管式加热炉

1、 管式加热炉的特征？ 答：（1）被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体和液体，而且，这些气体或液体通常都

是易燃易爆的烃类物质，同锅炉加热水合蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多。 （2）加热方式为直接受火式，加热温度高，传热能力大。 （3）只烧气体或液体燃料。

（4）长周期连续运转，不间断操作，便于管理。 2、管式加热炉传热性能的主要技术指标？

答：（1）热负荷（2）炉膛热强度（3）炉管热强度（4）加热炉的热效率（5）炉膛温度 3、 如何选择炉管表面热强度，该数值是否能任意提高，受哪些因素的限制？

答：如果炉子的传热面积相同，则热强度越高，生产能力就越大。因此，热强度的大小标志着炉子传热面效能的高低。在管式加热炉的设计或操作中，都希望尽可能的提高辐射管的表面热强度，但由于被加热介质的热稳定性和选用炉管的材质因素的影响，热强度的数值不能任意提高，而是有一定的限制，这个限制数值叫做容许热强度。 4、 全炉热效率表达式，分析影响热效率大小的关键因素？ 答：

因素：（1）烟气带走的热量 （2）炉子散热损失 （3）不完全燃烧损失

（4）与过剩空气系数和炉子排烟温度有关。 5、 管式加热炉的主要部件？

答：炉管，弯头，管架与管板，火嘴以及各种配件，如烟道挡板，看火门，防爆门，入孔门，吹灰器，灭火蒸汽管等。

6、 燃料的发热值？ 答：燃料的发热值是指单位质量或单位体积的燃料完全燃烧时所放出的热量，即最大反应热。 7、 过剩空气系数大小的影响？ 答：过剩空气系数太大，入炉空气量多，相对降低了炉膛温度和烟气的黑度，影响传热效果。加热炉的排烟温度一定时，过剩空气系数大则排烟量大，使烟气从烟囱带走的热量多，增加了热损失，全炉热效率降低。过多的空气还会是烟气中含氧量高，加剧炉管表面的氧化腐蚀，缩短管子的寿命。

8、 提高加热炉效率的主要措施？ 答：（1）采用高效、大能量的燃烧器，提高燃烧质量。

（2）监控烟气中的氧和一氧化碳含量，降低过剩空气系数。 （3）增设空气预热器或余热锅炉，回收烟气余热。

（4）对流室采用钉头管或翅片管，设置自动吹灰器，强化对流室的传热过程，使之多吸收热量。

（5）采用低传热系数的耐火绝热材料，降低炉壁散热损失。 （6）加强堵漏，减少漏入炉膛的空气量。

（7）采用计算机或数字控制仪进行最佳燃烧控制。 9、气体辐射的特点？ 答：（1）称的双原子气体无辐射和吸收能力。

（2）结构不对称的双多原子气体有辐射和吸收能力。

（3）气体的辐射和吸收对波长有选择性。

（4）气体和吸收在整个容积中进行。 10、辐射室传热的复杂性？

答：烟气流动方向上有温度梯度，整个炉膛内的烟气温度不均匀，甚至炉膛内各点烟气温度都不同，各处管壁的温度是不可能相等的暴露炉墙接受热量、给管排反射热量、还向大气散热损失热量。

11、罗伯—依万斯法的辐射室传热模型？

答：罗伯—依万斯法对辐射室的传热过程作了四条简化假定： （1） 在加热炉的辐射室中，作为辐射室传热热源的烟气只有一个温度t，并与辐射室的

烟气出口温度相等。

（2） 将管排看作一个吸热面，其温度等于管排的平均温度t，把炉内除去敷设管排以外

的其他耐火砖墙看作反射面，也具有相同的温度

（3） 烟气对流传递给反射面的热量全部被炉墙失散到大气中，而烟气辐射传递给反射

面的热量全部被炉墙反射给管排。 （4） 烟气为灰体，吸热面为灰表面。

12、罗伯—依万斯法辐射室热负荷和出辐射室烟气温度的求解方法？ 答：

求解方法：（1）根据 算出管外壁表面温度 ，做出管壁温度为 的曲线。 （2）根据 分别算出相应的

（3）把这两点连成直线，此直线即代表了辐射室的热平衡方程式，它与管壁温度为 的传热速率方程曲线的交点，即为所求的解，交点的横坐标便是出辐射室烟气的温度 。根据所求得的 ，查图得 。代入下式求出

13、罗伯—依万斯法中辐射交换因素反映哪些方面对传热计算的影响？ 答：总辐射交换因素是包括了气体对吸热面的直接辐射传热及气体通过反射面间接对吸热面传热的一个参数。

14、圆筒炉中的高径比指的是哪两个数值的比值？

答：高径比是炉管的有效长度与中心节圆直径的比值。 15、对流室传热计算的理论基础？

答：联解传热速率方程和热平衡方程所组成的方程组。 16、管外对流传热系数是由哪几个部分构成的？ 答：烟气的对流，辐射以及炉墙的辐射三个部分。

17、炉管内压力降计算的目的？

答：目的在于确定流体入炉时的压力，从而可以根据此压力进行选泵。 18、炉管内流体的流动的特点？

答：流体在炉管内的流动与一般管道内的流动不同，流动过程中要吸收热量，物性参数随之变化，有的发生化学反应,，有的发生相态变化──汽化。炉管内压力降的计算是十分复杂而麻烦。

19、管式加热炉炉管内流速的选择？

答：（1）流速高 压力降大，造成的能量损失大。

介质在管内的停留时间短，可以减少结焦和分解的危险，同时可以增加管内的传热系数。 （2）气、液混相的炉管内 流速低限是保证流型符合要求，以避免局部过热。

流速的上限是临界流速（该状态下的声速）。

（3）裂解炉管内 流速是根据停留时间来决定的。 （4）烃类蒸气转化炉炉管内 流速以保证转化管压力降约等于进口压力的8%～12%为宜。 20、管内气液两相流压力降确定的复杂性？ 答：（1）气相和液相流速一般不相同，他们之间有相对运动，会产生内摩擦损失。

