国内外加热炉及加热技术研究情况.

加热炉的发展范文

加热炉是一种用来加热物体的设备，广泛应用于工业生产中。随着科技的发展，加热炉也经历了不断的创新与改进。

最早的加热炉可以追溯到石器时代，人们用火把或火堆来加热物体。这种加热方式非常简单，但效率较低，无法控制加热的温度和时间。

随着冶金业的发展，燃煤炉和燃油炉等传统加热炉开始广泛应用。这些加热炉采用燃料进行加热，使得加热过程可以更好地控制。然而，这些炉子仍然存在一些问题，如燃料消耗大、操作复杂、环境污染等。

20世纪初，随着电力工业的兴起，电加热炉开始被引入工业生产。电加热炉通过电阻将电能转化为热能，具有加热速度快、温度可调节、热效率高和环保等优点。电阻加热炉不仅被广泛应用于钢铁冶炼、有色金属冶炼等工业领域，还被用于玻璃制造、陶瓷烧制、化工反应、医药加工等行业。

在电加热炉的基础上，进一步发展了电弧加热炉和频率感应加热炉等新型加热设备。电弧加热炉是通过电弧加热金属，具有迅速加热、可控的加热过程、能耗低和操作简单等优点，被广泛应用于金属熔炼、热处理和金属材料加工等领域。频率感应加热炉则是利用感应加热原理进行加热，具有传热效率高、加热均匀和加热速度快等优点，被广泛应用于焊接、热处理、金属熔炼和塑料热熔等工艺。

随着高科技的不断发展，加热炉也在不断创新与改进。以太阳能加热炉为例，它是利用太阳能进行加热的设备，具有可再生能源、环保无污染等优点，被广泛应用于清洁能源领域。太阳能加热炉可以用于热水供应、食品加热和工业加热等领域，逐渐取代传统的燃煤炉和燃油炉。另外，激光加热炉也是现代加热技术的一种创新。激光加热炉通过聚焦激光束进行加热，具有能量集中、加热速度快和控制精确等优点。激光加热炉被广泛应用于汽车制造、航空航天、电子制造和医疗领域等，可以用于金属焊接、塑料热熔、表面处理和医疗手术等。

总之，加热炉的发展经历了从简单的火把到燃煤炉、燃油炉、电加热炉、太阳能加热炉、激光加热炉等不断创新与改进的过程。这些新型加热炉具有加热效率高、温度可调节、能源消耗低和环保等优点，推动了工业生产的进步，为人类创造了更加舒适和便利的生活。

蓄热式加热炉的发展历程和技术介绍

1 概述

用蓄热室来预热空气和燃料是一项较早的技术, 早在19 世纪中期就开始应用于高炉、热风炉、焦炉等规模大且温度高的炉子, 但传统的蓄热室采用格子砖为蓄热体、传热效率低、蓄热室体积庞大, 其换向阀结构复杂、效率比较低, 换向周期长, 因此没有得到重视。由于20 世纪70 年代的能源危机后, 节能工作得到各个国家的重视, 加之科学技术的不断进步出现了结构简单、控制方便、可靠性强的换向系统。1982 年英国Hot Work Development 公司和Brit2ish Gas 研究院合作, 成功开发出第一座使用陶瓷小球作为蓄热体的新型蓄热式加热炉, 节能效果显著。近10 年来蓄热式燃烧技术得到长足发展, 很多国家都在研究各种蓄热式烧嘴和高效蓄热式燃烧技术以及高风温燃烧技术。

2 蓄热式燃烧技术

1998 年大连北岛能源技术有限公司率先在萍钢棒材公司轧钢加热炉上采用蓄热式燃烧技术燃烧纯高炉煤气, 在国内首次实现了蓄热式技术燃烧高炉煤气在连续式轧钢加热炉上的应用。此后, 国内有多家公司开展蓄热式燃烧技术的研究和在国内的推广应用, 蓄热式燃烧技术逐渐成熟。在蓄热式燃烧技术方面形成了一套较完善的设计思想和方法,蓄热式技术在工业炉上的应用实现了高产、低耗、少污染和高自动化水平, 达到了燃烧工业炉“三高一低”(高炉温、高烟温、高余热回收、低惰性) 的发展方向要求。从20 世纪90 年代开始, 国内蓄热式燃烧技术发展到现在, 基本分为以下两大系列:

