管式加热炉工艺计算程序
管式加热炉工艺计算程序
赵振兴3 刘 凌 尹晔昕
(中国石油天然气管道工程有限公司)
摘 要 介绍了燃烧原料为燃料油的管式加热炉工艺计算程序。
采用VB可视化程序的方法,设计出直观的管式加热炉工作界面,操作简单、使用方便。
与以往手工计算相比,极大提高了计算精度和设计质量,缩短了设计工期,同时提高了加热炉的效率。
程序计算结果符合工程实际要求,计算结果准确可靠,可广泛用于管式加热炉工艺计算。
关键词 管式加热炉 程序 测试 计算
0 前言
管式加热炉是油气田和长输管道的专用设备,在石油管道中主要是用火焰通过炉管直接加热炉管中原油、天然气、水及其混合物等介质,使其便于管输[1,2]。
管式加热炉需要消耗大量的能量,其热源由燃烧气体或液体而得,因此,为了提高管式加热炉的燃烧效率,必须对管式加热炉的工艺进行准确的计算。
由于采用计算机程序计算,因此计算的结果比人工计算更准确,同时有效地提高了工程质量,工作也更加快捷,高效。
1 程序的研制开发
笔者采用V isual Basic作为管式加热炉工艺计算的可视化编程工具,具有界面美观,输入方便,计算结果可视化、计算结果文本输出等优点。
本软件的最终用户是从事管式加热炉工艺计算工作及有关的设计部门。
要求用户具有基本的计算机操作知识,并掌握管式加热炉的结构和计算原理。
VB软件流程如图1所示。
技术人员只需按照界面输入基础数据,一步步按照软件提示要求去做,就会很快求出所有参数,可以根据计算结果,随时对输入数据进行修改和试算。
最后,将所得数据采用Word的形式输出管式加热炉计算书,免去了手动输出计算结果的麻烦。
图1 VB软件流程3赵振兴,男,1980年5月生,硕士研究生,工程师。
廊坊市,065000。
45管式加热炉工艺计算程序
本管式加热炉工艺计算程序严格按照石油工业
通用标准SY/T 0538-2004《管式加热炉规范》的要求进行设计,可广泛应用于管式加热炉工艺计算。
2 程序测试211 测试实例
为了验证程序的准确性和实用性,结合工程实际,以西部管道工程5000k W 加热炉G W 5000-Y/614-Y2工艺计算为例,验证程序计算结果准确性。
程序需要输入的基础数据如下:(1)原料油比重d 20
4=01861,入炉温度t 1=37℃,出炉温度t 2=70℃;
(2)过剩空气系数α
辐射段α=112,对流段α=113;(3)燃料油组成
C =85172%,H =12115%,O =1121%,S =01433%,N =01161%,W =0132%。
炉进口温度下,油料液相热焓I i =10015
kJ /kg,炉出口温度下油料液相热焓I o =16715kJ /kg 。
212 程序计算
程序计算前需要输入加热炉工艺计算参数。
其中炉进口和炉出口温度下的油料液相热焓值由《管式加热炉规范》表A 11查得。
管式加热炉输入参数界面如图2所示。
图2 管式加热炉输入参数界面
该程序的各子程序为辐射段计算、对流段计
算、炉管内压力降计算和烟囱计算等,在主界面计
算完毕后会自动调出,最终的计算结果将以Word 形式输出计算书。
输出计算书界面如图3所示。
图3 输出计算书界面
213 计算结果对比
由于管式加热炉工艺计算的参数很多,因此,
选取部分主要加热炉工艺参数进行程序计算。
手工计算与程序计算结果对比如表1所示。
表1
手工计算与程序计算结果对比
计算参数手工计算结果程序计算结果
误 差
总热负荷Q /k W
47119×104
4729148175320122%燃料油用量B /kg ・h
-1
5295301227840840123%烟气流量W g /kg ・h -11017110195
0124%
热效率η90%90%0辐射段热负荷Q R /k W 330133×1043310404112730145%对流段热负荷Q C /k W 15814×1041586892105650118%辐射管表面热强度q R
/k W ・m -2・h -12172621786125
0128%对流管表面热强度q C
/k W ・m -2・h -11885718895
0120%炉膛温度T P /℃7807800排烟温度t S /℃1601600辐射管内介质流速u R /m ・s -1
