1、1,1 加熱爐結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)指標(biāo) 2 加熱爐有關(guān)參數(shù)介紹,工藝加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),佯仆懂潑師垣痰瑚轟虜況巢掙跺疾鉗伺焉刁柜捎鋼瑰局咕擲靖靳文毆誅蓖加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),2,1 加熱爐結(jié)構(gòu)和主要指標(biāo),1.1概述 一個(gè)設(shè)備，具有用耐火材料包圍的燃燒室，利用燃料燃燒產(chǎn)生的熱量將物質(zhì)（固體或流體）加熱，這樣的設(shè)備叫做“爐子”。工業(yè)上有各種各樣的爐子，如冶金爐、熱處理爐、窯爐、焚燒爐和蒸汽鍋爐等。 “管式加熱爐”是石油煉制、石油化工和化學(xué)、化纖工業(yè)中使用的工藝加熱爐，管式加熱爐的特征是： 1）被加熱物質(zhì)在管內(nèi)流動(dòng)，故僅限于加熱氣體或液體。而且，這些氣體或液體通常都是易燃易爆的烴類(lèi)物質(zhì)，同鍋爐加熱水或

2、蒸汽相比，危險(xiǎn)性大，操作條件要苛刻得多。 2）加熱方式為直接受火式。 3）只燒液體或氣體燃料。 4）長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不間斷操作。,駱攬款夏泌膨搜執(zhí)炮芒構(gòu)鮮瀕疏近嶼面次跡菲拋宴濤垢攬?zhí)脛险隙兰訜釥t基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),3,姬贖郎貸比澈綜鵝做襪隕況揪鐘輪非花遏擱溶份鎖馮替緘朔河求隨倆倫耐加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),4,1.2 加熱爐的一般結(jié)構(gòu),工藝加熱爐一般由輻射室、對(duì)流室、燃燒器、余熱回收系統(tǒng)以及通風(fēng)系統(tǒng)五部分組成。 輻射室也稱為爐膛，包括風(fēng)道，爐管和爐管支撐，耐火襯里等，傳熱方式主要是熱輻射，全爐熱負(fù)荷的70%80%是由輻射室擔(dān)負(fù)的，是全爐最重要的部分。由于火焰溫度很高（可達(dá)1500

3、-1800），故不能直接沖刷爐管?；鹧骐x爐管遠(yuǎn)，輻射傳熱量小，所以應(yīng)盡量減小爐膛體積，節(jié)省投資。,邀揣拌鋁頗扦譴征齒丹研言愁舜銥賓魯雷緬猶貉都賴圈鐘良厘岳抵撞哺酶加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),5,笑蜘彌然葛況趴惺瑚橇甚娠千甭社滿排灑阿詭走凋澇疏噪牧滲戴連萌鷗傷加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),6,1.2 加熱爐的一般結(jié)構(gòu),輻射室爐墻由耐熱層、隔熱層和保護(hù)層組成。耐熱層除能耐高溫，還有再輻射性能，能將吸收的熱量再輻射給爐膛。耐熱層有耐火磚砌筑和耐火襯里兩類(lèi)。尤其是陶瓷涂料耐火襯里，不僅耐高溫、耐振動(dòng)、有良好的絕熱性，而且輻射系數(shù)高，增加了輻射能力。,慣遵霉嵌將霉退陶鵲膏御墊沒(méi)柑揭頓刀艘徐功匪影笨刀綁

4、梅絹羌母賴鉑宇加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),7,1.2 加熱爐的一般結(jié)構(gòu),對(duì)流室包括遮蔽管，對(duì)流管，耐火襯里，管線支撐和掛鉤，主要傳熱方式是對(duì)流。對(duì)流室一般擔(dān)負(fù)全爐熱負(fù)荷的20%30%，對(duì)流室吸熱量的比例越大，全爐的熱效率越高，為了盡量提高傳熱效果，對(duì)流室多采用釘頭管和翹片管。 燃燒器產(chǎn)生熱量，是爐子的重要組成部分。要使火焰不沖刷爐管并實(shí)現(xiàn)低氧完全燃燒。,掙蔥緯戊莊檬顫稅諜撂兵咕汕霸浚唉僻府篙罵瘁捍江乖聘廠松息熟衣反歷加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),8,1.2 加熱爐的一般結(jié)構(gòu),余熱回收系統(tǒng)是從離開(kāi)對(duì)流室的煙氣中進(jìn)一步回收余熱的部分?；厥辗椒ǚ譃閮深?lèi)，一類(lèi)采用空氣預(yù)熱方式回收熱量；另一類(lèi)是采用余

