《加热炉新版》PPT课件.ppt

《《加热炉新版》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《加热炉新版》PPT课件.ppt（115页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、202010/5/20221加加 热热 炉炉装置操作工技师培训班装置操作工技师培训班天 津 石 化 培 训 中 心p装置上能耗最多的是装置上能耗最多的是什么设备？什么设备？加热炉加热炉p衡量加热炉能耗大小衡量加热炉能耗大小的参数是什么？的参数是什么？热效率热效率p制约热效率提高的因素制约热效率提高的因素有哪些？有哪些？2010/5/20223利用燃料在炉膛内燃烧时产生的利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温高温 作为热源，来加热作为热源，来加热炉管中炉管中流动的流动的介质介质，使其达，使其达到规定的工艺温度。到规定的工艺温度。管式加热炉工作原理管式加热炉工作原理火焰与烟气火焰与烟气烟囱烟囱对流室对流

2、室辐射室辐射室燃烧器燃烧器燃烧三要素：燃烧三要素：可燃物（燃料油或燃料气）助燃物、点火源2010/5/20224炉出口温度炉出口温度炉子处理量炉子处理量燃料用量燃料用量过剩空气系数过剩空气系数热效率热效率炉子正常操作的标志炉子正常操作的标志稳定稳定高高少少 低低高高加热炉的大小是以加热炉的大小是以 的的大小决定的。大小决定的。热负荷热负荷2010/5/20225请您思考请您思考加热炉内加热炉内是怎样是怎样传热的？传热的？2010/5/20226传热的三种基本方式传热的三种基本方式1、热传导：在一个物体内部，由于分子、热传导：在一个物体内部，由于分子的振动，而分子没有发生宏观位移的传的振动，而分

3、子没有发生宏观位移的传热方式称为导热。热方式称为导热。2、对流传热、对流传热:流体本身流动，将热能从流流体本身流动，将热能从流体的一部分传递到另一部分，称为对流体的一部分传递到另一部分，称为对流传热。传热。3、辐射传热：传热不需要媒介，而直接、辐射传热：传热不需要媒介，而直接由热源以辐射能（电磁波）的形式辐射由热源以辐射能（电磁波）的形式辐射出来，被其它物体接收而转变为热能。出来，被其它物体接收而转变为热能。2010/5/20227辐射室内的传热过程辐射室内的传热过程燃燃料料燃燃烧烧火火焰焰高高温温烟烟气气炉炉墙墙炉炉管管外外壁壁炉炉管管内内壁壁管管内内介介质质辐射辐射对流对流辐射辐射传导传导

4、对流对流以以辐射辐射为主为主2010/5/20228对流室内的传热过程对流室内的传热过程高高温温烟烟气气对对流流管管外外壁壁对对流流管管内内壁壁管管内内介介质质传导传导对流对流以以对流对流为主为主对流对流辐射辐射2010/5/20229一：一：分类分类二：二：结构结构三：三：燃料的燃烧燃料的燃烧四：四：工艺指标工艺指标五：五：提高热效率的途径提高热效率的途径六：六：相关操作相关操作主主要要内内容容加热炉加热炉2010/5/202210一、一、一、一、分类分类分类分类l按外形分l按用途分2010/5/202211一、箱式炉一、箱式炉三、圆筒炉三、圆筒炉二、立式炉二、立式炉按按外外形形分分类类四、

5、无焰炉四、无焰炉2010/5/202212箱式炉箱式炉分为方箱炉和斜顶炉分为方箱炉和斜顶炉炉管炉管受热不均匀受热不均匀，易产生局部过热，易产生局部过热 炉管炉管表面热强度低表面热强度低结构复杂，结构复杂，耗用钢材多耗用钢材多特特点点现已淘汰现已淘汰2010/5/202213立式炉立式炉 分类：根据辐射管子排列方式可分为：分类：根据辐射管子排列方式可分为：卧管立式炉、立管立式炉、附墙火焰式卧管立式炉、立管立式炉、附墙火焰式 和和阶梯炉阶梯炉等等结构：外形为长方体，分为结构：外形为长方体，分为（下）（下）辐射室、辐射室、（中）对流室、（上）烟囱（中）对流室、（上）烟囱三部分三部分 2010/5/2

6、022141、炉管水平，、炉管水平，传热均匀传热均匀；2 2、占地面积大；、占地面积大；3 3、管内流动阻力、管内流动阻力小；方便清焦。小；方便清焦。2010/5/202215特点特点 火焰垂直向上，火焰垂直向上，与烟气流动方向一与烟气流动方向一致致 1、炉管长度方向、炉管长度方向受受热不均匀热不均匀；2、可节省大量高铬、可节省大量高铬镍钢的材料。镍钢的材料。2010/5/202216使使火墙火墙成为良好的成为良好的热辐射体，增加炉热辐射体，增加炉膛内辐射面积膛内辐射面积 单排管双面辐射；单排管双面辐射；火嘴高度不同。火嘴高度不同。轴向、径向受热均匀轴向、径向受热均匀2010/5/202217

