管式加热炉的基本知识与操作要点

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• 什么是圆筒炉？它有哪些显著特点？
  答：圆筒炉，顾名思义，是指其辐射室呈现为圆筒形。这种管式炉的设计独特，对流室和烟囱被巧妙地布置在辐射室的上部，而燃烧室则位于炉底，实现向上烧火的操作方式。其炉管排列也颇具匠心，辐射室通常采用立管或螺旋式排列，而对流室的炉管则多为水平布置。这种炉型不仅结构简单、制造安装便捷，而且投资成本低、占地面积小。因此，它特别适合用于中小负荷的管式炉，尤其是25MW以下的炉子，圆筒炉无疑是最佳的选择。
• 什么是卧管立式炉？它有哪些显著特点？
  答：卧管立式炉，其辐射室设计为窄长的矩形，且燃烧器被安置在炉底，采用向上烧火的方式。为防止烟气流产生死角，通常在辐射室上部切出斜肩。这种炉型特别适用于润滑油型减压炉、焦化炉以及沥青炉等，因其火焰和烟气流向与炉管垂直相交，从而能有效地将高温、介质易裂解和易结焦的炉管避开炉内的高温区域。
  

13. 大型箱式炉简介

大型箱式炉是应对管式炉热负荷大型化需求而诞生的创新设计。其辐射室呈现箱状六面体形态，炉管布局灵活，既可水平布置，也常采用立式，甚至有U形或门形布置的变体。燃烧器的配置多样，包括炉底向上烧火、炉顶向下烧火以及端（侧）墙对烧等多种方式。大型箱式炉的最大亮点在于其高效利用炉膛空间，并采用“积木组合式”放大设计，这一特性使其非常适合大型工业应用。

24. 炉型选择的原则是什么？

答：当热负荷小于1MW时，推荐选用纯辐射圆筒炉。
）当热负荷介于1至30MW之间时，通常建议选择辐射与对流相结合的圆筒炉；
）对于热负荷超过30MW的情况，立式炉或箱式炉则更为合适；
）若管内介质存在裂解、结焦风险，或产品品质要求严格，需防止介质局部过热和裂解，那么应选用卧管（水平管）底烧炉型；
）当管内含有固体颗粒时，卧管立式炉或螺旋管圆筒炉会是更好的选择；
）对于管内介质为气—液两相流的情况，卧管炉具有较好的适应性；
）若炉管材料昂贵，或因压降限制、介质停留时间短而需要缩短炉管总长度，那么单排管双面辐射炉将更为适宜；
）当介质体积流量大且允许压降小时，集合管连接、多路并联的门型管或U型管炉型将是最合适的选择。

36. 管式加热炉的炉衬有哪些结构？

答：现代管式加热炉常用的炉衬结构包括砖结构、衬里（浇注料）结构和耐火纤维结构等。


在管式加热炉中，炉管支撑件和空气预热系统是不可或缺的重要组件。它们的设计与选择直接影响到炉子的运行效率和安全性。通过合理布置炉管支撑件，可以确保炉管的稳定性和耐久性；而空气预热系统则能提高燃烧效率，降低能耗，同时也有助于减少环境污染。这些系统的优化设计，对于提升管式加热炉的整体性能具有重要意义。
27管式加热炉的余热回收系统涵盖了哪些关键组件？
答：该系统主要包括余热锅炉、空气预热器、鼓风机、引风机，以及烟风道和其配套的调节与截断装置，如蝶阀等，这些组件共同构成了图8所示的完整余热回收系统。
28燃烧器是何方神圣？其构成与分类又是怎样的呢？
答：燃烧器，这一炉内的重要部件，专门负责将燃料与空气以特定比例和流速混合，并在湍流状态下送入炉内，从而确保和维持点火及燃烧的稳定条件。它通常由燃料喷嘴、配风器和燃烧道三个核心部分协同工作。而燃烧器的种类则主要包括燃油燃烧器、燃气燃烧器以及油-气联合燃烧器。
29在挑选燃烧器时，应遵循哪些基本原则？
答：选择燃烧器时，需综合考虑管式炉的燃料来源、工艺需求以及炉型特性，并注意以下几点：

• 燃烧器的选择应与燃料的特性相契合；
• 燃烧器必须满足管式炉的工艺需求；
• 燃烧器的设计应与炉型相协调；
• 燃烧器的使用应遵循节能和环保的标准。
  

40. 吹灰器的定义及其种类

吹灰器是一种用于清除炉管表面灰尘的工具，通过喷射蒸汽、空气或产生超声波来实现清扫目的。其种类包括蒸汽吹灰器、声波吹灰器以及激波吹灰器等。

51. 烟囱的功能与分类

烟囱在加热炉中扮演着至关重要的角色，其功能主要体现在两个方面：一是将烟气高效排入高空，从而减少对地面的污染；二是当加热炉采用自然通风燃烧方式时，烟囱能形成必要的抽力，吸入外界空气以供燃料充分燃烧。

