结构与工作原理

管式加热炉是在炉内设置一定输量的炉管，被 加热介质在炉内连续流过，燃料在炉膛燃烧产 生的热量以辐射方式将热量传给辐射室炉管， 通过炉管管壁传递给被加热介质，烟气经辐射 室烟道进入对流室，以较高的速度通过对流炉 管间隙，同时完成对流换热，从而使被加热介 质温度升高的一种加热装置。
加热炉的设备—圆筒炉
燃料的发热值是指单位质量或体积的燃料完 全燃烧所放出的热量，单位是kJ/kg。 燃料的发热值又分为高发热值和低发热值两 种。 高发热值是指燃烧产物中的水变为液态 时燃料放出的热量 低发热值是指燃烧产物中的水为气态时 燃烧所放出的热量。 高低发热值之差为水的气化潜热。因为烟气 排入大气时，其中的水呈气态，所以工程上 都采用燃料的低发热值计算。


虽然利用烟道气为热源的空气预热器系统较 以常压侧线为热源的空气预热系统投资大、 流程复杂，维护检修费用高，但因其能有效 地降低排烟温度，更大限度地提高加热炉效 率，所以在应用上已日益被人们所重视。
吹灰器
吹灰器一般用在加热炉的对流室。 1、蒸汽吹灰器 采用吹灰器将蒸汽调整喷射在炉管上壁，可除去炉管 表面的灰垢。常用吹灰器有固定回转式和可伸缩喷枪式两 种，前者又分为手动、气动和电动三种。固定回转式吹灰 器的吹灰器固定在炉内，吹灰时可利用手动装置使链轮回 转，也可开动电机机械或风动马达使之回转。在炉外装有 阀门和传动机构，在吹灰器的吹灰管穿过炉墙处设有防止 空气漏入的密封装置。这种吹灰器结构简单，但由于吹灰 管长期在炉内，管子容易损坏，蒸气喷孔容易堵塞。可伸 缩式吹灰器的结构比固定回转式复杂，它的喷枪只在吹灰 时才伸入炉内，吹毕又自行退出，故不易损坏。这种吹灰 器一般在高温烟气区使用。

空气预热系统
随着加热炉的大型化发展和对加热炉效率 要求的提高，目前常减压装置已普遍采用强制 通风空气预热器，一般不采用自然通风。与自 然通风相比，强制通风空气预热主要有以下好 处： 1、有助于实行风量自动控制，降低过剩空气 量； 2、有利于提高空气与油雾的混合速度，使燃 烧速度和燃烧温度上升，增强火焰的辐射能力； 3、易于控制火焰形式，使之与炉型相配合； 4、为采用新型高效燃烧器提供了条件。
由于常减压装置加热炉的燃料一般来自
于本装置，只有在开工初期可能含有固 体杂质和水分，正常操作中一般不会含 有固体杂质和水份。含硫量的控制关系 到环境保护和炉管腐蚀，但是这取决于 原油本身的含硫量。当装置炼高含硫原 油时，燃料中的硫含量就会超标，目前 国内加热炉对此尚未采取相应的措施。

烟囱

对流室上面是烟囱，为碳钢卷成的圆筒状。烟 囱产生抽力，使炉内烟气从烟囱排出，并保持 炉膛处于负压状态。烟囱抽力的大小取决于烟 气与大气之间的温差，还与烟囱的高度有关。 温差越大，烟囱越高，抽力就越大。由于炉内 烟气温度高于外界大气温度，炉内烟气密度小 于大气密度，这就形成了空气进入炉内，并使 炉内烟气向上流动，直至从烟囱排入大气的动 力。随着烟气的排出炉内产生负压，促使炉外 空气进入炉内。
整个加热炉的炉管系统还包括连接直管之间的 回弯头和支持炉管的管架。回弯头把相邻两直 管连通，使油品流向转弯180°。在进出口处 回弯头将炉管与物料进出管线相连。虽然回弯 头处于高温区外部，但由于管内物料流向急剧 改变，冲蚀严重,容易发生漏油着火。管架的 作用是支撑炉管防止其受热弯曲变形。
燃烧器