7、圆筒炉圆筒炉1 1、轴向热强度分布不均匀；、轴向热强度分布不均匀；炉墙再辐射作用减弱。炉墙再辐射作用减弱。炉管表面热强度较低。炉管表面热强度较低。2 2、结构简单紧凑、节省钢材、结构简单紧凑、节省钢材、占地面积小，适用于中、小占地面积小，适用于中、小负荷炉子。负荷炉子。适用于介质的纯加热适用于介质的纯加热结构：辐射炉管沿炉墙周围结构：辐射炉管沿炉墙周围排成一圈，炉底有火嘴排成一圈，炉底有火嘴 2010/5/202218作用：作用：增加炉管上部增加炉管上部传热，减少炉管上下传热，减少炉管上下传热的不均匀性。传热的不均匀性。当炉子烧劣质燃料时当炉子烧劣质燃料时易腐蚀损坏，且造价易腐蚀损坏，且造价高

8、。高。解决轴向受热不解决轴向受热不均问题，增加辐均问题，增加辐射锥射锥2010/5/202219无焰炉1 1、单排管双面辐射：、单排管双面辐射：炉管炉管受热均匀受热均匀，炉管表面，炉管表面热强度高热强度高2 2、无焰火嘴：、无焰火嘴：过剩空气系数小，燃料燃过剩空气系数小，燃料燃烧完全，炉子烧完全，炉子热效率高热效率高只燃烧气体燃料只燃烧气体燃料燃料燃烧的速度极快，在燃燃料燃烧的速度极快，在燃烧器孔道里就完成燃烧的全烧器孔道里就完成燃烧的全部过程，因此没有火焰部过程，因此没有火焰 2010/5/202220从结构、制造、投资费用方面考虑，从结构、制造、投资费用方面考虑，应应优先选择辐射室用立管的

9、加热炉。优先选择辐射室用立管的加热炉。对一般用途的对一般用途的中小负荷炉子，中小负荷炉子，宜优先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类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蒸汽转化和乙烯裂解等高温过程。炉型选择炉型选择2010/5/202221大型化、高效化大型化、高效化大能量燃烧器大能量燃烧器各种形式的余热回收系统各种形式的余热回收系统集中的高烟囱集中的高烟囱长周期运转长周期运转发展方向发展方向2010/5/202222一、化学反应炉一、化学反应炉四、混相加热炉四、混相加热炉三、气体加热炉三、气体加热炉二、液体加热炉二、液体加热炉按按

10、用用途途分分类类2010/5/202223管内装催化剂管内装催化剂管内不装催化剂管内不装催化剂液体加热炉液体加热炉管内管内无相变化、单纯的液体加热炉无相变化、单纯的液体加热炉管内进口为液相、出口为气液混相的炉子管内进口为液相、出口为气液混相的炉子管内进口为液相，出口全部汽化的炉子管内进口为液相，出口全部汽化的炉子气体加热炉气体加热炉混相加热炉混相加热炉化学反应炉化学反应炉2010/5/202224二、二、二、二、结构结构结构结构u辐射室辐射室u余热回收系统余热回收系统u对流室对流室u燃烧器燃烧器u通风系统通风系统2010/5/202225（一）燃烧器（一）燃烧器组成：组成：燃料喷嘴、配风器、燃

11、烧通道燃料喷嘴、配风器、燃烧通道燃油燃烧器燃油燃烧器燃气燃烧器燃气燃烧器油气混合燃烧器油气混合燃烧器分分类类自然通风燃烧器自然通风燃烧器强制通风燃烧器强制通风燃烧器2010/5/202226（二）炉管（二）炉管由于炉管置于高温中，管内又有油品或其他介质，在温度、压力由于炉管置于高温中，管内又有油品或其他介质，在温度、压力和腐蚀的联合作用，因此，和腐蚀的联合作用，因此，炉管材料应具有耐热、耐压和耐腐蚀炉管材料应具有耐热、耐压和耐腐蚀的特殊要求。的特殊要求。加热炉辐射室一般为加热炉辐射室一般为Gr9MoGr9Mo合金钢合金钢管，对流室为管，对流室为1010 优质碳钢管。炉膛温度一般在优质碳钢管。炉

12、膛温度一般在600600度以上，因此度以上，因此炉管内炉管内应时刻应时刻保持保持有有一定流量的一定流量的冷物料冷物料来吸收热量，确保炉管壁温不超过耐热来吸收热量，确保炉管壁温不超过耐热指标。严防炉管内物料中断和超高温、超负荷运行，以致损坏炉指标。严防炉管内物料中断和超高温、超负荷运行，以致损坏炉管，酿成事故。管，酿成事故。整个加热炉的炉管系统还包括连接直管之间的整个加热炉的炉管系统还包括连接直管之间的回弯头回弯头和和支持炉管支持炉管的管架的管架。回弯头把相邻两直管连通，使油品流向转弯。回弯头把相邻两直管连通，使油品流向转弯180180度。在度。在进出口处回弯头将炉管与物料进出管线相连。虽然回弯

13、头处于高进出口处回弯头将炉管与物料进出管线相连。虽然回弯头处于高温区外部，但由于管内物料流向急剧改变，冲蚀严重，容易发生温区外部，但由于管内物料流向急剧改变，冲蚀严重，容易发生漏油着火。管架的作用是支撑炉管防止其受热弯曲变形。漏油着火。管架的作用是支撑炉管防止其受热弯曲变形。2010/5/202227火焰和高温烟气火焰和高温烟气通过通过 将热量将热量传给辐射管，传给辐射管，炉壁炉壁对热量的反射对热量的反射也间接地传热给辐射管也间接地传热给辐射管（三）辐射室（三）辐射室作用作用:辐射辐射 辐射室又称燃烧室或称炉膛，是管式加热炉的核心，辐射室又称燃烧室或称炉膛，是管式加热炉的核心，位于炉体的下部，

