管式炉概述
加热炉学习
一、管式加热炉的结构及工作原理1.1 管式加热炉在炼油和石油化工中的重要性管式加热炉是一种火力加热设备，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰与烟气作为热源，加热在炉管中高速流动的介质，使其达到工艺规定的温度，以供给介质在进行分馏、裂解或反应等加工过程中所需的热量，保证生产正常进行。
与其他加热方式相比，管式加热炉的主要优点是加热温度高（可达1273K），传热能力高和便于操作管理。
近60多年所来，管式炉的发展很快，已成为近代石化工业中必不可少的工艺设备之一，在生产和建设中具有十分重要的地位。
例如：一个年处理量为2.5Mt原油的常减压蒸馏装置，虽所用的加热炉的座数不多，但其提供的总热量却达70MW，如果炉子加热能力不够，就会限制整个装置处理能力的提高，甚至无法完成预定的任务。
管式加热炉消耗的燃料量相当可观，一般加工深度较浅的炼厂，约占其原油能力的3%~6%，中等深度的占4%~8%，较深的为8%~15%，其费用约占操作费用的60%~70%，因此，炉子热效率的高低与节约燃料降低成本有密切的关系。
此外，管式炉炉管结焦、炉管烧穿、炉衬烧塌等事故也常常是迫使装置停工检修的重要原因。
在生产中，希望生产装置能达到高处理量、高质量和低消耗以及长周期、安全运转，大量实践表明，管式炉的操作往往是关键之一。
管式炉的基建投资费用，一般约占炼油装置总投资的10%~20%，总设备费用的30%左右，在重整制氢和裂解等石油化工装置中，则占建设费用的25%左右，因此，加热炉设计选型的好坏，还直接影响装置经济的合理性。
1.2 管式加热炉的分类和主要工艺指标1.2.1管式加热炉的分类管式炉的类型很多，如按用途分有纯加热和加热-反应炉，前者如：常压炉、减压炉，原料在炉内只起到加热（包括汽化的作用）；后者如：裂解炉、焦化炉，原料在炉内不仅被加热，同时还应保证有一定的停留时间进行裂解或焦化反应。
按炉内进行传热的主要方式分类，管式炉有：纯对流式、辐射-对流式和辐射式。
管式炉概述
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
●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℃。
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六、钢结构
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二、特殊性和重要性
2.1特殊性 与石油化工装置中的其它设备相比，管式炉的特殊
性在于直接火焰加热，即是直接见火设备；与一 般工业炉相比，管式炉的盘管要承受高温、高压 和介质腐蚀；与锅炉相比，管式炉盘管内的介质 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。这些就是石油化工管 式炉的特殊性。
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2.2重要性
管式炉在石油化工装置中的地位之所以重要，在于它是 主要的热能供应设备，同时也是节能的关键设备；其 基建投资占有相当高的比例；它是主要的污染源，也 就是解决环保问题的主要对象。
管式炉的燃料消耗占装置能耗的比例，管式炉投资占装 置投资的比例如下：
常减压 焦 化 连续重整 柴油加氢 制 氢 能耗比例 % 82～92 ~90 ~80 ~30 工程费 % 10～17 10～12 12～16 6～8 20～25
简化的热效率反平衡表达式 ： η＝(1-q1-q2-q3)×100%
η-加热炉热效率 q1 –排烟损失占总供热的比值，是排烟温度和过剩空气系
数的函数 q2 –不完全燃烧损失占总供热的比值 q3 –散热损失占总供热的比值
