石油化工管式炉的基础知识
第1课：石化管式炉概述
四、盘管系统
盘管系统包括炉管及其连接件、支承件。 炉管及其连接件材料选择—温度、压力、 介质腐蚀性 炉管支承件材料选择—烟气温度及其腐蚀 性 炉管壁厚计算—SH/T3037 炉管支承件强度计算 炉管支承方式和支承间距
五、炉衬及耐火隔热材料
炉衬结构—砖结构、衬里（浇注料、可塑料）、 陶瓷纤维结构、复合结构
1.2 分类 1.2.1按功能分类 1).加热型管式炉仅对其被加热介质进行加热。 被加热介质在管式炉内吸收足够的热量后到 后续设备中进行传热、传质、分馏和化学反 应等。 2).加热-反应型管式炉的炉管内介质一边吸热， 一边进行着复杂的化学反应。在这类管式炉 内，炉管不仅是传热的媒体，同时也是直接 火焰加热的反应器。
炉衬材料选择—热面温度、温度裕量、耐火隔热 材料的分类温度或等级温度、烟气的腐蚀性
炉衬厚度计算
炉墙外壁温度—SH/T3036规定：环境温度27℃，
无风条件下，外壁温度不高于80℃。
六、钢结构
材料—Q235-BF、Q235-B、Q345-D等
结构计算 结构设计
七、余热回收系统
石化管式炉的余热回收系统一般有两种：烟气 余热锅炉系统或空气预热系统
常减压
能耗 %
焦 化
连续重整 柴油加氢 制 氢
~80 ~30
82～92 ~90
工程费 %
10～17 10～12
12～16
6～8
20～25
三、石化管式炉的结构构成
3.1功能性结构构成 石化管式炉的功能性结构构成包括下列几大 部分： 辐射室—主要功能是辐射传热 对流室—主要功能是对流传热 烟囱—主要功能是排出烟气并保证炉内负 压 余热回收系统—主要功能是回收热能 燃烧器—主要功能是供热
管式炉原理
管式炉原理
管式炉是一种常见的工业加热设备，广泛应用于石油化工、冶金、玻璃等行业。
它采用燃气或液体燃料作为热源，通过管道输送热能，将热能传递给加热介质，实现加热作用。
管式炉的工作原理主要包括热能产生、传输和利用三个方面。
首先，管式炉的工作原理涉及热能的产生。
燃气或液体燃料在燃烧室内燃烧，
产生高温高压的燃烧气体。
这些燃烧气体通过燃烧室内的燃烧器，形成高温高压的燃烧气流，为管式炉提供了热能来源。
其次，管式炉的工作原理涉及热能的传输。
燃烧产生的热能通过管道输送到加
热介质所在的位置。
管道内的热能传输主要依靠对流和辐射两种方式。
热能通过管道壁传递给介质，使介质温度逐渐升高，从而实现加热作用。
最后，管式炉的工作原理涉及热能的利用。
加热介质在接受热能的过程中，温
度逐渐升高，达到所需的加热温度后，可以用于加热工艺过程中的物料或流体。
这样，管式炉实现了热能的有效利用，为工业生产提供了必要的加热条件。
总的来说，管式炉通过燃烧产生热能，通过管道输送热能，将热能传递给加热
介质，实现加热作用。
它的工作原理涉及热能的产生、传输和利用三个方面，是一种高效、可靠的工业加热设备。
在实际应用中，需要根据工艺要求和介质特性选择合适的管式炉型号和燃料类型，合理设计管道布局和控制系统，确保管式炉的正常运行和安全生产。
总之，管式炉作为一种重要的工业加热设备，其工作原理清晰明了，通过燃烧
产生热能，通过管道输送热能，将热能传递给加热介质，实现加热作用。
了解管式炉的工作原理，有助于我们更好地选择和使用管式炉，提高工业生产的效率和质量。
管式炉课件1基础知识
1.5 加热炉的吹灰控制
• 若炉管积灰严重，将会增加传热热 阻，降低加热炉热效率，增加烟气 流动阻力，排烟温度升高，影响加 热炉的出力与安全运行。 • WQD-Ⅱ型气动旋转式吹灰器 • 吹灰时间、吹灰次数、启动方式均 可调整，吹灰半径1.2m，气源压力 0.5～1.Mpa。
3.辐射表面热强度：辐射炉管每单 位表面积在单位时间内所传递的热 量。表面热强度不超过28KW/m2 4.对流表面热强度：含义同辐射热 强度一样，但它是对对流室而言。 5.热效率：它表示向炉子提供的能 量被有效利用的程度，可用公式表 示为η=被加热介质吸收的有效能 量/ 供给炉子的能量。它是衡量燃 料消耗、评价加热炉设计和操作水 平的重要指标。
1.2 油田用加热炉分类与型号
按基本结构分为： 管式直接加热炉、火筒式加热炉 按被加热介质的种类分为： 原油加热炉、井产物加热炉、 生产用水加热炉、天然气加热炉 按燃料种类分类： 燃气加热炉、燃油加热炉、 燃油燃气加热炉
型号编制方法及命名
加热炉型式代号：
加热炉型式 火筒式直接加热炉 火筒式间接加热炉 代号 HZ HJ
