--管式加热炉

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。

管式加热炉安全管理规定管式加热炉是一种用于加热物体的设备，为了确保使用过程中的安全，需要遵守以下管理规定：1. 设备安装：管式加热炉需要在稳固的地面上安装，确保设备平稳运行且无法移动。

安装时需要遵循相关设备安装要求，保证设备连接牢固并且排水通畅。

2. 操作规范：操作人员需要接受相关培训，了解管式加热炉的工作原理和操作方法。

在操作设备前，需要对设备进行检查，确保各项功能正常运行。

在使用过程中，严禁擅自修改设备参数或进行非正常操作。

3. 供应电源：管式加热炉应使用稳定可靠的电源供电，供电电源的接线应符合相关电气安全规范。

设备在使用过程中，应随时注意电源的供应情况，避免因供电不稳定而引发事故。

4. 清洁与维护：管式加热炉应定期进行清洁和维护，保持设备的良好状态。

定期检查设备的电气连接、密封状态，维护加热元件的可靠性。

设备清洁时，应先切断电源，避免发生触电等危险。

5. 安全防护设施：管式加热炉需要配备相应的安全防护设施，如温度控制器、过热保护装置等。

设备使用时，应通过安全防护设施实时监测设备工作状态，确保加热温度在安全范围内。

6. 废气排放：管式加热炉在工作过程中产生废气，需要合理排放，避免对环境造成污染。

废气排放应符合相关环保规定，并做好相应的防护措施，避免废气泄漏给人员带来危害。

7. 火灾防范：管式加热炉是火源设备，操作人员需要加强火灾防范意识。

禁止在加热炉附近存放易燃物品，定期清理设备周围的杂物。

离开操作岗位时，应切断电源、关闭阀门，确保设备的安全。

8. 人员安全：操作人员需要穿戴符合安全要求的个人防护装备，如防热手套、护目镜等。

在操作设备时，应保持警惕，避免因人员操作不当而导致的事故发生。

如发现设备存在异常情况，应立即停止操作并上报相关负责人。

管式加热炉56个基础知识解答与综合反平衡热效率简化计算方法1、什么叫燃烧？燃烧的基本条件是什么？答：燃烧是物质相互化合而伴随发光、发热的过程。

我们通常所说的燃烧是指可燃物与空气中的氧发生剧烈的化学反应。

可燃物燃烧时需要有一定的温度，可燃物开始燃烧时所需要的最低温度叫该物质的燃点或着火点。

物质燃烧的基本条件：一是可燃物，如燃料油、瓦斯等；二是要有助燃剂，如空气、氧气；三是要有明火或足够高的温度。

三者缺一就不能发生燃烧，这就是“燃烧三条件”或“燃烧三要素”。

2、燃烧的主要化学反应是什么？燃烧产物中主要成份是什么？答：主要化学反应：C＋O2→CO2＋热量；2H2＋O2→2H2O＋热量；S＋O2→SO2＋热量；燃烧产物（烟气）中主要成份：二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、水蒸汽（H2O）、氮气（N2）、多余的氧（O2）。

3、什么是辐射传热、对流传热？答：辐射传热是一种由电磁波来传递能量的过程，所传递的能量叫做辐射能，辐射具有微粒性（光子）和波动性（电磁波）两重性质。

对流传热是液体或气体质点互相变动位置的方法将热量自空间的一部分传递到其他部分。

4、什么叫管式加热炉？它有哪些特性？答：管式加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业中使用的工艺加热炉，它具有其它工业炉所没有的若干特点。

其基本特点：具有用耐火材料包围的燃烧室，利用燃料燃烧产生的热量将物质加热的一种设备。

管式加热炉特性：1）被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体或液体；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。

5、管式加热炉的工作原理是什么？答：管式加热炉的工作原理是：燃料在管式加热炉的辐射室(极少数在单独的燃烧室)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递给被加热介质，这就是管式加热炉的工作原理。

6、管式加热炉的主要特点是什么？答：与炼油装置的其他设备相比，管式加热炉的特殊性在于直接用火焰加热；与一般工业炉相比，管式加热炉的炉管承受高温、高压和介质腐蚀；与锅炉相比，管式加热炉内的介质不是水和蒸汽，而是易燃、易爆、易裂解、易结焦和腐蚀性较强的油和气，这就是管式加热炉的主要特点。