1152
115221120114%对流管内介质流速u C /m ・s -11167
116710106%炉管压力降ΔP /MPa 01086010860074511
辐射炉管压力降ΔP R /MPa 0100713010071410732817×10-4%对流炉管压力降ΔP C /MPa 010123
010123063779614×10-4%烟囱高度H S /m
2214
2214979974840145%
从表1中可以看出,程序计算结果和手工计算
结果非常相近,且误差很小。
个别数据差别的主要原因是手工计算存在着累积误差。
人工计算时需要反复几次,十分麻烦,准确性也不高,而程序计算
(下转第58页)
5
5《化工装备技术》第30卷第3期2009年
线以下罐壁焊缝的严密性,内罐强度和设备基础的承载能力是否达到设计要求。
充水试验曲线图如图2所示,充水试验前内罐焊接应符合如下条件:凡
与9%N i 钢内罐底板、壁板有关的焊接和焊缝质量
验收合格;组装和探伤资料齐全;钢板表面没有损伤;临时焊点打磨光滑。
图2 充水试验曲线
内罐充水试验,各关键点的沉降观测在停止充
水后1h 左右,在取得正确的观测数据后继续充水,直至试验水位。
当罐内液位达到试验水位,保持24h 检查罐体焊缝,包括罐壁和底部之间的角焊缝,肉眼检查其水密性,结果无渗漏。
试验时,每天定时检查,检查内容:混凝土环梁是否有裂纹、夹板、特氟纶、玻璃布等突出,水位下的焊缝严密性是否全部符合要求。
在环形空间内设置足够照明,检查人员应定期不间断目测检查内罐焊缝,并
对上部罐壁进行检查。
5 结束语
大型LNG 低温储罐的建造中,9%N i 钢内罐的焊接采用了埋弧自动横焊和手工焊条电弧焊,其焊接质量的检验主要由焊接外观检查、无损探伤、产品试板和储罐充水试验等检查过程,射线检测采用双胶片,三增感屏,一次曝光的方法解决了由于焊接接头的材料不均匀导致对射线的吸收的不均匀问题。
通过采用检验工艺措施,提高生产效率,保证
了焊接质量,使得50000m 3
LNG 储罐安装顺利,得到了用户的好评。
参 考 文 献
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2008(7),35-371
[6] 张亚余,等19N i 钢焊接工艺评定的比较研究[J ]1金属加
工(热加工),2008,24,44-461
(收稿日期:2009-03-10)
(上接第55页)
只要输入数据正确,一次就能准确、快速的计算出
结果。
设计人员可以根据计算结果调整设计参数和基础数据,直到计算结果符合工程实际要求。
3 结语
管式加热炉工艺计算是一项复杂的工作过程,需要计算很多数据,还要用到很多设计参数和经验数据,要求设计人员了解管式加热炉工艺计算方面的知识。
采用V isual Basic 作为开发工具,程序在W indo ws 环境下运行,程序简单、实用,界面友
好,操作更加灵活,而且计算精度高,符合工程实
际发展的潮流。
提高了管式加热炉工艺的计算效率
和工程质量。
参 考 文 献
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北京邮电大学出版社,20041
(收稿日期:2008-10-13)
855万m 3
LNG 储罐9%N i 钢的焊接质量检验。
管式加热炉第二章
影响过剩空气系数的因素 燃料性质 燃烧器的性能 炉体密封性能 加热炉的测控水平 烟囱挡板
过剩空气系数的确定 自然通风式燃烧器 烧油α =1.30 烧气α=1.25 预混式气体燃烧器 α =1.20 强制通风式燃烧器 烧油 α=1.15～1.20 烧气α =1.10～1.15 由烟道气组成分析结果计算 燃料完全燃烧时： 燃料不完全燃烧时:
Q Q Q Q Q 2 3 L 1 1 Bl Q Bl Q
各种热量确定方法：
q Q
q Q
1 l
根据过剩空气系数和烟气出对流室的温度由图2-2查得； 、q
3 l
2 l
Q
在设计加热炉时可以不考虑这两部分损失。
qL Ql
一般变化不大，立式炉和圆筒炉约为0.02～0.05，其中 辐射室为0.01～0.03, 对流室为0.01～0.02。