加热炉额定热负荷系列
40 50 63 80 100 125 160 200
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
2.炉膛体积发热强度： 燃料燃烧的总发热量除以炉 膛体积，称之为炉膛体积发热 强度，简称为体积热强度，它 表示单位体积的炉膛在单位时 间内燃料燃烧所发出的热量。
•B=F/Ql xη •B---燃料用量（kg/h, Nm3/h） •F----热负荷 KW •Ql---燃料低发热值 （燃料油：10000 Kcal/kg, 天然气: 8500 Kcal/Nm3） •η---热效率
管式炉的工作原理
管式炉的工作原理
管式炉是一种利用管道将燃烧产生的热量传导传递给加热物体的设备。
它由燃烧室、烟气管道、隔热层和加热管道等组成。
管式炉的工作原理如下：首先，将燃料（如天然气、燃油等）引入燃烧室，并与适当的空气混合。
然后，通过点火使燃料燃烧产生高温的燃烧气体。
燃烧气体在燃烧室内流动，并经过烟气管道被引导到管式炉设备的加热区域。
加热区域通常由多个并联或串联的加热管道组成。
燃烧气体在加热管道内部传导热量，使加热管道升温。
加热管道的表面通常采用优良的导热材料，以提高热传导效率。
同时，加热管道的外部涂有高效的隔热层，以减少热量损失。
待加热物体通过管式炉内的加热区域时，加热管道将热量传导给加热物体，使其升温。
热量的传递通过对流、辐射和传导等方式进行，提高加热效果。
一般来说，管式炉的加热区域可采用单向或往返方式，以满足特定的加热要求。
通过控制燃料供给、空气流量和加热时间等参数，可以调节管式炉的加热温度和加热速度，以适应不同的加热需求。
同时，在保证正常工作的基础上，合理选择隔热材料和降低热损失，可以提高管式炉的能量利用效率。
总结：管式炉利用燃料燃烧产生的高温燃烧气体，通过管道传导热量给加热物体，实现加热过程。
通过合理控制参数和隔热设计，可以提高管式炉的效率和性能。
管式炉的相关原理介绍
管式炉的相关原理介绍管式炉是一种常见的热处理设备，广泛应用于各类工业生产中。
本文将介绍管式炉的相关原理，包括工作原理、炉体结构、热传递原理等方面的内容。
一、工作原理管式炉是一种加热装置，用于加热工件或料件，将其加热到一定温度范围内，以满足工业生产中的各种需求。
管式炉采用间接加热方式，即通过高温燃烧气体或电加热器加热管内的热传递油，再将热传递油传递给管壁，以此将工件或料件加热。
二、炉体结构管式炉由燃烧室、热交换器、管道、管壁、工件传递装置等元件组成。
其中，燃烧室包括燃烧器、点火器等部件，用于将气体燃烧产生高温的气体。
热交换器包括热传递油装置、传热管、绝热层等部分，用于将热传递油加热后传递给管壁。
管道用于将加热油循环送入热交换器中。
管壁负责将加热油传递给工件或料件，使其被加热。
工件传递装置用于将工件或料件送入管壁内进行加热。
三、热传递原理管式炉的热传递原理主要包括对流传热、辐射传热和导热传热三种方式。
1.对流传热在管式炉内，热传递油被加热后，以对流方式进行传递。
具体来说，油经过热交换器后，流经管道返回至燃烧室，并再次被加热。
这样的循环过程既可以保证油温度达到要求，也可以保证工件或料件得到均匀的加热。
2.辐射传热在管式炉内，燃烧室内部的高温气体可以通过辐射方式传热。
燃烧室顶部通常安装有辐射板，将燃烧室内部的辐射热传递给管式炉内的工件或料件。
3.导热传热在管式炉内，热传递油经过热交换器被加热后，进入管壁内，经过管壁的导热传递机制将热量传递给工件或料件。
在管壁内，热传递油流经管子时，管子的壁厚会对导热传热起到一定的影响。
四、总结以上是管式炉的相关原理介绍，管式炉的应用非常广泛，可以用于热处理、干燥、烘焙等不同领域的生产过程。
在工业生产中，管式炉对于提高生产效率、改善产品质量等方面起到了重要作用。
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
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。
石油化工管式炉的基础知识
石油化工管式炉的基础知识管式加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业使用的。
工业中使用的工艺加热炉，它具有其他工业炉所没有的若干特点。