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7.2.1降低排烟温度以减少排烟损失
⑴ 减小末端温差 ⑵ 将需要加热的低温介质引入对流室末端。 ⑶采用各种空气预热器以预热空气 ⑷采用烟气余热锅炉以发生蒸汽 ⑸除灰除垢，保证管式炉长期高热效率运转 7.2.2降低过剩空气系数以减少排烟损失 7.2.3减少不完全燃烧损失 7.2.4减少散热损失 -15-
第一讲管式加热炉
炉管辐射表面热强度qR
15.7 10 2 qR 31345 W /m 0.21914.0 52
6
对流钉头管表面热强度qC
4.65106 2 qC 22833 W /m 0.219 3.7 80
管内质量流速GF
GF
3600 4
45000 (0.219 0.20)
横管大型箱式烧器和炉管交 错排列，单排管双面辐射，管子沿整个圆 周上的热分布要比单面辐射均匀的多。 • 燃烧器顶烧，对流室和烟囱放在地面上。
• 它的缺点是炉子体积大，造价很高，用于 单纯加热不经济。 • 目前在合成氨厂用它作为大型烃蒸汽转化 炉型，运转良好。
• 空气预热方式又有直接安装在对流室上面 的固定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， 不能长期保持太高的效率，它的优点是同 炉体结合成一体，设计制造比较简单，适 合于回收热量不大时选用。
• 废热锅炉一般多采用强制式循环方式，尽 量放到对流室顶部。
BQl gv V
式中 gv—炉膛体积发热强度，kW/m3；
B—燃料用量，kg/s；
Ql—燃料的低位热值，kJ/kg或kJ/m3；
V—炉膛或辐射室体积，m3。
• 炉膛大小对燃料的稳定性有影响，如果炉 膛体积过小，燃烧空间不够，火焰舔到炉 管和管架上，炉膛温度也高，不利于长期 安全运行，因此炉膛体积热强度不允许过 大，一般控制在：
钉头式对流炉管
翅片式对流炉管
3、余热回收系统
• 余热回收系统是从离开对流室的烟气进一 步回收余热的部分。回收方法分两类。
• 一类是靠余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“空气预热式”，后者因为常常 使用水回收，被称为“废热锅炉”。
应用化工专业毕业论文
摘要论文完成了管式加热炉工艺相关设计，包括燃烧、辐射室、对流室、余热回收及通风系统等模块，得到辐射室炉膛温度、炉管表面热强度、对流室介质出口温度、排烟温度等参数，适用于常减压、重整、焦化等不同用途，圆筒炉、双室立式炉、双面辐射立式炉等不同结构加热炉的相关问题。
通过测定、经验以及计算可获得传热系数的具体数值，可根据公式计算出该加热炉的真实传热能力以及传热效率，对加热炉的是否选用提供决定因素；从理论上分析了对加热炉效率的影响因素。
分析得出：排烟损失是加热炉能量损失中最大的一部分。
因此在考虑加热炉安全运行的前提下，降低排烟温度以及控制过剩空气系数是比较有效的节能措施。
强调了传热的最近本方式，即：热传导、热对流以及热辐射；理论分析为节能效果提供了定性的分析，热力计算为节能效果提供了一个定量的分析。
通过本论文也可在管式加热炉的节能改造以及燃料的节约方面寻求到可行性途径。
关键词：管式加热炉；类型；结构；传热系数；炉温、炉压；节能。
目录摘要 (1)目录 (2)前言 (4)第一章管式加热炉概述 (5)1.1管式加热炉的一般机构 (5)1.1.1辐射室 (5)1.1.2对流室 (5)1.1.3 余热回收系统 (6)1.1.4燃烧器 (6)1.1.5通风系统 (6)1.2管式加热炉的主要类型 (7)1.2.1蒸馏炉 (7)1.2.2 残渣油加热炉 (7)1.2.3加氢炉 (8)1.2.4重整炉 (9)1.2.5气体加热炉 (10)1.3管式加热炉的特点 (10)1.4管式加热炉的作用 (10)第二章传热 (12)2.1 传热过程 (12)2.2 传热的基本方式 (12)2.2.1 热传导 (12)2.2.2 热辐射 (13)2.2.3 热对流 (14)2.3 传热系数 (16)第三章管式加热炉的节能改造 (18)3.1 节能改造途径 (18)3.2加热炉在操作中的节能 (18)3.2.1控制燃烧供风 (19)3.3炼厂加热炉节能改造 (21)第四章结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)前言管式加热炉是炼油厂和石油化工厂的重要设备之一，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰与烟气作为热源，来加热管中流动的油品，使其达到工艺规定的温度，以供给原油或油品分馏、裂解和反应等加工过程中所需要的热量，保证生产正常进行。
管式炉操作步骤
管式炉操作步骤一、管式炉操作步骤简介管式炉是一种常用的工业加热设备，广泛应用于石化、冶金、化工等行业。
它具有体积小、加热效率高、温度控制精度高等优点。
下面将介绍管式炉的操作步骤，以便于操作人员正确、安全地使用管式炉。
二、准备工作1. 清理管式炉内外部分，确保无杂物和污垢；2. 检查管式炉设备是否完好，有无损坏或漏气现象；3. 检查管式炉的电源线是否接触良好，并确认电源电压是否与设备要求相符；4. 准备好工作所需的原料和工具。
三、操作步骤1. 打开管式炉的进气阀门，调整好进气量，控制燃气流量；2. 打开点火装置，点燃燃气，同时观察火焰是否稳定，无异常情况；3. 打开管式炉的电源开关，启动管式炉；4. 设置管式炉的工作温度，根据工艺要求选择合适的温度；5. 等待管式炉升温至设定温度，确保温度稳定后，将待加热物品放入管式炉内；6. 根据工艺要求，设定加热时间，启动加热程序；7. 在加热过程中，定期检查管式炉的运行状态，包括温度、压力等参数，确保正常运行；8. 加热结束后，关闭加热程序，停止加热；9. 将加热结束的物品取出，注意防止烫伤；10. 关闭管式炉的电源开关，并关闭进气阀门，切断燃气供应；11. 清理管式炉内部，及时清除残留物和污垢；12. 关闭管式炉的点火装置；13. 完成操作后，对管式炉进行检查，确保设备完好无损。
四、安全注意事项1. 操作人员必须熟悉管式炉的操作步骤和安全规定，并佩戴必要的防护设备；2. 在操作管式炉时，应保持清醒状态，切勿饮酒或服用药物；3. 在加热过程中，应定期检查管式炉的运行状态，如发现异常情况应及时采取措施，确保安全；4. 加热结束后，待加热物品可能存在高温，应注意防止烫伤；5. 在清理管式炉时，应切断电源并等待其冷却后再进行操作，防止触电或烫伤。
五、操作注意事项1. 操作人员应按照操作步骤进行操作，切勿随意更改或省略；2. 在加热过程中，不得随意打开炉门，以免影响加热效果；3. 加热结束后，应及时关闭电源开关和进气阀门，确保安全；4. 操作人员应保持注意力集中，避免操作失误。
马弗炉：实验室常用电加热设备
马弗炉：实验室常用电加热设备马弗炉：实验室常用电加热设备一、电炉电炉是实验室里常用的一种电加热设备，使用电炉时必须注意电源的电压应与电炉本身规定的电压相等，电炉连续使用时间不要过长，否则寿命缩短。
加热时，要在容器和电炉之间垫上石棉网，以保证容器受热均匀，加热的容器如是金属，不要触及炉丝，否则会发生触电事故。
二、电热套按容积分，有多种规格，它的加热电阻丝用绝缘的玻璃纤维包裹，既能保证受热均匀，又能增大加热面积，节省能源。
三、管式炉管式炉有一管式炉膛，利用电阻丝或硅碳棒加热，温度可以调节，炉膛中可插入一根耐高温的瓷罐或石英管，管中再放入盛有反应物的磁舟，反应物可在空气气氛或其他气氛中受热。
较高温度的恒温部位位于炉膛中部。
固体灼烧可以在空气气氛或其他气氛中进行，也可以进行高温下的气、固相反应，在通入其他气氛气或反应气时，炉管的两端应该用带有导管的塞子塞上，以便导入气体和引出尾气。