（2）液相有滞留量，使管内实际流通截面积减小，压力降增加。

（3）垂直管内，液相在管内连续不断地上升和下降，会消耗能量而形成压力降低。 （4）气液两相流可能呈现完全不同的流型。要保证良好的流型。必须有进行流型判别的图或关联式。

（5）设计中，通过改变管径来保证流型符合要求。 （6）扩径和注汽。 （7）分段和猜算。

21、炉管内气液两相流的流型及适宜流型？ 答：流型：（1）水平管 水平管内气液两相流的流型可以分为六种①分层流②波状流③环—雾状流④长泡流⑤液节流⑥分散气泡流

（2）垂直管 在垂直管内，气液两相向上流动时发生的流型可分为下列四种①气泡流②液节流③泡沫流④环—雾状流

适宜流型：为了避免介质局部过热发生裂解，炉管内气、液两相流的流型最好是雾状流。在局部地方，例如泡点附近，要达到雾状流比较困难，也允许出现环状流或分散气泡流。除此之外，其他流型均应避免。 22、加热炉烟囱的作用？

答：作用是产生抽力使烟气在加热炉中不断流动，同时把烟气送到高空排出，以减少地面污染。

23、烟囱高度和炉子本身高度各有什么作用？

答：在自然通风的情况下，烟囱高度所形成的抽力除要克服烟气流动过程中的总压力降外，还要克服空气通过燃烧器的压力降。对于负压炉子，烟囱的抽力还要保证炉膛内具有一定的负压。炉子本身高度所形成的抽力，可根据烟气或空气压力降所在的位置予以适当考虑。 24、决定烟囱高度的因素有哪些？ 答：（1）由抽力确定烟囱高度。

（2）决定烟囱高度的其他因素：①烟囱顶的最底标高应不低于附近的蒸馏塔等设备的顶标高，以避免火灾，保障这些设备顶部的操作安全。

②圆筒炉烟囱的最低高度一般应满足检修时能利用烟囱上的炉管吊环吊出辐射炉管的要求。

③烟囱顶最高标高要受航空方面的限制，特别是当加热炉所在装置位于机场附近或重要航线上时，烟囱顶标高应同有关方面协商决定。 ④烟囱顶的最低标高还受环境保护方面的限制。 25、烟囱的最低高度是怎样确定的？

答：烟囱的最低高度可由总抽刀与烟气流动的总压力降列等式求的，同时需考虑到安装，环保及检修等方面。

26、烟气余热回收的途径？

答：回收烟气余热的途径是利用低温介质吸收烟气的热量，如加热工艺介质，发生蒸汽或预热炉用燃烧空气。

27、低温露点腐蚀机理？

答：燃料中硫燃烧后全部生成SO2，少量的SO2再与氧化合形成SO3，烟气带有大量的水

蒸气，当烟气温度降到400℃以下时，SO3将与水蒸气化合生成硫酸蒸气，硫酸蒸气凝结到受热面上，发生低温硫酸腐蚀 28、防止低温露点腐蚀的措施？ 答：（1）提高空气预热器入口的空气温度。 （2）提高空气预热器换热面的壁温。 （3）采用耐腐蚀材料。

29、回转式空气预热器的优缺点？

答：优点：换热表面上冷凝的酸液量和硫酸浓度不断变化，露点腐蚀比管式空气预热器轻。 快速流动的空气可以起到一些吹灰作用，减少了积灰。

因换热元件连续转动，只一个单孔摆动式吹灰器，就可吹到冷端截面上各个部位的积灰。

便于对腐蚀后的元件进行更换或调换放置位置

缺点：有转动部件，故漏风量较多，能耗大，制造要求较严格，造价较高。 30、加热炉正常操作状况？

答：加热炉的正常操作是完成工艺要求的基本保障。正常操作时，介质的总出口温度各路流量、温差及炉膛温度等均在工艺指标范围内；辐射室出口处得负压保持在-19.6~-39.2Pa；过剩空气系数要符合要求；燃烧器的燃烧情况良好，火焰刚直有力，稳定并呈天蓝色或桔黄色；各炉管没有弯曲、脆皮、鼓包、发红、发暗现象等等。 31、提高操作负荷的限制因素的影响？

答：（1）炉膛体积 操作负荷过大，火焰有可能舔到辐射室炉管或遮蔽管上，危及炉子的安全。

（2）烟气侧阻力 负荷，烟气量，阻力。同时, 烟气温度，使抽力。当两者的增加处于平衡时，便是烟气侧阻力所决定的上限。

（3）管内流速 负荷增加, 可以提高介质流速。但介质在管内的流速不能过高。 （4）火墙温度 负荷越大，炉膛温度越高，超负荷运转时结构和材料方面可能产生问题，易损坏炉管支撑件。

32、为什么管内结焦会使管壁温度上升，并使炉管损坏？

答：管内结焦使管壁温度急剧上升，加剧了炉管的腐蚀和高温氧化，引起炉管鼓包、破裂。传热恶化也有可能发生在对流室最下排的遮蔽管上，这是因为燃烧器离炉管太近。 33、管式加热炉的火灾危险性有哪些？ 答：（1）炉管破裂发生火灾

（2）燃料管线泄漏引起火灾 （3）炉膛发生爆炸 （4）烟道发生爆炸 （5）结焦引起危险

（6）操作不当引起事故

（7）加热炉成为可燃性混合物的引火源