加热炉第五章讲义
加热炉与换热器培训资料全
加热炉及换热器培训讲义2011年4月目录第一部分加热炉基本知识 (3)一、概述 (3)二、管式加热炉的主要技术参数 (3)三、油田用加热炉的炉型及表示方法 (4)四、管式加热炉设计的基础数据 (5)五、加热炉热效率测试方法 (6)六、提高加热炉热效率的措施 (6)七、加热炉的吹灰控制 (9)第二部分管式直接加热炉简介 (10)一、管式直接加热炉的原理、性能特点、遵守的标准规及应用 (10)二、管式直接加热炉结构形式及特点 (11)三、管式加热炉的运行与操作 (14)四、管式加热炉故障处理 (17)五、管式加热炉的维护与保养 (19)第三部分水套加热炉简介 (21)一、水套加热炉的工艺原理、性能特点及遵守的标准规 (21)二、水套加热炉结构形式描述 (22)三、水套加热炉运行注意事项 (23)五、U形管式换热器简介 (24)一、U形管式换热器的结构特点、设计规及型号表示 (24)二、换热器的维护和检修 (26)第一部分加热炉基本知识一、概述油田和长输管线加热炉(以下简称油田加热炉)系指用火焰加热原油、天然气、水及其混合物等介质的专用设备，是油、气生产和输送中广泛使用的设备。
在油、气田的集油站、集气站和联合站等站(库)，加热炉对原油、井产物、生产用水和天然气等介质进行加热，以满足油气集输处理工艺的要求。
在原油和天然气长输管道中，通过加热炉对原油和天然气进行加热，以满足原油和天然气长距离输送的要求。
应该指出，油气田和长输管线用加热炉，其对介质进行加热所要求达到的温度都不高，一般只几十度，且介质无化学变化，这是与石油炼制、石油化工所用加热炉不同之点。
二、管式加热炉的主要技术参数1、热负荷单位时间向炉管被加热介质传递热量的能力称为热负荷，一般用KW表示。
它表示加热炉生产能力的大小。
2、热效率加热炉输出有效热量与供给热量之比的百分数叫热效率。
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。
加热炉操作说明书
第一章加热炉煤气操作说明1 .高炉煤气送气说明1.1 送气前的检查●送高炉煤气前检查10只点火烧嘴的燃烧状况或炉内温度（应高于800℃）。
●检查鼓风机（开）、引风机（开）的运转状况。
●高炉煤气总管盲板阀关，金属硬密封蝶阀关，快速切断阀开。
●各煤气两位四通换向阀的工作状态是否正常。
●各煤气蓄热式烧嘴前的手动蝶阀是否关死。
1.2 高炉煤气管道的分段吹扫●将三段煤气调节阀关至最小，然后将煤气侧的三段烟气调节阀关至最小。
●检查换向阀，将3段煤气调节阀重新开至最大。
●打开高炉煤气管各段末端放散阀，并检测其下面的取样口是否关闭。
●手工打开高炉煤气吹扫阀，接入氮气进行吹扫约30分钟。
（在此之前应进行煤气总管金属硬密封蝶阀之前的管路吹扫和放散，同时高炉煤气应送达该处。
）●密切注意接点处煤气总管道内的压力，绝对不允许超过10kPa，若超过此压力就有可能损坏煤气管道上安装的压力变送器。
●吹扫气源切断。
1.3 送高炉煤气●将三段煤气侧烟气调节阀开大，将炉膛压力降为负压（约-10～0Pa）,但应注意尽量不要影响炉温。
●将三段煤气调节阀和二段空气调节阀关至最小（均热段除外，因为均热段风机供给的风同时也供给点火烧嘴，点火烧嘴的煤气单独有一路供给）。
●确认换向2~3次后，将换向方式设为定时方式。
●打开均热段最靠近烘炉烧嘴的上部及下部各一对煤气蓄热式烧嘴及空气蓄热式烧嘴的手动阀，即MD和K1以及MD和K2，共4个，送气入炉，注意炉两侧对称操作。
●逐渐开大均热段煤气调节阀，观察燃着后即逐渐开大均热段空气调节阀。
●照以上方法点燃其后的烧嘴及第二加热段、第一加热段烧嘴。
