2024年岗位知识竞赛-加热炉知识笔试参考题库含答案

“人人文库”水印下载源文件后可一键去除，请放心下载！（图片大小可任意调节）2024年岗位知识竞赛-加热炉知识笔试参考题库含答案“人人文库”水印下载源文件后可一键去除，请放心下载！第1卷一.参考题库(共75题)1.管式加热炉炉型选择的原则是什么？糠醛精制炉选用何种炉型为宜？2.重整反应加热炉提高热效率的途径是？3.影响露点腐蚀的因素是什么？在设计中怎样避免露点腐蚀？4.热油式空气预热器系列（CAD）和以前的整体式热油式空气预热器比较有什么改进？5.试述重整反应加热炉、炉管系统设计特点。6.空气预热器的主要经济技术指标是什么？7.锅炉受压元件采用国外钢材应符合哪些要求？8.按新部标规定，通常情况下（建厂地区冬季计算温度等于或高于-20℃时）钢结构构件为什么要选用Q235-B、Q235-B.F，而不采用Q235-A、Q235- A.F？9.加热炉专业在03设计时应向土建专业委托哪些资料？10.在加热炉辐射室顶（对流底）和对流顶（烟囱底）设置氧化锆测定氧含量，其作用有什么不同？11.什么叫湿度型NOx？影响它的生成量的主要因素与控制NOx生成量的方法是什么？低氧化氮燃烧器是如何抑制NOx产生？12.翅片或钉头的材质怎样选用？13.根据炉管管壁温度计算公式，分析一下管壁温度受哪些操作因素影响？14.遮蔽管的计算与对流和辐射室有什么不同？国外遮蔽管和国内遮蔽管设置有什么不同？15.什么是耐火材料？它应具备什么条件？什么是表面水、结晶水？它们在何温度下可以去除？16.炉管系数的整体压力试验时，其水压或气压试验时的试压公式各是什么？并解释公式含义。17.什么情况时对流管需设置中间管段？中间管段的材质有何要求？怎样选用？18.专业负责人职责是什么？19.你知道的两相流压降计算有几种？各种方法计算的适用范围及其准确程度如何？20.焦化炉设计的关键是什么？设计中如何排管、选取管径和管材？21.设辐射段传热计算采用Lobe-evens法。在辐射段介质有相变的情况下，需对辐射管分段进行热、压力、相态等平衡计算。在热平衡计算中，通常假设所有管段的热强度相同，且等于用Lobe-evens法计算的平衡热强度。如果不采用平均热强度而采用炉膛平均温度tD，并应用以下传热速率方程。其结果是否更为精确？为什么？ 22.举例说明如何选用现存炉子？23.热管空气预热器是一种新型高效换热设备，这主要是利用哪两个传热机理而表现出优异的传热特性的？热管空气预热器在设计与实际操作时，要注意的安全问题是什么？24.不允许代用钢材的范围是什么？25.试述奥氏体不锈钢中C、Cr、Ni、Ti、Nb等主要化学元素的影响，主要热处理方法及其作用。26.从理论上分析加热炉对盘管采用扩面管的目的和意义。27.对流室采用钉头管或翅片管的好处是什么？什么情况下采用钉头管？什么情况下采用翅片管？28.横管立式炉水平炉管支撑间距如何考虑？29.画简图说明连续重整加热炉（四合一炉、辐射炉管U形排列、单排单面辐射）全炉结构特点。30.炉管壁厚设计何时采用弹性设计？何时采用断裂设计？两种方法采用的设计参数的异同点是什么？31.用GB713-86中的20g和16Mng钢板分别代用20R和16MnR时应符合甚么要求？用20R和16MnR代替锅筒所需钢板20g和16Mng有什么要求？32.压力容器设计压力怎样确定？若最高工作压力为Pw≤1.8MPa，设计压力应为多少？设计压力为0.08MPa和真空度为0.015MPa，公称容积为600升（0.6m3）三容器是否适用GB150-89？（三容器的基本条件符合GB150-89）33.单、双层炉衬隔热在经济性进行比较，并回答减少炉衬热损失从何处着手？34.炉子设计时，从布置炉本体、燃烧 说明应注意哪些安全措施？35.当测定炉外壁温度后计算炉子热损失时还需哪些数据？计算全年平均热损时，还需哪些数据？36.从工艺计算和材料选择上如何确定辐射炉管的金属温度？37.试对下列三种预热器（管束式、扰流式、热管式）进行比较？38.减压炉辐射管为什么要逐级扩径？扩径应在上行管还是下行管？为什么？39.施工交底应注意什么问题？40.什么情况下采用扩面管？从传热角度分析β（翅化比）增大的极限？41.试述加热炉的组成部分，并简要说明各个部分决定的根据。42.减压炉、焦化炉、制氢炉、重整炉（四合一）在辐射炉管排布上首先考虑的问题是什么？43.减压炉辐射盘管出口部位扩径的理由是什么？过早过晚有何害处？扩径总长多少合适？44.焚烧炉对炉衬设计的要求是什么？为什么采用磷酸铝衬里而不采用砖结构？45.管式炉设计中，目前采用的余热回收方式有哪些？试述热油式空气预热器的优缺点？46.空气预热器加热炉常用的有几种，各在何种场合下应用。47.什么是焦化加热炉的管内结焦？管内结焦的多少取决于哪两大因素？并对该两大因素具体分析。48.加热炉燃烧器选型一般应怎样考虑？49.作为一名加热炉工程师应具备什么基础理论知识？应具备加热炉专业知识有哪些方面？50.对大型化的单系列制氢炉设计中会出现一些什么问题？如何考虑和解决？51.减压炉辐射排管出口为什么要扩径？扩径的注意事项。52.设计加热炉时如何选用燃烧器？加热炉对工艺提供的燃料油有什么要求？53.加热炉炉衬有几种常用型式？各有什么优缺点？54.管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接后哪些情况下可不做热处理？ICr5Mo、9Cr1Mo热处理温度是多少？什么情况下铬铝钢炉管必须重新进行热处理？55.304、304H、（18Cr-8Ni）和316、316H（16Cr-12Ni-2Mo）是奥氏体不锈钢种，为什么不能用作加氢装置的炉管？56.试述第一、三、四强度理论，它们各适用什么范围？57.怎样设计重整加热炉倒U形辐射排管（单排单面辐射）？58.简述在设计中避免露点腐蚀的措施。59.某型号风机样机的无因此性能曲线见下图。 试分析利用节流阀调节流量的原理及浪费电能的原因。并分析利用变频调适调节量的工作原理。60.