加熱爐綜合知識培訓(xùn)

加熱爐2025/3/192加熱爐加熱爐及熱風(fēng)系統(tǒng)簡介加熱爐的主要結(jié)構(gòu)部件加熱爐的主要指標(biāo)及熱效率計(jì)算提高加熱爐熱效率加熱爐低溫露點(diǎn)腐蝕加熱爐常見的問題2025/3/193加熱爐簡介估算一下一臺熱負(fù)荷30MW左右的加熱爐，優(yōu)化操作好差，燃燒的好壞，燃料氣波動(dòng)100NM3/H是正常的，如果每小時(shí)節(jié)省100NM3，目前使用燃料氣約1.1KG/NM3，算一下每小時(shí)節(jié)100KG燃料氣，一天節(jié)約24×100=2400KG〔2.4噸〕，一年節(jié)約365×2.4=876噸，一噸按3500元算，一臺加熱爐每年燃料節(jié)約：876×3500=3066000元=306.6萬元2025/3/194加熱爐簡介加熱爐的主要特點(diǎn)：2025/3/195加熱爐簡介加熱爐應(yīng)滿足的工藝要求：2025/3/196按用途分類1、單純加熱爐2、反響加熱爐〔管內(nèi)有催化劑〕按傳熱方式分類1、純對流式爐2、輻射對流式爐3、輻射式爐按爐型結(jié)構(gòu)分類1、方箱式爐2、圓筒式爐按燃燒形式分類1、底燒式爐2、側(cè)燒式爐3、頂燒式爐按供風(fēng)形式分類1、強(qiáng)制供風(fēng)爐2、自然供風(fēng)爐加熱爐常見分類2025/3/197常見加熱爐底燒臥管方箱加熱爐輻射對流爐2025/3/198常見加熱爐底燒立管方箱加熱爐側(cè)燒臥管方箱加熱爐輻射對流爐2025/3/199常見加熱爐立管雙室階梯加熱爐

立管圓筒爐輻射對流爐2025/3/1910常見加熱爐無對流段螺旋管加熱爐無對流段立管純輻射爐帶反射錐爐帶對流段立管加熱爐輻射式爐2025/3/1911加熱爐的傳熱及傳熱方式傳熱：不同溫度的兩個(gè)物體放在一起，高溫物體的溫度降低，低溫物體的溫度升高，熱量從高溫物體傳到了低溫物體,這種現(xiàn)象稱為傳熱。傳熱方式：分對流傳熱、傳導(dǎo)傳熱、輻射傳熱三種方式對流傳熱:依靠流體〔液體或氣體〕本身流動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的熱傳遞叫做對流傳熱。分自然對流和強(qiáng)制對流。傳導(dǎo)傳熱:物體通過接觸，并沒有發(fā)生物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)移而傳遞熱量的方式叫傳導(dǎo)傳熱。傳導(dǎo)傳熱需要介質(zhì)，受介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)影響。輻射傳熱:物體間依靠電磁波互相輻射傳導(dǎo)熱量的方式叫輻射傳熱。輻射傳熱無需中間介質(zhì)。2025/3/1912加熱爐的傳熱方式加熱爐內(nèi)的傳熱：熱量從爐膛到爐管外壁：輻射傳熱+對流傳熱熱量從爐管外壁到爐管內(nèi)物料：傳導(dǎo)傳熱2025/3/1913加熱爐的主要構(gòu)成2025/3/1914加熱爐的結(jié)構(gòu)簡圖輻射室爐管爐墻板煙囪人孔擋板燃燒器襯里爐管2025/3/1915加熱爐的結(jié)構(gòu)簡圖煙囪煙道擋板負(fù)壓接口對流爐管對流段取樣口物料進(jìn)口轉(zhuǎn)油線爐膛輻射爐管輻射段燃燒器物料出口2025/3/1916加熱爐物料流程簡圖空氣、煙氣被加熱介質(zhì)燃料2025/3/1917加熱爐控制流程簡圖燃料的控制調(diào)節(jié)物料流量控制調(diào)節(jié)物料溫度控制調(diào)節(jié)2025/3/1918常見余熱回收系統(tǒng)水熱媒余熱回收：泵強(qiáng)制循環(huán)〔鍋爐水液相〕水泵水作為熱載體預(yù)熱助燃空氣鍋爐水鼓風(fēng)機(jī)水-空氣換熱器水-煙氣換熱器補(bǔ)充水氣相排放2025/3/1919常見余熱回收系統(tǒng)2025/3/1920常見余熱回收系統(tǒng)單熱管余熱回收熱管安裝位置不同單一熱管適用煙氣溫度較低2025/3/1921常見余熱回收系統(tǒng)熱管換熱器與擾流子換熱器組合串聯(lián)余熱回收系統(tǒng)1-加熱爐2-擾流子翅片管空氣預(yù)熱器3-熱管空氣預(yù)熱器4-鼓風(fēng)機(jī)5-引風(fēng)機(jī)6-煙囪組適宜用煙氣溫度較高2025/3/1922余熱回收熱管換熱器及擾流子換熱器

熱管工作原理翅片擾流子管管內(nèi)真空產(chǎn)生湍流破壞邊界層改變換熱效果2025/3/1923常見余熱回收系統(tǒng)熱管換熱器2025/3/1924常見余熱回收系統(tǒng)兩相流水熱媒：鍋爐水氣液兩相2025/3/1925常見余熱回收系統(tǒng)2025/3/1926爐管及附屬部件1、爐管：輻射室爐管、對流室爐管輻射室爐管通常采用光管；對流室爐管通常采用釘頭管和翅片管，遮蔽管應(yīng)采用光管；2、回彎頭：把爐管與爐管連接成連續(xù)蛇管3、爐管吊架〔吊鉤〕4、導(dǎo)向桿5、管板6、管架加熱爐主要部件2025/3/1927加熱爐主要部件簡圖