(1) 以北京北岛为代表的内置通道式加热炉, 其特点是: ①把蓄热室和炉体有机结合为一体,

结构紧凑, 占地面积小, 炉子外观整洁。②蓄热体采用陶瓷小球, 价格低廉, 集中换向, 换向时间约180 s , 运行费用低。③炉体热损失小, 热效率高, 很容易做到空气、煤气双预热,燃烧喷口密布, 炉温均匀性好, 钢坯氧化烧损低。④炉型结构较复杂, 炉墙厚达l m , 对耐火材料的理化指标性能要求高, 对设计、施工的技术水平和经验要求高。⑤若炉墙出现问题, 维修时间长。

二合一加热炉物理防垢技术研究

第２２卷第６期　石油规划设计　２０１　１年１１月４３　

王勇　

（大庆油田有限责任公司第四采油厂）　

王勇．二合一加热炉物理防垢技术研究．石油规划设计，２Ｏ１１，２２（６）：４３～４５　

摘要　大庆油田有限责任公司第四采油厂二合一加热炉原有的清防垢措施效果不理想，通过　对加热炉结垢规律的研究，针对加热炉水中结垢离子浓度因受温度影响变化较大而造成结垢的问　题，采取了双波感应防垢仪、Ｓｃａｌｅ防垢仪、强磁防垢仪、凯尔防垢仪４种物理防垢方法。经过一　年多的现场试验观察，找出了加热炉的垢质特点、结垢部位和结垢原因，解决了水质中结垢离子　浓度受温度影响变化的问题，大大降低了加热炉的结垢速度，达到了防垢效果。　关键词　加热炉；结垢；物理防垢　

中图分类号：ＴＥ９６３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—２９７０（２０１１）０６—００４３－０３　

１　加热炉防垢现状及存在问题　

加热炉是地面集输工艺中的重要设备，由于油　

田采出水矿化度较高，加热炉在运行一段时间以后，　

烟火管表面结垢严重，导致加热炉热效率降低，燃　料消耗和运行成本增加，也导致烟火管鼓包或者烧　

穿，易造成生产事故。目前，大庆油田有限责任公　

司第四采油厂二合一加热炉的清防垢措施主要有两　种：一是加防垢剂和酸洗；二是按周期对加热炉进　

行人工清垢。但是这些措施的成本较高，效果并不　理想。因此，通过开展加热炉物理清防垢技术研究，　采取有效的防垢方法，可以延长加热炉结垢周期，　

保证加热炉炉效，减轻工人劳动强度，确保生产　

安全。　

２　物理防垢技术现场试验　

针对加热炉使用过程中结垢严重的情况，２００７　

年在大庆油田有限责任公司第四采油厂杏北Ａ站、　

杏北Ｂ站、杏北Ｃ站、杏西Ｄ站开展了二合一加热　炉结垢防治试验，全部停止加防垢剂。在杏北Ａ站、　杏北Ｂ站、杏北Ｃ站、杏西Ｄ站分别安装双波感应　

防垢仪、Ｓｃａｌｅ防垢仪、强磁防垢仪、凯尔防垢仪，　现场安装位置均为二合一进口汇管。　

２．１　双波感应防垢仪　电子技术使分子表面能量重新排列，当水体吸　收高频电磁能量后，在不改变原有化学成分的情况　

加热炉衬里施工技术研究

加热炉作为工业生产中的重要设备，其衬里施工技术对于保证加热炉的正常运行、提高热效率、延长使用寿命以及降低能耗等方面都具有至关重要的作用。本文将对加热炉衬里施工技术进行深入研究，旨在为相关工程实践提供有益的参考。