加热炉主要管材的最高使用温度是多少？61.用公式说明如何强化对流传热？在介质为油时（液相），总传热系数K大小主要取决于外膜传热系数h0，还是取决于内膜传热系数hi，为什么？设计时，强化后K直通常为没强化K值几倍？ 62.介质易结焦的加热炉设计中应采取哪些措施？63.试说明计算机所处理的信息的种类，并举例。64.加热炉负荷变化大的燃烧器设计应考虑什么？65.针对图中所示的钢接接点，试标注焊缝符号，并说明连接板、连接角钢、加强肋和连接板开口的作用。在施工中，为便于施工，你认为还要增加什么工艺构件？ 66.Ⅰ型和Ⅱ型焚烧炉各有哪些优缺点？为什么有些厂采用Ⅱ型焚烧炉？67.在自然通风系统中，烟囱挡板和燃烧器风门都可以用来控制过剩气体系数和炉膛负压？你认为那种工况下调节哪一个好？调节过程应注意什么？68.假定如图所示圆炉排管，你如何确定辐射筒的外径？ 69.高原地区某炼厂需建一台有余热回收设施的加热炉，而沿海某炼厂的加热炉工艺条件与之完全相同，如复用沿海厂该台炉子，主要需做哪些核算？哪些参数发生何种变化？70.什么样的加热炉需要烘炉？其目的是什么？烘炉时怎样对炉管保护？怎样控制烘炉温度？烘炉时150℃、320℃、450℃（或500℃）恒温其目的是什么？71.正压炉的防爆安全装置有哪些形式？各有什么特点？设计中应注意的问题有哪些？72.为什么要控制钢中的S、P含量？73.受压弯作用的柱脚板，其地脚螺栓是否受拉？螺栓截面应如何确定？74.减压炉出口转油线管径的大小对减压炉有何影响？75.对生产的每一根热管，用什么方法测试才能初步确定它是合格产品？第2卷一.参考题库(共75题)1.低温露点腐蚀机理是什么？在设计中采取哪些措施避免产生低温露点腐蚀？2.焦化炉炉管内是否注水、注气？若要注水、注气在什么部位好？为什么焦化炉炉管结焦严重的部位不在辐射出口而在中部某段管内？3.画出烟气在自然通风直立上抽式加热炉内的压力分布图，并解释烟气是如何从负压较大的炉底向负压较小的炉顶流动。4.从反平衡入手分析影响加热炉燃烧效率的因素。5.简述运行中锅筒水位状况。6.NOx指的是什磨？NOx如何对环境进行危害？式论述如何以改善燃烧与降低燃料的含氮量两方面来控制NOx的生成。7.试说明减压炉炉管程设计的特点。8.试用热效率公式说明热效率测定时多用反平衡法而不用正平衡法的理由？9.加热炉炉管材料应具备哪些性质？10.试说明单根热管分几段，各段名称是什么？在设计热管预热器时，如何设计热端与冷端？11.试述加热炉的主要工艺计算步骤。12.如何计算某台加热炉节能改造设计后的投资回收年限？（仅列出计算简式即可）13.试从加热炉传热、燃烧、炉衬、余热回收、炉子操作管理五方面简述炉子如何做好节能工作？14.一般加热炉设计过程中与仪表专业委托关系如何？15.以洛炼沥青炉的排管方式及介质流向试分析说明UOP专利沥青炉的设计特点。16.简述热管的工作原理，并说明热管的优缺点？钢水热管的使用温度（最高）及存在的问题。17.对流传热时，烟气传给管子的对流传热系数与哪些因素有关？对流管束排列有几种形式？从传热角度看，哪种形式较好？为什么？18.加热炉大型化问题是如何考虑的？为什么要搞大型化？具体存在的问题？19.为什么在加热炉对流段一般均采用横向（错）排管，而不采用纵向排管？（用传热公式及对数平均温度的公式来说明）20.一般管式加热炉设计工艺委托的原始数据有哪些内容？21.压力容器若不设可拆封头或盖板以代替人孔或手孔，也不设检查孔应满足什么要求？22.对易结焦的加热炉在设计中可采取哪些措施？23.提高加热炉热效率的途径有哪些？24.一个好的程序（设计或CAD程序）应具备哪些条件？25.加热炉炉衬采用浇注衬里时，设计应符合什么规定？26.加氢精制（炉前混氢）进料炉，炉管设计中应注意甚么？27.在加氢裂化和加氢精制装置加热炉设计中，当采用奥氏体不锈钢炉管（TP321、TP247H）时，为何倾向于采用单排双面辐射的排管形式？试用有关公式和数据加以说明。28.在什么情况下，固定管板式换热器的壳程筒体需设置膨胀节？29.管输加热原油炉间接加热与直接加热相比有什么优缺点？30.管式加热炉中遮蔽管传热与辐射管、对流管有何不同？（用传热公式来分析说明）31.选用管式炉时应注意哪些问题？如果选用1200万大卡/时常压炉用作1200万大卡/时沥青炉是否合适？32.试将一台热负荷为5818kw（500×104）圆筒炉（减压炉qR≈20000lcal/（m2.h））能改造成一台大约多少万大卡的糠醛（抽出液）加热炉？设计上要从哪些方面考虑这些改造？33.试分析加氢精制进料炉（两相流）辐射炉管引起振动的原因。34.糠醛加热炉特点是什么？如何根据其特点设计糠醛加热炉？35.建立沸腾床（亦称流化床）的他条件是什么？什么状态是稳定的沸腾层？沸腾层高度的影响？36.加热炉上使用管壁热电偶有几种？安装管壁热电偶的目的是什么？立管立式炉一般安装在什么位置较合适？37.设计中怎样确定余热回收方案？38.为什么在辐射段传热计算中，通常取两排对流炉管作为遮蔽段？遮蔽段采用光管？试根据下图绘出考虑遮蔽段对流传热的传热计算模型，并说明该模型的完备性。 39.加氢装置中反应部分的加热炉通常可采用哪几种材料作炉管？不锈钢炉管为什么在焊后要增加一道稳定化热处理的工序？40.哪些装置的加热炉需要扩径？扩径的作用和原则是什么？焦化炉为什么不扩径？41.1Cr5Mo、9Cr-1Mo热处理温度是多少？在什么情况下铬钼钢炉管焊后必须重新进行热处理？42.什么叫焊接工艺评定？为什么要进行焊评？焊评对象是什么？焊接试验与焊评有什么不同？（焊接工艺评定简称“焊评”）43.地震作用抗震计算通常有哪三种方法？加热炉抗震化效果用哪种方法？地震作用和哪些因素有关？44.加热炉设计时管内介质的冷油流速一般取多少？冷油流速过大、过小有什么影响？45.倒U型联合加热炉如何能避免复杂的辐射转对流烟道？在这种情况下，对流室的布置应注意什么问题？具体应采取什么措施？46.下列四种空气预热器在何种场合下使用（迴转式、管束式或拢流子、热油式、热管式）？47.