管板管架吊架導(dǎo)向桿爐管及彎頭2025/3/1928對流段爐管釘頭管及翅片管2025/3/1929加熱爐主要部件2025/3/1930燃料噴咀、配風(fēng)口和燃燒道燃料噴咀:是供給燃料并使燃料完成燃燒前準(zhǔn)備的部件。燃料噴咀的主要任務(wù)：是使燃料形成便于與空氣混合的霧化炬，外混式燃料氣噴咀將燃料氣分散成細(xì)流，并以適當(dāng)?shù)慕嵌葘?dǎo)人燃燒道，以便與空氣良好混合。預(yù)混式燃料氣噴咀那么是將燃料氣和空氣均勻混合后供給燃燒。2025/3/1931燃料噴咀、配風(fēng)口和燃燒道2025/3/1932燃料噴咀、配風(fēng)口和燃燒道2025/3/1933加熱爐主要部件燃燒器結(jié)構(gòu)圖

四配風(fēng)油氣槍同軸燃燒器進(jìn)風(fēng)口配風(fēng)口燃燒道噴嘴底燒式2025/3/1934加熱爐主要部件二次配風(fēng)油氣槍不同軸燃燒器底燒式2025/3/1935加熱爐主要部件頂燒式燃燒器2025/3/1936加熱爐主要部件側(cè)燒式燃燒器2025/3/1937加熱爐主要部件油槍噴頭2025/3/1938加熱爐主要部件2025/3/1939加熱爐主要部件襯里部件：快速夾---和L型保溫釘配合使用2025/3/1940加熱爐主要部件2025/3/1941加熱爐主要部件保溫釘材質(zhì)的選擇：根據(jù)使用溫度要求選擇2025/3/1942加熱爐主要部件保溫釘?shù)牟贾茫浩椿ú贾肁指保溫釘間距2025/3/1943加熱爐主要部件保溫釘?shù)牟贾瞄g距：2025/3/1944加熱爐主要部件加熱爐襯里：纖維襯里材料的選擇根據(jù)溫度選擇2025/3/1945加熱爐主要部件加熱爐襯里：纖維襯里材料的用途2025/3/1946加熱爐主要部件常見襯里型式：平鋪毯結(jié)構(gòu)〔施工方法、優(yōu)缺點(diǎn)〕2025/3/1947加熱爐主要部件常見襯里型式：平鋪毯結(jié)構(gòu)平鋪毯直襯里搭接陰角襯里結(jié)構(gòu)2025/3/1948加熱爐主要部件常見襯里型式：平鋪毯結(jié)構(gòu)陽角襯里結(jié)構(gòu)2025/3/1949加熱爐主要部件常見襯里型式：模塊結(jié)構(gòu)〔施工方法、優(yōu)缺點(diǎn)〕中心孔吊裝模塊結(jié)構(gòu)2025/3/1950加熱爐主要部件常見襯里型式：模塊結(jié)構(gòu)滑槽式模塊結(jié)構(gòu)2025/3/1951加熱爐主要部件模塊襯里拼圖：〔拼完后的處理〕模塊的地板式拼花結(jié)構(gòu)2025/3/1952加熱爐主要部件常見襯里型式：復(fù)合襯里結(jié)構(gòu)〔施工方法優(yōu)缺點(diǎn)〕2025/3/1953加熱爐主要部件常見襯里型式：復(fù)合襯里結(jié)構(gòu)1-普鋁可塑料；2-高鋁可塑料1-澆注料；2-高鋁纖維噴涂2025/3/1954加熱爐主要部件襯里結(jié)構(gòu)形式:不同形式襯里的結(jié)合使用2025/3/1955加熱爐主要部件襯里結(jié)構(gòu)形式：不同形式襯里的結(jié)合使用2025/3/1956加熱爐主要部件襯里結(jié)構(gòu)形式：2025/3/1957加熱爐主要部件2025/3/1958加熱爐主要部件2025/3/1959加熱爐主要部件2025/3/1960加熱爐主要部件防爆門人孔2025/3/1961加熱爐的主要工藝指標(biāo)2025/3/1962管式加熱爐的主要工藝指標(biāo)(2)爐管外表熱強(qiáng)度：指每平方米爐管外表積每小時(shí)的傳熱量，以q表示，單位為kJ/(m2*h)或W/m2。此值越大，完成相同的傳熱任務(wù)所需要的傳熱面積越?。粋鳠崦娣e相同時(shí)，此值越大，傳遞的熱量越多。一般希望爐管具有較高的平均外表熱強(qiáng)度，但過大時(shí)，受熱最強(qiáng)的局部爐管易被燒穿。所以，q值不是越大越好，要依具體情況而定。由于輻射管和對流管的外表熱強(qiáng)度相差較大，故應(yīng)分別計(jì)算。目前國內(nèi)常用的管式加熱爐，輻射管的外表熱強(qiáng)度一般在23260-46520W/m2；對流管的外表熱強(qiáng)度在9300-23260W/m2。2025/3/1963管式加熱爐的主要工藝指標(biāo)2025/3/1964管式加熱爐的主要工藝指標(biāo)(5)全爐熱效率：是指被加熱流體吸收的有效熱量與供給爐子的能量之比值，以η〔%〕表示。熱效率的上下說明向爐子提供的能量被有效利用的程度。在加熱任務(wù)一定時(shí)，熱效率越高，燃料用量越省?？梢姡且粋€(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為了節(jié)約燃料、減少操作費(fèi)用，應(yīng)盡量提高爐子熱效率。有些加熱爐在采用了回收廢熱的措施之后，可使熱效率有70%-80%提高到90%左右。2025/3/1965管式加熱爐的主要工藝指標(biāo)(6)冷油流速和全爐壓力降：按20℃的油品比重計(jì)算的油品線速度，稱為冷油流速，以w表示，單位為m/s。油品經(jīng)過對流管與輻射管總的壓力降，成為全爐壓力降，以Δp表示，單位為Pa或Mpa。管內(nèi)流速越低，邊界層越厚，傳熱系數(shù)越小，管壁溫度越高，其結(jié)果越容易結(jié)焦，爐管越容易損壞。為了改善傳熱，強(qiáng)化傳熱，防止?fàn)t管結(jié)焦，希望油品流速大一些；但流速過大，會(huì)使壓力降升高，動(dòng)力消耗增加。所以，一般冷油流速取1-2m/s為宜。2025/3/1966管式加熱爐的主要工藝指標(biāo)2025/3/1967爐子的操作范圍2025/3/1968爐子的操作范圍2025/3/1969爐子的操作范圍2025/3/1970爐子的操作范圍爐子操作的下限可能有人認(rèn)為爐子操作只有上限沒有下限，操作負(fù)荷越小越顯得富裕，因而越平安可靠。這種觀點(diǎn)是不對的。實(shí)際證明，一臺大爐子在過小的負(fù)荷下操作可能損壞得更快。2025/3/1971爐子的操作范圍2025/3/1972

