管式加热炉
答:燃料性质;燃烧器的性能;炉体密封性能;加热炉的测控水平;控 制烟囱挡板。 2.正平衡法:进出加热炉的热量? 答:入炉热量:燃料燃烧放出的热量;燃料、空气、雾化蒸汽带入的显 热;
出炉热量:被加热介质吸收的有效热量,Q ;烟气离开对流室时带走 的热量,Q1;化学不完全燃烧损失的热量,Q2;机械不完全燃烧, Q3;炉子散热损失的热量,Ql. 3.影响加热炉效率的因素? 答:降低过剩空气系数;改进燃烧器;扩大对流室传热效果;减少炉壁 散热;使用空气预热器和废热锅炉;安装计算机自动控制系统。 4.加热炉热效率的标定测定需对划定体系的下列参数进行准确测量? 答:1)用干球温度计测量环境温度,作为基准温度; 2)测量各种被加热介质(油料、过热蒸汽、余热锅炉工质等)在体系 入口的流量(包括油料气化率)、温度和压力,以计算有效热量; 3)测量燃料的低发热值,以及燃料、空气和雾化蒸汽在体系入口处的 温度、压力和流量,以计算供给热量 4)测量烟气离开体系时的温度,并进行烟气组成分析,以计算排烟损 失 5)测量炉外壁、风、烟道外壁以及空气预热器外壁的平均温度和环境 风速,以计算散热损失。 5.正平衡法 按照热效率定义来算加热炉的热效率,即被加热介质吸收的有效热量与 燃料燃烧放出热之比:Ƞ=Q/BQL; Ƞ-加热炉热效率;Q-被加热介质吸收的 有效热量KJ/h;QL-燃料低发热值KJ/Kg; B-燃料用量Kg/h;有效热量指加热 炉的热负荷
26.在受热面上沉积1mm厚的灰垢,热效率将降低1~3%,而实际使用的 炉管表面积垢往往达到2~3mm,甚至更多。 27.一般要求炉膛内的负压为-19.6~-39.2Pa; 28.管式加热炉的门类:看火门、防暴门、人孔门 1.管式加热炉所用的燃料有两种,是:液体燃料(重质油:常压重油, 减压渣油,裂化渣油),气体燃料(瓦斯等,主要成分H2和C1~C5)。 2.管式加热炉常用的热效率仪中分析烟气成分的仪表有 氧化锆测氧仪、 磁导式氧分析仪和二氧化碳测定仪
21.炉管的适用材质:优质碳钢:微腐蚀;铬钼合金钢:硫腐蚀;铬镍
不锈钢:氢腐蚀
22.加热炉炉管连接件很多,常用的有回弯头、 U型铸钢弯头(180和90 度) 急弯弯管
23.气体火嘴按燃料气和空气混合的先后可分为 预混式 外混式 半预混式 24.油火嘴根据油雾化法分类:雾化剂雾化,机械雾化,联合雾化 25.吹灰器的分类:蒸汽吹灰器(固定旋转和伸缩式),声学吹灰器, 水冲洗,化学清灰剂
简答题
1.立式炉各炉型的分类特点?P5-7 答:底烧横管式炉:优点是火焰垂直向上,与烟气流动方向相同,并连 成片状燃烧,传热比较均匀;烟气由辐射室,对流室经烟囱一直上行, 阻力损失小;由于炉管卧放,对于气液两相混流的物流,其流动状态 好,不会发生气液分层流动,缺点是高合金钢中间管家用量多;炉外需
留出抽管空间,占地面积大。 双室立式炉:火焰贴墙而上,把墙壁烧红,使火墙成为良好的热辐射 体,以提高辐射传热的效果,同时避免两排火嘴的火焰互相干扰,比其 他类型的立式炉传热均匀。 立管立式炉:节省了合金钢材,,同时又保留了立式炉的特点;但其沿 炉管高度方向受热不均,对由气液两相混流的介质,沿着炉管下行时, 在一定的流速范围内,气相易走外侧,造成炉管超温烧坏。 无焰燃烧炉:优越的加热均匀性,炉管表面热强度大可分区调节各区温 度;但火嘴与炉墙结构复杂,造价昂贵,且只能使用气体燃料。 