●确认高炉煤气点燃后打开均热段的空气调节阀，调整空煤气比例为0.75﹕1。
●在炉温升至840℃以上时，将换向方式设为自动定时换向。
同时炉内有明火、高炉煤气稳定燃烧，可以关闭烘炉烧嘴。
3 . 烘炉用高炉煤气切断说明●关闭所有烘炉烧嘴，空气蝶阀微微打开保护烧嘴直至炉温降至常温。
第五章前馈控制系统ppt课件
第5章
前馈控制系统
5.1 前馈控制系统的特点 5.2 前馈控制系统的几种主要结构形式 5.3 前馈控制规律的实施 5.4 前馈控制系统的应用 5.5 前馈控制系统的参数整定 5.6 多变量前馈控制
实验：前馈控制系统实验
5.4 前馈控制系统的应用
什么情况下采用前馈控制：
（1）对象滞后较大，反馈难以满足要求，可把主要干 扰进行前馈控制
G(s) K es Ts 1
T1s 1 T2s 1
1 T2s 1
e f s
1
1 2
f
s
1
1 2
f
s
-K
输入
+Σ
+K
1
+
1 2
f
s
1
+Σ
-
输出
5.3 前馈控制系统的实施
输入
K=T1/T2-1
Kf
K
1/(T2s+1)
+
输出 －Σ
+
图5-12 （T1s+1）/（T2s+1）实施框图
t
mf
mf (t) K f [1 ( 1)e ]T1 （输出）
实验：前馈控制系统实验
5.3 前馈控制系统的实施
前馈控制规律取决于对象干扰通道和控制通道的 传递函数
工业对象特性复杂，导致前馈控制规律种类繁多， 不利于实施
工业应用希望控制规律能具有一定的通用性， 便于控制实施（特别是仪表）
5.3 前馈控制系统的实施
一般的工业对象可以用一阶容量滞后加纯滞后环节近似,如：
同样对于上述换热器FFC-FBC系统，如果蒸汽流量不稳定， 无论FFC或FBC的效果都不能正常发挥
加热炉基础知识(07年技师培训)讲解
加热炉基础知 识及操作讲义
一 、热工基础知识
3、耐火材料
1）定义：耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。
2）对耐火材料的要求： a 在高温下应有足够的不软化、不熔融的性能。 b 能承受炉子载荷及高温操作中所产生的应力作用，不丧失结构强
度，不软化变形，不断裂坍塌。 c 在高温下体积稳定，不致由于膨胀和收缩使砌体变形或出现裂纹。 d 在温度急剧变化或受热不均时，不致破裂或剥落。 e 对液态、气态及固态物质的化学腐蚀，应具有一定的耐侵蚀能力。 f 应具有足够的强度和耐磨性能，以承受高温高速火焰烟尘炉渣的
加热炉基础知 识及操作讲义
一 、热工基础知识
4）在施工现场如何判别各种耐火制品：
名称
砖的颜色 相对质量
手摸感觉
耐火粘土砖
黄棕色 一 般
粗糙
高铝砖
浅棕色
重
粗糙
刚玉砖白色很重Fra bibliotek光滑镁砖
暗棕色
重
较光滑
轻质耐火粘土砖 黄棕色 很轻
粗糙
5）耐火材料留设膨胀缝的作用是：消除砌体受热膨胀所产生的内 应力。
★留设膨胀缝的原则是：既不减弱砌体的强度，又不应成为炉气 流通的的缝隙。同时还要均匀地分开留设其间距一般不超过2米。
危害：使钢的硬度、耐磨性、疲劳强度、冲击韧性、使用寿
命等机械性能显著降低。（工具钢 高碳钢）
防止脱碳的方法：
a 氧化速度≥脱碳速度 高、低温均可
脱碳速度≥氧化速度 较低的加热温度
b 快速加热的方法
c 控制炉内气氛（保护性气体）
加热炉基础知 识及操作讲义
二 、钢的加热工艺
3）钢的过热与过烧
过热 如果钢加热温度过高，而且在高温下停留时间过长， 钢内部的晶粒增长过大，晶粒之间的结合力减弱，钢的机械 性能降低，这种现象称为过热。过热的钢在轧制时极易产生 裂纹。
加热炉安全操作规程（4篇）
