管式加热炉的结构及工作原理
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。
第一讲管式加热炉
• 燃油时小于125kW/m3； • 燃气时小于165kW/m3。
3、辐射表面热强度qR
• 辐射炉管每单位面积（一般按炉管外径计 算表面积）单位时间内所传递的热量qR称 为炉管辐射表面热强度，也称为辐射热通 量或热流率，单位为W/m2。 • qR表示辐射室炉管传热强度的大小。应注 意它一般指全辐射室所有炉管的平均值。
• 但流速过高又增加管内压力降，增加了管 路系统的动力消耗，应在经济合理的范围 内力求提高流速。
管内流速一般用管内质量流速表示，它的单 位是kg/m2· s
W GF NF 0
式中 W—管内介质质量流量，kg/s； Gv—管内介质的质量流速，kg/m2s； N—管程数，即炉管路数； F0—炉管的流通截面积，m2。
• 火墙温度是指烟气离开辐射室进入对流室 时的温度，它表征炉膛内烟气温度的高低， 是炉子操作中重要的控制指标。 • 早期的箱式炉在辐射室和对流室间设有一 堵隔墙，人们称之为桥墙，桥墙上方的温 度就叫做“火墙温度”
• 这个称呼一直沿用下来，但多数炉子已经 没有“桥墙”了。
• 火墙温度高，说明辐射室传热强大。
• 过去，绝大多数炉子因为炉内烟气侧阻力 不大，都采用自然通风方式，烟囱通常安 在炉顶，烟囱的高度只要足以克服炉内烟 气侧阻力就可以了。 • 但是近年来由于公害问题，石油化工厂已 经开始安装独立于炉群的超高型集合烟囱， 这一烟囱通过烟道把若干台炉子的烟气收 集起来，从100m左右的高处排放，以降低 地面上污染气体的浓度。 • 强制通风方式只在炉子结构复杂，炉内烟 气侧阻力很大，或者没有余热回收系统时 采用，它必须使用风机。
四、管式加热炉的主要技术指标
• 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，一般用MW为单 位。 • 管内介质所吸收的热量、汽化或化学反应， 全部有效利用热。 • 对简单管式加热炉（管内介质入炉状态为 纯液相出炉为汽液混相）其热负荷计算公 式为
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。
管式炉原理
管式炉原理
管式炉是一种常见的工业加热设备，它通过燃烧燃料来产生热能，并将热能传递给管内的加热介质。
管式炉原理简单易懂，下面将详细介绍它的工作原理。
管式炉的主要构成包括炉体、燃烧器和管束。
炉体是炉内各部件的支撑结构，通常由钢材制成，具有良好的热稳定性和结构强度。
燃烧器是炉体上的一个装置，用于将燃料和空气充分混合并点火燃烧，产生高温的燃烧气体。
管束则是由许多金属管子组成，用于传递热能。
管束内的加热介质可以是水、油或蒸汽等。
管式炉的工作原理是这样的：首先，通过控制系统将燃料和空气送入燃烧器中，利用点火设备点燃燃料，形成燃烧火焰。
燃烧火焰产生的高温燃烧气体经过燃烧器的引导，进入管束内部。
在管束内，燃烧气体与管壁接触，通过传导、对流和辐射等方式将热能传递给管内的加热介质。
在加热介质内部，热能的传递使其温度升高。
加热介质带着热能从管束内流动出来，进入需要加热的物体或工艺过程中进行传热。
在传热过程中，加热介质的温度逐渐降低，直至回到管束内部，再次接受热能的传递。
这样循环往复，实现了对物体或工艺过程的持续加热。
需要注意的是，管式炉可以根据不同的需求进行设计和调节。
通过调整燃料和空气的比例、燃烧器的结构，以及管束的材料和布置等因素，可以实现不同的加热效果。
此外，管式炉还可
以配备烟气净化和废气排放设备，以满足环保和安全要求。
总之，管式炉通过燃烧燃料产生高温燃烧气体，并将热能传递给管内的加热介质，实现对物体或工艺过程的持续加热。
其原理简单易懂，广泛应用于各个行业的加热领域。
最新管式加热炉
最新管式加热炉第五章管式加热炉一、管式加热炉的工作原理管式加热炉一般由三个主要部分组成：辐射室、对流室及烟囱，图5-1是一典型的圆筒炉示意图。
炉底的油气联合燃烧器(火嘴)喷出高达几米的火焰，温度高达1000~1500℃、主要以辐射传热的方式，将大部分热量传给辐射室(又叫炉膛)炉管(也叫辐射管)内流动的油品。