阶梯炉:火焰直接加热炉墙,炽热的炉墙再向炉管辐射传热,使炉管受 热均匀;造价低一些;但加热的均匀程度和分区调节的特性不及无焰燃 烧炉。 2.圆筒炉各炉型的分类特点?P7-8 答:纯辐射室圆筒炉:最简单最便宜的炉子;管内压降小;但管程数单 一,受热不均匀,热效率低。 有反射锥的对流型炉:改善了受热不均的特点,但容易腐蚀损坏,燃烧 器的火焰尖部也容易舔到反射锥上造成烧损,另外需要高铬合金钢材质 造价高。 无反射锥的辐射对流型炉:施工制造简单,造价低,但炉膛内显得太 空,炉膛热强度将急剧下降,结构上经济上都开始不利。 3.圆筒炉的炉型特点?P8 答:优点:由于辐射管垂直炉内,炉管自由悬挂或支撑,不受管架的约 束或滑动摩擦,温度变化时可以自由伸缩,且不受自重的弯曲应力的影 响;采用垂直炉管,无需耐高温的管架材料;炉管沿圆周排列,火焰与 每根炉管的距离相等,在同一水平面上各炉管受热均匀;金属消耗量 低;占地面积少,比相同能力的立式炉少33%;容易建造,节省投资; 炉用配减少,炉壁热损失少。缺点:垂直立管不易清焦,同样存在气液 分层的问题;又由于圆筒炉热效率不如立式炉高。 4.炉型选择的基本原则?P11 答:从结构、制造、投资费用方面考虑,应优先选择辐射室用立管的加 热炉;对一般用途的中小负荷炉子,宜优选考虑立式圆筒炉;单排管双 面辐射加热炉一般只用于烃类蒸气转化和乙烯裂解等高温过程。 5.选用燃烧器注意事项?P21 答:燃烧器应与燃料特点相适应;燃烧器应满足管式加热炉的工艺要 求;燃烧器应与炉型相配合;燃烧器应能满足节能环保要求 1.影响过剩空气系数额因素?
1.烟气中CO2和H2O的光带
光带பைடு நூலகம்m
CO2
H2O
第一光带
2.65~2.80
2.55~2.84
第二光带
4.15~4.45
5.60~7.60
第三光带
13.0~17.0
2. 气体辐射的平均射线行程
球
圆柱体
12.0~30.0 立方体
0.6d
2/3d
0.6b
3. 不发光火焰的主要辐射成分:二氧化碳和水蒸气;发光火焰:炭黑 粒子;
8. 注汽:对于加热油料的炉子,汽化段注入相当数量的水蒸气,可以 降低油气分压,提高气化率;
9. 扩径:扩大炉管直径,可以减少汽化段压力降,使介质在较低的温 度和压力下开始汽化,同时在相同温度下,由于压力降低,汽化率 可以提高,当管内计算流速接近临界流速时,更应该扩大管径,以 避免压力降急剧增加。
10. 均相法:这是一种将两相流当作单相流的计算方法
判断题
1.辐射室是管式加热炉的核心部分; 2.炉膛热强度越大,完成相同的热任务所需的炉子越紧凑 3.炉管表面热强度越大,完成相同热任务所需的传热面积越小,使用的 炉管就越小,炉子体积可减小,投资可以降低 4.炉管表面强度一般指平均值 5.一根钉头管或翅片管相当于两根以上光管的传热能力 6.炉子的热效率越高,完成相同热任务所消耗的燃料越少 7.炉膛内烟气温度的高低,是炉子操作中重要的控制指标 8.管径增大,传热不良,管壁温度升高,被加热介质易于结焦;管径太 小,介质流动阻力大,炉子的压力将增加。 9.加热炉炉管表面沉积灰垢之后,热阻将明显增大,使热效率和经济性 随之降低 1.按照燃烧产物中水蒸气所处的相态(液态还是气态),燃料发热值分 高发热值和低发热值