燃料的组成 用元素组成表示
即油中所含各元素 的质量百分数 用各组分体积 百分数表示
发热值
低发热值 燃料完全燃烧， 其燃烧产物中的 水分仍以汽态存 在时所放出的热 量。
发热值 计算
燃料油发热值 1公斤燃料完全燃烧时所放出的热量，单位kJ/kg。 (1)根据燃料油元素组成（质量百分数）计算: 339. 1 1 2 4 5 7 6 1 C . 01 8H . O 8) 62(S h 高发热值： Q 339 1 . 0 1 3 4 0 1 7 . 0 C 0 8 0 . O 2 8 )5 H 6. 2 低发热值： Q l (2)根据燃料油的相对密度计算:
燃料用量
Q B Q lη
加热炉热负荷一定时，燃料的发热值越大，炉子 的热效率越高，越节省燃料用量。 对于固定的燃料，完成一定的热任务时，燃料用 量仅与加热炉的热效率有关。
FRNC-5PC工艺计算软件中文操作指南
FRNC-5PC工艺计算软件中文操作指南FRNC-5PC工艺计算软件操作指南目录1总则 (3)1.1主要应用 (3)1.2相关标准及参考书籍 (3)2软件简介 (4)2.1软件使用范围 (4)2.1软件计算方法 (5)2.1.1固定发热量（固定燃料量） (5)2.1.2固定热负荷 (5)3输入部分 (6)3.1燃烧室输入 (7)3.1.1 Characteristic (7)3.1.2 Furnace type (8)3.1.3 Furnace dimension (9)3.1.4 Flue Gas “Take-Off” (10)3.1.5 The ID’s of Coil Sections in Firebox (11)3.2对流室输入 (12)3.2.1 Characteristic (12)3.2.2 Internal Duct Dimensions (12)3.2.3 Coil Section, Q-Bank, or Air Preheater ID (13)3.3烟囱输入 (13)3.3.1 Characteristic (13)3.3.2 Geometry (14)3.4管路输入 (14)3.4.1 Geometry (15)3.4. 2 Process fluid (15)3.4.3 Geometry I (16)3.4.4 Geometry II (16)3.4.5 Additional data (18)3.4.6 Additional data (19)3.5炉管数据输入 (20)3.5.1 General characteristics (20)3.5.2 Fin type and diameter (21)3.5.3 Fin data (22)3.6物料数据输入 (23)3.6.1 Process stream Characteristic (23)3.6.2Condition (24)3.7燃烧数据输入 (24)3.7.1 Firing data (25)3.7.2 Bridge wall temperature (26)3.7.3 Fuel #1 (27)3.8燃料数据输入 (28)3.8.1 Identification (28)3.8.2 Composition (29)3.9热损失输入 (29)3.10注入水蒸气/水数据 (30)3.11Q-B ANK输入 (31)3.12空气数据输入 (31)3.13空气预热器输入 (32)3.13.1 General Characteristic (33)3.13.2 Specification (33)3.14物理数据输入 (34)3.14.1 自动生成的物理性质 (34)3.14.2 直接输入的物理数据 (35)3.14.3 仅仅生成的物理属性数据 (35)4输出部分 (35)4.1输入数据的重现 (35)4.2输入数据的处理 (35)4.3物理属性数据的重现 (36)4.4计算过程输出 (36)4.4最终结果输出 (36)1总则1.1 主要应用本手册规定了FRNC-5PC软件的使用方法和步骤等。
加热炉计算
(8.6)
Ql＝81C十246H十26(S—O)—6W
(8.7)
式中Qh、Ql------液体燃料的高、低热值，千卡／公斤(燃料)；