14、为圆柱形的简体，其外层是由钢板卷位于炉体的下部，为圆柱形的简体，其外层是由钢板卷成的圆筒体，内层是隔热层即炉墙。隔热层主要有减少成的圆筒体，内层是隔热层即炉墙。隔热层主要有减少热量损失的作用热量损失的作用 在辐射室内，沿炉墙一周是排成一圈的炉管，炉底有在辐射室内，沿炉墙一周是排成一圈的炉管，炉底有燃烧器呈圆形分布，加热炉供风系统的风道设置在炉底，燃烧器呈圆形分布，加热炉供风系统的风道设置在炉底，由中心呈放射状通向每一个燃烧器。由中心呈放射状通向每一个燃烧器。2010/5/202228由于瓦斯阀门关不严或多次点火未点着，使炉膛内存有可燃气体，在点火时易发生爆炸。这时，炉膛压力将防爆门推开泄掉一部

15、分压力泄掉一部分压力。为防止火焰倒窜入瓦斯罐或其他容器内产生爆炸，在炉内瓦斯线上都设有瓦斯阻火器。阻火器应设在瓦斯入炉前的管线上。内有多层金属网状物，传热快，一旦火焰通过时，热量很快散失降低温度，热量很快散失降低温度，从而灭火。防爆门防爆门阻火器阻火器2010/5/202229（四）对流室（四）对流室作用:烟气通过烟气通过 将热量传给管内介将热量传给管内介质，质，充分回收烟气中的热量。充分回收烟气中的热量。对流室吸热量的比例越大，全炉的热效率越对流室吸热量的比例越大，全炉的热效率越 。对流对流高高在辐射室上面的长方形是对流室，其外壁结构与辐射在辐射室上面的长方形是对流室，其外壁结构与辐射室相同

16、，对流室炉管一般为水平横排，为了提高供热室相同，对流室炉管一般为水平横排，为了提高供热效率，有些对流热炉管外壁镶有钉头或翅片，这些钉效率，有些对流热炉管外壁镶有钉头或翅片，这些钉头或翅片一般只在炉管的下侧有，这主要是因为上侧头或翅片一般只在炉管的下侧有，这主要是因为上侧采用钉头或翅头容易积灰且不易清除，反而降低了传采用钉头或翅头容易积灰且不易清除，反而降低了传热效率。热效率。2010/5/202230当管内介质为液态时，管外侧对当管内介质为液态时，管外侧对流传热系数远小于管内侧对流传流传热系数远小于管内侧对流传热系数，对流室采用钉头管或翅热系数，对流室采用钉头管或翅片管可片管可 对流管外侧的对

17、流管外侧的 且且 ，从而提高加热，从而提高加热炉的热效率炉的热效率提高提高对流传热系数对流传热系数扩大传热面积扩大传热面积不可用于烧污油或高粘度渣油的加热炉不可用于烧污油或高粘度渣油的加热炉必须安装吹灰器必须安装吹灰器钉头管和翅片管有什么作用钉头管和翅片管有什么作用在对流管的外壁焊在对流管的外壁焊接一定规格的钉头接一定规格的钉头或翅片或翅片结结论论2010/5/202231灰垢是什么灰垢是什么灰：灰：燃料油中的燃料油中的可燃组分可燃组分碳元素碳元素在不完全在不完全 燃烧燃烧时残留下来的微粒时残留下来的微粒垢：垢：燃料燃烧后燃料燃烧后残留的不可燃组分残留的不可燃组分 主要是一些固体盐类主要是一些

18、固体盐类灰垢形成的影响因素：灰垢形成的影响因素：1、燃料燃料的种类和性质的种类和性质2、烟气烟气流速流速高，灰垢沉积少。但如果流速太高，高，灰垢沉积少。但如果流速太高，会使烟气侧流动阻力会使烟气侧流动阻力 ，这样需要很，这样需要很 的烟囱。的烟囱。3、对流室、对流室吹灰吹灰大大与原油脱盐与原油脱盐深度有关深度有关高高2010/5/202232在尾部低温受热面，积灰后的管壁更在尾部低温受热面，积灰后的管壁更易吸附烟气中所含的硫酸蒸汽，加剧易吸附烟气中所含的硫酸蒸汽，加剧 。增加热阻，影响传热，使烟气排烟温增加热阻，影响传热，使烟气排烟温度度 ，热效率，热效率 ；减少烟气流通面积，使烟气流速升高，

19、烟气减少烟气流通面积，使烟气流速升高，烟气流动的阻力流动的阻力 ，易使炉膛出现，易使炉膛出现 压；压；严严重时会堵塞通路。重时会堵塞通路。为什么要对炉管进行吹灰为什么要对炉管进行吹灰升高升高加大加大正正下降下降露点腐蚀露点腐蚀2010/5/202233作用作用 利用喷射蒸汽或空气清扫炉管表面的积灰利用喷射蒸汽或空气清扫炉管表面的积灰主要用于对流室采用翅主要用于对流室采用翅片管或钉头管的部位片管或钉头管的部位部位部位用什么吹灰用什么吹灰吹吹 灰灰 器器吹灰器种类：有蒸汽吹灰器、声吹灰器种类：有蒸汽吹灰器、声波吹灰器、激波吹灰器等。波吹灰器、激波吹灰器等。2010/5/202234（五）余热回收系