加热炉安全操作规程第一章总则第一条为了确保加热炉的安全运行，保护操作人员的生命财产安全，制定本规程。
第二条加热炉是一种用于加热物体的设备，如不按照本规程要求进行操作，可能会发生火灾、爆炸、中毒等严重事故。
第三条加热炉的操作人员必须了解本规程，掌握加热炉的工作原理和操作方法，严格按照操作规程进行操作。
第四条任何人不得擅自更改加热炉的结构、部件及工作参数，必须经过专业人员的指导和批准。
第二章加热炉的基本原理与结构第五条加热炉的基本原理是通过加热元件对工作物体进行加热，使其达到预设温度。
第六条加热炉主要由加热元件、控制设备、辅助设备等组成。
第七条加热元件是将电能、燃气能、蒸汽等转化为热能的装置，包括电加热管、燃烧器等。
第八条控制设备是用于控制加热炉的温度、时间等参数的装置，包括温度控制器、定时器等。
第九条辅助设备是为了保证加热炉的正常运行而配备的设备，包括通风设备、排烟装置等。
第三章加热炉的操作要求第十条加热炉的操作人员必须经过正规培训，并取得相应的操作证书，具备相关的操作技能。
第十一条加热炉的操作人员必须穿戴好劳保用品，并严格遵守操作规程，确保个人安全。
第十二条加热炉的操作人员必须按照正确的操作流程进行操作，严禁违章操作。
第十三条加热炉的操作人员必须定期进行设备检查和维护，确保设备的正常运行。
第十四条加热炉的操作人员必须熟悉应急处理措施，能够在发生意外事故时迅速采取措施。
第四章加热炉的操作步骤第十五条加热炉的操作人员在操作前，必须检查设备的各个部位是否完好无损，并进行记录。
第十六条加热炉的操作人员必须按照预设参数设置加热炉的温度、时间等参数。
第十七条加热炉的操作人员必须确保加热炉的通风设备和排烟装置正常运行。
第十八条加热炉的操作人员在加热过程中，必须时刻关注加热炉内的温度变化，并根据需要进行调节。
第十九条加热炉的操作人员在操作过程中，必须严禁离开操作岗位，如有特殊情况需要离开，必须有他人代替。
第二十条加热炉的操作人员在加热完成后，必须关闭加热炉并清理加热炉内的残留物。
第5章 热工控制对象动态特性分析
惯性越大。
(c) T 的求取
由图可知，响应曲线的初始斜率为
K 0 h() dh(t ) dt t 0 T T
T 为切线与 h() 交点的横坐标，即
h ( ) T dh(t ) dt
t 0
第五章 热工控制对象动态特性分析
3 特征参数
（3）自衡率ρ
dG C dh
(c) 单容水箱对象储水量的体积变化量为
dG Fdh
第五章 热工控制对象动态特性分析
4 对象结构参数对其动态特性的影响
(d) 水槽的容量系数为
dG Fdh C F dh dh
化的速度就越小，抵抗扰动的能力就越强。 1 dh dG F 容量系数与时间常数关系为
F 越大，同样大小的不平衡流量 Q1 - Q2 使水槽水位 h 变
K 0 K T 则 0 T
第五章 热工控制对象动态特性分析
3 特征参数
（4）飞升速度ε
(c) ε的物理意义：ε大，则单位阶跃扰动下，被调量的最大变化速度 大，响应曲线陡，惯性小； ε小，惯性大。用飞升速度表示对象的惯 性。 有自衡能力单容对象动态特性的数学描述：
1 T K 1
热工自动控制原理
辽宁科技大学 材冶学院
蔡培力
第五章 热工控制对象动态特性分析
基本内容：
1.热工控制对象：各种交换器、加热炉、锅炉、流体 运输设备等。 2.热工控制对象所在通道：控制通道；干扰通道。 3.热工控制对象特性：由对象内部过程物理性质，设 备结构参数，运行条件决定。 4.研究热工控制对象特性的目的：确定对象的传递函 数，选择控制器，通过整定调节器参数，使控制系 统整体参数最佳。 5.动态特性获取方法：采用实验方法确定动态特性。
