管式加热炉管式加热炉的特征：被加热物质在管内流动.ppt

管式加热炉管式加热炉管式加热炉的特征管式加热炉的特征第一章第一章学习内容学习内容炉管炉管 管式加热炉的特征：管式加热炉的特征：（1）被加热物质在管内流动，故仅限于加热气）被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体和液体。而且，这些气体或液体通常都是易燃体和液体。而且，这些气体或液体通常都是易燃易爆的烃类物质，同锅炉加热水和蒸汽相比，危易爆的烃类物质，同锅炉加热水和蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多。险性大，操作条件要苛刻得多。（2）加热方式为直接受火式，加热温度高，传）加热方式为直接受火式，加热温度高，传热能力大。热能力大。（3）只烧气体或液体燃料。）只烧气体或液体燃料。（4）长周期连续运转，不间断操作，便于管理。）长周期连续运转，不间断操作，便于管理。返回学习内容：学习内容：1.管式加热炉的种类和结构管式加热炉的种类和结构2.管式加热炉的设计方法管式加热炉的设计方法3.余热回收设施余热回收设施4.管式加热炉的操作、控制与优化技术管式加热炉的操作、控制与优化技术返回第一章第一章 管式加热炉种类、主要部件和技术指标管式加热炉种类、主要部件和技术指标1-1 管式加热炉的一般结构管式加热炉的一般结构管式加热炉的四个主要组成部分管式加热炉的四个主要组成部分：炉炉膛膛热热强强度度 燃燃料料燃燃烧烧的的总总发发热热量量除除以以炉炉膛膛体体积积，称称之之为为炉炉膛膛热热强强度度（又又称称体体积积热热强强度度），它它表表示示单单位位体体积积的的炉炉膛膛在在单单位位时时间间里里燃燃料料燃燃烧烧所所放放出出的的热热量量，单单位位为为kJ/m3h或或W/m3。炉炉膛膛热热强强度度越越大大，完完成成相相同同的的热热任任务务所所需需的的炉炉子子越越紧凑。紧凑。1-2 管式加热炉的主要技术指标管式加热炉的主要技术指标热负荷热负荷 每台加热炉单位时间内向管内介质传递每台加热炉单位时间内向管内介质传递的总热量，单位为的总热量，单位为W或或kJ/h。炉子的热负荷越大，炉子的热负荷越大，其生产能力越大。其生产能力越大。计算公式为：计算公式为：炉管表面热强度炉管表面热强度 单位时间内单位炉管表面积所传单位时间内单位炉管表面积所传递的热量称为炉管表面热强度，单位为递的热量称为炉管表面热强度，单位为kJ/m2h或或W/m2。炉管表面热强度越大，完成相同热任务所需炉管表面热强度越大，完成相同热任务所需的传热面积越小，使用的炉管就越少，炉子体积可的传热面积越小，使用的炉管就越少，炉子体积可减小，投资可以降低。减小，投资可以降低。应注意的是炉管表面热强度应注意的是炉管表面热强度一般指平均值。一般指平均值。炉膛温度（又称火墙温度）炉膛温度（又称火墙温度）炉膛温度指烟气离开辐射室进入对流室时的温度，炉膛温度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。的控制指标。管内流速及压力降管内流速及压力降 液体在管内的流速越低，则边界层越厚，液体在管内的流速越低，则边界层越厚，传热系数越小，管壁温度越高，介质在炉内的传热系数越小，管壁温度越高，介质在炉内的停留时间也越长。其结果，介质易结焦，炉管停留时间也越长。其结果，介质易结焦，炉管易损坏。但流速过高又增加管内压力降，增加易损坏。但流速过高又增加管内压力降，增加了管路系统的动力消耗。了管路系统的动力消耗。