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加热炉的工作原理与主要技术参数
发布时间:2019-1-7    点击次数:15

  一、加热炉工作原理

  液体(气体)燃料在加热炉辐射室(炉膛)中燃烧,产生高温烟气并以它作为热载体,流向对流室,从烟囱排出。待加热的原油首先进入加热炉对流室炉管,原油温度一般为29。炉管主要以对流方式从流过对流室的烟气(9)中获得热量,这些热量又以传热方式由炉管外表面传导到炉管内表面,同时又以对流方式传递给管内流动的原油。原油由对流室炉管进入辐射室炉管,在辐射室内,燃烧器喷出的火焰主要以辐射方式将热量的一部分辐射到炉管外表面,另一部分辐射到敷设炉管的炉墙上,炉墙再次以辐射方式将热辐射到背火面一侧的炉管外表面上。这两部分辐射热共同作用,使炉管外表面升温并与管壁内表面形成了温差,热以传导方式流向管内壁,管内流动的原油又以对流方式不断从管内壁获得热量,实现了加热原油的工艺要求。

  加热炉加热能力的大小取决于火焰的强弱程度(炉膛温度)、炉管表面积和总传热系数的大小。火焰愈强,则炉膛温度愈高,炉膛与油流之间的温差越大,传热量越大;火焰与烟气接触的炉管面积越大,则传热量越多;炉管的导热性能越好,炉膛结构越合理,传热量也愈多。火焰的强弱可用控制火嘴的方法调节。但对一定结构的炉子来说,在正常操作条件下炉膛温度达到某一值后就不再上升。炉管表面的总传热系数对一台炉子来说是一定的,所以每台炉子的加热能力有一定的范围。在实际使用中,火焰燃烧不好和炉管结焦等都会影响加热炉的加热能力,所以要注意控制燃烧器使之完全燃烧,并要防止局部炉管温度过高而结焦。

  二、加热炉的运行参数

  炉膛温度(挡墙温度)

  炉膛温度一般指烟气离开辐射室的温度,也就是烟气未进入对流室的温度或辐射室挡火墙前的温度,是加热炉运行的重要参数。在炉膛内(辐射室)燃料燃烧产生的热量,是通过辐射和对流传给炉管的。传热量的大小与炉膛温度和管壁温度有关。原油从加热炉中获得的热量其中有以辐射传热为主。辐射换热与火焰的绝对温度的四次方成正比,因此,在高温区中,辐射受热面的吸热效果要比对流受热面的效果好,吸收同样数量的热量,辐射换热所需的受热面积即金属消耗量要比对流换热的少。设计时选取的炉膛温度值决定着加热炉辐射受热面及对流受热面之间的吸热量比例。炉膛温度高,辐射室传热量就大,所以炉膛温度能比较灵敏地反映炉出口温度。但是从运行角度考虑,炉膛温度过高,辐射室炉管热强度过大,有可能导致辐射管局部过热结焦同时进入对流室的烟气温度也过高,对流室炉管也易被烧坏,使排烟温度过高,加热炉热效率下降。所以炉膛温度是保证加热炉长期安全运行的指标。在输油加热炉中炉膛温度最高不超过&。

  排烟温度

  排烟温度是烟气离开加热炉最后一组对流受热面进入烟囱的温度。排烟温度不应过高,否则热损失大。在操作时应控制排烟温度,在保证加热炉处于负压完全燃烧的情况下,应降低排烟温度。排烟温度的调节一般用控制进风量,即调整过剩空气系数的办法。降低排烟温度,可减少加热炉排烟热损失,提高热效率,从而节约燃料消耗量,降低加热炉运行成本。但排烟温度过低,使对流受热面末段烟气与载热质的传热温差降低,增加了受热面的金属消耗量,提高加热炉的投资费用。因此,排烟温度的选择要经过经济比较。 
  在选择最合理的排烟温度时,还应考虑低温腐蚀的影响。由于燃料中的硫在燃烧后可生成+,它在烟气中和水蒸气形成硫酸蒸气,当受热面壁温低于硫酸蒸气的露点温度时,硫酸蒸气就会冷凝下来,腐蚀壁面金属。如受热面壁温低于烟气中水蒸气的露点时,则水蒸气也会凝结在管壁上,加剧了腐蚀,并且容易引起堵灰。降低露点,减少腐蚀和积灰的措施有:净化燃料油。目前国外已有应用,但能否广泛应用还值得研究。

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