某台加热炉辐射、对流均为四管程（对流、辐射分别加热）运行一段时间后，对流管中两路结焦，其中一路遮蔽管处烧坏。试分析结焦原因？简述遮蔽管结焦损坏的过程？炉管结焦后可采取什么方法处理？48.当设计炉子为压力容器时，应考虑哪些荷载？CO焚烧炉考虑了哪些荷载？如何计算？49.管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接在哪种情况下可不热处理？50.试述烘炉的目的、过程及注意事项。51.一条原输送流量为V（Nm3/h）、温度为0℃空气的冷风道，其流速为u，压降为△p。现改为输送同样流量，但温度为273℃的热风，问其流速和压降各为多少？（注：按雷诺数足够大，流动状态在完全湍流区（阻力平方区）考虑）。52.GB150-89规定在什么情况下压力容器壁上开孔可不另行补强？53.简述锅筒内部装置的任务。54.正压炉的防爆安全装置有哪些形式？各有什么特点？对设计有何要求及应注意哪些问题？设计压力如何选取？由塑性金属材料及脆性材料制成的平板型爆破片破坏是受什么力？55.比较CO焚烧炉立式与旧式炉型的优缺点，结合对此炉的要求，如何决定炉膛的尺寸？56.炉管腐蚀分几部分，试举几种加热炉炉管的腐蚀情况及预防措施？57.影响对流对流传热的因素主要有哪些？58.目前搞的管束式空气预热器系列CAD与过去设计的整体式管束式空气比较有什么区别？59.你为呼炼设计的沥青炉炉衬为何采用衬里结构而不采用其它材料？60.在设计加热炉时，通常应考虑哪些安全措施？61.焊接铬钼钢钢管焊条有几种？叙述其优缺点，是否焊后热处理？为什么？我国过去常用哪类焊条焊铬钼钢钢管？为什么为出现问题？62.设计热管时，对热管要考虑到哪些基本参数？63.加热炉挡板和风门的作用是什么？对于自然通风和强制通风系统，挡板和风门应如何操作？64.双面辐射加热炉的特点？试举一二个实际应用例子？65.轻质耐热衬里炉墙结构为什么要留伸缩缝？而不留膨胀缝？这种伸缩缝的用途是什么？66.管输原油加热炉有何特点？67.自立式烟囱基本风压、设防裂度和场地类别等自然条件确定后，进行结构核算主要计算哪些内容？68.烟风道的结构设计应符合什么要求？69.什么叫氢鼓泡和氢脆？70.加热炉用急弯管表面的微裂纹在什么情况下应报废？什么情况下允许进口热处理？如何处理？1Cr5Mo、9Cr-1Mo材质的急弯管热处理后硬度要求是多少？71.无缝钢管和裂化用钢管有什么区别？能互相代用吗？72.在下列已知条件下，写出计算炉衬厚度的有关公式的计算步骤。已知：单一炉衬，内外壁温度t1、t2，大气温度t0，炉衬材料导热系数λ，无风，炉衬垂直放置。求：炉衬厚度δ。73.在加热操作时为什么要保持辐射顶微负压？74.加热里用渣油作燃料时，影响燃烧器燃烧的主要因素是什么？75.加热炉设计中应如何选用燃烧器？第1卷参考答案一.参考题库1.参考答案： ⑴管式加热炉炉型的选择应满足工艺操作要求；保证长周期运转；便于维修，投资少；结合场地条件及余热回收系统类别进行选择。一般来说 ①设计热负荷＜150×104Kcal/h宜采用纯辐射圆筒炉； ②设计热负荷150×104～2500×104Kcal/h应优先考虑采用辐射-对流型圆筒炉； ③设计热负荷＞2500×104Kcal/h通过炉型对比，可选立式炉、箱式炉或其它炉型； ④被加热介质易结焦时，宜采用水平管立式炉； ⑤介质流量小，且要求压降小时，宜采用旋管圆筒炉； ⑥介质流量大且要求压降小时，如重整炉宜采用门型、U型管炉； ⑦使用价格昂贵的炉管材料时，优先选用单排双面辐射的炉型（如加氢裂化炉等）。 ⑵对于糠醛精制炉，由于润滑油装置加热炉负荷较小，在满足工艺操作的情况下，一般采用主管立式圆筒炉较为经济。为防糠醛分解，可采用多咀小能量燃烧器，燃烧器离炉管远一些，炉膛体积热强度小一些以防糠醛分解。2.参考答案： ⑴处理量较小时，利用工艺物流，设置于对流室被加热，以降低排烟温度，提高加热炉效率。 ⑵设置各种型式的空气预热器，进一步降低排烟温度，将余热加热燃烧用空气，以提高热利用率，是行之有效的又一形式。 ⑶大处理量的重整装置，反应加热炉，多采用余热锅炉型式，把炉子热效率提到最大90%以上。产生中压蒸汽以满足装置生产需要，多余蒸汽可并网。3.参考答案： 影响因素有； ①燃料中的含硫量，含硫越多，生成SO2越多 ②烟气中含H2O（H2）多，容易产生亚硫酸是露点增高。 ③烟气中的含氧由过剩空气带入，易产生SO2→SO3转化，增加露点腐蚀。 ④烟气中的灰垢（如金属氧化物）如Fe2O3、V2O5等，能促进SO2→SO3催化作用。 ⑤温度等于露点不易结露，高于600℃，SO3与H2O不会反应，因而不会发生露点腐蚀。 设计中避免露点腐蚀的措施： ①在管外壁涂上防腐涂料 ②采用耐腐蚀材料（合金钢管、玻璃管等） ③燃料脱硫 ④降低过剩空气系数 ⑤降低燃烧器雾化蒸汽用量 ⑥提高管壁温度 A.热管预热器增大热端和冷端比 B.提高空气预热器的冷端空气入口温度 C.及时吹扫管外表面的结灰4.参考答案： ⑴热油式空气预热器系列（CAD）为分片组合式，比以前旧式整体式预热器灵活，有利于定型工厂化，提高制造质量。 ⑵便于运输、安装、检修。 ⑶可以同时回收多种油品余热。 ⑷各程隔板严密不泄漏油，壳体和进出口管间不漏风。 ⑸局部腐蚀和损坏可局部更换，不致像整体式导致整个预热器报废。5.参考答案： 主要特点：压力降要求低，出口介质温度高。 根据压力降要求，重整反应炉多设计成多路并联，多路并联实际上流量不可能均匀，流量小的管每千克原料气所吸热量就增大，这样就形成温度偏差，允许的最大热偏差，取决于炉管材质，为了使各路流量尽可能均匀，从两个方面努力： ⑴集合管的横截面要足够大，加热管尺寸尽可能小。 日本：总集合管面积=0.8～1.0炉管总面积 美国：总集合管面积=1.5炉管总面积 一般处理量越大，路数越多时，集合管尺寸的富余量越大。 ⑵安排好集合管流向 6.参考答案： 7.参考答案： ⑴钢号应是国外锅炉用钢标准所列的钢号或化学成分，力学性能，焊接性能与国内允许用于锅炉的钢材相类似，并列入钢材标准的钢号或成熟的饿锅炉用钢钢号。 ⑵应按订货合同规定的技术标准和技术条件进行验收。对照国内锅炉钢标准如缺少检验项目，必要时还应补做所缺项目的检验，合格后才能使用。 ⑶锅炉强度应采用该钢材的技术标准或技术条件所规定的性能数据进行。 ⑷首次使用前应进行焊接工艺评定和成型工艺试验，满足技术要求后才能使用。 ⑸未列入标准的钢材或已列入标准的电阻焊锅炉管，应经劳动部安全监察机构同意。8.参考答案： 根据国家标准《碳素结构钢》（GB700-88）规定Q235-A、Q235- A.F的含碳量不作交货条件，而由于焊接结构钢对钢材的含碳量要求严格，炉架结构多为焊接结构，所以Q235-A、Q235- A.F钢材就不宜在焊接结构中使用。Q235-B、Q235-B.F钢材，既能保证其机械性能的前五项，又能保证合格的化学成分，所以此种钢材为炉架结构钢材。9.参考答案： ①基础尺寸、方位和标高 ②地脚螺栓的尺寸，露头长度和螺母要求 ③分别列出在风里、自重和地震力作用下的各柱脚的垂直力、水平力和弯矩10.参考答案：在辐射顶设置氧化锆测定氧含量，主要测定辐射室过剩空气系数，如果过剩空气系数过大，可关小燃烧器进风口风门从而确保合理的过剩空气系数下燃烧器完全燃烧。在对流顶设置氧化锆测定含氧量，从而确定全炉的过剩空气系数，以计算加热炉热效率。11.参考答案： 1）湿度型NOx是空气和燃料中的N2在燃烧室高温区生成NO，当温度降低时再氧化成NOx。 2）燃烧过程中，影响NOx生成量的主要因素是温度、氧气的浓度和停留时间。因此控制NOx生成量的方法是： A.降低燃烧温度； B.降低氧气浓度和化学反应速度； C.缩短在高温区的停留时间。 3）低氧化氮燃烧器能控制NOx产生的原因是它利用燃烧和物化介质的喷射动能，使空气与燃烧烟气的一部分在燃烧器火道内自身再循环，且燃烧用空气分三次供给，在低过剩空气下促进燃烧和抑制NOx的生成。如： 一次空气由底部风口导入，用以初期燃烧器的安全； 二次空气由火道中部导入，用来促进内部烟气的再循环； 三次空气由分布板上的小孔导入，以形成炉系所要求的的火焰形状，使燃烧安全。12.参考答案： 13.参考答案： 14.参考答案： 遮蔽管既考虑辐射传热，又要考虑烟气对管子的对流方式传热。 国内遮蔽管一般设置二排，遮蔽管的有效吸收因素α取1，计算中和辐射一起计算。 国外遮蔽管一般设置三排，有效吸收因素如下： 第一排α=0.658 第一排α=0.196 第一排α=0.123 然后再计算对流方式传热的热量。15.参考答案： ⑴耐火材料一般是指耐火度在1580℃以上的无机非金属材料。它是包括天然矿石及按照一定的目的要求经过一定的工艺制成的各种产品。具有一定的高温力学性能，良好的体积稳定性，用于高温设备中。 ⑵耐火材料应具有高的耐火度，良好的荷重软化温度，高温体积稳定性，热稳定性及良好的抗渣性。还要具有一定的耐磨性。外型规整，尺寸准确。对某些特殊耐火材料，还要有透气性、导热性等。 ⑶表面水是指不参与矿物的晶格组成，而是以机械吸附的形式存在于矿物中的水，因而含量不定。在常压下，当加热到100℃～110℃时，可以全部从矿物中逸出。 ⑷结晶水是水以中性分子（H2O）形式参加矿物的结晶构造，并占有固定的位置，水分子的数量与矿物中其他成分成简单整数比的水叫结晶水。 当受热达到200℃～500℃时，结晶水会消失，个别矿物的失水温度高达600℃，所以烘炉时在高温下要保持一段时间，让结晶水脱净，以免生产时影响胀缩。16.参考答案： 17.参考答案： 当炉管为D外＞φ102时，长度超过35倍管外径时或D外＞φ102长度超过30倍管外径时需设置中间管板。（最大不超过3.6m）要求中间管板能抗高温，耐腐蚀，高温脆性小。应根据温度的大小来选用材质，一般最下面的外管板可采用Cr20Ni12，随后很据温度变化选用含硅量4.5～5.5球墨铸铁。18.参考答案： ⑴负责本*装置（本专业）的设计进度、设计质量、统一和衔接工作  ⑵贯彻执行项目和本专业有关的统一规定  ⑶负责对外联系，向有关专业提出、接受设计委托资料及协调工作，按规定对有关设计文件会签  ⑷组织编制汇总设备表、材料表、专业概算、说明书、分目录等设计文件  ⑸根据需要，参加设计交底、现场施工、处理现场出现的问题、竣工验收、试运开汽等工作，负责组织本专业人员做好设计总结。19.参考答案： 1） A.均相法； B.德克勒法（Dukler）； C.洛克哈特一马蒂内里法（Lockhart-Martinell ）； D.马蒂内里一纳尔逊法。 2）德克勒法和洛克哈特一马蒂内里法不适用于计算水一蒸汽系统两相流的阻力降。 3）马蒂内里一纳尔逊法只适用于计算水一蒸汽系统两相流的阻力降。 4）均相法对于高气速雾状流和高液速的分散气泡流误差较小。其它流型可用此法作为初步估算。 5）洛克哈特一马蒂内里法误差较大，最大可达50%，适用于水平管计算。 6）德克勒法准确性较高，目前工程上普遍采用。20.参考答案： 焦化炉设计的关键是应根据原料特性，在满足工艺要求的前提下，所选设计参数应尽可能防止炉管结焦，高正装置的长周期运行。 在焦化炉设计中： ⑴焦化炉一般采用横排管，使炉管沿圆周方向传热均匀，防止局部过热。应尽可能避免介质的先期临界分解段位于管壁温度最高和热强度分布最不均匀的管段。 ⑵宜选用小管径 原因： ①小管径比表面积大，加热同样多的流体，获得的传热外表面积多，故可降低炉管平均热强度。（即降低焦垢生成速度）。 ②小管径可提高内膜传热系数（即提高焦垢脱离速度）。 ③采用小管径增加流路，减少介质停留时间。 ⑶管心距选取时采用大管心距，尽可能使炉管表面热强度趋于均匀。（一般对上进下出的加热炉，上部取C=2.2，中部取C=2.5，下部取C=2.7）。 ⑷管内流速的选取：高流速可提高焦垢脱离速度，缓和焦垢生成速度， ⑸管子选取时应注意管壁热强度不宜过高，太高会加快生焦速度，过去传统推荐31.56kw/m2（实际国内焦化加热炉一般在31～33kw/m2）凯洛格选用的热强度一般为31.56～34.66 kw/m2；当前国外推荐28.39 kw/m2 ⑹为保长周期运行和利于烧且满足管材高温强度要求，过去规定一般介质含硫小于2%选用1Cr5Mo管材，含硫大于2%选用1Cr9Mo管材。