烟囱的种类则根据其材质进行划分，主要包括砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢烟囱。砖烟囱因其成本低廉而受到青睐，但导热性较差，壁厚且温差大，设计或施工稍有不慎便可能产生裂纹，影响排烟效果。此外，在地震烈度较高的地区，砖烟囱的使用需谨慎。钢筋混凝土烟囱则对热应力有较好的适应性，其高度甚至可达到150米以上。钢烟囱以其轻便性和良好的抗地震性能受到青睐，当烟囱高度低于30米时，可直接置于加热炉的对流室上部，结构紧凑。但需注意的是，钢烟囱容易受到烟气的腐蚀。

62. 防爆门的作用是什么？

在加热炉的操作过程中，通常不会发生爆炸事故。然而，大多数炉子爆炸事故都发生在开工点火阶段。由于燃料瓦斯阀门的关闭不严或多次点火未成功，导致炉膛内积聚可燃气体，从而在点火时容易引发爆炸。此时，防爆门的作用就显得尤为重要。它能够在炉膛压力过高时自动推开，释放部分炉内压力，从而减轻炉子的损坏程度。

73. 看火门的主要功能是什么？

答：看火门被设计用于观察辐射室内燃烧器在运行中的火焰状态，包括火焰的颜色、形状以及长短。同时，它也提供了对炉管、弯头、拉钩、吊钩、热电偶、炉墙、炉顶衬里以及火盆砖等关键部件进行观察的通道，以便及时发现如烧坏或变形等潜在异常现象。其具体作用可见图10所示。
34. 什么是火墙温度，以及它的高低有何意义？
答：火墙温度，亦被称为炉膛温度，代表着烟气离开辐射室的那一刻的温度。这一温度的高低对炉膛的运行有着显著的影响。当火墙温度升高时，辐射室对热量的吸收量会相应增加，从而使得辐射管的热强度得到提升。然而，这也可能导致管壁温度的上升，进而增加管内油品结焦的风险。

85. 加热炉的关键参数和指标概览

答：加热炉运行中，我们需密切关注一系列重要的参数和指标，包括热负荷、热效率、辐射室炉管热强度、炉管内介质流速、对流室烟气流速、辐射室烟气出口温度以及排烟温度等。这些数据不仅反映了炉膛的运行状态，还能为我们提供优化操作的依据。

96. 燃料的高发热值与低发热值解析

答：燃料的高发热值，是指每千克燃料在完全燃烧后，生成的水为液态时所释放的全部热量。而燃料的低发热值，则是指燃料在相同条件下燃烧，但生成的水为气态时所释放的热量。值得注意的是，这两种发热值之间的差异，实际上代表了燃烧过程中水的汽化潜热。

107. 过剩空气系数α的定义及其影响

答：过剩空气系数α，表示为进入加热炉内的实际空气量与理论空气量的比值。当α值增大时，意味着炉内空气量过多，从而导致排烟量增加，大量热量随之排入大气，使得炉子热效率显著降低。此外，α大还会加剧炉管的氧化腐蚀，提高烟气露点温度，扩大低温腐蚀范围，并促进NOX的形成，进而加剧环境污染。

118. 加热炉偏流的危害及预防措施

答：加热炉偏流会导致流量小的炉管因过热而结焦，严重时甚至可能烧坏炉管。为防止偏流，操作时需确保各分支流量均匀，一旦发现异常，应立即手动控制流量，以维持稳定的流量水平。同时，应加强对分支流量及压力的监测，及时发现并处理潜在问题。
39. 如何应对炉膛负压过大或正压问题？
答：炉膛负压过大通常是由于烟道挡板开度过大所致，这会导致大量空气涌入炉内，不仅降低热效率，还会加速炉管氧化剥皮，缩短炉管使用寿命。为解决此问题，应适时关小烟道挡板，将负压维持在-20～-30Pa的适宜范围内。

另一方面，炉膛出现正压问题，可能是由于烟道挡板开度不足、挡板卡死或强制通风时鼓风机、引风机未同步协调所造成。针对这些问题，应相应调整挡板开度，联系维修人员处理挡板卡死情况，并通过调整鼓风机和引风机的流量来维持炉膛的负压运行状态。
40. 如何处理烟道气中氧含量过高的问题？
答：烟道气中氧含量过高，主要是由于炉体密封不严，导致外界空气渗入炉膛。同时，风门、汽门、油门和烟道挡板的开度控制不当，也会使大量空气进入炉内，进而造成烟气中氧含量上升。这种情况不仅会降低炉子的热效率，还会影响其正常运行。为解决此问题，应加强炉体密封，合理调节各阀门和挡板的开度，以控制适当的过剩空气系数。此外，建立定期的烟气采样分析制度，对相关数据进行深入分析，也是确保炉子高效、稳定运行的关键。