C、H、O、S、W——在燃料中的碳、氢、氧、硫和水分重量百分率，常用1
号原油燃料油中含C 88 ％，H 12 ％， S、O、W微量。 9号原油燃料油中含C 88.3
％，H10.5 ％，S1.2 ％，O、W微量。
烟气温度 ts, °C 图8.7烟气带走热量百分率图
图8.7烟气带走热量百分率图
q1/Qm%, 千卡/公斤
过剩空气系数 1.01.11.21.31.4 1.5 1.6
B Q Q1
（五）燃料用量
B
Q
Q1
（8.15）
式中 B——燃料用量，公斤／时；Q——加热炉总热负荷； Q1——燃料低热值。
（四）炉效率
加热炉的热效率取决于加热炉的排气温度，合理的控制排气温度可以得到理想的热效率。在计
算时，当对流段采用光管时，离开对流段的烟气温度ts可假定较对流段油料入口温度 1高80-120℃；
对流段采用翼片管或钉头管时，可假定ts＝ τ1 十(45-80℃)；采用废热回收并使用翼片管时，可假 定ts＝饱和蒸汽温度十(25-45℃)。对于某些大负荷的加热炉或进料温度较高的加热炉，对流段排 出热量较大时应考虑废热回收以提高炉子的热效率。目前带有预热或余热回收系统的加热炉，热效
表8—1 某些管式炉热负荷示例
装置
延迟 焦化 蒸馏 催化 裂化 铂重整
炉型
方箱炉 双斜 顶炉 立式炉
立式炉
流量 吨/时
24 225 77.6 119.51
热负荷 万千卡/时
总计
辐射室 对流室
管式加热炉炉管壁厚的设计计算
管式加热炉炉管壁厚的设计计算摘要本文介绍了石油化工管式加热炉炉管壁厚的切合实际的设计计算方法，举例说明了该计算方法，从而使复杂计算简单化。
〔关键词〕管式加热炉炉管壁厚设计计算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。
管式加热炉炉管一般都在高温、高压和腐蚀性介质中长期工作，所以除了应选择适宜的材质外，炉管壁厚的确定显得尤为重要。
一、炉管壁厚的计算方法：石油化工管式炉的操作条件各不相同，炉管壁温也有很大差别，在较低温度下操作的炉管，蠕变效果不存在或可忽略，管壁金属在弹性范围内工作；而在较高温度下操作的炉管（在裂解炉中，管壁温度可达680℃），管壁金属温度高到足以产生显著蠕变时，甚至在腐蚀或氧化不太严重时，炉管也会由于蠕变-断裂而失效。
因此，炉管壁厚计算应按下列三种情况进行：a.设计温度低于材料蠕变断裂温度下限时采用弹性设计。
b.设计温度高于材料蠕变断裂温度下限时采用断裂设计。
c.设计温度处于材料蠕变断裂温度下限附近时应分别按上述两种方法设计，取其较大值作为计算壁厚。
材料的蠕变断裂温度下限是指弹性许用应力和断裂许用应力曲线交点下的温度。
1.应力厚度和最小计算厚度①弹性设计：设计基础是当腐蚀裕量已经耗尽，接近设计寿命末期时，防止在最高压力下（接近p）由于破裂而损坏。
应力厚度Ss和最小计算厚度Sm按下两式计算:Ss=peDo/(2［σ］e+pe) 或 Ss=peDi/(2［σ］e-pe)Sm= Ss+C式中 Ss 应力厚度，mm；Sm 最小计算厚度，mm；P e 弹性设计压力，Mpa;Do 炉管内径，mm;［σ］e 弹性许用应力，Mpa;C 腐蚀裕量，mm。
②蠕变-断裂设计：设计基础是在设计寿命期间，防止由于蠕变-断裂而破坏。
Ss和Sm按下面两式计算：Ss=prDo/(2［σ］r+pr) 或 Ss=prDi/(2［σ］r-pr)Sm= Ss+fC式中 pr 蠕变-断裂设计压力，Mpa;［σ］e 蠕变-断裂许用应力，Mpa;f 腐蚀分数。
管式加热炉工艺流程
管式加热炉工艺流程
管式加热炉是一种常见的工业加热设备，通常用于对金属材料进行加热处理。
下面是管式加热炉的工艺流程。
1. 原料准备：首先，需要准备要处理的金属材料。
根据不同的加热要求，可以选择不同的金属材料，例如钢、铝等。
2. 加料：金属材料经过热处理前，需要先玻璃老虎机入加热炉中。
加料的方式通常有两种，一种是手动加料，另一种是自动加料。
手动加料需要操作工人将金属材料一个个放入炉膛，而自动加料则可以通过输送带或者机械臂等装置将金属材料输送到加热炉中。
3. 加热：金属材料进入加热炉后，需要进行加热处理。