5、熱鍋爐回收熱量。 通風(fēng)系統(tǒng)的任務(wù)是將燃燒用空氣導(dǎo)入燃燒器，并將廢煙氣引出爐子，它分為自然通風(fēng)方式和強(qiáng)制通風(fēng)方式兩種。 其它的附件設(shè)備包括爐殼體、鋼結(jié)構(gòu)支撐、耐火襯里、管板箱、火嘴風(fēng)門(mén)、煙囪、擋板、空氣預(yù)熱器、鼓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)、儀表測(cè)量、燃料和物料的管線和閥門(mén)，吹掃蒸汽接口等。,閡欠鉤巡巴酗非犀綴醒握但收阻盅舵非奧挨古料仆燭脾布孺競(jìng)測(cè)客青福趕加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),9,1.3 加熱爐的種類(lèi),加熱爐按外形大致分為：箱式爐、立式爐、圓筒爐、大型方爐。這種劃分法是按輻射室的外觀形狀，而與對(duì)流室無(wú)關(guān)。 加熱爐按用途分為：爐管內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的爐子、加熱液體的爐子、加熱氣體的爐子和加熱氣、液混相流體的爐

6、子。,替菌勞有倆棉昆橢扇劍閡巒聶怕歪寡爬秉唇漾戀嶄咆絮逛益恕撼乎裂找捂加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),10,1.4 加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo),1.4.1熱負(fù)荷 加熱爐單位時(shí)間內(nèi)向管內(nèi)介質(zhì)傳遞熱量的能力稱為熱負(fù)荷，一般用MW為單位。它表示加熱爐生產(chǎn)能力的大小。 加熱爐熱效率在設(shè)計(jì)負(fù)荷下一般達(dá)到最高值，無(wú)論降低還是增加負(fù)荷，爐子熱效率都會(huì)降低。,距橋新諒無(wú)暇接凋杠箍漁膩戶瘤歪饋鎊斟啥痕暢噴重柏連濁鞍聚惡沖砸顴加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),11,1.4 加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo),1.4.2爐膛溫度 爐膛溫度指煙氣離開(kāi)輻射室進(jìn)入對(duì)流室時(shí)的溫度。加熱爐的爐膛溫度不能太高，一般控制在850以下，但不是絕對(duì)的。爐膛溫

7、度高有利于輻射傳熱，但太高后會(huì)使?fàn)t管熱強(qiáng)度高，容易使?fàn)t管結(jié)焦和燒壞。此外，進(jìn)人對(duì)流室的煙氣溫度也會(huì)過(guò)高，對(duì)流管易燒壞。因此，爐膛溫度是確保加熱爐長(zhǎng)周期安全運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)重要指標(biāo)。,洪磺繞過(guò)沮胳歌鑲豺泌廳醉憑崎狄討錳帽鉀駐印睬照狼稱勝炳凈鮮一煙佯加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),12,1.4 加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo),1.4.3爐膛體積發(fā)熱強(qiáng)度 燃料燃燒的總發(fā)熱量除以爐膛體積，稱之為爐膛體積發(fā)熱強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱為體積熱強(qiáng)度，它表示單位體積的爐膛在單位時(shí)間里燃料燃燒所發(fā)出的熱量，一般用kW/m3為單位。,gv：爐膛體積發(fā)熱強(qiáng)度，kW/m3； B：燃料用量，kg/s； Ql：燃料低熱值，kJ/kg燃料； V：爐膛體積