20、统（五）余热回收系统但在余热回收系统易引起但在余热回收系统易引起 腐蚀。腐蚀。排烟温度排烟温度是提高热效率的一种重要方法。是提高热效率的一种重要方法。利用利用空气预热器或余热锅炉空气预热器或余热锅炉可降低排烟温度。可降低排烟温度。降低降低低温露点低温露点2010/5/202235空气预热器热源两种：一是常减压侧线，一般为翅空气预热器热源两种：一是常减压侧线，一般为翅片管换热器。二是加热炉烟道气为热源，它是将烟片管换热器。二是加热炉烟道气为热源，它是将烟气经集烟管通过引风机引入空气预热器中热交换后，气经集烟管通过引风机引入空气预热器中热交换后，烟气经排烟管排入大气中。此类型的空气预热器目烟气经排

21、烟管排入大气中。此类型的空气预热器目前主要有管束式、回转蓄热式和热管式三种形式。前主要有管束式、回转蓄热式和热管式三种形式。预热炉用燃烧空气预热炉用燃烧空气 l利用烟气余热来加热空气，可利用烟气余热来加热空气，可 ，提高热效率；提高热效率；l同时空气温度高，又可同时空气温度高，又可 ，强化传热效果。，强化传热效果。1降低排烟温度降低排烟温度提高燃烧效率提高燃烧效率作用：作用：2010/5/202236适用于炉子适用于炉子排烟温度高排烟温度高和和热负荷大热负荷大的加热炉。的加热炉。当炉子热负荷较小时，可采用当炉子热负荷较小时，可采用多炉联合多炉联合的措的措施，用余热锅炉集中回收烟气的余热。一是施

22、，用余热锅炉集中回收烟气的余热。一是可充分利用热量，二是集中的烟气可通过一可充分利用热量，二是集中的烟气可通过一个高烟囱排出，有利于减少地面污染。个高烟囱排出，有利于减少地面污染。采用余热锅炉发生蒸汽采用余热锅炉发生蒸汽 作用：作用：利用烟气的热量来产生蒸汽。利用烟气的热量来产生蒸汽。适用：适用：22010/5/202237作用作用:（六）通风系统（六）通风系统将燃烧用空气导入燃烧器，将燃烧用空气导入燃烧器，并将废烟气引出炉子。并将废烟气引出炉子。一一是是排排烟烟，减减少少污污染染；二二是是自自然然通通风风时时利利用用烟烟囱囱形形成成的的 吸吸入入空气空气烟囱作用烟囱作用：抽力抽力2010/5

23、/202238自然通风由于烟气温度比外界空气的温度高，由于烟气温度比外界空气的温度高，使得烟气使得烟气密度密度比空气比空气 ，所以烟气，所以烟气会自然上升；同时会自然上升；同时烟囱较烟囱较 ，烟气，烟气排出后能迅速扩散，带动烟囱内烟气排出后能迅速扩散，带动烟囱内烟气上升，下部形成负压，外界空气压力上升，下部形成负压，外界空气压力高，空气吸入炉内。高，空气吸入炉内。抽抽力力是是怎怎样样形形成成的的利用烟囱利用烟囱抽力抽力吸入空气，并将烟气排出吸入空气，并将烟气排出小小高高2010/5/202239p=(外外-内内)9.81Hp烟囱的抽力，烟囱的抽力，Pa H烟囱的高度，烟囱的高度，m 外外烟囱外

24、部大气的密度，烟囱外部大气的密度，kg/m3 内内烟囱内部烟气的密度，烟囱内部烟气的密度，kg/m3 大大大大开大开大关小关小结结论论l烟囱越高，抽力越烟囱越高，抽力越 ；l气体密度差越大，抽力越气体密度差越大，抽力越 。抽力大时烟道挡板应抽力大时烟道挡板应 些。些。关小关小夏季应将烟囱挡板夏季应将烟囱挡板 ，冬季，冬季 2010/5/202240q使空气有足够的动能来扩散使空气有足够的动能来扩散 和混合，保证在尽可能和混合，保证在尽可能低的低的 过剩空气系数过剩空气系数下，完全燃烧下，完全燃烧q易于控制易于控制燃料与空气的比例，燃料与空气的比例，以及火焰的形状以及火焰的形状强制通风利用风机将

25、燃料燃烧所需空气送入炉内利用风机将燃料燃烧所需空气送入炉内优优点点2010/5/202241三、燃料的燃烧三、燃料的燃烧三、燃料的燃烧三、燃料的燃烧过剩空气系数过剩空气系数燃料燃料燃料发热值燃料发热值2010/5/202242燃料燃料主要成分：主要成分：，及少量的，及少量的 、氮、氧等。、氮、氧等。（一）燃料（一）燃料烧烧油油时，火焰时，火焰 色；色；烧烧气气时，火焰时，火焰 色。色。黄白黄白兰白兰白碳和氢碳和氢硫硫2010/5/202243p硫分：含硫量高，会造成露点腐蚀、大气污染等。p灰分：燃料油的灰分主要是金属化合物。其能造成积灰堵塞、高温腐蚀和耐火砖的侵蚀等危害。p残炭：燃料油的粘度越