1.工作原理石油化工管式炉是直接见火的加热设备，燃料在管式炉的辐射室内燃烧，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热传递给管内的被加热介质，这就是管式炉的工作原理。
2.管式加热炉的特征是：(1)被加热物质的管内流动，故仅限于加热气体或液体。
而且，这些气体或液体通常都是易燃的烃类物质，同锅炉加热水或蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多。
(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。
3.管式加热炉的分类3.1 按功能分类；加热型管式炉和加热-反应型管式炉3.2 按炉型分类：圆筒炉、立式炉和大型箱式炉3.3 按工艺用途分类；加热炉和反应炉反应炉：炉管类被加热的物料在压力和催化剂作用下进行反应。
4.管式加热炉结构管式加热炉的一般结构：一般由辐射室、对流式、余热回流系统、燃烧器以及通风系统五部分组成。
4.1 辐射室辐射室是通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。
这个部分直接受到火焰冲刷，温度最高，必须充分考虑说用材料的强度、耐热性能等。
这个部分是热交换的主要场所，全炉热负荷的70%-80%是由辐射室担负的，它是全炉最重要的部位。
烃蒸汽转化炉、乙烯裂解炉等，其反应和裂解过程全部都用辐射室来完成。
可以说，一个炉子是优是劣主要看它的辐射室性能如何。
4.2 对流室对流室是靠由辐射室出来的烟气进行对流换热的部分，但实际上它也是有一部分辐射热交换，而且有时辐射换热还占有破大的比例。
所谓对流室不过是指“对流传热起支配作用”的部位。
对流室内密布多排炉管，烟气比较大速度冲刷这些管子，进行有效的对流换热。
对流室一般担负全炉热负荷的20%~30%。
对流室吸热量的比例越大，全炉的热效率越高，但究竟占多少比例合适应根据管内流体同烟气的温度差和烟气通过对流管排的压力损失等，选择最经济合理的比值。
石油化工管式工艺加热炉简介
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石油化工管式工艺加热炉简介郑战利管式加热炉在一个有衬里的密闭体内设置有大量的相互连接的优质或合金无缝钢管，被加热介质在一连串的无缝钢管内以很高流速通过，燃料在密闭体内燃烧产生高温烟气，高温烟气通过辐射、对流和传导把热量传给被加热介质，把被加热介质加热到生产工艺规定的温度或完成一定的化学反应深度；这类设备统称为管式加热炉。
管式加热炉的范畴包含热水和蒸汽锅炉、热载体加热炉、油田水套炉、输油管道加热炉、炼油和石化生产装置的工艺加热炉等。
今天我们所讲的管式加热炉是炼油和石油化工生产装置的工艺加热炉，简称为石化工艺加热炉。
石化工艺加热炉的主要特点是1.被加热介质为易燃、易爆的液体或气体，且温度和压力较高。
操作条件苛刻。
安全运行要求高。
2. 加热方式为明火加热。
3. 长周期连续生产。
4. 所用燃料为液体或气体燃料。
管式加热炉应满足的要求1. 完成一定的传热任务，燃料耗量少、需要的传热面积小。
2. 被加热介质不受局部过热。
3. 在纯加热型管式加热炉中，被加热介质无分解或仅有极少量分解。
4. 在加热—反应型管式加热炉中，保证被加热介质的反应深度达到生产工艺要求，且炉管中结焦量最少。
5. 安全、稳定、连续运行周期在3~5年。
6. 排烟中的有害物含量和噪声必须符合国家标准规定。
管式加热炉的主要操作参数1、有效热负荷：为各种被加热介质从体系入口状态到出口状态所吸收的能量之和，它等于供给能量与损失能量之差， Kw2、排烟损失热量：排出体系的烟气带走的热量。
Kw3、燃料不完全燃烧损失热量：由于燃烧设备及燃烧工况等原因造成燃料没有完全燃烧而未能释放出的反应热。
Kw4、散热损失热量：体系内所有设备及管线表面向周围环境中散失的热量。
Kw5、附属设备能耗：鼓风机、引风机、吹灰器、热载体循环泵等辅助设备所耗掉的能量，按供给这些设备的能量计算。
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石油化工管式炉的基础知识
管式加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业使用的。
工业中使用的工艺加热炉，它具有其他工业炉所没有的若干特点。
1.工作原理