一、加热炉衬里的作用与要求

加热炉衬里主要起到隔热保温、减少热量散失、保护炉体结构以及抵抗高温和化学侵蚀等作用。为了实现这些功能，加热炉衬里通常需要满足以下要求：

1、良好的隔热性能：能够有效地阻止热量向外传递，降低炉体表面温度，提高热效率。

2、耐高温性能：能够在高温环境下保持稳定的物理和化学性质，不发生软化、变形或脱落。

3、抗化学侵蚀性能：能够抵抗炉内各种化学物质的侵蚀，避免衬里损坏。

4、良好的机械强度：能够承受炉体内部的压力、振动和温度变化等因素的影响，不易开裂或破损。

5、施工方便：便于在现场进行施工和安装，缩短施工周期，降低施工成本。二、加热炉衬里的类型

目前，常用的加热炉衬里类型主要包括耐火砖衬里、耐火浇注料衬里、耐火可塑料衬里、纤维毡衬里和纤维模块衬里等。

1、耐火砖衬里

耐火砖衬里具有较高的机械强度和耐高温性能，适用于高温、高压和高磨损的加热炉环境。但其施工难度较大，施工周期较长，且整体性较差，容易出现砖缝渗漏等问题。

2、耐火浇注料衬里

耐火浇注料衬里具有施工方便、整体性好、适应性强等优点，能够适应各种复杂的炉型结构。但其在高温下的强度和稳定性相对较低，需要合理选择材料和施工工艺。

3、耐火可塑料衬里

耐火可塑料衬里具有良好的可塑性和粘结性，能够在高温下保持较好的体积稳定性。但其施工要求较高，需要专业的施工人员进行操作。

4、纤维毡衬里

纤维毡衬里具有重量轻、隔热性能好、施工方便等优点，适用于温度较低、要求隔热效果好的加热炉部位。但其耐高温性能相对较差，不能承受高温火焰的直接冲击。

5、纤维模块衬里纤维模块衬里是一种新型的衬里材料，具有优异的隔热性能、耐高温性能和机械强度，且施工方便，使用寿命长。但其价格相对较高，在一定程度上限制了其应用范围。

提高加热炉的热效率

摘要提高加热炉热效率的途径很多，关键是减少炉子的热损失。通过综合运用耐火纤维喷涂和耐高温辐射涂料技术，提高了加热炉的热效率，收到了较好的节能效果，取得了明显的经济效益。

加热炉是石油化工行业最常用的设备之一，也是消耗能量最多的装置。目前，公司各生产装置中的大小加热炉共有60余台，总负荷超过800MW，单台最大热负荷达到142MW，加热炉能耗占全公司能耗的30%以上。如果再加上炼油800万t改扩建工程所增加的加热炉，其能耗还要大。因此，重视现有老装置中加热炉的技术改造和新装置加热炉的新技术应用，提高加热炉热效率，是降低装置能耗、提高经济效益的关键所在。

一、现状分析

加热炉运行过程中的热损失，主要是排烟与散热损失。有效能的损失主要在燃烧传热的不可逆过程中。因此，加热炉热效率的提高重点应放在燃烧和辐射段的散热损失上。

目前，公司的大多数加热炉由于设备陈旧，衬里老化、脱落，钢板腐蚀穿孔等各种原因，导致加热炉散热损失增大，局部过热超温，引起热效率下降，热效率一般在80%~88%之间，达不到原设计值或公司考核要求，不但严重影响了设备的安全运行，还制约了单位加工费的降低，直接影响企业的经济效益。

现在，单纯依靠传统的“三门一板”操作，控制烟气中的氧含量和排烟温度，以及对设备的修修补补，已很难获得明显的效果。因此，应用新技术是当前提高加热炉热效率的有效途径。根据目前国内外发展的技术，决定采用耐火纤维喷涂技术和在加热炉内表面喷涂HT-1耐高温辐射涂料改造加热炉。

二、技改措施

1．耐火纤维喷涂的应用

工业加热炉电气自动控制技术的发展现状

工业加热炉控制系统经历了一个发展的过程，随着自动化技术、现代信息技术等的发展，加热炉控制技术也在朝着自动化、智能化方向发展，然而，实际发展中依然存在问题和不足。本文分析了工业加热炉电气自动控制技术的实际与理论发展现状。

标签：工业加热炉；电气自动控制技术；理论；实践；发展

加热炉是工业企业生产必不可少的设备，随着电气工程技术的发展，工业加热炉得益于这一技术的支持也在朝着自动化控制方向发展，同时，现代信息技术、计算机技术也在逐渐地应用于加热炉控制中，发挥着不可替代的重要作用。

1 工业加热炉电气自动控制主流技术

1.1 数字传动技术

现代化电子信息技术蓬勃发展，使得全数字调速技术逐渐发展并成熟，该技术日前在工业企业得到了深入而有效地运用。同普通的模拟仿真系统对比起来，该系统体现出良好的自动化、智能化、动静结合、安全、便于调试与维修等优势。数字性的可控硅整流设备正在逐渐取代初始的交流供电设备。

1.2 PLC控制技术

现阶段，加热炉电气自动控制技术正在随着现代科技的发展与时俱进地发展，正在从传统的仪表与继电器逻辑控制迈向PLC、DCS控制，选择FieldBus总线控制技术用来控制设备现场，而且计算机技术、网络技术等也都逐渐被应用于基础自动化级控制中，依靠PLC来选配基础自动化硬件，如果是体积较大、规模较大的控制系统则通常选择PLC来负责电控系统的控制，对应的回路控制则主要依靠DCS控制。