在加热炉内，金属材料会受到高温的炉气或者电阻炉盘的加热作用，温度会逐渐上升。
加热炉可以根据加热要求调节温度和加热时间，以达到预定的热处理效果。
4. 炉外冷却：金属材料加热处理完成后，需要进行炉外冷却。
冷却的方式可以根据加热要求和材料特性来选择，一般有水冷却、气体冷却和自然冷却等多种方式。
5. 产品收集：冷却完成后，金属材料成为最终产品。
产品可以通过输送带或者夹具等装置自动收集起来，方便后续的处理和使用。
6. 清洁维护：加热炉在使用过程中会积累一些灰尘和杂质，需
要进行定期的清洁和维护，以确保加热炉的正常运行和使用寿命。
以上就是管式加热炉的工艺流程。
管式加热炉通过控制温度和加热时间，可以实现对金属材料的精确加热，满足不同材料的加热要求。
在工业生产中，管式加热炉被广泛应用于金属材料的热处理和制造工艺中，提高了生产效率和产品质量。
加热炉工艺与传热计算
二、热负荷计算
• 加热炉的热负荷等于所有被加热的气体、液体、水 蒸汽等介质通过加热炉所吸收的热量之和。 • Q=ΣQi • 无化学反应的热负荷为被加热介质的出入口焓差,见< 辅导材料> • 介质的出入口焓差即为理论热负荷。但要考虑不同 的操作状况，如操作初期、末期、加工不同的介质 等，如果是反应进料加热炉还应考虑换热器负荷的 波动。
序号 1 2 3 4 5 加热炉名称 常减压炉 焦化炉 重整加热炉 减粘炉 常规重沸炉 平均表面热强度， kcal/m2.h 20000~30000 25000~30000 20000~28000 20000~25000 22000~30000
• 辐射段平均热强度通常按管心距为两倍炉管公称直 径的单排管单面辐射考虑。如果直接受火焰辐射， 第一排遮蔽管应按辐射管束确定其平均辐射热强度。 • 当平均辐射热强度以两倍炉管公称直径的盘管布置 为基准时，可采用其他的盘管布置例如采用三倍炉 管公称直径或双面辐射提高平均热强度，但包括不 均匀系数在内的最高热强度不应超过两倍炉管公称 直径时的最高热强度。 • 限制最高热强度的目的是限制最高内膜温度及最高 壁温。 • 对任何工艺装置，辐射段和对流段炉管的任何部位， 最高内膜温度均不应超过允许值。
• c辐射管管径及管程数
• 根据经验暂选质量流速。（控制指标是压降）
• 管内面积X管程数X质量流速＝流量 序号 1 2 3 加热炉名称 常、减压炉 焦化炉 重整加热炉 管内介质质量流速， kg/m2.s 980~1500 1200~2000 170~240
管式加热炉的热量各参数的计算和确定
管式加热炉的热量各参数的计算和确定在前面我们已经介绍了管式加热炉的一些基本概念和热量参数的计算与确定，包括燃气燃烧热效率、传导传热系数和辐射传热系数的计算方法。
接下来继续介绍其他热量参数的计算与确定。
首先是管式加热炉的热损失。
热损失指的是炉壁和烟道中的热量损失，它们会导致加热炉的热效率下降。
炉壁的热损失可以通过炉壁的传导传热计算得到，公式如下：炉壁热损失=(T_f-T_a)/R_w其中，T_f为炉内壁温度（K），T_a为炉外壁温度（K），R_w为炉壁导热系数（W/m^2K）。
烟道的热损失可以通过烟道的散热公式计算得到，公式如下：烟道热损失=Q_g*C_g*(T_g-T_a)其中，Q_g为燃气流量（kg/s），C_g为燃气的比热容（J/kgK），T_g为燃气出口温度（K），T_a为大气温度（K）。
其次是管式加热炉的燃气进口温度。
燃气进口温度对加热炉的热效率影响较大。
一般来说，燃气进口温度越高，炉壁会受到更高的温度冲击，容易造成炉膛内部结构的破坏。
因此，燃气进口温度一般控制在一定范围。
最后是管式加热炉的炉膛温度。
炉膛温度对加热炉的生产效率和产品质量有很大影响。
一般来说，炉膛温度过低会导致加热不均匀，产品质量下降；而炉膛温度过高则会导致燃烧不完全，燃气的利用率降低。
炉膛温度的确定可以通过燃气进口温度、燃气流量和传热时间计算得到，公式如下：炉膛温度=[(Q_g*H_c*T_g)+(Q_p*H_p*T_p)]/(Q_g*H_c+Q_p*H_p)其中，Q_p为介质流量（kg/s），H_c为燃气的比热容（J/kgK），T_p为介质进口温度（K），H_p为介质的比热容（J/kgK）。