燃烧器是加热炉的重要部件，按其所用的燃料 可分为气体燃烧器、液体燃烧器和油气联合燃 烧器三种。按雾化方式不同分为蒸汽雾化燃烧 器和机械雾化燃烧器。常减压装置由于重油燃 烧和多种瓦斯燃烧来源便利，一般采用油气联 合燃烧器。燃烧器的关键部件为喷嘴，一般加 热炉采用蒸汽与油内混式喷嘴，在这种喷嘴中， 燃烧油经中间油管通过，蒸汽在夹管外层通过 到喷管端的混合室后喷出呈圆锥形的油雾。
空气预热系统的热源形式一种是采用常压侧线， 该系统包括鼓风机，风道和空气预热器等部件， 空气预热器一般为翅片管换热器。 另一种是采用加热炉烟道气为热源，它是将烟 气经集烟管通过引风机引入空气预热器中热交 换后烟气经排烟管排入大气中，该系统包括引 风机、鼓风机、集烟管、排烟管、风道空气预 热器等几个主要部分。此类型的空气预热器目 前主要有管束式、回转蓄热式和热管式三种形 式。
管式加热炉
加热炉的定义

加热炉是将燃料燃烧产生的热量传递给被加热 介质而使其温度升高的一要求的 温度，以便进行加工和输送。
加热炉的类型
管式加热炉 利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温与烟 气作为热源来加热炉管中高速流动的油品，使其 达到工艺规定的温度，以供给原油或油品在进行 分馏、裂解或反应等加工过程所需要的热量。 水套炉 热媒加热炉 热管加热炉

2.5.3 燃料燃烧
2.5.3.1 燃料的燃烧 燃烧是燃料与空气中的氧在高温下发生强 烈的氧化反应并放出光和热的过程。在加热炉 中燃料经燃烧器的火嘴喷出后其燃烧过程为： 1、燃料油雾化，将油喷散成极细的雾滴； 2、雾滴的蒸发和分解； 3、油与空气混合物的形成与扩散； 4、可燃气体的着火和燃烧。
对流室
在辐射室上面的长方形是对流室，其外壁结构与 辐射室相同，对流室炉管一般为水平横排，为了 提高供热效率，有些对流热炉管外壁镶有钉头或 翅片，值得一提的是这些钉头或翅片一般只在炉 管的下侧有，这主要是因为上侧采用钉头或翅头 容易积灰且不易清除，反而降低了传热效率。 在辐射室斜顶与对流室相接处因其特殊的造型俗 称为天方地圆。
辐射室
辐射室是圆柱形的筒体，其外层是由钢板卷成的圆筒 体，内层是隔热层，即炉墙。隔热层主要有减少热量损 失的作用，同时也保护了外侧钢板及钢结构不受高温侵 害。隔热层质量差或者损坏不仅热量损失大还会导致外 侧钢板变形甚至被炉内高温烧坏。即使在温度相对较低 对流室也会有因隔热损坏而导致外侧钢板变形的可能。 在辐射室内，沿炉墙一周是排成一圈的炉管，炉底 有燃烧器呈圆形分布，加热炉供风系统的风道设置在炉 底，由中心呈放射状通向每一个燃烧器，辐射室上部与 对流室相接处为一锥状筒体，称为斜顶。


液体燃料通常采用质量发热值，气体燃 料通常采用体积发热值。

不同的燃烧器对燃料油的要求项目类同，主 要是对粘度、水分、固定杂质和硫含量的控 制，其中粘度的控制在实际操作中主要通过 控制温度来实现。粘度大小对燃料油的燃烧 状况影响较大，因为粘度大小直接影响燃料 油的喷雾状况。不同构造的喷嘴对燃料油粘 度的要求也不同。