26、大，胶质和沥青质越多，一般残炭越高。残炭易在燃烧器喷口积炭结焦，产生雾化不良，严重时造成火焰偏烧和流淌燃料油。p安定性：指沉淀物的析出倾向。会使过滤器堵塞，而且附着在燃烧器喷头上，妨碍燃烧正常进行。燃燃 料料 油油p机械杂质：机械杂质易造成燃料器喷孔、阀门的堵塞和磨损。因此要过滤。p水分：含水燃料油在罐中预热到100C时会突沸，造成冒罐事故。燃料油含水会使火焰脉动、间断甚至熄火。因此燃料油要充分脱水。2010/5/202244利用蒸汽的冲击和搅拌作用，利用蒸汽的冲击和搅拌作用，使燃使燃料油喷成雾状料油喷成雾状，从而与空气得到充，从而与空气得到充分的混合，使燃料油燃烧完全分的混合，使燃料油燃烧完

27、全v蒸汽量蒸汽量 ，带走热量多，降低炉，带走热量多，降低炉子热效率；火焰发白，易灭火。子热效率；火焰发白，易灭火。v蒸汽量蒸汽量 ，雾化不好，燃料油，雾化不好，燃料油 燃烧不完全；火焰尖端发轻，燃烧不完全；火焰尖端发轻，呈暗红色。呈暗红色。影影响响作作用用大大小小雾化蒸汽比燃料油压力雾化蒸汽比燃料油压力 。高高雾化蒸汽雾化蒸汽2010/5/202245燃燃 料料 气气组成：可燃组分C1-C4烃类气体、H2、CO、H2S等。瓦斯不能带瓦斯不能带油油2010/5/202246 空气用量与空气用量与 空气用量的比值空气用量的比值定义定义 实际实际空气用量空气用量(Kg空气空气/Kg燃料燃料)理论理论

28、空气用量空气用量(Kg空气空气/Kg燃料燃料)实际实际空气用量空气用量(Nm3空气空气/Nm3燃料燃料)理论理论空气用量空气用量(Nm3空气空气/Nm3燃料燃料)（二）过剩空气系数（二）过剩空气系数实际实际理论理论2010/5/202247在燃烧过程中，正好把燃料中的在燃烧过程中，正好把燃料中的碳、氢、碳、氢、硫硫完全燃烧完全燃烧，生成二氧化碳、水和二氧化，生成二氧化碳、水和二氧化硫硫所需的最少空气量。所需的最少空气量。完全燃烧：完全燃烧：燃料燃烧后生成物不能再进行氧化。燃料燃烧后生成物不能再进行氧化。如如CO2、H2O等。等。理论空气量理论空气量2010/5/202248炉膛温度炉膛温度 ,

29、辐射管热强度减小辐射管热强度减小,影响影响传热传热排烟温度一定时，排烟温度一定时，大则大则烟气量大，带走热量烟气量大，带走热量多，多，加热炉的热效率；加热炉的热效率；烟气中含氧量高，易使炉管烟气中含氧量高，易使炉管 ；生成生成SO3的量增加，的量增加，烟气的露点温度，烟气的露点温度，加大加大低温腐蚀范围；低温腐蚀范围；促使促使 的形成而加剧环境的污染；的形成而加剧环境的污染；降低降低氧化剥皮氧化剥皮提高提高NOxNOx过大有什么不好过大有什么不好下降下降2010/5/202249如果如果过小，会加大化学不完全燃烧过小，会加大化学不完全燃烧和机械不完全燃烧的损失，和机械不完全燃烧的损失，浪费燃料

30、浪费燃料，炉内温度低，传热不好，炉子热效率低。炉内温度低，传热不好，炉子热效率低。过小有什么不好过小有什么不好2010/5/202250p化学不完全燃烧：化学不完全燃烧：是由于是由于烟气烟气离开体系时含离开体系时含有可燃气体有可燃气体（COCO、H H2 2等）造成的，使等）造成的，使热效率下热效率下降。降。体现在排烟内有体现在排烟内有COCO和和H H2 2。烟气中含有。烟气中含有CO CO 时，时，必有必有H H2 2，一般只分析一般只分析COCO。p机械不完全燃烧：机械不完全燃烧：是由于是由于烟气烟气离开体系时含离开体系时含有有可燃固体可燃固体（碳粒）造成的，（碳粒）造成的，使热效率下降

31、使热效率下降。什么是化学不完全燃烧和机械不完全燃烧什么是化学不完全燃烧和机械不完全燃烧若炉膛发暗、火焰发红或烟若炉膛发暗、火焰发红或烟囱冒黑烟时，烟气中必有囱冒黑烟时，烟气中必有CO存在。存在。主要是由于供风量不足或瓦主要是由于供风量不足或瓦斯量太大斯量太大 造成的。造成的。2010/5/202251不完全燃烧的原因不完全燃烧的原因p三门一板三门一板操作不好操作不好p雾化蒸汽雾化蒸汽量过小或雾化蒸汽压力过低量过小或雾化蒸汽压力过低p燃料油燃料油重，黏度大，雾化不好重，黏度大，雾化不好p燃料油燃料油压力过大（油量大）压力过大（油量大）p瓦斯量瓦斯量太大（气量大）太大（气量大）2010/5/202