现国外采用在线清焦，长周期运行，炉管材质取得较好，一般用1Cr9Mo。21.参考答案： ①不见得 ②首先，tD指的是炉膛排烟温度，并不反应炉膛的实际烟气温度分布。其次，Lobe-evens法的传热速率方程是针对整个炉膛而言的，将其用于管段并不尽合理。更重要的是，只应用管段的传热速率方程，无法保证管段介质与管段外烟气的热平衡。这将导致辐射段介质入口温度与Lobe-evens法的计算结果不一致，整个辐射段热平衡无法保证。22.参考答案： ①炉型 ②热负荷 ③冷油流速（即管径和程数） ④有否过热蒸汽或废热锅炉 ⑤炉管材质、壁厚 ⑥火咀数量和形式 ⑦风荷载及地震荷载等 选型说明： 当加热某一种介质而设计的管式炉，当用于加热另一种介质时，由于其允许的热强度不同，原设计的热负荷就不再具有意义。例如：一个1000万千卡/时常压炉，当用在焦化炉时，就只能当作700万千卡/时左右的炉子使用。 在选用时，具有实际意义的是其有效加热面积。然而加热面积是不直观的，名义热负荷（以下列名义热强度为准计算的炉子热负荷） 查后得选用名义热负荷780万千卡/时左右圆炉，满足热负荷要求，然后再考虑管径等其它因素是否合适。 若选用1200万大卡/时的常压炉用作1200万大卡/时沥青炉是否合适？ 不合适，因为常压炉热强度在2～3万大卡/时（圆筒炉），而沥青炉允许热强度较常压炉要低。则选用1200万大卡/时的常压炉作沥青炉的传热面积可能不够。 选用加热炉应注意： 选用时应根据使用的装置、条件及地区的不同，需作一些核算和比较 ①全炉热负荷、辐射管的热强度 ②管径及程数 ③根据操作压力、温度及腐蚀条件核算炉管厚度 ④燃烧器燃烧种类及总发热量 ⑤整个地区的风载荷、地震荷载、场地土是否一致，必要时进行核算。 ⑥其它（轴线位置说明等）23.参考答案： ⑴它主要是利用沸腾吸热和凝结放热的传热原理。 ⑵热管在设计与操作时应注意的安全问题是： A.制作热管的钢管强度要很好地核算和试验。 B.热管的外壳应是一个较厚的箱体，防止爆破后伤人。 C.切忌干烧，保证工况不超出制造规定的温度极限。24.参考答案： ⑴无标准的钢材不得作为代用钢材。 ⑵沸腾钢、半镇静钢不得代用镇静钢。 ⑶高合金钢、低合金钢、普通低合金钢和普通碳素钢不得超级代用。25.参考答案： 1）C的主要影响是生成碳化物、促进奥氏体的形成、增加耐腐蚀性和高温强度。 2）Cr的主要作用是生成碳化物、促进铁素体的形成、防止生成高温氧化皮、耐氧化性酸腐蚀。 3）Ni的主要作用是促进奥氏体的形成、增加高温强度、防止生成高温氧化皮、耐非氧化性酸腐蚀。 4）Ti、Nb主要影响是生成碳化物、防止晶间腐蚀。 5）固溶化热处理。奥氏体不锈钢的单相奥氏体不是稳定的平衡状态，在冷加工和热扎过程中容易生成铁素体和碳化物等其它相，影响机械性能和耐腐蚀性。固溶化热处理的作用是使碳化物分解，让碳、铬和镍等在奥氏体中充分固溶，在使用温度下形成过饱和的固溶体，造成晶格扭曲，并以急冷的方式迅速通过碳化物析出温度区，保证其应有的机械性能和耐腐蚀性。 6）稳定化热处理。对于含有Ti、Nb等稳定化元素的奥氏体不锈钢，固溶化温度较高时，造成只有少量的C与Ti、Nb等生成碳化物，大部分则固溶在奥氏体中。当使用温度在425～600℃时，C与Cr结合而不是与Ti、Nb等结合，造成敏化。稳定化热处理的目的是在一定温度下（大于600℃、小于固溶温度）使C与Ti、Nb等结合。26.参考答案： 27.参考答案：对流室采用钉头管或翅片管可以扩大加热面积，提高加热炉热效率，一般钉头管相当光管面积的2～3倍，重量相当光管的1.5～2倍，热强度相当光管的2～3倍。翅片管相当光管面积的4～9倍，重量相当光管的1.2～1.5倍，热强度相当光管的2～4倍。采用钉头管或翅片管的好处还在于可提高管壁温度减少低温露点腐蚀，在炼制含硫量高的原油时，炉管需采用合金材料，但管外可以采用碳钢钉头或翅片（温度低于470℃）一般单烧气体燃料时最好采用翅片管，也可以采用钉头管，油气混烧以气为主，采用钉头管，不推荐用翅片管。采用钉头管或翅片管后，除单烧气体燃料外都必须设置吹灰器。28.参考答案： 当管径≤φ102时，为35倍管外径：一般要求L≯3000mm 当管径＞φ102时，为30倍管外径：一般要求L≯3600mm 温度＜250℃时，不一定按35倍管外径考虑，而应通过挠度计算，强度计算后确定间距太大，炉管受热下垂度大，考虑不安全或不利换管检修 间距太小，增加钢材、合金支架的用量，炉子造价升高。29.参考答案： 30.参考答案： ①设计温度低于材料蠕变断裂温度下限时采用弹性设计 设计温度高于材料蠕变断裂温度下限时采用断裂设计 设计温度处于材料蠕变断裂温度下限附近时采用两种设计方法设计，取计算结果的较大值作为设计值。 ②采用的设计参数 不同参数弹性设计：弹性设计压力、弹性许用应力 断裂设计：断裂设计压力、断裂许用应力、腐蚀系数 相同参数：管径、偏差、腐蚀裕量31.参考答案： ①厚度小于或等于16mm的20g和16Mng钢板，应每批取一张钢板复验抗拉强度，屈服点，伸长率和常温冲击功。厚度大于16mm到25mm的20g和16Mng钢板可分别代用20R和16MnR钢板，厚度大于25mm，不能代用。 ②若要代用需增加时效冲击值的检测。32.参考答案： 33.参考答案： 经过计算与生产实践得知，双层炉衬隔热比单层好。是因为在炉衬内壁温度与炉衬厚度一定情况下，单层的耐火材料的导热系数较大，价格较高，则热损失也较大。双层炉衬可根据炉衬各段温度范围与层间温度选用价格不等，导热系数不同的耐火材料从而减少损失。 减少热损： ⑴减小（t1- t2）温差，t1一定时，可将t2定为合适温度 ⑵减少传热面积，尽量设计小容积炉膛 ⑶炉衬加厚 ⑷选用导热系数较小的材料34.参考答案： ㈠从炉体布置上考虑 应几种布置在装置的边缘，且位于可燃气体、液化烃、甲苯类液体设备的全年最小频率风向的下风侧。