集散控制系统也在现代技术的推动和支持下朝着上、下两大方向发展，前者为CIMS计算机集成制造系统，后者则为FCS现场总线控制系统。未来的DCS系统也势必要朝着CIMS的方向前进。

1.3 计算机网络技术的运用

计算机网络技术是新时期蓬勃发展的一项技术，在各个行业领域都得到了广泛而深入地运用，在工业加热炉电气自动化控制系统中，计算机网络技术也发挥着不可替代的功能和作用。计算机网络技术是把来自于各个地域、各个空间、各类功能的计算机设备通过网络线路链接起来，再通过网络软件来链接这些设备、软件，达到数据传输、资源共享等目的。

板坯加热炉控制技术现状及发展(下)

第３４卷第４期　２０１０年７月　冶金自动化　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．４　Ｊｕｌｙ　２０１０　

・综述与评论・　

板坯加热炉控制技术现状及发展（下）　

卫恩泽，彭燕华　

（中冶赛迪工程技术股份有限公司自动化事业部，重庆４０００１３）　

中图分类号：ＴＧ３０７；ＴＰ２７３文献标志码：Ａ文章编号：１０００－７０５９（２０１０）０４－０００６－０４　

Ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｓｌａｂ　ｒｅｈｅａｔｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ（Ｂ）　

ＷＥＩ　Ｅｎ—Ｚｅ，ＰＥＮＧ　Ｙａｎ—ｈｕａ　

（Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ＣＩＳＤＩ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００１３，Ｃｈｉｎａ）　

４　自动化系统解决方案　无论是控制理论再先进，还是控制策略再好，　

科学技术要转化为生产力，归根到底都要通过合　理的自动化解决方案得以实施。要实现节能降　耗，提高加热质量，选择合理的自动化系统解决方　

案非常重要。早在２０世纪７０年代，ＤＣＳ或ＰＬＣ　系统就已成功地应用到世界各地的工业加热炉　上。自８０年代以后，国际钢铁大发展主要集中在　

中国。尤其是近２０年，中国国内加热炉的控制系　统装配水平基本上可以反映国际上加热炉的计算　机控制水平。　

早期的加热炉控制系统通常分为以侧重顺序　控制的ＰＬＣ系统和侧重过程控制的ＤＣＳ，通常以　功能强大的ＤＣＳ为主流控制系统，可以在表１中　反映出来。随着计算机和微机技术的发展，ＰＬＣ　

系统逐渐发展并能处理复杂的过程回路控制，并　因其价格合理而日渐占领加热炉控制市场，这在　表２中得以充分体现。　

表１　国外加热炉控制系统配置表　Ｔａｂｌｅ　１　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｌｉｓｔ　ｆｏｒ　ＲＨＦ　ｏｖｅｒｓｅａ　

表２国内加热炉控制系统配置表　Ｔａｂｌｅ　２　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｌｉｓｔ　ｆｏｒ　ＲＨＦ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　

板坯加热炉控制技术现状及发展(上)

第３４卷第３期　２０１０年５月　冶金自动化　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．３　

Ｍ．ｄｖ　２０１０　

・综述与评论・　

板坯加热炉控制技术现状及发展（上）　

卫恩泽，彭燕华　

（中冶赛迪工程技术股份有限公司自动化事业部，重庆４０００１３）　

摘要：从发展历程方面来看，加热炉燃烧控制技术大体上经历了以常规燃烧控制为主的经典控制和以优化数学　模型控制为重点的现代控制两个阶段。以自动控制原理（经典控制理论）和现代控制理论等为理论基础，加热　炉控制采用了改进型双交叉限幅、模糊控制、脉冲控制和换向控制等最为常用的控制技术。而加热炉控制系统　则可以分为以侧重于顺序控制的ＰＬＣ系统和侧重于过程控制的ＤＣＳ。本文主要介绍板坯加热炉的发展历史和　现况，加热炉的结构和自动化系统的主要功能，加热炉控制技术的国内外发展状况，自动化系统的主流解决方　案，需要解决的技术难题，并对加热炉控制技术的发展提出了作者的观点。　关键词：加热炉；数字脉冲技术；蓄热换向技术；ＡＣＣ数学模型；三维监控　中图分类号：ＴＧ３０７；ＴＰ２７３文献标志码：Ａ文章编号：１０００．７０５９（２０１０）０３－０００５－０５　

Ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｓｌａｂ　ｒｅｈｅａｔｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ（Ａ）　