32、252进进炉炉空空气气量量的的多多少少，通通过过风风门门和和烟烟道道挡挡板板 的的开开度度来来调节的调节的过剩空气系数的大小可通过剩空气系数的大小可通过过 反映出来反映出来烟气氧含量烟气氧含量如何调节如何调节2010/5/202253单位质量或单位体积的燃料完全燃烧时所单位质量或单位体积的燃料完全燃烧时所放出的热量放出的热量（KJ/Kg 或或KJ/Nm3）定义定义高发热值高发热值低发热值低发热值=汽化潜热（水）汽化潜热（水）高发热值高发热值低发热值低发热值工程上一般采用工程上一般采用 进行计算进行计算（三）燃料发热值（三）燃料发热值低发热值低发热值指燃烧产物中的水呈指燃烧产物中的水呈液态液态时

33、，燃料放出时，燃料放出的热量的热量指燃烧产物中的水呈指燃烧产物中的水呈汽态汽态时，燃料放出时，燃料放出的热量的热量2010/5/202254四四四四、工艺指标、工艺指标、工艺指标、工艺指标管内流速和压力降管内流速和压力降 炉膛温度炉膛温度 炉膛体积发热强度炉膛体积发热强度热负荷热负荷热效率热效率 炉管表面热强度炉管表面热强度2010/5/202255定义定义单位时间内单位炉膛体积燃料燃烧的单位时间内单位炉膛体积燃料燃烧的总发热量总发热量（W/mW/m3 3）v指标一指标一炉膛体积发热强度炉膛体积热强度越大，完成相同的热任务炉膛体积热强度越大，完成相同的热任务所需的炉子越紧凑。所需的炉子越紧凑。

34、2010/5/202256如果炉膛体积过小，则燃烧空间不够，火焰容易烧到炉管上，炉膛温度也高，会引起局部过热，使油品结焦炉膛体积发热强度=（燃料用量燃料的低发热值)/炉膛体积2010/5/202257单位时间内单位炉管表面积单位时间内单位炉管表面积所传递的热量所传递的热量（W/mW/m2 2）定义定义v指标二指标二炉管表面热强度炉管表面热强度高，在一定负荷下，所需要的炉管就少，炉子体积可缩小，投资降低。应尽量提高炉管表面热强度。2010/5/202258炉管表面热强度增加，管壁温度升高，炉管表面热强度增加，管壁温度升高，要求炉管要求炉管 好，好，否则，炉管容易否则，炉管容易管内油品在高温下易管

35、内油品在高温下易 ，严重时严重时会引起炉管破裂。会引起炉管破裂。炉管表面热强度过大有什么不好炉管表面热强度过大有什么不好烧坏烧坏结焦结焦材质材质2010/5/202259炉炉管管表表面面热热强强度度小小，相相同同表表面面积积所所传传 递递的的热热量量也也就就越越小小，或或完完成成同同一一任任务务时所需的传热面积越大时所需的传热面积越大炉管表面热强度过小有什么不好炉管表面热强度过小有什么不好2010/5/202260沿圆周方向受热均匀：沿圆周方向受热均匀：尽量采用尽量采用 面辐射面辐射n沿长度方向受热均匀：沿长度方向受热均匀：圆筒炉内：圆筒炉内：高径比适当；燃烧器合适，火焰高径比适当；燃烧器合适

36、，火焰长度与炉管长度不能相差太大；加辐射锥。长度与炉管长度不能相差太大；加辐射锥。立式炉内：立式炉内：侧面采用多喷嘴；两排喷嘴间加侧面采用多喷嘴；两排喷嘴间加花墙；炉子上部加喷嘴。花墙；炉子上部加喷嘴。其他如采用无焰燃烧、附墙燃烧、阶梯形炉其他如采用无焰燃烧、附墙燃烧、阶梯形炉等。等。使辐射管热强度均匀的途径使辐射管热强度均匀的途径双双炉膛传热炉膛传热不均匀不均匀（轴向、径向、炉管之间），限制了炉管（轴向、径向、炉管之间），限制了炉管表面热强度的提高。表面热强度的提高。2010/5/202261炉膛内烟气出辐射室入对流室的温度炉膛内烟气出辐射室入对流室的温度定义定义影响影响v指标三指标三炉膛温

37、度烧坏v炉膛温度高炉膛温度高,会引起炉管表面热强度过大，会引起炉管表面热强度过大，炉管易炉管易 ;油品易油品易v炉膛温度低，炉膛温度低，辐射室的传热量就少辐射室的传热量就少 炉子处理量小炉子处理量小烧坏烧坏结焦结焦2010/5/202262指标四指标四炉管内流速定义一般用质量流速、冷油流速一般用质量流速、冷油流速（15C时油品在炉管内流速，时油品在炉管内流速，m/s）来表示）来表示2010/5/202263通常给炉管内通常给炉管内注水注水或或注蒸汽注蒸汽来提高油品的流速来提高油品的流速越高越高长长分解结焦分解结焦炉管破裂炉管破裂炉管内流速为什么不能太小？炉管内流速为什么不能太小？厚厚慢慢p流速

38、过小，则边界层越流速过小，则边界层越 ，传，传热热 ，管壁温度，管壁温度 ;p油品在管内停留时间越油品在管内停留时间越 ，管，管内壁附近的油品就内壁附近的油品就 ，严，严重时甚至会引起重时甚至会引起 。p装置处理量小。装置处理量小。2010/5/202264流速太大，压力损失也随流速太大，压力损失也随之增大，之增大，增加了增加了管路系统管路系统的的动力消耗动力消耗。流速是根据允许的流速是根据允许的 来确定的。来确定的。压力降压力降炉管内流速为什么不能太大？炉管内流速为什么不能太大？2010/5/202265油品在炉管内流动过程中的压力损失油品在炉管内流动过程中的压力损失如果处理量未变，炉管压力