箱箱式式炉炉返回立式炉管式加热炉的主要技术指标管式加热炉的主要技术指标热负荷热负荷炉管表面热强度炉管表面热强度炉膛热强度炉膛热强度炉膛温度（又称火墙温度）炉膛温度（又称火墙温度）管内流速及压力降管内流速及压力降按炉型结构分类按炉型结构分类：立式炉、圆筒炉、大型方炉立式炉、圆筒炉、大型方炉1-3 管式加热炉的种类管式加热炉的种类立立 式式 炉炉箱式炉圆圆 筒筒 炉炉大型方炉大型方炉1-3 管式加热炉的种类管式加热炉的种类按炉型结构分类按炉型结构分类：立式炉、圆筒炉、大型方炉立式炉、圆筒炉、大型方炉按用途分类按用途分类:化学反应炉、加热液体的炉子化学反应炉、加热液体的炉子 气体加热炉、加热混相流体的炉子气体加热炉、加热混相流体的炉子炉管内进行化学反应的炉子炉管内进行化学反应的炉子 炉管内装催化剂的，如烃类蒸汽转化炉。炉管内装催化剂的，如烃类蒸汽转化炉。炉管内不装催化剂的，如乙烯裂解炉。炉管内不装催化剂的，如乙烯裂解炉。加热混相流体的炉子加热混相流体的炉子 更难保证各路流量的均匀，更要重视管径、更难保证各路流量的均匀，更要重视管径、管内质量流速、盘管路数的选取，以及管内流动状管内质量流速、盘管路数的选取，以及管内流动状态的判断和分叉管的配管设计等。态的判断和分叉管的配管设计等。加热液体的炉子加热液体的炉子 管内无相变化、单纯的液体加热炉管内无相变化、单纯的液体加热炉 管内进口为液体、出口为汽、液混相管内进口为液体、出口为汽、液混相 进口为液相、出口全部汽化的炉子进口为液相、出口全部汽化的炉子按按 用用 途途 分分 类类气体加热炉气体加热炉 不易结焦不易结焦,当气体量很大时，炉管的路数很当气体量很大时，炉管的路数很多，注意从结构上保证各路均匀，防止偏流。多，注意从结构上保证各路均匀，防止偏流。1-3 管式加热炉的种类管式加热炉的种类按炉型结构分类按炉型结构分类：立式炉、圆筒炉、大型方炉立式炉、圆筒炉、大型方炉按用途分类按用途分类:化学反应炉、加热液体的炉子化学反应炉、加热液体的炉子 气体加热炉、加热混相流体的炉子气体加热炉、加热混相流体的炉子炉型选择的基本原则炉型选择的基本原则炉型选择的基本原则炉型选择的基本原则从结构、制造、投从结构、制造、投资费用方面考虑，资费用方面考虑，应优先选择辐射室应优先选择辐射室用立管的加热炉。用立管的加热炉。对一般用途的中小对一般用途的中小负荷炉子，宜优先负荷炉子，宜优先考虑立式圆筒炉。考虑立式圆筒炉。单排管双面辐射加热炉一般只用于烃单排管双面辐射加热炉一般只用于烃类蒸汽转化和乙烯裂解等高温过程。类蒸汽转化和乙烯裂解等高温过程。压压 缩缩 式式 燃燃 烧烧 炉炉压压缩缩式式燃燃烧烧炉炉是是在在正正压压下下操操作作a用风机或用风机或压缩机将空压缩机将空气送入炉膛，气送入炉膛，废烟气排入废烟气排入大气。大气。b烟气被导烟气被导入烟气轮机，入烟气轮机，利用其膨胀利用其膨胀的能量做功，的能量做功，可提高系统可提高系统的综合热效的综合热效率。率。a部分烟气部分烟气引入烟气轮引入烟气轮机或联合系机或联合系统做功，输统做功，输出电力。出电力。b将炉上部的将炉上部的高温高压排高温高压排烟引入烟气烟引入烟气轮机做功，轮机做功，输出电力，输出电力，烟气轮机排烟气轮机排出的热烟气出的热烟气再导入对流再导入对流段预热被加段预热被加热介质。热介质。分级用能式压缩燃烧炉分级用能式压缩燃烧炉压缩式燃烧炉的特点压缩式燃烧炉的特点高速对流传热，排烟温度较低，可降低燃料消耗，易于高速对流传热，排烟温度较低，可降低燃料消耗，易于设置较完善的热回收系统。设置较完善的热回收系统。炉体尺寸小炉体尺寸小,占地面积小，投资费用低。占地面积小，投资费用低。废气有较高的压缩能，可回收利用，例如用来驱动废气有较高的压缩能，可回收利用，例如用来驱动烟气轮机做功发电。烟气轮机做功发电。烟气排放量较少，可采用较小的烟囱。烟气排放量较少，可采用较小的烟囱。炉内为高温高压，对炉管壁厚及材质的要求高。炉内为高温高压，对炉管壁厚及材质的要求高。可以采用类似燃气轮机用的小型高强燃烧器代替大可以采用类似燃气轮机用的小型高强燃烧器代替大火嘴，可进一步缩小炉子体积。火嘴，可进一步缩小炉子体积。