四、电热板可将容器直接放在电热板上加热五、马弗炉马弗炉是一种用电热丝或硅碳棒加热的密封炉子，温度可调，炉膛用耐高温才来制成，电热丝炉温度可达950C，碳硅棒炉的温度一般可达1300C，使用马弗炉时，带加热的物质不可直接放在炉膛内，必须放在耐高温的钳埚中。
加热时不得超过最高允许温度。
马弗炉内不允许加热液体和其他易挥发的腐蚀性物质。
如果要灰化滤纸或有机成分，在加热过程中应微微打开几次炉门，通空气进去。
管式炉和马弗炉属于高温炉，主要用于高温灼烧或进行高温反应，他们均由炉体和电炉温度控制器两部分组成，温度控制器通常使用热电偶温度计，它是由热电偶和毫伏计组成。
热电偶由两根不同的金属丝焊接一端制成，将此焊接端插入待测温度处，为焊接端分别接到毫伏计的正负极上。
不同的温度产生不同的热电势，毫伏计指示不同读数，一般讲毫伏计的读数换算成温度数，这样就可以从表的指针位置上直接读出温度，一般情况下，都是把反应控制在某一温度下进行，这只要把热电偶和一只接入电路的温度控制器链接起来，就组成了自动温度控制器。
管式炉工作原理
管式炉工作原理一、管式炉概述管式炉是一种常用的加热设备，广泛应用于化工、冶金、电子、食品等工业领域。
它通过将加热源放置在管内，通过管壁的传导和辐射热传递的方式，将热量传递给被加热物体，从而实现加热的目的。
管式炉具有加热速度快、温度均匀、节能等优点，因此受到了广泛关注和应用。
二、管式炉的结构管式炉由加热管、炉体、绝热层、清扫装置、控制系统等部分组成。
1.加热管：加热管是实现加热的核心部件，通常采用金属材料制成，内部充入加热介质。
根据被加热物体的要求和工艺的不同，加热管可以为单管式、双管式或多管式。
2.炉体：炉体是容纳加热管的外壳，通常采用钢板焊接而成。
炉体具有良好的密封性能，可以有效防止热量损失和外界杂质进入。
3.绝热层：绝热层位于炉体和外界环境之间，通常采用耐高温材料制成。
绝热层的作用是减少能量的散失，提高加热效率。
4.清扫装置：清扫装置用于定期清理加热管表面的沉积物和污垢，保持加热管的高效工作状态。
5.控制系统：控制系统用于监控和调节炉内温度、压力等参数，保证管式炉的稳定运行。
三、管式炉的工作原理管式炉的工作原理可以分为加热、传热和传质三个过程。
1.加热过程：加热过程是指通过加热管将热量传递给被加热物体的过程。
加热管内充满了加热介质，当加热介质被加热后，传递热量给管壁。
管壁与被加热物体接触，热量被传导到被加热物体中，使其温度升高。
2.传热过程：传热过程是指加热管中的热量通过管壁的传导和辐射传递给被加热物体的过程。
当加热介质受热后，传热至管壁。
管壁与被加热物体接触时，热量通过传导传递给被加热物体表面，并通过辐射传递给被加热物体内部。
3.传质过程：传质过程是指被加热物体内部的质量转移过程。
热量的传递会引起被加热物体内部质量的变化，如气体内部压力的增加、液体内部的蒸发等现象。
四、管式炉的应用领域管式炉广泛应用于化工、冶金、电子、食品等工业领域。
1.化工领域：在化工领域，管式炉可用于加热和干燥生产中的化工原料和成品。
管式炉执行标准-概述说明以及解释
管式炉执行标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在撰写"管式炉执行标准"这篇长文之前，我们需要对管式炉的执行标准进行一个整体的介绍和概述。
管式炉作为一种重要的热处理设备，在工业生产中得到了广泛的应用。
为了保障管式炉的正常运行和使用效果，制定和执行管式炉的执行标准变得尤为重要。
管式炉执行标准是一个规范性的文件，旨在规定和指导管式炉的设计、制造、安装、调试和维护等各个环节的操作要求和技术要求。
它起到了重要的指导作用，对于保证管式炉的安全运行、提高生产效率、降低能耗和环境污染具有重要意义。
管式炉执行标准的制定需要考虑到各类因素，包括炉型、炉膛结构、烧嘴设计、介质选择、控制系统等等。
通过制定明确的标准，可以使得管式炉的设计更加合理，生产工艺更加安全稳定，炉内温度控制更加准确可靠。
同时，管式炉执行标准的制定也需要考虑到国内外相关标准的参考和借鉴，以便提高制定的科学性和完整性。