2.局部過熱問題:

由于降量操作時(shí)爐子熱負(fù)荷也按比例減少了，僅上一點(diǎn)就足以引起爐管的局部過熱與損壞、管內(nèi)流量減小以后，管內(nèi)介質(zhì)的傳熱系數(shù)有可能大幅度下降，管內(nèi)介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)有可能突變，爐管各路之間也更容易發(fā)生偏流而造成低負(fù)荷下的爐管局部過熱損壞。當(dāng)管內(nèi)介質(zhì)為高粘度流體或低壓氣體時(shí)，因在設(shè)計(jì)負(fù)荷下其管內(nèi)介質(zhì)傳熱系數(shù)本來就偏低或管內(nèi)流態(tài)本來就不理想，降量操作時(shí)尤應(yīng)加以注意。爐子的操作范圍2025/3/1973加熱爐的燃料熱值及效率計(jì)算2025/3/1974燃料的種類燃燒是可燃物質(zhì)劇烈的氧化過程。燃料的種類的不同，燃燒的難易程度也不同。燃料有固、液、氣之分，但管式加熱爐所用的燃料是氣體和液體兩種燃料。燃燒產(chǎn)物都是各可燃成分的氧化物。大局部是：二氧化碳、水、硫化物、氮化物。2025/3/1975燃料的種類液體燃料

燃料油來源很廣泛，如常壓重油、減壓渣油和裂化渣油等。比重越小，霧化越好，越容易燃燒完全。燃料油的主要特征可以用它的元素組成和熱值來表示。燃料油的元素組成通常用油中所含的碳、氫、硫、氧、氮、水分和灰分的重量百分?jǐn)?shù)來表示。其中主要是碳和氫，而氧、氮和灰分的含量很少。2025/3/1976燃料的種類和組成元素組成的數(shù)據(jù)可用元素分析法測定。假設(shè)無實(shí)測數(shù)據(jù)，可用以下經(jīng)驗(yàn)式估算：H=26-15d20C=100-〔H+S〕式中H、C、S-燃料油中氫、碳、硫的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；d20—20℃時(shí)燃料油的比重。

2025/3/1977燃料的種類氣體燃料氣體燃料的來源較復(fù)雜，有催化干氣，焦化干氣、裂化干氣、不凝氣、液化石油氣、天然氣和液態(tài)輕烴。氣體燃料的組成一般都用各個(gè)組分的體積百分比數(shù)來表示。氣體燃燒的特點(diǎn)氣體燃料的燃燒最容易控制，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；氣體燃料容易與空氣混合，可以到完全燃燒的要求；氣體燃料相對煤和重油屬清潔能源，有利于生產(chǎn)環(huán)境的改善。2025/3/19781.重量熱值：1Kg燃料完全燃燒時(shí)所放出的熱量，叫做燃料的重量熱值，單位為Kj/Kg。液體燃料都用重量熱值表示。體積熱值：1Nm3(特指0℃、101325Pa下的體積)燃料完全燃燒時(shí)所放出的熱量，叫做燃料的體積熱值，單位Kj/Nm3。氣體燃料多用體積熱值表示。燃料熱值的分類2025/3/1979燃料熱值的分類高熱值：燃料完全燃燒后所生成的水已冷凝為液態(tài)時(shí)計(jì)算出的熱值，稱為高熱值，以Qh表示。低熱值。燃料完全燃燒后所生成的水為氣態(tài)時(shí)計(jì)算出的熱值，稱為低熱值，以Ql表示。在加熱爐的正常操作中，水都是處于氣態(tài)的情況，所以多用低熱值計(jì)算。