第一章第一章1-1 管式加热炉的一般结构管式加热炉的一般结构1-2 管式加热炉的主要技术指标管式加热炉的主要技术指标1-3 管式加热炉的种类管式加热炉的种类1-4 1-4 管式加热炉的主要部件管式加热炉的主要部件 1-4 管式加热炉的主要部件 炉管、弯头、管架与管板、火嘴以及各种配件，如烟道挡板、看火门、防爆门、人孔门、吹灰器、灭火蒸汽管等。炉管炉管规格传热面 直接见火 有氧化腐蚀 有结焦现象 蠕变 破裂 金属耗量大表1-2 常用炉管规格表1-3 常用管心距炉管长度主要有：6000，9000，12000，15000mm。表表 1-2表表 1-3强度高，特别是持久强度高；抗氧化和耐腐蚀性能良好；高温组织稳定性符合操作条件的要求；热加工工艺性能良好；经济性合理；管子供应方便。优质碳钢、铬钼合金钢和铬镍不锈钢以钴为主体的高温合金钢内壁渗铝的钢管炉管陶瓷涂料选择材料原则新型炉管材料炉炉 管管 材材 料料材料炉管连接件炉管连接件箱箱 式式 铸铸 钢钢 回回 弯弯 头头U型型弯弯头头急急弯弯弯弯管管拔拔制制集集合合管管 炉炉管管拉拉钩钩 由燃料喷嘴、调风器和火道（也称燃烧道）组成燃烧器的类型：气体火嘴、油火嘴和油气联合火嘴 1-4-3 1-4-3 燃烧器（火嘴）燃烧器（火嘴）按燃烧所用空气的供给方式可分为按燃烧所用空气的供给方式可分为 引射式（空气靠瓦斯本身吸入）和混合式引射式（空气靠瓦斯本身吸入）和混合式（空气靠鼓风机供给）（空气靠鼓风机供给）预混式预混式 结构复杂，对燃料要求高，易发生回火。结构复杂，对燃料要求高，易发生回火。外混式外混式 瓦斯瓦斯-空气未经预先混合，而是由燃烧器空气未经预先混合，而是由燃烧器 的不同通道分别进入炉内，然后借助扩的不同通道分别进入炉内，然后借助扩 散作用使两者在炉中边混合、边燃烧散作用使两者在炉中边混合、边燃烧(即即 扩散燃烧扩散燃烧)。半预混式半预混式 一部分空气靠引射器吸入预先混合一部分空气靠引射器吸入预先混合 （一次空气），其余部分则靠外部大气供（一次空气），其余部分则靠外部大气供 给，与燃料边烧边混合（二次空气）。给，与燃料边烧边混合（二次空气）。气体火嘴气体火嘴混混合合的的先先后后可可分分为为按按燃燃料料气气和和空空气气高高 强强 燃燃 烧烧 器器 埃索燃烧器肖伯燃烧器坛形燃烧器 声波火嘴示意图声波火嘴示意图 1脉冲面脉冲面 2共振室共振室 3抛物线折射面抛物线折射面 1-4-4 吹灰器吹灰器蒸汽吹灰器蒸汽吹灰器 声学吹灰器声学吹灰器水冲洗水冲洗 化学清灰剂化学清灰剂 选用燃烧器注意事项选用燃烧器注意事项燃烧器应与燃料特点相适应燃烧器应与燃料特点相适应 燃烧器应满足管式加热炉的工艺要求燃烧器应满足管式加热炉的工艺要求燃烧器应与炉型配合燃烧器应与炉型配合燃烧器应能满足节能和环保要求燃烧器应能满足节能和环保要求 烟烟 囱囱 挡挡 板板 及及 调调 节节 系系 统统 调节烟囱内挡板开度可以控制一定的抽力，保证调节烟囱内挡板开度可以控制一定的抽力，保证炉膛内最合适的负压。一般要求炉膛内具有炉膛内最合适的负压。一般要求炉膛内具有-19.6-39.2Pa的负压，在打开看火门观察炉膛时，火焰不会的负压，在打开看火门观察炉膛时，火焰不会外扑，确保操作安全。外扑，确保操作安全。门门 类类 看火门看火门 观看炉膛内所有火嘴的整个火焰；观看辐观看炉膛内所有火嘴的整个火焰；观看辐 射管、射管、底排遮蔽管的受热状况，管壁被氧化底排遮蔽管的受热状况，管壁被氧化 的情况，炉管的弯曲程度等。的情况，炉管的弯曲程度等。防爆门防爆门 负压自重式防爆门，平时靠自重关闭，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。当炉内压力增高时，防爆门即被打开。人孔门人孔门 进行安装及检修等工作。进行安装及检修等工作。第一章目录表表-2 常用炉管规格常用炉管规格表表1-3 常用管心距常用管心距第一章第一章1-1 管式加热炉的一般结构管式加热炉的一般结构1-2 管式加热炉的主要技术指标管式加热炉的主要技术指标1-3 管式加热炉的种类管式加热炉的种类1-4 1-4 管式加热炉的主要部件管式加热炉的主要部件