39、降增加，就如果处理量未变，炉管压力降增加，就说明炉管已说明炉管已结焦结焦定义定义指标四指标四炉管压力降管段的总压降管段的总压降=管段入口压力管段入口压力管段出口压力管段出口压力结焦后，内径变小，结焦后，内径变小，油品实际流速增加，油品实际流速增加，压力降增加。压力降增加。2010/5/202266被加热物料在单位时间内吸收的热量被加热物料在单位时间内吸收的热量（J/S或或W）定义定义表明了加热炉表明了加热炉生产生产能力能力的大小的大小v指标五指标五热负荷用于升温、汽化或化用于升温、汽化或化学反应，全部是有效学反应，全部是有效利用热利用热2010/5/202267指入炉的总热量和出炉的总热量指入

40、炉的总热量和出炉的总热量(包括热量损失包括热量损失)间的平衡间的平衡2010/5/202268低低入炉总热量入炉总热量相关链接相关链接（1）燃料燃料 发热值发热值；（2 2）燃料、原料带入体系的显热；）燃料、原料带入体系的显热；（3 3）雾化蒸汽带入的显热；）雾化蒸汽带入的显热；（4 4）燃烧空气带入的显热；）燃烧空气带入的显热；（5 5）被加热介质在体系中）被加热介质在体系中 有放热化学反应时的反应热等。有放热化学反应时的反应热等。2010/5/202269出炉总热量出炉总热量相关链接相关链接全炉全炉损失热量：损失热量：（1 1）烟气烟气带走的热量。包括带走的热量。包括大量大量烟气在一定排烟

41、气在一定排烟烟温度温度下带走热量、下带走热量、不完全燃烧不完全燃烧（化学不完全燃烧（化学不完全燃烧和机械不完全燃烧）和机械不完全燃烧）造成的损失；造成的损失；（2 2）炉墙、烟风道及空气预热器等的）炉墙、烟风道及空气预热器等的散热损失散热损失（3 3）烟气中雾化蒸汽带走的热量）烟气中雾化蒸汽带走的热量热负荷热负荷主要取决于烟气出炉温度、过主要取决于烟气出炉温度、过剩空气系数和烟气成分剩空气系数和烟气成分2010/5/202270项目说明单位Q入(其他热量忽略不计)BH 燃料B燃料用量(Kg/S)H 燃料燃料的 低发热值(J/Kg)Q出Q 有效原料获得的热量WQ损失所有损失热量W全炉热平衡全炉热

42、平衡Q入入=Q 出出 BH 燃料燃料=Q 有效有效+Q损失损失2010/5/202271全炉有效热负荷与燃料燃烧发出的热全炉有效热负荷与燃料燃烧发出的热量之比量之比=Q 有效有效/(BH 燃料燃料)100%100%=1-Q损失损失/(BH 燃料燃料)100%100%定义定义v指标六指标六热效率热效率越高，燃料的有效利用率越高，燃料耗量热效率越高，燃料的有效利用率越高，燃料耗量越低越低。2010/5/202272五五五五、提高热效率的途径提高热效率的途径提高热效率的途径提高热效率的途径p 回收烟气余热，降低排烟温度回收烟气余热，降低排烟温度p 降低过剩空气系数降低过剩空气系数p减少炉壁散热损失减

43、少炉壁散热损失p减少不完全燃烧损失减少不完全燃烧损失2010/5/202273途径一途径一回收烟气余热，降低排烟温度3 3、余热回收系统、余热回收系统空气预热器或余热锅炉空气预热器或余热锅炉2 2、对流室、对流室（1 1）外壁外壁 ，可提高对流传热系数，扩大传热可提高对流传热系数，扩大传热面积，从而提高加热炉的热效率；对流管内壁采用折流砖。面积，从而提高加热炉的热效率；对流管内壁采用折流砖。（2 2）去除去除 ，设置吹灰器，对炉管表面吹灰设置吹灰器，对炉管表面吹灰4 4、减少低温露点腐蚀、减少低温露点腐蚀1、操作、操作确保炉膛温度均匀，确保炉膛温度均匀，防止局部过热和管内结焦防止局部过热和管内

44、结焦.如果管内结焦如果管内结焦则传热效果差，炉膛温度和排烟温度随之则传热效果差，炉膛温度和排烟温度随之 。升高升高加钉头管或翅片管加钉头管或翅片管灰垢灰垢结合现加工结合现加工含硫原油的现状，含硫原油的现状，分析造成加热炉分析造成加热炉热效率下降的原因？热效率下降的原因？2010/5/202275 燃料中的燃料中的 燃烧后生成燃烧后生成SOSO2 2，遇到过量遇到过量后部分后部分SOSO2 2生成生成SOSO3 3 。高温下高温下 SOSO3 3不腐蚀金属，但当烟不腐蚀金属，但当烟气温度降到气温度降到400400以下时，以下时，SOSO3 3与与 反应生成反应生成H H2 2SOSO4 4蒸蒸汽

