石油化工管式工艺加热炉简介

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。

粗苯管式炉工作原理粗苯管式炉是一种常用的化工设备，主要用于石油化工行业中的精馏和分离过程。

它的工作原理是利用热交换的方式将原料加热至蒸发温度，然后通过冷凝器将蒸汽冷凝成液体。

粗苯管式炉的主要部件包括加热炉、蒸发器、冷凝器和分馏塔。

首先，原料通过进料管进入加热炉，经过加热炉内的加热管加热。

加热管中通有燃料或燃气，通过燃料燃烧释放出的热量加热管道壁，使管道壁温度升高，从而将原料加热。

加热后的原料进入蒸发器，蒸发器内设置有多根管子，这些管子周围通有加热介质，使管子内的原料蒸发。

蒸发过程中，原料中的易蒸发组分被蒸发出来，形成蒸汽。

蒸汽随后进入冷凝器。

冷凝器中的管子外部通有冷却介质，使管子内的蒸汽冷凝成液体。

蒸汽在冷凝器中传热给冷凝介质，使冷凝介质的温度升高。

而原料则从冷凝器中以液体形式排出。

通过冷凝的液体进入分馏塔，分馏塔内设置有多个塔板。

液体从上部进入分馏塔，沿着塔板逐渐下降，并与从下部进入的热蒸汽接触。

在分馏塔内，由于液体和蒸汽的接触，易蒸发组分会从液体中蒸发出来，向上升至更高的塔板。

而不易蒸发组分则倾向于留在液体中，向下沉降至更低的塔板。

经过多次蒸发和冷凝的过程，分馏塔最终可以将原料分离成不同组分。

粗苯管式炉的工作原理可以通过以上的描述得以解释。

通过加热炉的加热，原料被加热至蒸发温度，然后进入蒸发器蒸发，形成蒸汽。

蒸汽通过冷凝器冷凝成液体，然后进入分馏塔进行分离。

这一过程使得原料中的不同组分可以被有效地分离出来。

在实际应用中，粗苯管式炉可以根据需要进行多级加热和分离，以实现更高效的分离效果。

同时，炉内的加热介质和冷凝介质的选择也会影响炉的工作效果。

因此，在设计和操作粗苯管式炉时，需要综合考虑各种因素，并进行合理的优化。

粗苯管式炉是一种重要的化工设备，通过加热、蒸发、冷凝和分馏等过程，实现了原料的分离和提纯。

它的工作原理简单明了，但在实际应用中需要考虑多种因素，以达到预期的分离效果。

通过不断的优化和改进，粗苯管式炉在石油化工行业中发挥了重要作用。

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。

第三章管式加热炉操作学习目标学习标准任务一管式加热炉概述一、理论知识准备管式加热炉是炼油厂和石油化工厂的重要设备之一。

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，来加热炉管中流动的油品，使其达到工艺规定的温度，以供给原油或油品在进行分馏、裂解或反应等加工过程中所需要的热量，保证生产正常进行。

管式加热炉与换热相比其主要特点是：加热温度高（可达1000℃左右），传热能力大和便于操作管理。

第一节管式加热炉概述加热炉对炼油厂的基建费用和操作费用影响很大，生产中往往由于炉子的操作不好或工艺指标超出了适宜范围，影响了整个装置的生产能力的提高，或因为加热炉的严重结焦、炉管烧穿等事故使生产被迫停工。

所以，装置能否长周期、低消耗、高质量、高处理能力，管式加热沪的操作好坏往往是关键之一。

各种管式加热炉通常按外形和用途分类。

化工生产过程中常用典型加热炉各种类型的结构、特点及使用场合见下表：一、加热炉的构造与作用(如图)1、辐射室辐射室也称炉膛，这是燃料燃烧和辐射放热的地方。

2、对流室对流室也称对流段，是高温烟气对流放热（或油品吸热）的地方，对流室在辐射室的顶上，有炉管、过热蒸汽、注水预热管。

对流室比辐射室的体积小的多，目的：强化对流传热，降低烟气温度，提高加热炉的热效率。

3、燃烧器燃烧器也称火嘴，是加热炉提供热量的部件。

各种气体（或液体）通过各式火嘴来燃烧发热的。

4、烟道及烟囱是加热炉烟气集合和排放的地方。

一般放在对流室的上面。

5、弯头及弯头箱每要炉管之间是靠弯头连结的。

目的是为了换管或检修方便。

弯头箱是弯头集中的长方箱，目的是检修拆卸弯头方便。

6、炉墙和钢架炉墙是用耐火保温材料（砖）砌挂在钢架上的，它是保温封密的作用。

加热炉热量损失大小与炉墙的砌筑质量关系较大。

一般要求炉墙严密保湿性能好，热损失不大于5%左右为佳。

7、辅助设备防爆门、看火孔、人孔门、平台、烟道档板、调节手柄等。

A、防爆门：负压自重式防爆门，平时靠自重关闭，当炉内压力增高时，防爆门即被打开。

管式加热炉在化工生产中的应用摘要：本文分析了管式加热炉结构及其该设备在化工生产中生产乙烯和二氯乙烷裂解中的应用，分析了影响管式加热炉操作的工艺条件，同时指出要结合工艺特点进行废热利用，从而节约能源以达到能量综合利用的目的。