炉子若与露天布置的液化烃设备之间，应设置非燃烧材料的实体墙，实体墙高度不宜小于三米，距加热炉不宜大于五米。 ㈡从炉本体考虑 ①负压加热炉应设防爆门，正压加热炉应设安全阀或防爆膜 ②炉膛与弯头箱设灭火蒸汽管 ③炉柱脚设防火保护层 ④平台设护栏，梯子设护圈 ⑤大负荷的炉子设两个梯子上下，其中一个安全梯为直梯 ⑥烟风道备置快开风门。 ㈢从燃烧器燃烧考虑 烧气体的炉子应设长明灯，并设置火焰监测器。炉子燃料气调节阀前的管道压力等于或小于0.4MPa（表），且无低压自动保护仪表时，应在每个燃料气调节阀与加热炉之间设置阻火器。35.参考答案： 36.参考答案： 37.参考答案： 38.参考答案：逐级扩径的原因：保持较低压降。因油料在管内流动过程中遵守压力、能量和相态三者平衡关系。为使汽化段内介质吸收的热量基本上等于汽化率，增加所需要的汽化潜热温度不致升高，基本实现等温汽化。 扩径应在汽化点以后的上行管，因下行管内汽液相容易分流，汽相速度减慢且靠近管壁（中间的液相）易造成结焦。39.参考答案： ⑴谈炉子全貌和特点； ⑵重点讲管路系统、材料、焊接、热处理、检查的要求； ⑶炉衬施工的特点和要求、煤炉要求、注意事项； ⑷钢结构主要受力点的焊缝要求和质量检查； ⑸建议施工程序； ⑹介绍有关验收和检查标准； ⑺原材料的合格证书和检查记录的保管。40.参考答案： 只有当内、外膜传热系数相差较大的情况下可采用扩面管，扩面管应放在传热系数较小的一侧。当内膜传热系数为α1，外膜传热系数为α2，扩面管（钉头效率或翅片效率）为η，则β增大到一定时即α2βη≈α1时，β再增大就不起作用了。41.参考答案： ①炉管和弯头 A.炉管的数量：由热负荷、热效率和构造要求必要的传热面积来定。 B.炉管的直径和程数：由流量、允许压降、停留时间和允许内膜温度来定。 C.壁厚：由压力、温度、材料强度和腐蚀裕度等。 D.材料：由温度及流体的腐蚀性能决定，当然能答上材料的高温性最好 ②管架、管板和管板的作用是承受炉管重量并把重量传递给炉架。因此要求它有优越的抗氧化性能和足够的高温强度。通常用25-12，25-20碳钢和球铁制造。如果燃料中含钒高时，在选材及对材料保护上应有所考虑。 ③炉墙 A.炉墙厚度是根据炉墙允许的散热量或保证炉墙外壁温度，通过计算来确定 B.通常无遮蔽的炉墙温度按tp计算，有遮蔽的炉墙按公式计算炉墙温度 C.炉墙用材一般为两大类 一是定型材料，如耐火砖、陶纤维等 二是不定型材料，衬里 ④炉架、管板、平台 炉架承受加热炉的全部荷载，是由多种型钢组成，架尺寸的最终决定应遵守“钢结构设计技术规定”“钢结构设计规范”“建筑结构荷载规范”“工业与民用建筑抗震规范”壁板起防漏、保护炉墙的作用，对圆筒炉辐射而言还是承受荷载的部件。 梯子平台是操作、行走的场地和通道。 ⑤燃烧器 是加热炉的供热元件，大致分为气体燃烧器，液体燃烧器和油气联合燃烧器三类。使用哪一种类的燃烧器由全厂或装置燃料平衡情况决定，我们是根据要求执行。 ⑥余热回收设备，如空气预热器，风机等 ⑦加热炉的附属配件、门类、挡板、管咀、吹灰器等。42.参考答案： ①减压炉：扩径（因减压炉介质汽化率高，介质加热温度高，油品重，易结焦） ②焦化炉：延迟焦化炉，介质在炉内加热到生焦温度，而不让其生焦，延迟到焦炭塔生焦，所以突出的不是结焦问题，要求介质在管内流速高，且受热要均匀，所以布管考虑水平管，且要求带堵头的回弯头（考虑结焦） ③制氢炉：制氢炉每根炉管都相当于一个外部受火焰加热的管式反应器，是吸热反应，持续反应后介质温度高达800℃，所以要考虑的主要问题就是热应力作用，即解决膨胀问题。布管要考虑单排双面辐射以提高合金炉管利用率。 ④重整炉：要求压降小＜0.1MPa（布管考虑多路并联，且要单排双面辐射提高合金炉管利用率，低压操作可改善产品质量和收率外还可减少气压动能消耗）43.参考答案： ①减压炉辐射盘管出口扩径的理由是： A.因出口汽化量大，扩径可提高汽化率，提高轻油拔出率 B.可降低介质出口温度，防止结焦 C.可减少压降，降低温度，降低能耗 D.可提高产品产量 ②扩径位置选择时，扩径过早，介质易结焦；扩径过晚阻力增大，影响减压拔出率 ③根据一般经验，扩径总长不要超过管程总长的17%～20%为合适。44.参考答案： 焚烧炉对炉衬设计要求： ①耐温性600℃～850℃以上 ②耐磨性，经得起硅砂、废渣等的冲刷 ③耐急冷急热，热稳定性好50次 ④耐水性 在工作温度不受废料影响（因450℃以上陶瓷化） ⑤抗腐蚀性 能抵抗废渣及焚烧后烟气腐蚀 ⑥致密性 要求衬里不裂、不渗、不使烟气渗入器壁腐蚀壳体 ⑦易施工 好施工能适应焚烧炉各种复杂的结构形状 综合上述采用衬里比耐火砖结构好，这是因为砖有砖缝，不易严密，而砖缝是薄弱环节不耐冲刷，焚烧炉形状复杂，用异型砖多，施工不易，不如衬里简单。45.参考答案： 采用的余热回收方式有： ⑴加热炉烟气预热空气：有管束式、扰流子式、回转式、热管式以及新发展的板式等空气预热器。 ⑵加热炉烟气余热水或发生蒸汽（废热锅炉）。 ⑶加热炉烟气预热热载体，热载体再预热空气（所谓热载体空气预热器）。 ⑷加热炉烟气预热冷进料，工艺物流（低温热源）预热空气（所谓冷进料-热油式空气预热器）。 热油式空气预热器有点： ⑴利用装置低温热预热空气可降低装置能耗 ⑵比用烟气直接预热空气简便，省掉了庞大的烟气往返管道。 ⑶预热器设置在地面，对流室可减少传热面积，加热炉荷载减少钢架可节省。 缺点： ⑴不太安全，漏油后易着火 ⑵空气预热温度受工艺物流的控制46.参考答案： ⑴回转式空气预热器，用在3000万/大卡以上大热负荷的加热炉，一般烟气温度不超过450℃。 ⑵热油式空气预热器，用在外供热油预热空气。 ⑶管式或扰流子空气预热器可用在烟气温度高于350℃，热负荷不受限制。 ⑷热管式空气预热器用于烟气温度一般不超过350℃，热负荷不受限制，易积灰的烟气。 ⑸铸铁式、玻璃管式空气预热器，用于腐蚀性强烟气。 ⑹板式空气预热器，用于清洁、基本无腐蚀性烟气。47.