通过与国际标准接轨，可以更好地满足国内外用户对于管式炉质量和性能的需求，提高国内管式炉行业的竞争力。
总之，管式炉执行标准的制定和执行对于确保管式炉的质量和安全运行具有极其重要的意义。
它不仅能够为管式炉的设计、制造、安装提供明确的指导，还可以促进管式炉行业的健康发展和技术创新。
在未来的发展中，我们有理由相信，通过不断完善管式炉执行标准，我们将能够生产出更加高效、安全、环保的管式炉产品，推动热处理技术的进一步提升。
文章结构部分主要介绍了整篇文章的组织结构和章节安排。
本文总共分为三个主要部分：引言、正文和结论。
下面具体介绍这三个部分的内容和章节安排。
引言部分（Introduction）主要包括以下三个章节：1.1 概述（Overview）：介绍了文章所涉及的主题-管式炉执行标准的背景和概要，引出本文对管式炉执行标准的讨论。
1.2 文章结构（Structure of the Article）：本章节即本段所在部分，详细阐述了本文的章节安排和内容概要。
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二、特殊性和重要性
2.1特殊性 与石油化工装置中的其它设备相比，管式炉的特殊
性在于直接火焰加热，即是直接见火设备；与一 般工业炉相比，管式炉的盘管要承受高温、高压 和介质腐蚀；与锅炉相比，管式炉盘管内的介质 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。这些就是石油化工管 式炉的特殊性。
103.7
293
58.1
加热炉与其他设备联合回收余热
例：将空冷出装置的油料引入热油式空气预热器，将空 气预热到60~80℃，再进烟气-空气预热器，既降低能 耗，又解决露点腐蚀问题。
提高加热炉热效率
常减压炉热效率已从1970年代以前的60~75%，提高到 现在的85~93%
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7.2提高热效率的措施
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2.2重要性
管式炉在石油化工装置中的地位之所以重要，在于它是 主要的热能供应设备，同时也是节能的关键设备；其 基建投资占有相当高的比例；它是主要的污染源，也 就是解决环保问题的主要对象。
管式炉的燃料消耗占装置能耗的比例，管式炉投资占装 置投资的比例如下：
常减压 焦 化 连续重整 柴油加氢 制 氢 能耗比例 % 82～92 ~90 ~80 ~30 工程费 % 10～17 10～12 12～16 6～8 20～25
示辐射室传热的激烈程度。它也是管式炉操作中的重 要控制指标。
对流室烟气流速—烟气通过对流室管束流动的
快慢。它影响到对流传热系数的大小和烟囱的 高低。
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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 -9-
-7-
辐射管平均热强度—表示单位时间通过炉管单位外
表面积的热量，w/m2。它也是管式炉先进性的重要 指标。标准称呼是“热流密度”。
管内介质流速—表示介质在管内流动的快慢，有质
量流速（kg/m2.s）和线速（m/s）两种表达方式， 还有经济流速和品质流速之分。
火墙温度—烟气出辐射室温度，也称桥墙温度。它表
管式炉概述
一、发展简史及其分类 二、特殊性和重要性 三、重要工艺设计参数 四、盘管系统 五、炉衬及耐火隔热材料 六、钢结构 七、降低能耗、提高效率及余热回收系统
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一、发展简史及其分类
1.1发展简史