2025/3/1980液體燃料的理論空氣用量元素分析：燃料完全燃燒時(shí)所需要的空氣量為理論空氣用量，可根據(jù)燃燒反響程式求得：由C+O2——CO21232可知燃燒1kg的碳，需2.67kg的氧；由2H2+O2——2H2O432可知燃燒1kg的氫，需8kg的氧；由S+O2——SO23232可知燃燒1kg的硫，需1kg的氧。上述反響的需氧量，扣除燃料中的含氧量〔也參加反響〕，即為空氣的供氧量。所以由空氣供給的理論用氧量為K0=2.67*C%+8*H%+1*S%-O%K0=0.0267C+0.08H+0.01(S–O)kg氧/kg燃料式中符號同前。因?yàn)榭諝庵醒醯闹亓亢繛?3%，所以1kg燃料油完全燃燒時(shí)所需的理論空氣量為L0=[0.0267C+0.08H+0.01(S-O)]/0.23Lo=0.116C+0.348H+0.0435(S-O)kg空氣/kg燃料在沒有元素分析的情況下，可按比重d20估算出燃料油完全燃燒時(shí)所需理論空氣量為Lo=17.48-3.45d20-0.072S理論空氣用量的計(jì)算2025/3/1981理論空氣用量的計(jì)算氣體燃料的理論空氣用量氣體燃料完全燃燒時(shí)所需要的理論空氣用量，也可根據(jù)反響方程式求得：由2H2+O2——2H2O21可知燃燒1單位體積的H2，需要0.5單位體積的O2。由2CO+O2——2CO221可知燃燒1單位體積的CO，需要0.5單位體積的O2。由CH4+2O2——CO2+2H2OC2H4+3O2——2CO2+2H2O從上面烷烴和烯烴的氧化反響產(chǎn)物中可知：一局部氧氣的體積數(shù)跟與其相化合的C原子數(shù)相同；一局部氧氣的體積數(shù)為與其相化合的H原子數(shù)的1/4。假設(shè)以m表示C原子數(shù)，以n表示H原子數(shù)，那么每個(gè)烴組分CmHn需氧的體積數(shù)為〔m+n/4〕CmHn，多個(gè)烴組分所需氧的體積數(shù)為Σ〔m+n/4〕CmHn。由2H2S+3O2——2SO2+2H2O23可知燃燒1單位體積的H2S，需1.5單位體積的O2。因?yàn)榭諝庵醒醯捏w積含量為21%，在扣除燃料氣中的含氧量以外，所需的理論空氣用量為V0=[0.5H2+0.5CO+Σ(m+n/4)CmHn+1.5H2S-O2]/0.21Nm3空氣/Nm3燃料式中，H2、CO、CmHn、H2S、O2、——各組分在燃料氣中的體積百分?jǐn)?shù)。2025/3/1982由于空氣與燃料的混合總是不很完善的，所以要想燃料完全燃燒，實(shí)際空氣用量必須多于理論空氣用量。實(shí)際空氣用量于理論空氣用量之比值，稱為過剩空氣系數(shù)，以a表示，即a=L/L0=V/V0式中，L、V——實(shí)際空氣用量的重量〔kg空氣/