烟气沿着辐射室上升到对流室，温度降到700~900℃。
以对流传热的方式继续将部分热量传给对流室炉管内流动着的油品，最后温度降至200~450℃的烟气从烟囱排人大气。
油品则先进入对流管再进入辐射管，不断吸收高温烟气传给的热量，逐步升高到所需要的温度。
辐射室是加热炉的核心部分，从火嘴喷出的燃料(油或气)在炉膛内燃烧，需要一定的空间才能燃烧完全，同时还要保证火焰不直接扑到炉管上，以防将炉管烧坏，所以辐射室的体积较大。
由于火焰温度很高(最高处可达1500~1800℃左右)，又不允许冲刷炉管，所以热量主要以辐射方式传送。
在对流室内，烟气冲刷炉管，将热量传给管内油品，这种传热方式称为对流传热。
烟气冲刷炉管的速度越快，传热的能力越大，所以对流室窄而高些，排满炉管，且间距要尽量小。
有时为增加对流管的受热表面积，以提高传热效率，还常采用钉头管和翅片管。
在对流室还可以加几排蒸汽管，以充分利用蒸汽余热，产生过热蒸汽供生产上使用。
烟气离开对流室时还含有不少热量，有时可用空气预热器进行部分热量回收，使烟气温度降到200℃左右，再经烟囱排出，但这需要用鼓风机或引风机强制通风。
有时则利用烟囱的抽力直接将烟气排入大气。
由于抽力受烟气温度、大气温度变化的影响，要在烟道内加挡板进行控制，以保证炉膛内最合适的负压，一般要求负压为2~3mm水柱，这样既控制了辐射室的进风量，又使火焰不向火门外扑，确保操作安全。
二、管式加热炉的主要工艺指标1.加热炉热负荷。
每小时传给油品的总热量称为加热炉热负荷(千卡/小时)，表明加热炉能力的大小，国内炼油厂所用的管式加热炉最大热负荷在4200万千卡／小时左右。
管式炉工作原理
管式炉工作原理管式炉是一种常见的工业加热设备，其工作原理是通过燃烧或电加热产生高温气体，然后将气体通过管道输送到需要加热的物体上。
管式炉具有结构简单、加热效果好、温度控制精确等优点，广泛应用于冶金、化工、建筑材料等行业。
管式炉的工作原理可以简单概括为：燃料燃烧或电能转化为热能，通过炉膛加热管道中的工作物体，实现加热的目的。
管式炉的燃料可以是各种常见的燃料，如煤、油、天然气等，也可以是电能。
燃料在炉膛中燃烧产生高温气体，这些气体包含大量的热能。
炉膛是管式炉的核心部件，燃烧产生的高温气体通过炉膛中的管道传输到工作物体。
管道可以是直线型的，也可以是弯曲的，其形状和长度根据具体的应用需求而定。
为了提高传热效率，管道通常采用金属材料制成，如不锈钢、铜等。
通过管道的布置和设计，可以实现热能的均匀传递和控制。
然后，工作物体是管式炉加热的目标，可以是固体、液体或气体。
工作物体通过与管道中的高温气体接触，吸收热能并升温。
在管道中，热能通过传导、对流和辐射等方式传递给工作物体，使其温度逐渐升高。
管式炉在加热过程中可以根据需要控制炉膛的温度和气体流量，以确保工作物体能够得到适当的加热。
管式炉还配备了控制系统，用于监测和调节炉膛的温度、气体流量和工作物体的加热时间等参数。
控制系统通常由传感器、执行器和控制器等组成，可以实现自动化操作和精确的温度控制。
总结来说，管式炉的工作原理是通过燃烧或电加热产生高温气体，并将气体通过管道输送到需要加热的物体上。
通过控制炉膛的温度和气体流量，可以实现对工作物体的精确加热。
管式炉具有结构简单、加热效果好、温度控制精确等优点，被广泛应用于工业生产中的加热过程。
管式加热炉的结构及工作原理
二、管式加热炉的工作原理教学内容
燃料燃烧
辐射传热
高温火焰和烟气
辐射炉管
热量
管内被加热介质
二、管式加热炉的工作原理教学内容
对流传热
烟气
对流炉管
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责任心真功夫好习惯在炉内设置一定数量的炉管被加热介质在炉管内连续流过通过炉管管壁将在燃烧室内燃料燃烧产生的热量传给被加热介质而使其温度升高的一种炉型
责任心、真功夫、好习惯
油气集输工艺技术
管式加热炉的结构及工作原理
开发系集输教研室 彭朋
一、管式加热炉的结构教学内容
在炉内设置一定数量的炉管，被加热 介质在炉管内连续流过，通过炉管管壁将在 燃烧室内燃料燃烧产生的热量传给被加热介 质而使其温度升高的一种炉型。
