管式加热炉课件

管式加热炉郑占利一、常用管式加热炉的主要炉型二、常用管式加热炉的主要结构特点三、影响加热炉热效率的因素四、提高加热炉热效率的主要措施五、常用炉管材料及性能六、常用炉衬耐火材料及性能七、常用燃烧器的种类及特点八、燃烧器常见故障及防止措施九、管式加热炉常见故障及处理方法管式加热炉加热炉工作原理：利用燃料在炉膛内燃烧产生的火焰和高温烟气作为热源加热炉管中流动的物料，使其发生化学反应或达到后续工艺要求的温度。加热炉的大小、能力通常用加热炉热负荷表述。一、常用管式加热炉的主要炉型1、按外型分类四种：箱式炉立式炉立式圆筒炉大型方炉2、按用途分类四种：反应炉加热液体炉气体加热炉加热混相流体炉箱式炉横管箱式炉立管箱式炉斜顶炉顶烧式炉立式炉底烧横管立式炉附墙火焰立式炉环形管立式炉立管立式炉阶梯炉立式圆筒炉纯辐射式炉辐射-对流式炉二、常用管式加热炉的构成和各部件特点管式加热炉由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧系统、通风系统五部分组成。1、辐射室是热交换的主要场所，火焰和高温烟气与炉管进行辐射换热，炉管材质要求有一定的高温强度和高温化学稳定性。二、常用管式加热炉的构成和各部特点2、对流室是以对流换热为主的区域。依靠高温烟气与管束对流换热，通常采用翅片管、钉头管做对流管束，以强化换热。3、余热回收系统是用来回收对流室出来的烟气余热，节约能源提高炉子热效率。一类是预热炉子自身燃烧用的空气的，称空气预热器；一类是加热其它介质的，通常是蒸汽发生器，称废热锅炉。二、常用管式加热炉的构成和各部特点4、燃烧系统是由燃烧器和配风器组成的，使加热炉完成燃料燃烧过程。其性能好坏直接决定燃烧质量。5、通风系统的作用是将燃烧用的空气导入燃烧器，将废烟气引出炉子，一般采用机械通风方式，安装吸、送风机。三、影响加热炉热效率的因素1、加热炉热效率加热炉有效利用的热量与燃料燃烧时所放出的总热量之百分比。热效率是衡量燃料利用情况，评价炉子设计和运行操作水平，标定炉子性能的主要指标。三、影响加热炉热效率的因素2、加热炉热平衡分析影响热效率的因素----反平衡法入炉热量=有效吸收热+排烟热损失+不完全燃烧损失+散热损失主要因素----排烟热损失（烟气量、排烟温度）三、影响加热炉热效率的因素过剩空气系数实际空气量与理论空气量之比，用α表示。是影响加热炉热效率的最主要因素。是管式加热炉最重要的操作指标。实际空气量=操作配风量+炉膛漏风量三、影响加热炉热效率的因素3、影响过量空气系数的因素（1）燃料性质（2）燃烧器的性能（3）炉体密封性（4）加热炉操作水平四、提高加热炉热效率的主要措施1、确保充分燃烧；2、尽量降低过剩空气系数；3、降低排烟温度；4、减少炉体散热；5、精心维护和操作，保证设备完好。五、常用炉管材料及性能1、抗低硫腐蚀、耐中温、抗氧化管材10、20号钢最高使用温度450℃15CrMo最高使用温度500℃2、抗氢、硫腐蚀，耐高温抗氧化管材Cr21/4Mo、Cr5Mo最高使用温度600℃五、常用炉管材料及性能3、抗硫化氢腐蚀耐高温持久应力高管材1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni90Cr17Ni12Mo2最高使用温度650℃4、耐热钢Cr25Ni20最高使用温度和抗氧化极限温度达到1100℃六、常用炉衬耐火材料及性能管式加热炉炉墙结构中耐热保温部分称为炉衬。常用炉衬材料和性能按照炉墙的三种结构方式如下：1、保温砖、耐火砖---砖结构炉墙炉墙造价低、耐温性能适中、使用寿命长。结构笨重、易开裂、异型部位要特制。六、常用炉衬耐火材料及性能2、耐热混凝土----衬里结构炉墙结构简单，可塑性强，适合各种复杂部位，施工简便，抗冲刷能力强。耐热性一般，耐腐蚀性差，施工后需要长时间严格养生。六、常用炉衬耐火材料及性能3、硅酸铝耐火纤维----耐火纤维衬里炉墙容重小，导热系数低，具有良好的化学稳定性和抗气流冲刷性，施工方便且不需要烘炉和养生，使用温度高（1000℃）。七、常用燃烧器的种类及特点燃烧器俗称火嘴，包括燃料喷嘴、配风器和燃烧道三部分。通常按所用燃料分为三种类型1、燃气燃烧器2、燃油燃烧器3、油-气联合燃烧器七、常用燃烧器的种类及特点燃气燃烧器分以下几种：无焰燃烧器--火焰冲刷并加热炉墙，通过炽热的炉墙与炉管换热，避免了火焰直接冲刷炉管。半预混式燃烧器--燃料气流吸入一次风形成预混气体，通过二次风配合组织燃烧。燃烧效率更高。低压气体燃烧器—适用于燃料为低压气体的炉子，以低压蒸汽吸入燃气和部分空气进行预混，组织燃烧。七、常用燃烧器的种类及特点燃油燃烧器采用雾化燃烧方式，由于雾化方式种类很多，燃油燃烧器多种多样，技术关键是雾化良好并和空气混合均匀。内混式蒸汽雾化燃烧器是目前石化行业普遍使用管式加热炉。该型燃烧器结构简单，易于加工，雾化效果好，油孔不易堵塞；火嘴出口喷孔间有一定夹角，雾化炬呈空心圆锥形，有利于与空气扩散混合。七、常用燃烧器的种类及特点油-气联合燃烧器油-气联合燃烧器设置有油喷嘴和燃料气喷嘴，能单独烧油或烧燃料气，也可以油气混烧。最突出的特点是燃料适用范围广，如蜡油、重质渣油以及各种副产气。八、燃烧器常见故障及防止措施目前管式加热炉燃烧器本身的故障率很少，除了漏油、漏气外，绝大部分是控制系统和附属仪表、元件故障造成熄火，停炉。如气体检测系统问题，火焰监视器污染、介质流速低限连锁保护动作等。九、管式加热炉常见故障及处理方法1、燃烧器故障，加热炉熄火；2、炉管结焦介质流动阻力增大；3、高温炉管金属腐蚀破裂；4、低温受热面烟气露点腐蚀；5、火焰或烟气冲刷造成衬里脱落。什么是炉管结焦？炉管结焦是炉管内的介质在超过一定温度限后发生热裂解，变成游离碳，堆积到管内壁上的现象。结焦使管壁温度急剧上升，加剧了炉管的腐蚀和高温氧化，引起炉管鼓包、破裂。影响结焦的因素及防止措施有哪些？1、加热温度严格按规程操作，将被加热介质的温度上限控制在结焦临界温度以内。2、介质流速在工艺允许的情况下，提高介质流速，提高换热系数。3、管内流态将流态控制在紊流状况，避免层流发生。4、焦层生成与脱落的平衡。谢谢大家!