关键词：管式加热炉；化工生产；能量综合利用一、前言管式加热炉是一种直接受热式加热设备，在石油化工、煤化工、石油炼制、焦油加工、原油输送等工业中使用，主要用于加热液体或气体化工原料，所用燃料通常有燃料油和燃料气。

管式加热炉的传热方式以辐射传热为主，管式加热炉通常由辐射室、对流室、燃烧器和通风系统等构成。

辐射室是通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分，这部分直接受火焰冲刷，温度很高（600-1600℃），是热交换的主要场所（约占热负荷的70-80%）。

对流室是靠辐射室出来的烟气进行以对流传热为主的换热部分。

燃烧器是使燃料雾化并混合空气，使之燃烧的产热设备，燃烧器可分为燃料油燃烧器，燃料气燃烧器和油-气联合燃烧器。

通风系统是将燃烧用空气引入燃烧器，并将烟气引出炉子，可分为自然通风方式和强制通风方式。

管式加热炉在使用过程中具有以下特点：炉管热强度高，炉子热效率高；炉膛温度分布均匀；生产能力大；运转周期长。

轻柴油裂解制乙烯和二氯乙烷裂解生产氯乙烯通常都采用管式加热炉。

二、管式加热炉的应用以轻柴油裂解制乙烯为例，烃类原料在流量调节器的控制下先进入加热炉的对流段，经对流的加热升温后，再进入辐射段，在640℃高温下发生裂解反应，裂解产物送至下一工序，其炉出口温度由调节器通过调节燃料气流量或燃料油压力来控制。

为防止高温裂解产物发生二次反应，由辐射段出来的裂解产物进入急冷塔，以迅速降低其温度并由换热产生高压蒸汽，回收热量。

生产过程中工艺物料的炉出口温度可以通过燃料气和燃料油两种方式进行控制，两种方式的切换由切换开关来完成。

当切换开关切入燃料气控制时，炉出口温度直接控制燃料气调节阀，燃料油由燃料油压力单回路自行控制；当切换开关切入燃料油控制时，炉出口温度与燃料油压力结成串级控制，通过燃料油压力控制燃料油燃烧量。

单元三管式加热炉仿真一．单元目标1.掌握管式加热炉系统构成，了解各部分的作用。

2.掌握管式加热炉正确的开车停车的操作方法。

3.掌握管式加热炉正常运行的工艺指标及相互影响关系。

4.能正确判断事故的原因且掌握正确的处理方法。

5.熟悉各种设备测量仪表的名称及其作用，能识读带控制点工艺流程图。

二．单元内容本单元选择的是石油化工生产中最常用的管式加热炉。

1、工艺物料系统某烃类化工原料在流量调节器FIC101的控制下先进入加热炉F-101的对流段，经对流的加热升温后，再进入F-101的辐射段，被加热至420℃后，送至下一工序，其炉出口温度由调节器TIC106通过调节燃料气流量或燃料油压力来控制。

采暖水在调节器FIC102控制下，经与F-101的烟气换热，回收余热后，返回采暖水系统。

2、燃料系统燃料气管网的燃料气在调节器PIC101的控制下进入燃料气罐V-105，燃料气在V-105中脱油脱水后，分两路送入加热炉，一路在PCV01控制下送入常明线；一路在TV106调节阀控制下送入油—气联合燃烧器。

来自燃料油罐V-108的燃料油经P101A/B升压后，在PIC109控制压送至燃烧器火嘴前，用于维持火嘴前的油压，多余燃料油返回V-108。

来自管网的雾化蒸汽在PDIC112的控制压与燃料油保持一定压差情况下送入燃料器。

来自管网的吹热蒸汽直接进入炉膛底部。

主要设备：V-105：燃料气分液罐V-108：燃料油贮罐F-101：管式加热炉P-101A：燃料油A泵P-101B：燃料油B泵流程图：管式加热炉带控制点工艺流程图雾化蒸汽P101A P101B管式加热炉DCS界面管式加热炉现场界面三．操作步骤1.正常运行正常工况下工艺参数(1)炉出口温度TIC106：420℃。

(2)炉膛温度TI104：640℃。

(3)烟道气温度TI105：210℃。

(4)烟道氧含量AR101：4%。

(5)炉膛负压PI107：-2.0mmH2O。

(6)工艺物料量FIC101：3072.5kg/h。

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。