一、管式加热炉的结构教学内容
直接式加热炉
热负荷
油田常用管式加热炉的规格： 1000kW 1600kW 2500kW
一、管式加热炉的结构教学内容
炉内火焰与高温烟气以辐射传热为主 进行热交换的空间。
一、管式加热炉的结构教学内容
以对流传热为主的空间。 把辐射室与对流室隔开。
一、管式加热炉的结构教学内容
排烟 通风 控制加热炉的排烟量
一、管式加热炉的结构教学内容
炉膛内压力瞬时升高时，使炉内气体 自动排出的装置。
保护加热炉炉体安全。
一、管式加热炉的结构教学内容
用来观察炉膛燃烧情况。 供检修人员进入炉内。
一、管式加热炉的结构教学内容
温度测点：炉膛温度、排烟温度、介质进出口温度； 压力测点：炉膛压力、介质进出口压力。
管式加热炉工作原理
管式加热炉工作原理
管式加热炉是一种常用的加热设备，其工作原理是利用电、燃气或其他加热源将能量转化为热能，通过管道将热能传输到需要加热的物体上。
管式加热炉的加热源可以是电阻加热元件、燃气燃烧器或其他加热设备。
无论是哪种加热源，它们都通过热量的产生将能量输入到加热炉中。
在管式加热炉中，加热源会将产生的热量传输给管道。
管道一般由耐高温材料制成，能够承受高温下的加热。
通过管道，热能能够传输到加热炉内的工作物体上。
在管道中，为了提高热能的传递效率，通常会加装热交换器或采用多管道设计。
热交换器能够增加管道与工作物体之间的接触面积，从而提高热量传递的效率。
当热能传输到工作物体上时，物体的温度开始升高。
在加热过程中，可以通过控制加热源的供热量或调节管道中的流体流速来控制加热速度和温度。
管式加热炉的工作原理简单而直观。
通过控制加热源的供热量和管道中的流体流速，可以实现对物体的精确加热。
这种加热方式广泛应用于工业生产中的许多领域，如金属加工、塑料加工、热处理等。
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管式加热炉的结构及工作原理管式加热炉是一种常用的工业炉，其结构和工作原理如下：
一、结构
管式加热炉主要由炉体、炉管、燃烧器、空气预热器、温度控制系统等部分组成。
1.炉体：炉体是加热炉的主要部分，通常采用耐高温材料如耐火砖、浇注料等制成。
炉体形状和大小根据实际需要和生产工艺要求确定，一般呈长方形或圆形。
2.炉管：炉管是管式加热炉的核心部件，通常由不锈钢、合金钢等耐高温材料制成。
炉管一般呈蛇形或圆形，用于装载待加热的物料，同时将热量传递给物料。
3.燃烧器：燃烧器是加热炉的热源，通常位于炉体底部或侧部。
根据加热工艺要求，可以选择不同的燃料，如天然气、石油气、轻油、重油等。
4.空气预热器：空气预热器用于预热燃烧所需的空气，提高燃烧效率。
空气预热器通常位于加热炉的顶部或侧部，与燃烧器相连。
5.温度控制系统：温度控制系统是管式加热炉的重要组成部分，用于控制加热温度和物料受热均匀性。
温度控制系统通常包括温度传感器、调节阀、控制仪表等。
二、工作原理
管式加热炉的工作原理是利用燃料燃烧产生的高温烟气，通过炉管传导热量，将待加热的物料加热到所需温度。
具体过程如下：
1.燃料在燃烧器中燃烧，产生高温烟气。
2.高温烟气通过炉管，将热量传递给炉管内的待加热物料。
3.物料在受热过程中，温度逐渐升高，达到所需的工艺要求。
4.加热后的物料从炉管末端排出，进入下一生产环节。
5.部分高温烟气通过引风机引入空气预热器中，预热燃烧所需的空气。
6.预热后的空气与燃料在燃烧器中混合燃烧，产生高温烟气继续加热物料。
7.高温烟气和物料产生的蒸汽一同从炉管末端排出，进入下一生产环节。
在实际生产过程中，管式加热炉的操作和控制是非常关键的。
为了确保物料的受热均匀性和生产效率，操作人员需要根据工艺要求和实际生产情况进行调整。
例如，可以通过调节燃烧器的火焰大小、改变炉管的进料速度、调整空气预热器的进风量等方式来控制加热炉的工作状态和加热效果。
此外，为了保证加热炉的安全运行和环保达标排放，还需要进行废气处理和热量回收利用等方面的措施。
例如，可以采取废气余热回收技术，将废气中的余热转化为有用能源；或者安装环保设备如除尘器、脱硫脱硝装置等，减少废气中有害物质的排放。