管式加热炉节能宁波市方圆工业炉技术开发有限公司李飞目录一. 管式加热炉的回顾 1二. 管式炉热力计算的理论基础: 11. 辐射-对流-热传导基本理论 12. LOBO-EVANS法 2三. 加热炉的节能 31. 工艺节能 32. 优化加热炉的设计方案，设计节能 32.1. 加热炉系统的总体布局 32.2. 余热回收利用方案： 52.3. 炉型的差别对能量利用的影响 63. 应用成熟可靠的设备，设备节能 103.1. 炉衬材料对加热炉热效率的影响 103.2. 金属表面温度对加热炉效率的影响 103.3. 总结 144. 加热炉在操作中的节能 145. 其它的几种节能手段： 175.1. 利用工艺废气做为加热炉的燃料 175.2. 利用工艺废热： 175.3. 不完全再生催化装置中的CO焚烧炉的节能 18 5.4. 降低其它消耗节能 205.5. 挖掘现有加热炉的操作潜力节能 215.6. 装置扩能加热炉规划 23四. 如何使用好热管 251. 工业上应用的热管的优点 252. 工业上应用的热管的缺点 253. 安全地使用热管，提高热管寿命 273.1. 高温段的防护 273.2. 对热管进行低温防护 274. 提高在线运行热管的使用效果 285. 燃油加热炉的热管预热器的问题 30五. 燃气轮机—加热炉联合系统方案 311. 基础资料 312. 联合系统的组成 323. 燃烧及排气计算结果 334. 联合系统中加热炉的操作参数及与单独加热炉的比较 335. 联合系统投资估算 346. 经济评价 347. 联合系统技术分析 358. 联合系统的技术分析 359. 经济分析 3610. 结论 36六. 我国管式炉的现状及对策 361. 设计规范不完善 362. 管式炉的制造以现场为主 373. 方案对比不充分 374. 炉膛温度800℃的限制 375. 新技术的应用 376. 加热炉的配件供应商的技术水平有待提高 37七. 思考题： 37一. 管式加热炉的回顾随着工业化的发展，石油作为重要的能源形式，带动了石油炼制、石油化工等整个石化行业的发展。

在石油工业中，加热炉主要用于加热原油、各种介质和化工产品，因此加热炉的型式和基本参数需要满足不同的生产工艺和加热要求。

下面介绍一些常见的加热炉型式及其基本参数：
1. 管式加热炉（Tube Furnace）：
管式加热炉是石油工业中应用较为广泛的一种加热炉。

它通过设置一定数量的直燃热管，将燃料通过管道加热，有效提高加热效率。

基本参数包括热管数量、热管直径、热管长度、燃料消耗量等。

2. 壳与管式加热炉（Shell and Tube Furnace）：
壳与管式加热炉是一种将热管与外壳结合的高效加热炉。

基本参数包括热管数量、热管直径、壳管直径、热管排列方式、燃料消耗量等。

3. 螺旋板式加热炉（Spiral Plate Furnace）：
螺旋板式加热炉是将多块螺旋板状的金属板焊接而成的换热器，具有较高的换热效率。

基本参数包括螺旋板片数量、螺旋板片直径、厚度、燃料消耗量等。

4. 电热加热炉（Electric Furnace）：
电热加热炉通常适用于小型加热设备，因为它不需要燃烧燃料，通过电阻加热。

基本参数包括输入功率、电压、工频等。

上述加热炉的基本参数需要根据实际工艺要求进行设计和选择。

在石油工业中，为了提高加热效率、降低能耗、减少环境污染，选用适宜的加热炉型式及其基本参数显得尤为重要。

一．炉管破裂
1.在加热炉现场界面，点击联锁不投用
2.在加热炉DCS界面，将原料进料阀FIC101的量从3072.5调至2150.75.
3. 将PIC101调成手动，开度调至1%
4．将TIC106调成手动（最好将开度调节至50%）
5.将PIC109调成手动，开度调至0%
6将PDIC112调成手动，开度调至0%
7 等待PIC101压力降至0.1，将TIC106开度调至0%，将PIC101开度降至0% 。

8 逐次关闭B09 B08 B15 B14 B03 B04 B05 并关闭泵P101A
9 （等待TI104下降至150，也可不等待，以下步骤可提前完成），将FIC101调手动，开度至0%（可开旁路阀D01至100）
10 FIC102调手动，开度至0% （可开旁路阀D13至100）
11 逐次关闭B01 B02 B13 B12
12 开D03，等待5秒然后关闭
13 MI101开度调成100%，MI102开度调成100% ，等待一会可关闭MI101
14.等待TI104温度下降至80以下（可选择不做这一步）
二燃料油泵停
现象：PIC`09出口压力下降
调节方法：1.开启P101B 2.将TIC106调整为手动。