防爆安全设施

1、炉膛设有蒸汽吹扫线，供点火前吹扫炉膛 内可燃气体。 2、对流室及其管箱内设有消防灭火蒸汽线， 一旦对流炉管或辐射炉管弯头漏油或起火时提 供掩护和灭火之用。 3、在炉用瓦斯线上设有阻火器以防回火起爆。
防爆安全设施
4、在炉体上设有防爆门，炉膛突然升压时泄 压用，以免损坏炉体。 5、在烧气的炉膛内设长明灯，以防因仪表故 障断气后再进气时引起爆炸。 6、烟道档板设有安全限位装置，以防因操作 失误或仪表、机械设备等故障导致烟道全关， 造成炉内正压。
常减压炉各设有一台时控器，分别控 制各自的声波清洁器。常压炉声波清洁器 分三组，每组两台。减压炉声波清洁器分 两组，其中一组两台。在同一组的声波清 洁器同时鸣音。
2、声波吹灰器
工作原理：每台声波清洁器前设有一个电 磁阀，由时控器给出的电信号来控制电磁阀的 开关。通电时电磁阀打开，压缩空气进入声波 清洁器座内，使膜片振动产生声波，通过前置 的喇叭扩散到炉内。在140-150分贝的声波作 用下，炉管表面上的积灰被振松，有高速流动 的烟气带出炉外，达到清灰的目的。断电时电 磁阀关闭，压缩空气被切断，声波清洁器停止 鸣音，处于停歇状态。

目前国内加热炉使用的燃烧器大多为VI型油气 联合燃烧器，其结构如图所示。
联合燃烧器油枪安装、维护注意事项

联合燃烧器油枪的性能好坏直接影响到燃烧器的 正常使用，生产中应进行重点维护。由于油枪喷 嘴易于结焦和堵塞，需经常拆卸清洗，因此操作 人员应熟悉油枪结构，能够正确地拆卸和安装。 要注意油枪与燃烧油及雾化汽线的正确连接，不 能装反，否则将引起雾化不良、火嘴喷油等。油 枪应与燃烧道平行，以免燃烧时燃烧油喷到燃烧 通道壁上甚至喷到炉管、炉墙上燃烧，引起不良 后果。
3、激波吹灰器
（1）、 激波吹灰装置的组成

空气进气管路：装有流量传感器、压力传感器、压力表、 止回阀和旁通阀； 燃气进气管路：装有截止阀、减压阀、针形阀、流量传 感器、压力传感器、压力表、电磁阀和止回阀； 激波主发生器：包括混合器、点火装置和层分配箱。
（2）工作原理：是通过燃气爆燃生成激波的。燃 料(通常是乙炔、天然气或丙烷等气体燃料)在一个 特殊的装置中被高能点火器点燃，产生爆燃；剧 烈的爆燃使火焰锋面后的燃烧气体在瞬时升至高 压，并在火焰的锋面前形成压缩波；在经过火焰 导管时，压缩波被不断地加强，最后形成一道稳 定的激波；这道激波进入激波发生器后，一方面 作为点火激波点燃罐体内的可燃混合气，另一方 面受到罐内特殊结构的调制而进一步加强；
炉管

由于炉管置于高温中，管内又有油品或其它介质 的温度、压力和腐蚀的联合作用，因此炉管材料 应具有耐热耐压和耐腐蚀的特殊要求。目前国内 常减压装置中加热炉辐射室一般为Cr5Mo合金钢 管，对流室为20＃优质碳钢管。Cr5Mo合金钢炉 管的耐热指标为600℃，20＃优质碳钢的耐热指 标为450℃。 在正常生产条件下，炉膛温度一般在600℃以上， 因此炉管内应时刻保持有一定流量的冷物料来吸 收热量，确保炉管壁温不超过耐热指标。严防炉 管内物料中断和超高温、超负荷运行，以至损坏 炉管，酿成事故。

炉管是管式加热炉的热导体，能够承受 一定的压力和温度，一般由裂化钢管制 成。炉管分为辐射室炉管和对流室炉管， 辐射室炉管管径较大，常用炉管外径为 114、127、159mm，对流室炉管管径则 较小，常用炉管外径为60、89、114mm。 为了提高对流传热系数，有的对流管采 用钉头管或翅片管。