参考答案： ⑴焦化炉管内结焦是炉管内的油品温度超过一定界限发生热裂解，变成游离碳，堆集到管内壁上的现象。结焦使管壁温度急剧上升，加剧了炉管的腐蚀和高温氧化，引起炉管鼓泡破裂，同时增长了管内压力降，使炉子操作性能恶化，有时甚至提前停运。 ⑵管内结焦的多少取决于两大因素，焦炭生成速度及焦层脱落速度，即积极、结焦速度=焦炭生成速度-焦层脱落速度。 ⑶影响焦炭生成速度有： ①加热温度 在满足工艺过程的基本要求时，尽量降低介质被加热的温度，可以降低介质在边界层的温度，每种油品都有自己开始发生结焦的临界温度，要使整个盘管系统都应控制在此温度范围以下，这是防止焦炭生成的基础。 ②管壁温度和热强度 焦层是在管内壁表面上生成的，管壁温度是影响焦炭生成速度的最基本因素之一，控制辐射热强度与热强度均匀分布，就可以限定管壁温度过高。 影响焦炭脱离速度有： ①管内流速 只要压降允许而又不造成冲蚀，最好尽可能采用高的流速，可使尚未固着的初期疏松焦层排除炉外。高的流速可使内膜传热系数增大，降低管壁温度，可缓解结焦。 ②管内流态 对水平管，结焦可能性大的流态呈层流，汽、液两相分开流动，管子上都是气体，下部是液体。焦层主要在管子上部，汽相一侧较好的流态是喷雾流或环状流，此时汽液混相，几乎是等速流动。48.参考答案： ①首先应根据炉型和装置状况，确定燃烧器设置底烧或侧烧及燃烧器类型 ②应根据提供的燃料状况确定燃烧器，单烧油、单烧气、油气混烧。 ③如果进油温度高，为提高加热炉效率，采用空气预热回收时，应选强制通风燃烧器，否则选自然通风燃烧器 ④根据加热炉计算热负荷和加热炉计算效率，确定加热炉：算发热量并在这基础上乘1.1以确定燃烧器设计总发热量。根据以下因素来确定单个燃烧器发热量和数量 A.燃烧器中心线离排管中心线的最小距离及与炉墙的最小距离。 B.燃烧器的数量尽量等于底柱数或底柱数的倍数。 C.燃烧器的数量最好等于管程数或管程数的倍数。 D.燃烧器的发热量大小应与管长相匹配，辐射管长时尽量选发热量大的燃烧器，管子较短选发热量小的燃烧器 ⑤如果没有蒸汽可选旋板和空气雾化喷咀。49.参考答案： 传热理论、结构设计、材料（金属、非金属）、燃烧理论、机械制造等方面的基础理论知识，之外还应具备各方面加热炉专业知识： ①燃料及热值计算 ②过剩空气、烟气及其测定，说明降低过剩空气的好处 ③燃烧火焰和火焰温度、燃烧情况、火焰类型和颜色 ④燃烧器和空气预热器，说明设计良好燃烧器应具备的条件，燃烧调节， 空气预热的经济性问题 ⑤噪声及其控制措施 ⑥说明辐射传热、对流传热和热损情况 ⑦燃料和进料油质量，说明燃料含硫、钠引起的高温腐蚀，原油含盐引起的问题，炉管发生的事故 ⑧结垢和清扫，说明管内外结垢引起的问题 ⑨处理量变动引起的问题 ⑩设计施工注意事项50.参考答案： ①从传热、铸造、热应力考虑，制氢炉管管径不宜太大（一般为3”、4”、5”）厚度不宜太厚。但从基本热平衡方程来分析，（Q=KDHr/4）Hr（反应热）不变，产率一定，热量与管径成正比，如果保持一定管径，必然增加路数，则带来集合管的增长，因此热膨胀、热应力问题是大容量制氢炉的突出问题，国外也有采用冷壁集合管解决热膨胀问题，在国内存在制造问题。 ②由于制氢炉管材料昂贵，占整个炉投资的30%～40%，为充分利用管材，采用单系列管束双面辐射（高热强度）。对于大容量制氢炉由于管径相应加大（或路数增多，管径一定）管壁热强度相应增加，如辐射传热量增加，管壁温度升高（或路数增多热应力增大）因此在炉管选材上要加以慎重考虑。 ③由于单系列大型化制氢炉热负荷大，烟风道系统大，带来风机、电机的选型困难以及炉用零配件的选用和制造困难。 ④大型化制氢炉中路数较多，热应力大，炉管、集合管等焊接问题要慎重考虑。51.参考答案： ⑴减压炉的出口汽化量大，扩径可以降低管程压降，在同样的辐射油品出口温度下与不扩径的情况下比较，则可以提高油品的汽化率，有利于提高轻油的拔出率。 ⑵减压炉辐射出口扩径可以降低油品出口温度，对防止炉内结焦有利。 ⑶对润滑油型的炼油装置，减压炉的平均辐射热强度比燃料型的装置要低，而出口温度也低，因此扩径还可以保证满足润滑油对产品的色变和安定性的要求。 ⑷扩径可以使减压盘管的压力减小，温度降低，当处理量不变时，相当于降低了加热炉的热负荷，故可以降低能耗，扩径要注意下述三点： ①扩径位置的选择 扩径太早，易结焦；扩径太后阻力降大，影响减压拔出率。 ②扩径不要选择在下行管上，因下行管容易出现不好的分层流，易造成结焦或烧坏炉管。 ③根据一般经验，扩径总长不要超过管程长度的17%～20%。52.参考答案： ①根据加热炉的特点或燃料供应情况，选用燃烧器（油、气、或油气联合燃烧器）。 ②根据供风方式采用自然通风或强制通风。 ③根据炉型选用燃烧器（如箱式炉、圆筒炉、立式炉，炉膛大选用长火焰燃烧器，无焰炉用侧壁烧咀火焰附墙，形成温度较均匀的辐射墙，阶梯炉常采用扁平火咀等）。 ④根据加热炉所需的总热量，确定燃烧器的总发热量。（SHJ1035-84规定燃烧器设计总发热量至少应为计算总发热量的1.1倍）。 ⑤根据燃烧器提供的技术性能，炉内热量分布要求，来确定燃烧器的个数。 ⑥其它（雾化剂耗量少，结构简单易控制，噪音小等）。 对工艺提供的燃料油要求： ①燃料油压力在0.5～0.7MPa（5～7kgf/cm2） ②燃料油粘度4～6°E （LB燃烧器要求粘度≤34mm2/s） ③雾化剂压力0.65～0.85MPa（6.5～8.5 kgf/cm2）53.参考答案： 加热炉炉衬大体上有三种：硅结构、轻质耐热衬里结构、掏纤毡（毯）结构。 ①硅结构（分耐火层和隔热层） 优点： A.耐高温（1000℃～1300℃） B.耐久，不易损坏，使用寿命长 C.维修费用少 D.强度高，耐气流冲刷 E.隔热性能居中，比轻质耐热衬里好 F.造价居中，比陶纤便宜 缺点： A.施工较麻烦 B.对形状复杂和较薄的炉衬，往往造成较多的异型砖 C.开汽前要烘炉 ②轻质耐热衬里结构（分单层或多层） 优点： A.施工较方便，特别是形状fuza 的炉衬 B.造价便宜 C.