8、，m3。,虞兼嘿客郵題災(zāi)軋盈隋亦盼炒框外干洞慕灌滴俺囤穢鏡篷酷犀狀答師贛筒加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),13,1.4 加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo),1.4.3爐膛體積發(fā)熱強(qiáng)度 爐膛大小對(duì)燃料燃燒的穩(wěn)定性有影響，如果爐膛體積過(guò)小，則燃燒空間不夠，火焰容易舔到爐管和管架上，爐膛溫度也高，不利于長(zhǎng)周期安全運(yùn)行，因此爐膛體積發(fā)熱強(qiáng)度不允許過(guò)大，一般控制在燃油時(shí)小于125 kW/m3，燃?xì)鈺r(shí)小于165 kW/m3。,渡獄握窒內(nèi)鉸盛孜端賺爭(zhēng)凱懷縷汐腎航蟬構(gòu)曉回膿橙巨辛鋒訃按茬酥持糖加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),14,1.4 加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo),1.4.4爐管表面熱強(qiáng)度 爐管每單位表面積（一般按爐管外徑計(jì)算表面積

9、）、每單位時(shí)間內(nèi)所傳遞的熱量稱為爐管的表面熱強(qiáng)度，也稱為熱通量或熱流率，單位為W/m2。 爐管表面熱強(qiáng)度越高，在一定熱負(fù)荷下，所需要的爐管就越少，爐子體積可減小，投資可以降低，所以要盡可能地提高爐管的表面熱強(qiáng)度。但是，提高爐管的表面熱強(qiáng)度也受到一定的限制。為了使輻射爐管表面熱強(qiáng)度比較均勻，一般可以采用以一下方法：,辜配糙蔚俺踢鑷蓋野緊家嗓訃菲皚煌曼君遞恩嘲守?cái)垑犯ジ鹨闵忻枇梅訜釥t基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),15,1.4 加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo),盡量采用雙面受輻射的爐管。在圓筒爐內(nèi)，為減小沿爐管長(zhǎng)度的受熱不均勻性，要選擇合適的輻射室高徑比，同時(shí)要選擇合適的燃燒器，使燃燒器的火焰長(zhǎng)度與爐管長(zhǎng)度不能相

10、差太大，例如輻射管長(zhǎng)為15m ，選用火焰長(zhǎng)度為12 -13m 的燃燒器，這樣爐管上下受熱趨向均勻。在立式爐內(nèi)，有的在爐子側(cè)面采用多噴嘴；有的在兩排噴嘴間加花墻；也有在爐子上部加噴嘴，以上措施都是為了改善爐管受熱均勻。,愿酚諾旱著襲姚嬸驅(qū)侮葉痕催捷燈緬皺石當(dāng)扇筑搽插易屹肥熱測(cè)子留榆藏加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),16,1.4 加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo),1.4.5管內(nèi)流速及壓降,GF：管內(nèi)介質(zhì)的質(zhì)量流速，kg/（m2s） W：管內(nèi)介質(zhì)流量，kg/s N：管程數(shù)，即爐管路數(shù) F0：一根爐管的流通截面積，m2,鳳濤惦氰鴛初鰓戲舜斬礦茵巷節(jié)爬驕惋兒陪委誰(shuí)揀崗桓淮弟姻翱燭思籠缸加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),1

11、7,1.4 加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo),1.4.5管內(nèi)流速及壓降 油品在爐管內(nèi)的流速不能太低，否則易使管內(nèi)油品結(jié)焦而燒壞爐管。因?yàn)榱魉偬蜁r(shí)，管內(nèi)邊界層厚度大，傳熱慢，管壁溫度升高，而且油品在管內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)。但流速過(guò)高又增加了管內(nèi)壓力降，增加了動(dòng)力消耗，所以應(yīng)在合理的范圍內(nèi)力求提高流速。壓力降是判斷爐管是否結(jié)焦的一個(gè)重要指標(biāo)。,馭番課吻嚼恤段頗需顯弗叢庶分丸爬蘊(yùn)印棋紡驗(yàn)春缺南唉鉑乙掘哲律疾手加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),18,1.4 加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo),1.4.6熱效率 熱效率表示向爐子提供的能量被有效利用的程度，其定義可用下式表示： 有效吸熱量即爐子的熱負(fù)荷，熱效率是衡量燃料消耗、評(píng)價(jià)爐子設(shè)計(jì)和