管式加热炉的操作规程沧州新星石化设备有限公司2013-6-21加热炉操作的水平高低，对燃料消耗量、炉子热效率、设备使用寿命、烟气对空气的污染程度等，都有很大的影响。

因此，加热炉操作时必须细心观察，认真分析，准确调节，确保加热炉高效、平稳、长期安全运行。

一加热炉开工操作要点1.烘炉烘炉的目的是为了缓慢地除去炉墙在砌筑过程中所积存的水分，并使耐火胶泥充分烧结。

烘炉前应先打开全部人孔、防爆门，并开启烟囱挡板自然通风5天以上。

然后将各门、孔关闭，把烟囱挡板开启约1/3，给炉管内通入蒸汽进行暖炉。

当炉膛温度升至130°C左右，即可点着燃烧器。

应尽量使用气体燃料，以便于控制升温速度。

烘炉过程中炉管内应始终通入水蒸气，以保护炉管不被干烧。

蒸汽出口温度应严格控制，碳钢炉管不超过400°C、合金钢炉管不超过500°C。

烘炉升温速度应按烘炉升温曲线要求进行，如下图所示。

防止温度突升突降。

图中150°C恒温是为了除去炉墙中的自然水，320°C恒温是为了除去炉墙中的结晶水，600°C恒温是为了使炉墙中的耐火泥充分烧结。

恒温后，炉膛以20°C/h的速度降温，降至250°C时熄火焖炉；降至100°C时进行自然通风。

烘炉结束后应对炉子全面检查，发现问题及时处理。

2.试压加热炉炉管安装后，应按设计规定进行系统试压，目的是检查炉管及所属设备安装施工质量。

试压的压力为操作压力的1.5～2倍，试压过程分3～4次逐步提高到要求的压力，每次提压后应稳定5min。

对炉管系统的所有接口，如回弯头、堵头、法兰胀口、焊口等地方仔细检查有无泄漏。

达到要求的压力后，稳定10～15min，然后将压力降至操作压力的1.2倍，恒压10h以上无泄漏，则为合格。

合格后按规定对炉管进行吹扫。

试压可用不含盐的自来水进行水压试验，也可用空气或惰性气体进行气压试验。

开炉前的试压多用水蒸气进行，达到要求压力后稳定10～15min即为合格。

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。

管式加热炉炉管壁厚的设计计算1.炉管壁厚设计的基本要求炉管壁厚设计的基本要求有两个方面：一是满足加热过程中的热传导要求，保持良好的热绝缘效果；二是满足承受温度和压力的要求，确保炉管的安全运行。

2.热传导要求的计算炉管的热传导主要通过导热和对流传导两种方式进行。

导热传导通常是炉管内外之间的热传导，对流传导则是流体在炉管内部的对流传热。

一般来说，炉管内外的温度差越大，热传导的要求越高，需要更大的炉管壁厚来保证热绝缘效果。

根据材料的导热系数，可以通过热传导原理计算得出所需炉管壁厚。

3.温度和压力要求的计算炉管在加热过程中会承受高温和高压力，所以炉管壁厚的设计还要考虑到温度和压力的要求。

温度要求是指炉管壁能够承受的最高温度。

不同材料的耐高温性能是不同的，需要根据材料的最高使用温度来确定炉管壁厚。

压力要求是指炉管壁能够承受的最大压力。

根据加热炉的使用要求和工艺参数，可以计算得出炉管内部的最大压力，然后根据材料的强度参数来确定炉管壁厚。

4.材料选择炉管壁厚的设计还需要考虑材料的选择。

常见的炉管材料包括不锈钢、合金钢、碳钢等。

不同材料的强度和导热性能不同，需要根据实际情况来选择合适的材料。

5.壁厚计算公式根据炉管壁厚设计的要求，可以使用以下公式来计算炉管壁厚：t=(Pr)/(S-E)其中，t为炉管壁厚，P为压力，r为内径半径，S为设计允许应力，E为材料弹性模量。

