，给操作人员带来不便。
（四）安全问题：由于加热炉长时间工作，温度高，易导致设备出现安全事故。
以上问题的存在，需要通过加热炉系统的改善来解决。
二、加热炉系统改善举措为了解决加热炉系统存在的问题，我们可以采取以下举措：（一）采用高效加热方式：在传统加热炉中，采用的是间接加热方式，高温的废气和废热往往被直接排放掉，造成能源的浪费。
而采用直接加热方式，可以大大提高加热效率，减少能源的浪费。
（二）优化控制系统：以提高加热炉的温度控制精度为目标，对加热炉的控制系统进行优化，使温度能够保持较为稳定，从而保证良好的热处理效果和产品质量。
（三）简化操作流程：采用自动化控制系统可以实现对加热炉的自动开启、关闭，自动调节温度等操作，从而简化操作流程，提高加热炉的使用效率。
（四）强化安全防护措施：在加热炉系统中增设安全装置，如闸门、疏水器等，对加热炉进行全面安全防护，避免因不可预见的意外事故造成设备或工人安全问题。
三、怎么实现加热炉系统的改善？为了实现加热炉系统的改善，需要从以下几个方面入手：（一）加强技术研发：通过技术研发，开发出更加高效、更加稳定的加热炉系统。
同时，要加强与国外公司的合作，借鉴先进的技术和管理经验。
天然气加热炉的发展现状与改进探索2010-10-11郭韵曹伟武严平钱尚源摘要：作为一种特殊的炉型形式，天然气加热炉采用中间载热介质间接加热的方式，是天然气生产、输送和应用中的主要耗能设备。
为了节能降耗、提高加热效率，必须结合工程实际的需要，优化加热炉的结构，设计制造出高效节能的天然气加热炉。
为此，分析了天然气加热炉传热的薄弱环节及其强化措施，针对天然气加热炉大筒体内换热面的常规布置形式存在的缺陷，提出了旋转加热和冷却受热面以及在受热面之间加装导流板两种简单而有效的天然气加热炉改良结构，使中间载热介质形成整体有组织的顺畅流动并强化传热，从而达到节能降耗和提高天然气加热炉效率的目的。
以上两项技术已获得国家专利授权。
关键词：天然气加热炉；流场组织；旋转；大简体；中间载热介质天然气加热炉常用于井口、计量站、接转站等，将天然气加热至工艺所要求的温度，以便进行运输、分离和粗加工等(图1)。
天然气在使用过程中也常需要加热，如在燃气发电机组中，其工艺对燃料气的压力、温度和露点要求很高[1]，电厂使用的燃料气必须经过调压和加热处理。
另外，在液化天然气(LNG)输配应用系统中，要使LNG气化，也必然会用到大量加热气化炉。
1 天然气加热炉的工作原理天然气加热炉采用整体组装式结构，在卧式大容积筒体内布置火筒、烟管束等加热受热面和多回程对流管束等冷却受热面，筒内充注中间载热介质作为加热和冷却受热面之间的传热媒介，帮助冷、热两种流体达到传热的目的，中间载热介质可采用水、乙二醇溶液和导热油。
通常，加热和冷却受热面沿大筒体圆截面中心轴呈轴对称布置，火筒和烟管束位于水平轴的下方，对称布置于垂直轴的左右侧；多回程对流管束位于水平轴的上方，各回程也对称布置于垂直轴的左右侧，如图2所示。
天然气加热炉工作时，用燃料燃烧产生的热量加热需要加热以达到工艺要求的工业用天然气。
燃料和空气经燃烧器混合后喷入大简体下部一侧的火筒燃烧产生高温烟气，烟气经火筒折入大筒体下部另一侧的烟管束，最后经烟囱向上排入大气。
在该过程中，高温烟气将热量通过火筒壁和烟管束壁传递给中间载热介质，中间载热介质吸热升温；同时中间载热介质将大部分热量通过对流管束壁面传递给需要加热的工业用天然气，中间载热介质放热降温。
天然气加热炉是采用中间载热介质间接加热的一种特殊的炉型形式，工作运行可靠，但启动慢，是天然气工业中的重要耗能设备之一。
提高天然气加热炉的热效率，显然是一个必须解决的问题。
2 天然气加热炉传热系统分析对天然气加热炉来说，烟气、中间载热介质、需加热的天然气这三者是通过火筒、烟管束和对流管束进行换热的。
火筒、烟管束和对流管束的材料均为钢材，其导热系数为定值，只有通过提高三者之间的传热系数，加热炉的热效率才能得到提高。