kg燃料〕和體積〔Nm3空氣/Nm3燃料〕L0、V0——理論空氣用量的重量〔kg空氣/

kg燃料〕和體積〔Nm3空氣/Nm3燃料〕所以L=aL0kg空氣/kg燃料V=aV0Nm3空氣/Nm3燃料過?？諝庀禂?shù)是加熱爐的一個(gè)重要操作指標(biāo)，對全爐熱效率的影響很大，直接關(guān)系到加熱爐的燃料消耗和經(jīng)濟(jì)效益。在保證完全燃燒的情況下，盡量使空氣剩過系數(shù)的值盡量趨近于1.過剩空氣系數(shù)2025/3/1983燃?xì)?、產(chǎn)物2025/3/1984空氣過剩系數(shù)計(jì)算2025/3/1985空氣過剩系數(shù)計(jì)算2025/3/1986空氣過剩系數(shù)計(jì)算2025/3/1987過?？諝庀禂?shù)對全爐熱效率的影響2025/3/1988影響過?？諝庀禂?shù)a的因素2025/3/1989影響過剩空氣系數(shù)a的因素4.測控水平：假設(shè)能用計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)燃料與空氣的比例，對a進(jìn)行自動(dòng)測控，不但能使燃燒過程到達(dá)最正確化而節(jié)約燃料，還可減少熱量損失，并使大氣污染減到最低限度。5.操作水平：操作好壞對a的影響也很大。為了使a適中，必須控制好“四門〞、“一板〞。“四門〞是指油門、氣門、汽門、風(fēng)門等四種閥門；“一板〞是指煙道擋板。如果這四種閥門和煙道擋板調(diào)節(jié)好，即可使a適中，又可保證完全燃燒、熱效率高。6.需要注意的是：輻射室與對流室的過?？諝庀禂?shù)并不相同，隨著煙氣的流動(dòng)和爐體部位的升高，a也隨之加大。對于微正壓操作的爐子，二者的a值根本上是相同的。2025/3/1990過?？諝庀禂?shù)a的估算對于正在生產(chǎn)中的爐子，在實(shí)際操作中，為了進(jìn)行加熱爐標(biāo)定、核算或控制加熱爐燃燒過程，可由煙氣組成分析結(jié)果，按下簡易算式求出過?？諝庀禂?shù)：燃料完全燃燒時(shí):a=21/(21-79O2/N2)a=21/[21-79O2/〔100-CO2-O2)]a=(100-CO2-O2)/(100-CO2-4.76O2)燃料不完全燃燒時(shí):a=21/{21-79*[O2-0.5(CO+H2)-2CH4]/[100-(RO2+O2+CO+H2+CH4)]}式中，O2、N2、CO、H2、CH4——干煙氣中各組分的體積百分?jǐn)?shù)；RO2——干煙氣中CO2和SO2的體積百分?jǐn)?shù)之和。2025/3/1991根據(jù)加熱爐的熱平衡，供給熱量Qi與支出熱量Q0相等，即Qi=Q0供給熱量供給熱量包括燃料燃燒放出的熱量以及燃料、空氣、霧化蒸汽帶入爐內(nèi)的顯熱。通常對燃料油1kg為基準(zhǔn)，對燃料氣以1kg為基準(zhǔn)進(jìn)行熱平衡計(jì)算。那么供給熱量為Qi=QL+Qf+Qa+QskJ/kgA.燃料的低熱值QL：前面已經(jīng)說到。B.燃料入爐顯熱Qf：如果燃料常溫入爐，那么其顯熱可忽略不計(jì)；否那么，可按下式計(jì)算：Qf=cftfkJ/kg式中，tf——燃料入爐溫度cf——燃料比熱燃料油的比熱按下式估算：cf=〔0.415+0.0006tf〕*4.187燃料氣的比熱按下式估算：c’f=0.01[0.31(CO+H2+O2+N2)+0.38(CH4+CO2+H2S+H2O)+0.5ΣCmHn]*4.187式中各符號分別為各組分的體積百分?jǐn)?shù)。熱效率計(jì)算2025/3/1992C.空氣入爐顯熱Qa：如果空氣不預(yù)熱，那么其顯熱可忽略不計(jì)：預(yù)熱，按下式計(jì)算：Qa=aL0IakJ/kg式中，L0——理論空氣用量,Ia——入爐溫度下空氣的熱焓空氣的熱焓值除查表外，還可用分析法進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)基準(zhǔn)溫度為tb℃時(shí)，ta℃時(shí)的空氣各組分的熱焓可用下式計(jì)算：Ii={10-2A(ta-tb)+1.8B*10-4[ta+273]2-(tb+273)2}+3.24C*10-6[(ta+273)3-(tb+273)3]+30.87D[1/(ta+273)-1/(tb-273)]}*4.187kJ/kg式中，系數(shù)A、B、C、D之值可查表。求出了空氣各組分的熱焓后，可用下式計(jì)算空氣的熱焓：Ia=(0.232IO2+0.768IN2)*4.187kJ/kgD.霧化蒸汽入爐顯熱Qs:沒有霧化蒸汽時(shí)，此項(xiàng)顯熱可忽略不計(jì)Qs=IsWskJ/kg式中Ws——霧化蒸汽量，由所選用的燃燒器形式而定，一般取Ws=0.5kg/kg油Is——霧化蒸汽的熱焓，由有關(guān)圖表可查得。熱效率計(jì)算2025/3/1993

支出熱量包括：傳給被加熱介質(zhì)的有效利用熱量、煙氣帶出熱量、燃料的化學(xué)和機(jī)械不完全燃燒損失熱量、爐壁散熱量等，即Q0=Qe+Q1+Q2+Q3+Q4kJ/kg(或Kj/Nm3)A.煙氣帶走熱量Q1：Q1=Σ〔GiLi〕+600Ws*4.187kJ/kg(或Kj/Nm3)式中Gi—1Kg燃料生成的煙氣各組分的重量〔Kg/KgLi—在排煙溫度tg下煙氣中各組分的熱焓查表〔kJ/kg〕煙氣中各組分的重量Gi按以下各式計(jì)算GCO2=0.0367CKg/Kg燃料GSO2=0.02SKg/Kg燃料GH2O=0.09H+0.01W+WsKg/Kg燃料GO2=0.232L0〔a-1〕Kg/Kg燃料GN2=0.768aL0+0.01NKg/Kg燃料煙氣總重量為Gg=ΣGi=GCO2+GSO2+GH2O+GO2+GN2Kg煙氣/Kg燃料煙氣中各組分的熱焓Ii可按公式計(jì)算出來，但式中的ta應(yīng)代換為tg。也可以查表得到熱效率計(jì)算2025/3/1994熱效率計(jì)算B.燃料的化學(xué)不完全燃燒損失熱量Q2：在設(shè)計(jì)加熱爐時(shí)，此項(xiàng)可忽略；在標(biāo)定時(shí)，應(yīng)根據(jù)煙氣分析，按下式計(jì)算：

Q2=(30.2CO+25.8H2+85.5CH4)V*4.187kJ/kg燃料式中，CO、H2、CH4——干煙氣中一氧化碳、氫氣、甲烷的體積百分?jǐn)?shù)；

V——干煙氣體積。C.燃料的機(jī)械不完全燃燒熱損失Q3：在設(shè)計(jì)加熱爐時(shí)，此項(xiàng)可忽略。在標(biāo)定時(shí)，根據(jù)煙氣中游離碳含量，按下式計(jì)算：