按传热分类:纯对流式,辐射对流式,辐射式; 按燃烧方式分类:火炬式,无焰燃烧式 按炉型结构分类:箱式炉,立式炉,圆筒炉; 12.加热炉设计热负荷通常取计算值为 1.15~1.2倍 13.炉膛体积热强度一般控制在:418700kj/(m3·h) 14.早期加热炉热效率:60~70%;现在已达到:85~88%; 15.立式炉的分类:底烧横管式炉,双室立式炉,立管立式炉,无焰燃 烧炉,阶梯炉 16.圆筒炉分类:纯辐射式圆筒炉,有反射锥的辐射-对流型炉,无反射 锥的辐射-对流型炉
名词解释
1.热负荷:每台加热炉单位时间内向管内介质传递的总热量 2.炉膛热强度:燃料燃烧的总发热量除以炉膛体积 3.炉膛表面热强度:单位时间内单位炉管表面积所传递的热量 4.加热炉的热效率:向炉子提供的能量被有效利用的程度 5.炉膛温度:烟气离开辐射室进入对流室时的温度 6.回火:当瓦斯与空气混合物在喷嘴出火孔处的速度小于火焰传播速度 时,火焰自燃烧道回到分布室或混合器内燃烧的现象 7.灰:是燃料中的可燃组分;垢:是燃料燃烧后残留下来的不可燃的组 分。 1.闪点:在大气压力下,燃料油蒸汽和空气混合物在标准条件下接触火 焰,发生短促闪火现象时的最低温度,表征燃料油着火的难易; 2.燃料发热值:指单位质量或单位体积的燃料完全燃烧时所放出的热 量。 3.理论空气量:燃料中各组分完全燃烧所需的空气量 4.过剩空气系数:管式加热炉实际入炉空气量与理论量之比 5.热效率:表示管式加热炉体系中参与热交换的热管利用过程 6.能效率:全面地表示了管式加热炉所有供给能量的利用程度,是一项 综合和性的技术经济指标。
1. 气体辐射具有选择性 2. 微粒火焰的辐射和吸收,随着微粒质量浓度的增加以及微粒直径的
减小而增加 3. 液体固体辐射在表面,气体辐射在内部。 4. 炉管内流体压力降计算主要目的在于确定流体入炉时的压力,从而
可以根据此压力选泵 5. 加热炉管内为单相流时,压力降计算比较简单;加热炉管内为气液
两相流时,压力降计算比较复杂 6. 炉管内的压力降直接与介质的流速有关,管内压力降几乎与流速的
由于有经高温裂解成的炭黑粒子出现在燃烧器的根部,而使该处的 火焰发光 5. 半发光火焰:各种固体燃料燃烧时形成半发光火焰 6. 虚拟火焰:燃料燃烧时,放出的全部热量,除炉膛的散热损失外, 都被燃烧产物本身所吸收,这时燃烧产物将达到一个最高温度; 7. 冷平面:管排所占据的炉墙面积,即包括管子本身及管子间隙的面 积投影
长泡流和液节流;高液速包括分散气泡流; 9. 水直管:低液速包括气泡流 液节流、泡沫流和环-雾状流;高液速
液节流直接向环-雾状流 10. 同一般工业管道一样,炉管内不允许出息液节流; 11. 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还最好
是雾状流; 12. 在局部地方,李茹泡点附近,要达到雾状流比较困难,也允许出现
环状流或分散气泡流 13. 在逐级扩径的汽化段炉管内,不适宜的流型一般出现在每种管径的
始端 14. 一般要求计算的气液混合流速不超过临界流速的80%~90%; 15. 常用的计算压力降的方法有:均相法、Dukler 16. 对于高气速的雾状流和高液速的分散气泡流这样假设是比较切合实
际的,计算误差也可能很小。 17. 辐射室高度所形成的抽力,一般考虑用来克服空气通过燃烧器的阻