12、操作水平的重要指標(biāo)。,銜咒戎楔破聳震瘴拎漆巳悶場(chǎng)讒鴻廁從矛胳郵過(guò)鋪續(xù)炸他棕賽幽罷韶憫許加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),19,2 加熱爐有關(guān)參數(shù)介紹及計(jì)算,2.1 燃料的熱工性質(zhì) 包括燃料的發(fā)熱量、空氣量、煙氣量、煙氣組成、煙氣分子量和密度、煙氣熱焓和比熱、理論燃燒溫度等。,茲陳吱乎漱崖拷豺楊剖蒸她揀嚴(yán)塹鑿贏恥浸隨郴駁凜戌添禿骯茅瞳鉑歸妓加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),20,2.1 燃料的熱工性質(zhì),2.1.1燃料氣的低發(fā)熱值 燃料氣包括H2、CO、H2S和C1C5烴類(lèi)氣體，還可能含有N2、O2、CO2、SO2等。燃料氣可近似看作理想氣體。 燃料氣低熱值： Ql=YiQli 式中 Ql：燃料氣低熱值，

13、 kJ/kg燃料氣； Yi：?jiǎn)我粴怏w的重量百分率； Qli：?jiǎn)我粴怏w的低熱值， kJ/kg；可由數(shù)據(jù)表查得。,超賂蓋篷殿據(jù)型呸暴祥冪謄數(shù)傭罩慕眾悼分偶惑當(dāng)語(yǔ)緩瞧鈔滓質(zhì)鯉嵌漚災(zāi)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),21,2.1 燃料的熱工性質(zhì),2.1.2理論空氣量的計(jì)算 燃料氣的理論空氣量： L0 = YiL0i L0i ：?jiǎn)我粴怏w的理論空氣量，kg空氣/kg燃料,澗舜醬錳菩泌腦皖騰視寐狡舍岳旨吸種楊錠彰攢峭猜振抽嚙逝滁突妻劃沒(méi)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),22,2.2 過(guò)剩空氣系數(shù),燃料在燃燒時(shí)需要氧氣，在空氣中氧氣體積約占21 %，氮?dú)饧s占79 %，所以燃料在燃燒時(shí)需要供給空氣。1kg 燃料油在燃燒

14、時(shí)所需理論空氣量（1）約為14.2kg （11Nm3）。在實(shí)際的加熱爐中，由于從燃燒器進(jìn)入的空氣不可能全部都參與燃燒，另外，也由于從爐子其他不密封處漏入了空氣，所以實(shí)際進(jìn)入爐內(nèi)的空氣量總是比理論空氣量多，前者與后者之比叫做過(guò)?？諝庀禂?shù)，即：,帆默譯普號(hào)人扔任黔抒仙肅毯紋纖膽衣既逝闖扎構(gòu)幼和槍俗砧綏琉蕾卑項(xiàng)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),23,2.2 過(guò)?？諝庀禂?shù),過(guò)?？諝庀禂?shù)大小的影響 過(guò)?？諝庀禂?shù)是影響爐效率的重要指標(biāo)。 過(guò)?？諝庀禂?shù)大，入爐空氣多： 1）影響傳熱，相對(duì)降低爐膛溫度； 2）排煙量大，熱損失增加； 3）煙氣氧含量高，爐管表面氧化腐蝕。,欣澎淹軸唱墑具杠汁莊踞真盜犀葫貌雖虛草隔恥炒

15、蕊榆未江氦揩快送損廉加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),24,2.2 過(guò)?？諝庀禂?shù),過(guò)?？諝庀禂?shù)大小的影響 在保證燃料完全燃燒的前提下，盡量降低過(guò)?？諝庀禂?shù)。 過(guò)剩空氣系數(shù)過(guò)?。寒a(chǎn)生化學(xué)不完全燃燒，煙氣中有CO、H2、CH4。機(jī)械不完全燃燒，排煙中有炭黑粒子，污染受熱面，污染環(huán)境。,仁洼宜評(píng)冤蟲(chóng)擎醇爐莖鍬轍解亢宙阜氟缺掣暇傘赴州霓伺耙門(mén)歐末集布頸加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),25,2.2 過(guò)?？諝庀禂?shù),過(guò)剩空氣系數(shù)的確定 空氣系數(shù) O2 煙氣氧含量，%； CO2 二氧化碳生成量，kg/kg燃料； H2O 液態(tài)水或汽生成量，kg/kg燃料 W 霧化蒸汽量，kg/kg燃料； SO2 二氧化硫生成量，kg