Q3=7830Vn*10-6*4.187=0.0328VnkJ/kg燃料式中，n——干煙氣中游離碳濃度

V——干煙氣體積D.爐墻散熱損失熱量Q4:圓筒爐及四壁排管的加熱爐，

Q4=0.03Qi；其他爐型，Q4=0.04Qi

散熱損失在計(jì)算時(shí)取3-4%2025/3/1995根據(jù)加熱爐的熱平衡，有效利用熱量Qe為Qe=Qi-Q1-Q2-Q3-Q4=QL+Qf+Qa+Qs-Q1-Q2-Q3-Q4如果空氣不預(yù)熱和不考慮不完全燃燒，那么Qf、Qa、Qs、Q2、Q3不予考慮時(shí)，那么有效利用熱量可簡化為Qe=QL-Q1-Q4由于加熱爐的熱效率為其有效利用熱量Qe占供給熱量Qi的百分?jǐn)?shù)，故熱效率為η=Qe/Qi*100%=〔QL-Q1-Q4〕/QL*100%Qf、Qa、Qs不予考慮時(shí),供給熱量Qi就是燃料的低熱值QL熱效率也可按下式計(jì)算η=〔1-Q1/Qi-Q2/Qi-Q3/Qi-Q4/Qi〕*100%一般在加熱爐設(shè)計(jì)中，取Q2/Qi=0;Q3/Qi=0;Q4/Qi=(3或4)%；那么η=[〔0.96或0.97〕-Q1/Qi]*100%式中，Q1/Qi——煙氣損失熱量的百分?jǐn)?shù)，可根據(jù)對流室出口處的煙氣溫度t2及對流室的過?？諝庀禂?shù)ae.熱效率計(jì)算2025/3/1996熱效率計(jì)算

2025/3/1997提高加熱爐熱效率提高加熱爐熱效率可以節(jié)約燃料加熱爐是煉油廠消耗燃料的主要設(shè)備，其能耗約占煉油廠能耗的一半以上。因此，提高加熱爐的熱效率，對降低煉油廠總能耗具有重要的意義。提高加熱爐熱效率的手段較多，涉及的因素也較廣泛。燃料不含硫的加熱爐自身熱效率設(shè)計(jì)到達(dá)要求(不含余熱回收〕爐別一般管式加熱爐設(shè)計(jì)熱負(fù)荷MW裂解爐或轉(zhuǎn)化爐《1>1-2>2-3>3-6>6-12>12-24>24效率55657580848890912025/3/1998提高熱效率措施提高熱效率與節(jié)約燃料的關(guān)系意義:提高加熱爐熱效率可以減少燃料用量，但加熱爐熱效率提高的百分比與節(jié)約燃料的百分比并不成等值關(guān)系。加熱爐原來的熱效率越低，燃料的用量就愈多，提高熱效率后節(jié)約燃料的收效就越大。2025/3/1999提高熱效率措施A.選用合理的熱負(fù)荷，加熱爐熱負(fù)荷與熱效率關(guān)系:減少加熱爐的熱負(fù)荷是通過裝置換熱系統(tǒng)優(yōu)化，提高入爐油溫和改進(jìn)工藝流程等措施來實(shí)現(xiàn)的。熱負(fù)荷減少后的加熱爐，即使熱效率較低，仍可能比熱負(fù)荷大熱效率高的加熱爐所消耗的燃料還要少。而且如加熱爐熱負(fù)荷越高，相應(yīng)地減少熱負(fù)荷后原來爐子的熱效率提高值將越大。所以，當(dāng)加熱爐熱負(fù)荷比較高時(shí)，節(jié)能措施應(yīng)以降低熱負(fù)荷為主；反之，應(yīng)以提高加熱爐熱負(fù)荷為主。在減少爐子熱負(fù)荷的根底上，進(jìn)一步提高爐子的熱效率是最理想，最有收效的方法。熱負(fù)荷小且高效運(yùn)行較理想2025/3/19100提高熱效率措施2025/3/19101提高熱效率措施2025/3/19102提高熱效率措施:C.合理選用過剩空氣系數(shù)控制氧含量:過?？諝庀禂?shù)如果過小，會(huì)使燃料燃燒不完全，熱效率下降.但如果過大，大量過剩空氣又會(huì)將熱量帶走排入大氣，使?fàn)t子熱損失增多，熱效率下降。過?？諝庀禂?shù)取之過大，還會(huì)引起燃燒溫度下降，露點(diǎn)溫度升高，加劇爐管氧化，促使氮氧化物NOx增加，從而產(chǎn)生極不利的影響。2025/3/19103提高熱效率措施2025/3/19104提高熱效率措施2025/3/19105提高熱效率措施H.