古老的炼油工艺是釜式蒸馏，下面是一个加热釜（一口大锅）， 上面是分馏塔（笼屉）。由于加热式釜仅底部受热，传热强度大， 而釜内介质又几乎不流动，因此釜底特别容易结焦。整个操作是 间隙式的。大约在1911年出现了连续蒸馏，管式加热炉才取代了 “加热釜”，独立的蒸馏塔代替了蒸锅上的“笼屉”。 这在炼 油工业史上是一个划时代的事件。经过大约一个世纪的发展，管 式炉已经有了翻天覆地的变化 ：从最初的“管式釜”“堆形炉” 到纯对流炉、辐射-对流炉；从单面辐射到双面辐射；从纯加热 型到加热-反应型；从几兆瓦的小型炉到几十几百兆瓦的大型炉； 这就是管式炉的发展简史。
三、重要工艺设计参数
管式炉的重要工艺设计参数有：热负荷、热效率、 辐射管热强度、管内介质流速、火墙温度、对 流室烟气流速等。
热负荷—被加热介质吸收的热量，注意不是燃料的放
热量，也不是加热炉的供给热量。它表示管式炉规模 的大小，MW。
热效率—表示供给管式炉的热量被有效利用的程度，
%。它是管式炉先进性的重化工管式炉按其功能可分为加热型和加热反应型两大类。
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。
材料—Q235-BF、Q235-B、Q345-D等 结构计算 结构设计
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七、降低能耗、提高效率
及余热回收系统
管式炉的燃料消耗是炼油厂的能耗大户，见第 5页，下面以常减压装置为例进行讨论。
常减压装置的能耗一般占全厂能耗9.5~11%。 例如一座包括18套装置，加工中东含硫原油 800万吨/年的炼油厂，全厂能耗88.10kg标油/ 吨原油，常减压装置能耗9.85kg标油/吨原油， 占全厂的11.18%
简化的热效率反平衡表达式 ： η＝(1-q1-q2-q3)×100%
η-加热炉热效率 q1 –排烟损失占总供热的比值，是排烟温度和过剩空气系
数的函数 q2 –不完全燃烧损失占总供热的比值 q3 –散热损失占总供热的比值
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7.2.1降低排烟温度以减少排烟损失
⑴ 减小末端温差 ⑵ 将需要加热的低温介质引入对流室末端。 ⑶采用各种空气预热器以预热空气 ⑷采用烟气余热锅炉以发生蒸汽 ⑸除灰除垢，保证管式炉长期高热效率运转 7.2.2降低过剩空气系数以减少排烟损失 7.2.3减少不完全燃烧损失 7.2.4减少散热损失 -15-
常减压炉燃料消耗约占常减压装置能耗的 80~90%。新设计的1000万吨/年常减压装置 总能耗9.5万千卡/吨原油，常减压炉燃料消耗 8.2万千卡/吨原油，占全装置的86.35%。
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7.1降低能耗的措施
优化换热流程，降低炉子热负荷
例：800万吨/年常压炉 入炉温度 ℃ 热负荷 MW
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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
●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℃。
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六、钢结构
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加热炉简介
人孔门；2—炉顶；3—尾部 烟道；4—桥墙；5—燃烧器； 6—壳体；7—对流段；8—折 流砖；9—转油线；
10—炉管；11—扩面管； 12—回弯头；13—弯头箱； 14—辐射段；15—遮蔽段； 16—看火门；17—管架；
18—耐火衬里；19—管板； 20—柱墩；21—烟囱；22— 平台