加热炉讲义讲解
燃烧器在炉子里的排列布置（歧化车间火嘴朝上）
火嘴朝上
火嘴朝下
火嘴在炉墙侧面
多级火嘴并列
减小管式加热炉燃烧器噪音的方法
a.场地容许的情况下将加热炉放在比较偏远的 地方
b.采用隔墙将装有燃烧器的炉底围起来 c.使用低噪音燃烧器
歧化加热炉燃烧器噪音控制在85Bd以下
加热炉有害燃烧产物的控制
燃烧产物烟气中有 SO2、NOx 不完全燃烧 时还会有一氧化碳和烟尘，这些产物对环境 和人造成危害，这些污染物和燃料本身和燃 烧状况有关，当燃料中的 S含量高时烟气中 SO2含量会高，燃料中的 N和空气中的 O在燃 烧时都可能生成 NOx ，它容易和阳光产生光 化学烟雾加速生成极毒的 NO2;解决措施主要 是降低燃料中的S、N含量和控制炉膛O2含量
空气预热器的有关设计数据
名称 (37-H-101)
流量㎏ /h 入口温度℃ 出口温度℃ 允许压降 mm水柱 热负荷 MW
流量㎏ /h 入口温度℃ 出口温度℃ 允许压降 mm水柱 热负荷 MW
有无旁路
空气侧 烟气侧
热管式空气预热器
45648 15.5 175 150 2.06
48168 305 171 150 2.06
有
4.燃烧器（火盆里的各部件名称 ）
歧化加热炉附件列表
名称 灭火蒸汽 灭火蒸汽
看火窗 看火孔 防爆门 烟气取样口 炉管热电偶 炉体热电偶 烟气控制挡板 烟气密封挡板 燃烧器 炉膛压力表
位置 辐射段 对流段 辐射段
炉底 辐射段 遮蔽段
炉管 对流段 对流段
烟囱 辐射段 对流段、辐射段
个数 20 12 24 12 8 3 16 32 2 1 12 18
2.燃料油的来源
加热炉工培训讲义
加热炉工培训讲义第一章 传热原理1.1 传热及传热的方式1.1.1 传热：不同温度的两个物体放在一起，不久便发现高温物体的温度降低了，低温物体的温度升高了。
这说明有一部分热量从高温物体传到了低温物体。
这种现象称为传热。
1.1.2 传热的方式：分对流传热、传导传热、辐射传热三种方式。
1.2 对流传热1.2.1 定义：依靠流体（液体或气体）本身流动而实现的热传递叫做对流传热。
1.2.2 自然对流传热：由于流体受热后体积膨胀、比重减小而上升，或流体冷却后体积收缩、比重增加而下降所产生的对流传热叫自然对流传热。
1.2.3 强制对流传热：依靠外力强制流动来实现的热量传递叫强制对流传热。
1.3 传导传热1.3.1 定义：物体通过接触，并没有发生物质的相互转移而传递热量的方式叫传导传热。
1.3.2 导热系数：单位厚度上存在1℃温差时所导热的热流值来衡量不同物质导热性能的差异，称为导热系数。
千卡/米*时*摄氏度1.3.3 传导热流的计算公式：()21t t sq -=λ 式中：q ——温降方向上的热流，千卡/平方米*时λ——导热系数，千卡/米*时*摄氏度s ——物体厚度，米21t t -——物体厚度上的温差，摄氏度。
1.4 辐射传热1.4.1 定义：物体间依靠电磁波互相辐射传导热量的方式叫辐射传热。
辐射传热无需中间介质，热量传递不仅由高向低也由低向高的方式互相传递热量。
1.4.2 气体辐射传热：加热炉燃烧气体中CO 2、H 2O 、SO 2气体能够吸收和辐射能量。
这种气体的辐射传热对钢料的加热很重要，特别是采用煤气无烟燃烧的加热炉，火焰的绝大部分是靠燃烧产物中CO 2和水蒸气辐射传热传给钢料的。
1.5 热量在炉内的传递加热炉的烧嘴燃烧时，火焰中的热量靠对流和辐射方式传给炉壁和钢坯。
对流传热主要取决于贴近炉壁或钢坯表面的炉气流速。
为避免局部过热，火焰一般不宜冲着炉壁或钢坯，钢坯只与火焰的边缘接触，因此对流传热强度不大。