综上所述，管式加热炉的热量各参数的计算和确定需要考虑燃气燃烧热效率、传导传热系数、辐射传热系数、热损失、燃气进口温度和炉膛温度等因素。
通过对这些参数的计算和调整，可以提高加热炉的热效率和生产效率，同时保证产品质量。
管式加热炉的热量各参数的计算和确定(上)
管式加热炉的热量各参数的计算和确定（上）无锡凤谷工业炉计算热效率η1和综合热效率η2时，各参数按下列公式或规定来计算和选取。
（1）有效热量管式炉的有效热量也称热负荷。
它是由管式炉加热的各种被加热介质(例如油料、蒸汽、锅炉给水等)的热负荷的总和，而各被加热介质的热负荷等于其重量流量乘以其在体系出入口处状态下的热焓差，即:当体系中有烟气余热锅炉(图2-10)时，有效热量中应包括余热锅炉的热负荷(Q`2一Q`1)。
这部分热负荷虽然可以按（2一61)式。
由水或蒸汽等介质的焓升求出，但更方便的方法是计算烟气进人和离开余热锅炉时的一焙降，即:式中q c 、q1——烟气进入和离开余热锅炉的热焓与燃料低热值之比。
根据烟气进入和离开余热锅护的温度和过剩空气系数从图2一1}或14中查得。
对于图2一12所示的冷进料、热油预热空气系统，当冷进料热负荷大于热油式空气预热器热负荷(Q cl> Q R)时，其差值(Q Cl-Q R)应计入有效热量。
当被加热介质在体系中有吸热化学反应时，其反应热也应计人有效热量。
对于一个确定的体系，无论是热效率η1，还是综合热效率η2，其有效热的计算都是一样的。
（2）供给热量热效率η1和综合热效率η2的供给热量是不相同的。
对于热效率η1，其供给热量一般包括下列各项中的一项或几项:①燃料低发热值Q1;②燃料带入的体系的显热;③雾化蒸汽带入的显热;④燃烧空气带入的显热；⑤被加热介质在体系中有放热化学反应时的反应热等。
由于管式炉在目前和将来的一段较长时间内，不能将排烟温度降到水蒸气凝结温度以下，水蒸气的汽化潜热不能被利用，因此热效率计算中采用燃料的低热值，而不采用高热值。
【完美升级版】炼油厂管式加热炉工艺设计_毕业论文设计
【完美升级版】炼油厂管式加热炉工艺设计_毕业论文设计摘要对于石油化工等行业，管式加热炉是使用最普遍的加热设备。
在石油加工的各项工作之中，管式加热炉都起着重要作用。
使用管式加热炉技术，除了可以降低生产成本外,还能够有效地节约能源。
但在当今节能减排的大形势之下，管式加热炉的耗能过大缺点还是日显突出。
在本设计中，通过优化管式加热炉的整体结构，并根据装置的操作情况和特点制定出一套改善方案，来提高管式加热炉的热效率，从而实现节能作用。
本设计适用于使用常减压工艺技术的管式加热炉，通过对整个工艺过程的仔细分析，及对各种优化方案的选择，最终确定了使用两台辐射-对流型圆筒加热炉共同工作的设计方案。
除此之外，通过对管式加热炉的工艺进行计算，包括辐射室及对流室的结构尺寸、燃料用量、炉内压力等参数的计算，以达到管式加热炉结构优选的目的。
通过使用螺杆膨胀机以实现烟气余热二次利用，进一步提高热效率，实现能源的节约。
关键词：热效率；结构优选；辐射—对流型加热炉；余热二次利用AbstractTube heating furnace is the most widely used heating equipment in the petrochemical industry. Tube heating furnace play a most significant role in the works of petroleum processing. Using the technology of Tube heating furnace can not only reduce the cost of production, but also can reserve energy effectively .however，in the trend of saving energy nowadays, the drawbacks of Tube heating furnace that it cost so much energy becomes more and more obvious each day . In this design, I