研究人员对提高天然气加热炉热效率投入了大量的精力，主要考虑了烟气-中间载热介质、中间载热介质-被加热介质传热系统的换热情况。
2.1 烟气-中间载热介质传热系统传统天然气加热炉的烟气-中间载热介质传热系统中，火筒和烟管热负荷的比例约为6:4，火筒负荷率偏大，导致火筒结构不合理，是造成天然气加热炉结构庞大、金属耗量高的一个重要原因。
火筒主要传递辐射热，且换热量份额大，因此燃烧器和火筒的设计是关键。
燃气燃烧充分，烟气温度高，可有效提高烟气的辐射传热能力，所以应采用高效燃烧器，合理经济地设计火筒，以供燃气充分燃烧。
现在的天然气加热炉多采用机械通风微正压燃烧方式，燃烧器为强制供风式燃烧器，并配备自动程序点火和熄火保护装置。
较之自然通风燃烧方式，加热炉热效率更高、结构更紧凑。
烟管主要传递对流热，尽管其换热面积比火筒大，但换热份额少，在很大程度上影响到天然气加热炉的热效率、钢耗量和外形尺寸，因此需采取办法强化烟管的对流换热效果。
缩小管径、提高烟气流速能够达到强化传热的目的，但烟气在高速流动下产生的阻力很大，必须提高强制通风能力，使成本上升。
近年来，中国石油大学开展了采用三维内肋管作为加热炉烟管的研究，结果表明，烟气与三维内肋管的对流换热系数能达到光管的4.6倍[2]，可以有效地提高天然气加热炉的热效率，降低金属耗量，但需要合理地控制烟气阻力。
目前，三维内肋管的热力、阻力计算还依赖于实验资料。
为增强烟气和中间载热介质之间的换热，开展了将热管元件应用于加热炉的试验研究(通常是在烟管内插装热管元件)。
由于烟管中的烟气温度比火筒低，采用相对便宜的碳钢一水低温热管就能满足要求。
实践证明，热管元件对加热炉能起到良好的强化换热作用。
经测试，热管加热炉的实际运行热效率为87%～88%，过量空气系数为1.04～1.17，排烟温度为160℃[3]。
但热管的应用推广受到冷、热流道间的密封及热补偿等问题的制约。
2.2 中间载热介质-被加热介质传热系统天然气加热炉的被加热介质是带压天然气，传统的气盘管一般做成蛇形盘管形式，它的优点是制作简单，易于布置在天然气加热炉内。
为了提高传热效率，采取缩小管径、提高被加热介质流速的方法达到强化传热的目的，在设计时将蛇形加热盘管由大直径管改为小直径管组成的多回程管束，以取代传统大直径管盘。
为了强化中间载热介质与被加热介质的换热，也可采用真空相变技术。
在密闭加热炉筒体内，将火筒与烟管束置于相变介质的液相空间内，对流管束置于相变介质的气相空间内。
工作时，火筒与烟管束加热相变介质使其沸腾，载热介质与火筒和烟管束间产生沸腾换热。
同时，产生的蒸汽上升，在对流管束的冷却下凝结，载热介质与对流管束间产生凝结换热。
随后，液滴落下来重新汇入液相，如此反复循环。
由于凝结换热和沸腾换热是高强度的对流换热形式，因此，与自然对流换热过程相比，相变换热过程具有更高的换热强度。
实践证明，对一台1740kW加热炉进行真空相变换热技术改造后，运行效率将达到89.03%，节能效果显著[4]。
但是相变传热受到饱和压力、对流管束排数尤其是不凝结气体的影响很大，更重要的是，由于真空加热炉主要是通过调节真空度来调节气相空间的温度，温度可调范围比常压天然气加热炉窄，操作弹性小，限制了其使用。
还可采用高效传热元件来优化对流管束结构。
例如采用可拆卸式螺旋槽u型管束，换热系数一般可以提高50%左右[5]，但采用螺旋槽管使对流管束阻力约增大一倍，另外，由于螺旋槽管的造价较高，一般根据被加热介质的性质与状态，经过综合评价后决定是否采用。
天然气加热炉的研究随着其应用的不断增加而深入，取得了很大的进展，但仍侧重于从增加气相侧的换热技术方面着手[6]，忽视了对大简体内中间载热介质的流动与换热研究。
3 大简体中间载热介质流场的组织在常压天然气加热炉的整个传热过程中，中间载热介质与火筒、烟管束和对流管束的传热形式为自然对流换热。
贴近火筒和烟管束壁面的介质温度较高，形成上升流，对流管束附近的介质温度相对较低，形成下降流。