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(4) 向炉膛吹人蒸汽时，检查疏水阀是否正常，并经常用排凝 阀切水。
(5) 点火时，将火把插到燃烧器的前方，然后慢慢打开油管线 上的阀门，并检查挡板的开度是否够。
(6) 与此同时，将雾化蒸汽或雾化空气的阀门适当开启。 (7) 一旦出现熄火时，务必按上述步骤重新点火。 用燃料气作燃料时 (1) 检查燃料气储罐的压力是否合适，其大小足以维持燃烧为
炉膛温差、过热蒸汽温度、炉膛负压、燃料压力、 蒸汽压力、各路流量等参数是否控制在工艺指标 范围内或满足生产的要求。 (2) 辐射室过剩空气系数是否符合要求。 (3) 紧盯仪表，发现有不正常的波动或异常现象应 引起高度警惕，必要时应采取相应措施进行处理。 (4) 检查各燃烧器的燃烧状况，火焰形状、颜色是 否符合要求，火焰是否扑炉管、打火墙。
大量的水分，造成燃烧器熄火。 (2) 将燃料油加热，使油的黏度降低到足以保证燃油在燃烧
器中完全雾化。加热的温度根据燃烧器的技术条件确定。 加热温度过高，易使燃油分解，产生积炭现象而增加泵 的吸入损失。雾化蒸汽过热使火嘴易产生积炭，部分燃 油在燃烧器中气化还可导致熄火。
第五章 加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
(5) 因停循环水、停电、仪表风长时间中断等。 紧急停炉步骤： (1) 切断燃料油和燃料气。迅速关闭燃料油和燃
料气调节阀的上游阀、副线阀，加热炉熄火后 打开炉膛消防蒸汽和各火嘴的扫线蒸汽，然后 再逐个关闭各火嘴前的燃料气、燃料油小手阀， 防止停炉后燃料后燃料油或燃料气漏入炉膛内。
第五章 加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
第五章 加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
而点好、用好燃烧器是炉子开工和运转中最为重要 的环节，燃烧状态直接关系着炉子操作的安全和 炉子热效率的高低，炉子的日常管理实际上主要 就是指对燃烧的管理。
5.1.3.1点火前的准备工作 (1) 检查燃烧器尤其是喷枪的安装位置(高度、角度)，
保证正确无误。 (2) 检查所有烟、风道挡板的开、关和开启方向，保
第五章 加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
(3) 炉温降到300℃左右时，打开烟道挡板和快开风门，改为 自然通风，停掉预热器和风机。
(4) 相关岗位停用过热蒸汽后，应将过热蒸汽放空。 (5) 加热炉进料泵停车前，炉子熄火。为了便于炉管扫线和退
油，全部熄火后，及时停掉各火嘴吹扫蒸汽，进行闷炉操 作，关闭烟道挡板和自然通风门，避免炉膛温度下降速度 过快。
紧急停炉原则： (1) 装置发生重大事故，如着火、爆炸等，经努力无法
控制，并有蔓延和扩大的态势，不停炉可能会产生 更大的事故。 (2) 发生漏油事故，不停工无法避免着火事故。 (3) 炉管破裂或炉体设备严重损坏，无法维持正常生产。
第五章 加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
(4) 关键机泵故障，造成加热炉进料中断或需紧急 切断加热炉进料的。
5.1.2 紧急停炉操作 紧急停炉操作，是加热炉在生产运行过程中遭
遇突发事故的一种保护性操作。它要求操作人 员沉着冷静，迅速正确地进行每一步操作，使 加热炉本体及其附属系统在紧急情况下所受到 的破坏降到最低点，同时也为相关岗位或上下 游装置处理突发事故创造良好的条件。