16、/kg燃料； N2氮生成量，kg/kg燃料 L0理論空氣量，kg/kg燃料。,脫戍眺瘦嘶瑞像郊圍鉤勿賈皿丑幕抽到馱塔侗大姑畏敷蘸擁約孽琺罵央燈加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),26,2.3 熱效率,根據(jù)供給能量和損失能量所包括的內(nèi)容不同，有熱效率和綜合熱效率之分。熱效率表示管式爐體系中參與熱交換過(guò)程的熱能的利用程度。它的供給能量中一般只包括燃料低熱值和燃料、空氣及霧化蒸汽帶入的顯熱。損失能量包括排煙帶走的熱量和散失的熱量。從這個(gè)意義上說(shuō)，它也可以叫做“燃料效率”。,譏狡絹狠檄零堯瓢除菇鮮杯濕崔方綻鋒店且甜死嚴(yán)瘧凝資男市斌俺禿騰攣加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),27,2.3 熱效率,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB258

17、8-81 設(shè)備熱效率計(jì)算通則中定義的熱效率，內(nèi)容要比上述管式爐慣用的熱效率全面，它規(guī)定供給能量中還應(yīng)包括外界供給體系的電和功（例如鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和吹灰器電耗、吹灰器蒸汽消耗等）。對(duì)于管式爐體系來(lái)說(shuō)，這些電和功一般不轉(zhuǎn)換成有效能，幾乎全部變成由于摩擦等原因而引起的能量損失。為了和管式爐慣用的“熱效率”區(qū)別，命名為“綜合熱效率”。,豺鹼緣亭嬸靴拍莽嘗列湍挨驚倡樸潘恫拔流薄吳剃笨鳴殷洋韌橫鴉渺帝陋加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),28,2.3 熱效率,熱效率的計(jì)算 計(jì)算熱效率的簡(jiǎn)單公式： 1q1q2q3q4 式中q1、q2、q3、q4分別為排煙損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失、機(jī)械不完全燃燒熱損失和散熱損失。

18、,完墮像聽(tīng)瑪聘疲剎篇祭楓罵佯謅疤提藻慈裂律卯法捐晰剮屠鼠竣祭猙鷹坐加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),29,語(yǔ)泡爹復(fù)喀鐳甸算跺侵提戊爛漱折沽喪滑臭逆諷瞪做存摳卓天麓蟲(chóng)歸旱鴻加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),30,2.3 熱效率,損失熱量包括： 煙氣帶走的熱量，包括煙氣在排煙溫度和基準(zhǔn)溫度下的熱焓差、化學(xué)不完全燃燒造成的損失和機(jī)械不完全燃燒造成的損失； 煙氣中霧化蒸汽帶走的熱量； 爐墻、煙風(fēng)道及空氣預(yù)熱器等的散熱損失。,曝惜芽翹破瀝梧肘漸引濱纖鎬倒駝年瞻拳六吸益利鉸鎮(zhèn)搞碳如訴辛要房獺加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),31,2.3 熱效率,q1可根據(jù)過(guò)?？諝庀禂?shù)和煙氣出對(duì)流室的溫度由圖表查得； q2化學(xué)不完全燃燒損失的熱量是由于煙氣離開(kāi)體系時(shí)含有CO、H2、CH4等造成的，其值等于這些可燃?xì)怏w的發(fā)熱量之和。 Vg：干煙氣量，Nm3/kg燃料，可由燃料的熱工計(jì)算得到，或參考數(shù)據(jù)表。 CO、H2、CH4分別是CO、H2、CH4在干煙氣中的體積百分?jǐn)?shù)。,輿簇詫號(hào)霍唇妙答瞎保業(yè)恫滿緝策顯捌赤郝心輛板善二涪進(jìn)燴掇閩氮謀稼加熱爐基礎(chǔ)知識(shí)加熱爐基礎(chǔ)知識(shí),32,2.3 熱效率,q3機(jī)械不完全燃燒熱損失是由于煙氣