made a optimized plan by optimizing the Overall Structure of Tube heating furnace and also according to operating conditions and characteristics of the device. With the help of the optimizedplan, we can rise the thermal efficiency of Tube heating furnace ,and then reach the goal of Energy conservation. The tube heating furnace in this design is applied to the atmospheric-vacuum technology，after a careful analysis of the entire process and the choices of a variety of optimizations, I finally made the combined operation scheme of two sets of radiation-convection cylindrical heating furnaces. Besides, in the process calculation of the tube furnace, which include the calculation of the structural dimensions of the radiation chamber and convection room, the calculation of furnace pressure, the calculation of fuel consumption, to reach the appointment of optimizing the structure of Tube heating furnace. By using the screw expander as the waste heat recycling equipment of flue gas can improve thermal efficiency and saves energy much better.Key words:Thermal efficiency ;structure optimizing; Radiation-convection type heating furnace; heat Recycling 目录摘要........................................................................................................................... (I)Abstract .............................................................................................................. ............. II 1 引言.. (1)1.1 课题的选择依据及其意义 (1)1.2 当今国内外炼化加热炉的节能技术应用现状及发展 (1)1.2.1 当今国内外炼化加热炉的节能技术应用现状 (1)1.2.2 我国炼化加热炉节能技术的应用情况 (2)1.2.3管式加热炉节能技术的发展趋势 (3)1.3节能设计的新型技术 (3)1.4 确定设计方案 (4)2 管式加热炉工艺计算 (5)2.1 计算设计热负荷及加热炉选型 (5)2.1.1 计算设计热负荷 (5)2.2 燃烧过程计算 (7)2.2.1计算燃料的热值 (8)2.2.2 计算理论空气量 (9)2.2.3 选取过剩空气系数及加热炉排烟温度 (9)2.2.4 计算加热炉热设计效率 (10)2.2.5 燃料气用量 (11)2.2.6 计算烟气流量 (12)2.3 辐射室热力计算 (12)2.3.1 估算辐射段热负荷 (13)2.3.2 选取辐射室炉管表面热强度 (14)2.3.3 估算辐射室炉管管壁温度 (15)2.3.5 确定辐射室炉管管程数、管径及管心距 (17) 2.4 辐射室炉体尺寸 (18)2.4.1 辐射炉管的节圆直径、有效长度 (18)2.4.2 辐射炉管根数 (18)2.4.3 辐射段炉膛直径 (19)2.4.4 辐射段炉膛高度 (20)2.5对流室炉体尺寸 (21)2.5.1 对流室炉管管径、管心距 (21)2.5.2 对流室炉管管长及对流室宽度 (22)2.6 辐射段传热核算 (25)2.6.1 当量冷平面 (25)2.6.2 总辐射交换因数 (26)2.6.3 辐射段热平衡 (28)2.6.4 辐射段烟气出口温度 (29)2.6.5 核算辐射段热负荷 (30)2.6.6 核算辐射段表面热强度 (30)2.6.7 核算辐射段油料入口温度及辐射段炉管壁温 (31)2.7 对流段的传热计算 (32)2.7.1 对流段热负荷 (32)2.7.2 对流段内的传热平均温差 (32)2.7.3 对流室炉管内膜传热系数 (33)2.7.4 对流室炉管外膜传热系数 (35)2.7.5 对流管的总传热系数 (38)2.7.6 对流室内炉管表面积及管排数 (39)2.8 过热蒸汽段计算 (40)2.8.1 过热蒸汽段烟气平均温度 (41)2.8.2 过热蒸汽段两种介质换热的平均温差 (41)2.8.3 管内介质的质量流速 (42)2.8.4 过热蒸汽管的对流传热系数 (43)2.8.5 过热蒸汽段炉管表面积及管排数 (45)2.9 炉管压降计算（有相变化） (47)2.9.1 汽化段压力降 (47)2.9.2 加热段压力降 (54)2.9.3 加热炉炉管总压力降 (56)2.9.4 加热炉炉管入口压力 (56)2.10 烟囱计算 (56)2.10.1 烟气通过对流段的阻力 (57)2.10.2 烟气由辐射段到对流段的阻力 (59)2.10.3 烟气由过热蒸汽段到烟囱的阻力 (60)2.10.4 烟气在烟囱挡板处的阻力 (61)2.10.5 烟气在烟囱内的摩擦损失 (61)2.10.6 烟气在烟囱内的动能损失 (63)2.10.7 烟囱高度 (63)2.11工艺计算结果汇总 (64)3 辐射—对流型圆筒加热炉配件及炉管系统的选用 (67) 3.1 炉管材料的选择 (67)3.2 钉头管 (67)3.3 炉管吊钩 (68)3.4 炉管拉钩 (68)3.5 看火门 (69)3.6人孔门 (69)3.7 防爆门 (71)3.8 清扫门和吹灰器 (72)4 辐射—对流型圆筒加热炉结构的选用 (72)4.1 加热炉主体结构 (74)4.1.1 辐射室结构 (74)4.1.2 对流室结构 (74)5 优化烟气余热再利用方案 (76)结论 (77)谢辞 (78)参考文献 (79)炼厂管式加热炉工艺设计1 引言1.1 课题的选择依据及其意义在近些年中，我国的经济发展形式日益壮大，与此同时，我们对能源的需求与依赖也日益凸显。
管式加热炉工艺流程
管式加热炉工艺流程
《管式加热炉工艺流程》
管式加热炉是一种常用于工业生产中的加热设备，它通常用于对金属、玻璃等材料的加热处理。
管式加热炉工艺流程包括一系列操作步骤，下面将介绍其中的主要内容。
首先，工作人员需要将待加热的材料放入管式加热炉的加热室中。
然后，通过控制加热炉的加热温度和加热时间，进行加热处理。
加热温度和时间的选择需要根据具体材料的性质和要求来确定，以确保加热效果达到预期的要求。
在加热过程中，工作人员需要不断监控加热炉的工作状态，以确保加热过程的稳定和加热效果的良好。
一般情况下，加热炉会配有温度传感器和控制系统，可以实时监测和调节加热温度，提高加热的精确度和稳定性。
当加热处理完成后，工作人员需要及时将加热后的材料取出，并进行必要的后续处理，例如冷却、清洗、检验等。
这些后续处理的步骤也是管式加热炉工艺流程中重要的环节，对于最终产品的质量和性能具有重要影响。
总的来说，管式加热炉工艺流程包括加热前的准备、加热处理、加热过程监控和加热后的后续处理等一系列步骤。
正确的操作和严格的执行可以确保加热效果符合要求，保证最终产品的质量和性能。