石油化工管式炉是直接见火的加热设备，燃料在管式炉的辐射室内燃烧，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热传递给管内的被加热介质，这就是管式炉的工作原理。
2.管式加热炉的特征是：
(1)被加热物质的管内流动，故仅限于加热气体或液体。
而且，这些气体或液体通常都是易燃的烃类物质，同锅炉加热水或蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多。
(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。
3.管式加热炉的分类
3.1 按功能分类；加热型管式炉和加热-反应型管式炉
3.2 按炉型分类：圆筒炉、立式炉和大型箱式炉
3.3 按工艺用途分类；加热炉和反应炉
反应炉：炉管类被加热的物料在压力和催化剂作用下进行反应。
4.管式加热炉结构
管式加热炉的一般结构：一般由辐射室、对流式、余热回流系统、燃烧器以及通风系统五部分组成。
4.1 辐射室
辐射室是通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。
这个部分直接受到火焰冲刷，温度最高，必须充分考虑说用材料的强度、耐热性能等。
这个部分是热交换的主要场所，全
炉热负荷的70%-80%是由辐射室担负的，它是全炉最重要的部位。
烃蒸汽转化炉、乙烯裂解炉等，其反应和裂解过程全部都用辐射室来完成。
可以说，一个炉子是优是劣主要看它的辐射室性能如何。
4.2 对流室
对流室是靠由辐射室出来的烟气进行对流换热的部分，但实际上它也是有一部分辐射热交换，而且有时辐射换热还占有破大的比例。
所谓对流室不过是指“对流传热起支配作用”的部位。
对流室内密布多排炉管，烟气比较大速度冲刷这些管子，进行有效的对流换热。
对流室一般担负全炉热负荷的20%~30%。
对流室吸热量的比例越大，全炉的热效率越高，但究竟占多少比例合适应根据管内流体同烟气的温度差和烟气通过对流管排的压力损失等，选择最经济合理的比值。
对流室一般都布置在辐射室之上，与辐射室分开，单独放在地面上也可以。
为了尽量提高传热效果，多数炉子在对流室
采用了钉头管个翅片管。
4.3 余热回收系统
余热回收系统是从离开对流室的烟气中进一步回收余热的部分。
回收的方法分两类。
一类是靠预热燃烧用空气来回收热量，这些热量再次返回炉中。
另一类是采用同炉子完全无关的其他流体回收热量。
前者称为“空气预热方式”，后者因为常常使用水回收，被称为“废热锅炉”方式。
空气预热方式又有直接安在对流室上面的固定管式空气预热器和单独放在地上的回转式空气预热器等种类。
固定管式空气预热器由于低温腐蚀和积灰，不能指望长期保持太高的热效率，它的优点是同炉体结合成一体，设计和制造比较简单，适合热回收量不大时选用。
废热锅炉一般多采用强制循环方式，尽量放到对流室顶部。
目前，炉子的余热回收系统以采用空气预热方式为多，通常只有高温管式炉（如烃蒸汽转化炉、乙烯裂解炉）和纯辐射炉才使用废热锅炉，因为这些炉子的排烟温度太高。
安设余热回收系统以后，整个炉子的总
热效率能达到88%~90%。
4.4 燃烧器
燃烧器产生热量，是炉子的重要组成部分。
如前所述，管式加热炉只燃烧料气和燃料油，所以不需要烧煤那样复杂的辅助系统，火嘴结构也比较简单。
由于燃烧火焰猛烈，必须特别重视火焰与炉管的间距以及燃烧间的间隔，尽可能使炉膛受热均匀，使火焰不冲刷炉管并实现低氧完全燃烧。
为此，要合理选择燃烧器的型号，仔细布置燃烧器。
4.5 通风系统
通风系统的任务是将燃烧用空气导入燃烧器，并将废烟气引出炉子，它分为自然通风方式和强制通风方式两种。
前者依靠烟囱本身的抽力，不消耗机械功。
后者要使用风机，消耗机械功。
5. 管式炉的主要技术指标
5、1热负荷
每台管式加热炉单位时间内向管内介质传递热量的能力称为热负荷。
5.2 辐射表面热强度
辐射炉管每单位面积（一般按炉管外管外径计算表面积）、每单位时间内所传递的热量qR称为炉管的辐射表面热强度，也称为辐射热通量或热流率，单位为W／㎡。
qR表示辐射室炉管传热强度的大小。
它一般指全辐射室所有炉管的平均值。
由于辐射室内各部位受热不一样，不同的炉管以及同一根炉管上的不同位置，实际上局部热强度很不相同。
一台炉子的平均辐射热强度究竟取多少为宜，与许多因素有关，例如管内介质的特性、管内介质的流速、炉型、炉管材料、炉管尺寸、炉管的排列方式等等。