通过测试简体内中间载热介质的温度分布发现，天然气加热炉大简体内换热面的常规布置形式存在如下缺陷[7] (图3)：①大简体内流场组织紊乱，这是因为上升流和下降流均是自发产生的，没有恰当的流道组织，二股流之间易发生对冲，造成流动不畅及加热不匀；②大筒体内流场上下温差较小，自然对流的动力小，加热受热面和冷却受热面之间的对流传热非常弱，传热效率低；③在整个流场中，还存在着不少流动死角，如大简体底部等。
所有这些因素都不利于有效传热流场的形成，使加热和冷却受热面的有效利用降低，造成筒体内传热流场组织紊乱，从而使天然气加热炉效率低、能耗高。
显然，中间载热介质传热过程的形成，亦即大容积简体内流场的组织是提高天然气加热炉效率的关键点之一。
3.1 天然气加热炉大圆筒旋转流场研究针对天然气加热炉大筒体内无法形成有效传热流场的缺点，首先提出一种旋转型圆筒式天然气加热炉(国家实用新型专利：ZL200820057571.9)：将大筒体内对称布置的加热受热面(即火筒和烟管束，以及冷却受热面)旋转适当的角度，使加热受热面尽可能置于较低的位置[8](如图4所示)，这时大筒体内温度最高的火筒位于筒体的最下部，形成一股较强向上的热压，增大引起自然对流的动力，由于火筒、烟管束和对流管束内的流体存在温差，促使大简体内中间载热介质形成顺时针循环顺畅的热流场，消除大筒体底部的“死角”，达到强化传热，提高效率的目的。
研究表明：该旋转角度以20°为最佳[9]，旋转太小，达不到增大动力的目的；旋转太大，会导致烟管束与输入对流管束处于同一水平位置，反而破坏了顺畅流场的形成。
3.2 天然气加热炉筒内加装导流板组织流场研究为加强天然气加热炉大筒体内有效传热流场的组织，提出一种大筒体内加装导流板组织热流场的改良结构(国家发明专利：ZL200810036446.4)：在筒体上部的冷却受热面和筒体下部的加热受热面之间，沿简体轴向设置导流板，导流板的长度可按实际需要沿筒体轴向分割成几块，这样便于加工安装和提高使用效果，如图5所示。
导流板的设置，合理分隔加热炉加热和冷却受热面之间的流动区域，中间载热介质在吸收筒体下方火筒和烟管束内的热量后，沿着导流板的方向形成均匀顺畅有组织的向上流动，然后将热量传递给上方的对流管束，加热低温天然气。
中间载热介质放热后，沿导流板另一侧向下流动，形成循环均匀的流场。
在火筒和对流管束之间加装弧形导流板，导流板挡住了火筒与输入对流管束之间的通道，使火筒周围的载热介质向烟管束上方流动，与烟管束周围的载热介质一起向上依次流经对流管束各流程放热后，向下回流到火筒周围，在大筒体内形成了整体大循环流场(图6)。
弧形导流板与热流场的流线更贴切，能使大筒体内的流场更顺畅均匀，传热效果更好。
实际应用中，亦可布置双侧导流板(图7)，火筒和烟管束周围的上升流在双导流板的引导下，分别流经各自上方的对流管束放热后，向下回流到火筒和烟管束附近，从而在大筒体内形成了更有效的双循环流场。
对于黏性较大的中间载热介质，如乙二醇，尤其需要这种导流型的强化传热方式。
通过加装导流板，促使靠近壁面的热边界层变薄，引导中间载热介质在大筒体中形成整体有组织的顺畅流动，消除热流场死角，提高传热效率。
就天然气加热炉的特殊传热结构和载热介质特性而言，在大筒体内加装导流板是一种有效的强化传热手段，效率可提高3%[10]。
4 结论1) 天然气加热炉在研究应用微正压燃烧技术、螺旋管槽对流管束、三维内肋烟管强化传热技术、热管传热技术、相变传热技术等方面取得了较大进步。
2) 旋转加热和冷却受热面的布置结构优化了加热炉的整体传热效果，而无需额外投资。
研究表明最佳旋转角度为20°。
这种旋转型圆筒式天然气加热炉值得推广应用。
3) 在受热面之间设置导流板能优化天然气加热炉的整体传热结构，使大筒体内形成有效顺畅的流场，是一种简单而有效的改良结构，尤其对于乙二醇这种黏性大的中间载热介质，能够促进对流换热，提高传热效率，降低能耗。