ＷＥＩ　Ｅｎ—ｚｅ，ＰＥＮＧ　Ｙａｎ—ｈｕａ　

（Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ＣＩＳＤＩ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００１３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｒｅｈｅａｔｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ，ｔｈｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｂａｓｅｄ　ｃｌａｓｓｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｔｏ　ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｍａｔｈｅｍａｔ－　

国外某天然气处理项目用导热油加热炉的设计选型与方案比较

国外某天然气处理项目用导热油加热炉的设计选型与方案比较探讨与交流工业偽好文章编号：1004-8774(2021)06-0035-04 DOI：10.16558/ki.issn1004-8774.2021.06.007国外某天然气处理项目用导热油加热炉的设计选型与方案比较

苏海鹏】，王鹏南2,王惠云3（1.华油惠博普科技股份有限公司北京分公司，北京100088；2.陕西建工金牛集团股份有限公司，陕西西安710043；3.陕西建工金牛节能环保装备研究院有限公司，陕西西安710043）Design Selection and Scheme Comparison of Heat Transfer Oil Heater in a Foreign Natural Gas Treatment PlantSU Haipeng1, WANG Pengnan2, WANG Huiyun3 (1. Beijing Branch, China Oi1 HBP Science & Techno1ogy Co., Ltd., Beijing 100088, China ；2. SCEGC Go1den Bu11 Group Ho1ding Co., Ltd., Xi'an 710043, Shaanxi, China；3. SCEGC Go1den Bu11 Group of Energy Saving and Environmenta1 Protection Equipment Research Institute Co., Ltd., Xi'an 710043, Shaanxi, China)第一作者：苏海鹏（1978-）,男，高级工程师,2002年毕业于哈尔滨理工大学热能工程专业。主要从事热能工程相关领域工程设计与研究工作。

摘要:针对国外某天然气处理场导热油加热炉的设计选型，在已知供热系统设计条件的基础上,给出了该天然气处理场的导热油加热炉系统设计规模,以及不同建造标准下的导热油加热炉设计方案，并对设计方案进行了讨论，最后给出了设计选型的初步建议和最优方案。关键词:天然气;导热油加热炉;设计选型;方案比较;建造标准中图分类号:TK229.92；TE963 文献标识码：B

轧钢加热炉热效率的影响因素及优化对策研究

摘要：随着社会的发展,能源短缺、环境污染问题已经成为世界性难题。为此,国内外学者提出了各种改进措施。热效率是指加热炉内部单位面积内热能得到充分利用所产生的经济效益，以及减少排放量和能耗指标。本文通过对加热炉进行研究，提出了提高加热炉整体热利用率及效益、降低轧机的能耗的优化措施，以延长设备的使用寿命。

关键词：轧钢加热炉；热效率；影响因素；优化对策

1轧钢加热炉概述

轧钢加热炉是指利用高效率的连续式生产设备,以提高产品质量和产量。随着经济水平的不断发展,热技术也在飞速进步中。但由于轧制工艺复杂多变、操作难度大，导致加热过程中对温度的要求较高且要保证连续性。我国目前大部分炼铁厂采用的是连续式、单板带以及双辊可逆循环方式进行轧制加工，而近几年来，随着计算机技术和自动化控制技术的飞速发展，以及应用领域的不断扩大，导致新型高效节能环保产品逐步进入人们的视野并得到快速应用。因此，如何提高热效率成为研究课题中一个重要问题。

2轧钢加热炉热效率的影响因素

2.1加热炉受热面积灰垢

当炉膛内的热量大于所需的材料时,其表面就会出现大量灰尘。在轧制过程中，由于铁水含量高导致钢材强度降低、塑性变形、产生裂纹等问题而引起的产量下降现象，称为传热损失(简称换辊)。随着焦炭质量分数的提高及加热速度的加快,焦炭对钢坯性能的影响将逐渐增大甚至消失。因此，研究炉内温度的变化规律对于优化生产效率有着重要意义。 2.2加热炉运行控制不当

对影响板带钢加热炉运行方式变化因素进行分析研究,当给定负荷和给料速率不变时进温，对温度有明显作用。连续操作过程中,由于给水流量较大，导致冷凝温度较低，而使其产生大量热量，增加炉内结渣量、降低焦炭比等都会影响热效率。

1.风门调节不当，供风过大

在传统工艺下，分析炉膛温度、铁芯长度等因素对板坯加热炉燃烧不均和焦炭量影响较大的原因，并提出了通过提高预热量，减少风门调节不当、供风过大带来的高温烟气排放措施。同时，结合实际生产情况,设计出了一套合理、高效的节能控制策略与方案，采用“自动喷水”模式,使热工参数在一定范围内波动。