6.结构设计和安全性考虑除了炉管壁厚的计算，管式加热炉的设计还需要考虑结构布置和安全性。

炉管的连接方式和固定方式必须牢固可靠，确保在高温和高压力下不会发生松动或变形。

此外，还需要考虑炉管的散热和冷却，以保证炉管运行期间的温度和压力稳定。

总之，管式加热炉炉管壁厚的设计计算是一个综合考虑热传导、温度和压力要求的过程，需要根据具体的工艺参数和工作条件进行合理设计，以保证炉管的运行安全和高效。

管式加热炉技术问答一、专用术语定义1.什么叫管式加热炉？在石油化工厂装置内所用的加热炉，都是通过管子将油品或其他介质进行加热的。

为简化起见，通常称热炉或炉子。

2．什么叫自然通风加热炉?利用烟囱的抽力吸人燃烧空气，并将烟气排出的加热炉称为自然通风加热炉。

3．什么叫强制通风加热炉？燃料燃烧所需要的空气是用通风机送入，而烟气则通过烟囱抽力排出的加热炉称为强制通风加热炉。

4．什么叫负压加热炉?利用引风机排除烟气、维持炉内负压、吸入燃烧空气的加热炉称为负压加热炉。

5．什么叫抽力平衡加热炉?用通风机送人空气，并用引风机排出烟气的加热炉称为抽力平衡加热炉。

6．什么叫抽力?抽力是在加热炉内任一点测得烟气的负压值。

7．什么叫导热?导热是指由于物体各部分直接接触而发生的热量传递。

8．什么叫对流传热?对流传热是指借液体或气体质点互相变动位置的方法将热量自空间的一部分传到其他部分。

9．什么叫辐射传热？辐射传热是一种由电磁波来传播能量的过程。

10．什么叫加热炉的炉体？炉体是指加热炉外壳、砌砖体、耐火材料和保温材料，并包括保温钉在内的统称。

11．什么叫加热炉的辐射室？加热炉的辐射室是指在加热炉内，主要靠辐射作用将燃烧器发生的热量传给辐射盘管内油品的那一部分空间。

12．什么叫加热炉的炉顶？炉顶是指在加热炉辐射室内，正对炉底的平顶或斜顶部分。

13．什么叫加热炉的对流室？加热炉的对流室是指在加热炉内，主要靠对流作用将燃烧器发出的热量传给对流盘管内油品的那一部分空间。

14．什么叫加热炉的烟囱？烟囱是指用来向大气排放烟气的立式设备。

15．什么叫破风圈？破风圈是指设在钢烟囱上用以减少风振的部件。

16．什么叫壁板？壁板是指用于封闭加热炉的金属钢板。

17．什么叫烟气？烟气是指包括过剩空气在内的燃烧产物。

18．什么叫尾部烟道？尾部烟道是指收集对流室尾部的烟气，将其送入烟囱或外部烟道的封闭部件。

19．什么叫烟风道？烟风道是指供空气和烟气流动的通道。

《管式加热炉》一、填空题1．管式加热炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器及通风系统五部分组成。

P22．一般来讲，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。

P23．对流室一般担负全炉热负荷的20%~30%。

P34．对流室吸热量的比例越大，全炉的热效率越高。

P35．余热回收系统是离开对流室的烟气中进一步回收余热的部分，其回收方法分为两类，分别是空气预热方式和废热锅炉方式。

P36．废热锅炉一般多采用强制循环方式，尽量放到对流室顶部。

P37．通风系统分为自然通风和强制通风两种方式。

P38．每台管式加热炉单位时间内向管内介质传递热量的能力称为热负荷，一般用MW为单位。

P3 9．通风系统的任务是将燃烧用空气导入燃烧器，并将废烟气引出炉子，它分为自然通风方式和强制通风方式两种。

P39．辐射炉管每单位表面积、每单位时间内所传递的热量称为炉管的辐射表面热强度，也称为辐射热通量或热流率。

P410．燃料燃烧的总发热量除以炉膛体积，称之为炉膛体积热强度，简称为体积热强度。

其大小一般控制为在燃油时小于125kW/m3，燃气时小于165 kW/m3。

P411．钉头管或翅片管的对流表面热强度习惯上按炉管外径计算表面积。

P412．热效率是衡量燃料消耗、评价炉子设计和操作水平的重要指标。

P513．火墙温度是指烟气离开辐射室进入对流室时的温度，它表征炉膛内烟气温度的高低，是炉子操作中重要的控制指标，一般炉子把这个温度控制在850℃以下。

P614．管式加热炉按外形大致上可分为箱式炉、立式炉、圆筒炉、大型方炉。

P715．无焰燃烧炉的主要缺点是造价昂贵，且只能烧气体燃料。

P916．无反射锥的辐射—对流型圆筒炉已成为现代立式圆筒炉的主流。

P1017．按用途管式加热炉大致可分为以下几类：炉管内进行化学反应的炉子、加热液体的炉子、加热气体的炉子和加热气、液混相流体的炉子。

P10$$燃料油的粘度是对其流动阻力的量度，它表征燃料油输送和雾化的难易程度。