集中回收煙氣余熱降低排煙溫度:熱負(fù)荷太小的加熱爐，單獨(dú)采用余熱回收系統(tǒng)有困難或不夠經(jīng)濟(jì)，可以將幾個(gè)爐子的煙氣集中回收余熱，以提高熱效率。這樣做還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是集中的煙氣可以通過一個(gè)高煙囪排出，從而減少對地面環(huán)境的污染。I.爐管清灰改善傳熱效果：輻射段爐管外表積灰松軟采用銅絲刷去除爐管外表積灰；對流段釘頭管積灰較多且較硬采用干冰或化學(xué)清洗去除爐管外表積灰。爐膛加清灰劑。J.控制合理的爐膛負(fù)壓，減少爐體漏風(fēng)。K.輻射室噴高溫輻射涂料。L.燃料添加劑2025/3/19106爐管的積灰與清理積灰?燃料氣根本無灰?燃料油的灰、垢：垢－燃燒后殘留的不可燃組分：Nａ、K、V、Mｇ、Fｅ、Cａ、Nｉ等的硫酸鹽，灰－燃料中的可燃組分－炭灰垢生成１?灰分與燃料殘?zhí)砍烧龋?灰分與過剩氧成反比2025/3/19107爐管的積灰與清理灰垢生成２?灰垢與霧化顆粒生成成正比；?灰垢生成量與熱負(fù)荷成正比?灰垢生成量與過剩氧成反比2025/3/19108爐管的積灰與清理積灰規(guī)律?慣性沉積－與流速有關(guān)?邊界層沉積－吸附、黏結(jié)?靜電吸附－常見在燒氣2025/3/19109爐管的積灰與清理2025/3/19110爐管的積灰與清理2025/3/19111爐管的積灰與清理停工清灰?停工：化學(xué)清洗1保護(hù)爐襯2用化學(xué)清洗液沖洗?停工：干冰清洗?停工：人工清灰2025/3/19112爐管的積灰與清理在線清灰?在線：吹灰器吹灰1蒸汽吹灰：靠能量2聲波吹灰器：靠能量、共振3激波：靠能量、沖擊?在線：清灰劑清灰2025/3/19113加熱爐低溫腐蝕隨著節(jié)能要求的不斷提高，要求加熱爐的排煙溫度越來越低，但是往往在空氣預(yù)熱器、余熱鍋爐等余熱回收設(shè)備的換熱面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的低溫露點(diǎn)腐蝕，甚至?xí)诓坏揭荒甑倪\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，換熱面就嚴(yán)重腐蝕穿孔，使加熱爐不能正常運(yùn)行。可以說，低溫露點(diǎn)腐蝕已成為降低加熱爐排煙溫度，提高熱效率的主要障礙。所以要設(shè)法從改進(jìn)設(shè)計(jì)，精心操作和采用新材料等方面采取各種措施，來防止和減輕低溫露點(diǎn)腐蝕。空氣中的水蒸氣遇到低溫冷面時(shí)就會(huì)在其上冷凝，這就是結(jié)露現(xiàn)象。開始冷凝的溫度稱為露點(diǎn)溫度。加熱爐燃料中含有單體硫、氧化硫，在燃料燃燒時(shí)，一局部硫變成三氧化硫，再生成硫酸凝結(jié)在低溫受熱面上，對受熱面產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。因?yàn)樗窃跍囟容^低的受熱面上發(fā)生的腐蝕，故稱為低溫腐蝕。又因?yàn)樗窃谑軣嵬獗砩辖Y(jié)露后才發(fā)生這種腐蝕，所以又稱為露點(diǎn)腐蝕。2025/3/19114加熱爐低溫腐蝕2025/3/19115燃料油含硫量與煙氣中SO2量的關(guān)系燃料含硫量2025/3/19116過剩空氣系數(shù)a與SO3轉(zhuǎn)化率的關(guān)系露點(diǎn)腐蝕與過?？諝庀禂?shù)有關(guān)。當(dāng)過剩空氣系數(shù)α在之間時(shí)，煙氣中SO2含量一般可按500ppm計(jì)算。圖3為過?？諝庀禂?shù)α與SO3轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。一般來說，SO3轉(zhuǎn)化率約為0.5-3%，其最大值也不會(huì)超過5%，通常按3%估算已足夠平安。2025/3/19117