第五章 加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
(9) 炉内爆炸气体检测。停止向炉内吹汽，联系化验 对炉内做爆炸气体分析，如不合格再继续吹汽， 直至爆炸气分析合格为止。
第五章 加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
(10) 拆下油枪和瓦斯枪，清扫、除垢妥善保管， 以备开工时安装使用。扫线、蒸罐、加盲板完 毕后，炉内爆炸气分析合格，加热炉及附属系 统的停工过程结束。
第五章 加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
5.1 加热炉的操作 5.1.1备工作，准备好必
要的工具。 (2) 降温降量。根据停工过程的降温降量要求，逐步停掉
油火、瓦斯火；对油气混烧的燃烧器，先停油火，并 及时给汽吹扫油枪和燃料油软管，待燃料油软管与油 枪中的燃料油吹净后，再熄灭瓦斯火。降温过程要缓 慢，降温速度一般控制在50 ℃/h左右，要保证火嘴燃 烧正常，炉出口分支及炉膛温度分布均匀。
(2) 打开自然通风门和烟道挡板，停鼓风机和引风机。 (3) 听候车间指令以作进一步的处理。 5.1.3 加热炉的开工操作 加热炉及其附属系统所有检修项目结束，炉内检修杂物
清理干净，脚手架拆除，封闭人孔，加热炉就进入了 开工过程。炉子开工在整个装置开工过程中占据重要 的地位，它制约着整个装置的开工进度，从加热炉第 一个火嘴点燃就标志着生产装置又一个新周期的开始， 因此加热炉的开工操作历来都被人们所重视。
(5) 经常观察火焰状态，注意避免出现回火。 (6) 一旦出现熄火时，务必按上述步骤重新点火。 5.1.3.3 升温
升温速度视炉子结构和燃烧器种类而定，但一般控制 在每小时50℃左右(指炉管内介质的出口温度)。
第五章 加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
5.1.4 加热炉的正常操作 5.1.4.1 检查内容 (1)介质总出口温度，介质炉出口温差、炉膛温度、
宜，压力低时易产生回火。
第五章 加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
(2) 注意燃料气储罐的液面，切勿使气体管线内存积液 体。
(3) 滞留在炉膛内的燃料气，若其浓度达到爆炸极限时 遇明火则将发生爆炸事故，故点火前，切勿用蒸汽 或空气吹扫炉膛。
(4) 点火时，将火把插到燃烧器的前方，然后慢慢打开 燃料气阀门，待火焰稳定后再逐步增加燃料气量。
证与设计相符。
第五章 加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
(3) 先用空气或蒸汽将炉管和燃烧器管系清扫干净。 (4) 对新建或修理过炉衬的旧炉子需先进行烘炉作业。 (5) 烘炉过程中，要严格按照加热炉烘炉曲线进行，
严禁升降温速度过快。
第五章 加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
5.1.3.2 点火步骤 用油作燃料时 (1) 注意切水及换罐。因罐底水分较多，将会使燃料油混入
第五章 加热炉的操作、常见故障处理和管理维护
(6) 炉管不烧焦时，则停止燃料油循环，联系相关单 位进行燃料油扫线。
(7) 扫线结束后，炉膛温度降至150℃以下时。可全 开烟道挡板和自然通风门，使炉膛通风冷却。
(8) 根据需要适时对燃料气、燃料油系统进行蒸汽吹 扫。注意加热炉全部熄火后严禁将燃料气吹入炉 膛。