45、。含有硫酸蒸汽的烟气露点大为升高，当受热面汽。含有硫酸蒸汽的烟气露点大为升高，当受热面的壁温的壁温 于露点时，含有硫酸蒸汽的烟气在受热面于露点时，含有硫酸蒸汽的烟气在受热面凝结成含有硫酸的液体，造成凝结成含有硫酸的液体，造成低温露点腐蚀低温露点腐蚀。硫硫氧气氧气低低凝结在低温受热面上的硫酸液体，还会粘结烟气中灰尘形凝结在低温受热面上的硫酸液体，还会粘结烟气中灰尘形成不易清除的成不易清除的积垢积垢，使烟道不畅甚至堵塞。，使烟道不畅甚至堵塞。氢与氧化合；雾化蒸汽氢与氧化合；雾化蒸汽什么是低温露点腐蚀什么是低温露点腐蚀？水蒸气水蒸气含量含量50%50%左右的硫酸对钢铁的腐蚀速度左右的硫酸对钢铁的腐蚀

46、速度最最大大，浓度较高或较低时，腐蚀速度均会降，浓度较高或较低时，腐蚀速度均会降低。低。壁温高壁温高时，化学反应速度快，时，化学反应速度快，腐蚀速度腐蚀速度（对（对同一浓度的硫酸）同一浓度的硫酸）也较快。也较快。低温露点腐蚀与硫酸浓度及壁温关系？低温露点腐蚀与硫酸浓度及壁温关系？低温露点腐蚀低温露点腐蚀 降低排烟温度降低排烟温度一对矛盾低温露点腐蚀与降低排烟温度低温露点腐蚀与降低排烟温度大大排烟温度高，排烟温度高，引起低温腐蚀，但损失热量大，引起低温腐蚀，但损失热量大，炉效率炉效率 ；排烟温度低，炉效率高，但易引起低温腐蚀。排烟温度低，炉效率高，但易引起低温腐蚀。不易不易低低结论结论:要要降低

47、露点温度，降低露点温度，从而从而降低排烟温度。降低排烟温度。为防止露点腐蚀，排烟温度必须为防止露点腐蚀，排烟温度必须 于露点温度。于露点温度。一般是根据进入炉子的管内介质温度来确定一般是根据进入炉子的管内介质温度来确定的。当的。当采用余热回收系统采用余热回收系统时，最低排烟温度时，最低排烟温度根据根据 条件决定。条件决定。加热炉排烟温度是根据什么确定的？加热炉排烟温度是根据什么确定的？低温腐蚀低温腐蚀2010/5/202279主要发生在余热回收系统主要发生在余热回收系统 （如空气预热器）和烟道处（如空气预热器）和烟道处低温露点腐蚀的部位低温露点腐蚀的部位2010/5/202280减少减少燃料中

48、的燃料中的含含 量量，降低烟气露点温度，降低烟气露点温度降低降低提高提高低低耐腐蚀耐腐蚀减少低温露点腐蚀的措施减少低温露点腐蚀的措施硫硫采用低氧燃烧，采用低氧燃烧，过剩空气系数，过剩空气系数，减少减少SOSO3 3的生成量的生成量减少减少烟气中烟气中水蒸气水蒸气的含量的含量控制排烟温度不能太控制排烟温度不能太 空气预热器入口的空气温度；空气预热器入口的空气温度；空气预热器增加除灰设施空气预热器增加除灰设施采用采用 金属材料金属材料燃料油加添加剂燃料油加添加剂2010/5/202281途径二途径二降低过剩空气系数控制好控制好“”“”，既不出现正压既不出现正压(使高温烟气漏出使高温烟气漏出,加大热

49、损失加大热损失)，也不要负压过大，也不要负压过大(使空气漏入多使空气漏入多)。在保证燃烧的前提下，。在保证燃烧的前提下，尽量降低入炉空气量。尽量降低入炉空气量。加强炉体密封，全面加强炉体密封，全面封堵所有漏风点封堵所有漏风点改进改进 ，尽量使空气与燃料完全混合。采用强，尽量使空气与燃料完全混合。采用强制送风燃烧器，提高进风流速，改善进风方式，保制送风燃烧器，提高进风流速，改善进风方式，保证在较低过剩空气系数下完全燃烧。证在较低过剩空气系数下完全燃烧。燃烧器燃烧器三门一板三门一板途径三途径三减少不完全燃烧损失减少减少化学不完全化学不完全燃烧和燃烧和机械不完全机械不完全燃烧燃烧途径四途径四减少炉壁

50、散热损失搞好炉墙搞好炉墙检修检修，保证，保证炉膛没有炉膛没有 大的裂纹和孔洞大的裂纹和孔洞，防止烟气窜，防止烟气窜 入炉膛和墙壁之间造成局部过热入炉膛和墙壁之间造成局部过热采用耐热和保温性能好的采用耐热和保温性能好的材料材料 可以可以 炉壁温度炉壁温度控制炉膛温度，不得超温，控制炉膛温度，不得超温，以免以免 烧坏炉墙烧坏炉墙，使炉壁温度升高，使炉壁温度升高降低降低六六六六、相关操作相关操作相关操作相关操作p 负压负压p 结焦结焦p瓦斯带油瓦斯带油p烟囱冒黑烟烟囱冒黑烟p炉管报废的标准炉管报废的标准2010/5/202285三门一板作用风门油门汽门烟道挡板问题一：关于负压调节调节空气量空气量的阀