過剩空氣系數(shù)a與SO3轉(zhuǎn)化率的關(guān)系2025/3/19118

硫酸濃度對碳鋼腐蝕速度的影響〔鋼材壁溫不變〕硫酸濃度對碳鋼腐蝕速度的影響

硫酸濃度對腐蝕速度的影響。從圖中可以看出，濃度為50%左右的硫酸對碳鋼材料的腐蝕速度最大。濃度最高或最低時(shí)，腐蝕速度均會(huì)下降。2025/3/19119腐蝕速度與壁溫的關(guān)系圖示出腐蝕速度與換熱壁面溫度的關(guān)系。溫度最高時(shí)化學(xué)反響速度較快，腐蝕速度也較快。由圖可知，在壁溫較高而未結(jié)露時(shí)，腐蝕速度很低；開始結(jié)露時(shí)，由于結(jié)出的露中硫酸濃度過大，雖然壁溫較高，腐蝕速度也還不很高；對溫度再低一些的換熱面，雖然壁溫有所降低，但結(jié)露中硫酸的濃度變稀，腐蝕速度加快，在某處到達(dá)一極限值〔一般認(rèn)為在低于露點(diǎn)溫度10-40℃處〕；此后，由于硫酸濃度較低，溫度也較低，腐蝕速度下降。最后，由于壁溫很低，水蒸氣大量凝結(jié)，腐蝕速度又比較強(qiáng)烈。2025/3/19120燃料油含硫量150100500123546燃料油含硫量與露點(diǎn)溫度關(guān)系露點(diǎn)溫度℃燃料含S量和露點(diǎn)溫度的關(guān)系。根據(jù)我國燃料含S量，露點(diǎn)溫度一般在105-150℃范圍內(nèi)。2025/3/19121減少低溫腐蝕的措施低溫腐蝕是在考慮煙氣余熱回收時(shí)必須解決的問題，也是提高加熱爐熱效率必須考慮的一個(gè)主要因素。如果無視了這個(gè)因素，宿短了受熱面的使用壽命，不但會(huì)影響正常的操作周期，而且會(huì)由此產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。所以，在煙氣余熱回收利用中，必須采取防止和減少低溫腐蝕的措施。〔1〕提高受熱面壁溫。使管壁或加熱元件的壁溫高于煙氣的露點(diǎn)溫度。壁溫的提高可以通過提高管內(nèi)或管外流體的溫度來實(shí)現(xiàn)。對于管內(nèi)走油品，管外走煙氣的對流管，提高壁溫的措施主要是提高管內(nèi)油品的溫度。對于采用空氣預(yù)熱器的加熱爐，主要通過提高預(yù)熱器入口的空氣溫度，一方面可以利用裝置的其他介質(zhì)將入口空氣溫度提高到80℃左右；另一方面也可以采用熱空氣循環(huán)的方法，即將空氣預(yù)熱器出口的熱空氣引出一局部與預(yù)熱器入口前的冷空氣混合，使進(jìn)入預(yù)熱器的空氣溫度提高。〔2〕采用耐蝕材料。把空氣預(yù)熱器的換熱元件改為硼硅酸鹽玻璃管、鑄鐵或搪瓷材料，可以減少腐蝕。后段壁板也可用各種涂料噴涂以防腐蝕。但煙道和引風(fēng)機(jī)等還應(yīng)采取防腐措施。此外，減少過剩空氣，低溫區(qū)采用可拆卸式結(jié)構(gòu)等也是常用的措施。(3)減小過?？諝庀禂?shù),降低煙氣氧含量。(3)采用低硫燃料。2025/3/19122加熱爐常見的問題及處理2025/3/19123加熱爐常見的問題及處理2025/3/19124加熱爐常見的問題及處理2025/3/19125加熱爐常見的問題及處理2025/3/19126加熱爐常見的問題及處理2025/3/19127加熱爐常見的問題及處理2025/3/19128加熱爐常見的問題及處理7、加熱爐爐管及爐體產(chǎn)生低溫腐蝕的原因？燃料含硫量高，造成加熱爐露點(diǎn)溫度高。爐管管壁及其他受熱元件壁溫太低。爐管管壁及其他受熱元件材料的耐腐蝕性能差。過?？諝庀禂?shù)高。煙氣含水量高。如何防止低溫腐蝕？提高爐管管壁及其他受熱元件壁溫，使管壁或加熱元件的壁溫高于煙氣的露點(diǎn)溫度。壁溫的提高可以通過提高管內(nèi)或管外流體的溫度來實(shí)現(xiàn)。對于管內(nèi)走油品，管外走煙氣的對流管，提高壁溫的措施主要是提高管內(nèi)油品的溫度。對于采用空氣預(yù)熱器的加熱爐，主要通過提高預(yù)熱器入口的空氣溫度。爐管管壁及其他受熱元件采用耐腐蝕性能強(qiáng)的材料。把空氣預(yù)熱器的換熱元件改為硼硅酸鹽玻璃管、鑄鐵或搪瓷材料，可以減少腐蝕。此外，低溫區(qū)采用可拆卸式結(jié)構(gòu)等也是常用的措施。減小過?？諝庀禂?shù),降低煙氣氧含量。采用低硫燃料，或?qū)θ剂线M(jìn)行脫硫處理，降低燃料中含硫量。降低煙氣水含量。2025/3/19129加熱爐常見的問題及處理2025/3/19130加熱爐常見的問題及處理9、爐管積灰的原因？一般來說，爐子燒氣時(shí)根本無灰，燒燃料油時(shí)那么會(huì)產(chǎn)生灰垢，并沉積到爐管外壁。輻射管外壁結(jié)垢的現(xiàn)象不太嚴(yán)重，管外積灰主要發(fā)生在對流管上。燒油時(shí)產(chǎn)生的煙氣中的灰垢稱為油灰，其由兩種固體顆粒組成，一是垢：是燃料燃燒后殘留下來的不可燃的組分；二是灰：是可燃組分——碳元素在燃燒不完全的情況下殘留下來的微粒。管子積灰會(huì)帶來以下問題：〔1〕增加了熱阻，使?fàn)t子的排煙溫度升高，熱效率下降；〔2〕減少了煙氣的流通面積，使煙氣流速升高，煙氣流動(dòng)的阻力增大；〔3〕在尾部低溫受熱面，積灰后管壁更易吸附煙氣中所含硫酸蒸汽，加劇露點(diǎn)腐蝕。爐管積灰的處理措施？管外積灰清掃方法中，安裝蒸汽吹灰器或聲波吹灰器是目前應(yīng)用最為廣泛的方法，其吹灰效率也不錯(cuò)。不過吹灰器的功用主要在于保持清潔的管子始終干凈，已經(jīng)積落灰的臟管子要想通過它吹掃干凈是十分困難的，在線清灰的方法還有添加清灰劑。其他在停爐期間還可以采用化學(xué)清洗、干冰清灰、人工清灰等方法。2025/3/19131加熱爐常見的問題及處理2025/3/19132加熱爐常見的問題及處理2025/3/19133加熱爐常見的問題及處理12、爐管存在哪些缺陷應(yīng)以更換？爐管有鼓包、裂紋〔破裂〕；臥置爐管相鄰兩管架間爐管彎曲度大于爐管外徑2倍；爐管由于腐蝕、爆皮、沖刷，管壁壁厚小于計(jì)算允許值；爐管外徑增大5%；金相組織有晶界氧化、嚴(yán)重球化、脫碳及晶界裂紋。爐管損壞的形態(tài)：減薄、鼓包、彎曲爐管損壞形態(tài)：裂紋、沖刷、氧化2025/3/19134加熱爐常見的問題及處理2025/3/19135加熱爐常見的問題及處理2025/3/19136