耐久性居中，比陶纤好 D.耐气流冲刷较陶纤好，较砖结构差 缺点： A.导热系数答，隔热性能较差 B.收缩大，易产生裂纹 C.维修费用居中，不如耐火砖 D.耐温差（用于烟囱、对流、烟道） ③掏纤毡（毯）结构 优点： A.重量轻，减少钢架承重 B.不用烘炉，开汽启动容易 C.容易施工，可适合于形状复杂的加热炉 D.隔热性能好 E.耐温居中，比衬里好 缺点： A.造价高 B.不耐气流冲刷（气流速度≤10m/sec） C.怕水 D.不耐久，强度差 E.黑度小，不低于辐射传热 F.有透气性，对烧含硫较多的燃料易引起炉壁的露点腐蚀54.参考答案： 1）10号、20号钢炉管通常不做热处理。铬钼钢炉管及管件的焊接，若因施工条件限制难以进行热处理，且炉管壁温低于425℃时，经设计单位同意，可选用高铬镍（25%Cr-13%Ni以上）奥氏体焊材进行焊接，焊后可不做热处理。 2）ICr5Mo、9Cr1Mo热处理温度均为750℃～780℃。 3）铬钼钢炉管焊接后，焊缝、热影响区及其附近母材表面硬度值达不到要求时，必须重新进行热处理，并做硬度测试。55.参考答案：304、304H虽高温强度较好，但不抗晶间腐蚀和应力腐蚀（不含Ti或Cb），基本上不用作炉管，316、316H价格最高，但高温强度并不高，多用在常减压炉管，抗环烷酸腐蚀。56.参考答案： 57.参考答案： ①炉管长度上要考虑到：（长度指直管段） A.最小高度根据火焰长度决定 B.为了保持传热均匀，管径与高度有如下关系： 管径≥φ127时，长度l≤9m 管径≤φ102时，长度l≤7.6m ②炉管之间的小室宽度，有炉管与烧咀间的最小距离决定，炉管中心至炉管中心的最小宽度为3m。 ③集合管位于辐射区段的底部，并处理好密封，绝对禁止参与炉膛的辐射传热。58.参考答案： ①在管外壁涂上防腐涂料 ②采用耐腐蚀材料（合金钢管、玻璃管等） ③燃料脱硫 ④降低过剩空气系数 ⑤降低燃烧器雾化蒸汽用量 ⑥提高管壁温度 A.热管预热器增大热端和冷端比 B.提高空气预热器的冷端空气入口温度 C.及时吹扫管外表面的结灰59.参考答案： 60.参考答案： （10#、20#、Cr5Mo、Cr9Mo、1Cr18Ni9Ti、Cr25Ni20） 10#、20#   450℃ Cr5Mo      600℃ Cr9Mo      650℃ 1Cr18Ni9Ti  650℃ Cr25Ni20   1000℃61.参考答案： 强化对流传热即提高对流炉管表面热强度qc ①减少布管面积Ac，为达此目的一般是提高总传热系数Kc和Δt Δt提高和布管有关，介质和烟气流向为逆向（↑烟、↓介） Kc提高和内外膜传热系数有关 内膜传热系数hi主要和介质流速、管径有关，当介质流速取最结焦时，管径就为定值 介质流速：根据不同介质，有规定的流速范围外膜传热系数h*0主要取决于烟气流速Gg有关，Gg大小和布管形式即□排列或△排列有关（光管、翅片管或钉头管有关）  结论：通常根据规定选取最佳介质质量流速，这时炉管直径及管程数即为定值了。 在这前提下，主要是设法提高Gg（烟气质量流速）也就是提高外膜传热系数h0，布管通常为△排列，在炉管外侧加上钉头（燃油时）或加上翅片（燃气时），达到了提高h*i和h*0，，即Kc值的目的。Δt和Kc提高了，qc即提高了，Ac减少了，达到强化对流传热之目的 ②总传热系数K大小主要取决于外膜传热系数h0，因内膜传热系数h*i远大于1h0（外膜传热系数），〔h*i在600～1000左右，而h*0一般在30左右（未强化）〕 ③强化后K值一般为未强化K值的2～3倍以上。62.参考答案： ⑴采用较大的流速（允许情况下注水、注气）提高传热速率，降低内膜热阻。 ⑵改进燃烧条件，使炉内热量分布均匀。 ⑶采用卧管加热炉使炉管沿长度方向传热均匀，加大管心距使炉管沿圆周方向传热均匀。 ⑷选用较好的管材，安装一定数量的回弯头利于清焦。 ⑸在可能的情况下，选择较低的平均热强度。63.参考答案： 1.数值信息—科学计算 2.文字信息—ASCI码 3.图形信息—ACAD图形数据库*.DWG 4.图象信息—激光影碟 5.声音信息—激光唱碟64.参考答案： ①燃料压力范围要大些，调节燃料流量范围才能满足 ②如烧瓦斯时，以外混式为好，这样才能在低负荷下避免回火和稳定燃烧 ③燃烧器的进风口，要有调节风量的手，这样才能在较好的过剩空气系数下燃烧65.参考答案： A.焊缝标准如图 B.连接板—承受弯矩 连接角钢—承受剪力 加强筋—加强工字钢翼缘 连接板开口—增加焊缝长度 C.在下连接板下方增加支承定位角钢66.参考答案： Ⅰ型炉和Ⅱ型炉燃烧情况基本相同。 Ⅰ型是试炉，焚烧部分在炉内，所以占地面积小，钢材耗量也较小，散热损失也少。Ⅱ型是原料分馏与焚烧分为两个炉膛，占地面积大，钢材耗量也大，散热损失也大。但Ⅱ型可以调节操作，当烟气温度过高时，ke放一部分烟气到烟囱中，这样就使原料炉易平稳操作，而Ⅱ型炉不易调节，所以有些厂愿用Ⅱ型而不用Ⅰ型炉。另外对于一些旧装置为了使氧化塔出来的尾气焚烧掉，如果有原料加热炉，没有焚烧炉时，则Ⅱ型容易改造，而Ⅰ型受原炉体高度的影响改造为原料加热与焚烧联合加热时炉膛体积受到影响。67.参考答案： ⑴当过剩空气系数过大而负压不足时，应关小风门。 ⑵当过剩空气系数不足而负压过大时，应开大风门。 ⑶当过剩空气系数和负压都不足时，应开大挡板。 ⑷当过剩空气系数和负压都太大时，应首先关小风门，再关小挡板。 ⑸当过剩空气系数正好而负压不足时，应先关小风门，再开大挡板。 ⑹当过剩空气系数不足而负压正好时，应先开大风门，再开大挡板。 ⑺当过剩空气系数正好而负压过大时，应先开大风门，再关小挡板。 ⑻当过剩空气系数过大而负压正好时，应先关小风门，再关小挡板。 ⑼在风门与挡板联调时，由于风门灵敏度大，应微调，而且不可能一次就达到要求，必须反复多次进行。68.参考答案： ①根据加热炉设计负荷确定燃烧器分配的数量和要求。 ②按照供热均匀的要求确定燃烧器到炉管中心的距离。 ③根据炉膛温度计算确定 ④确定筒壁板厚 ⑤上述尺寸之和即为外壳直径。69.参考答案： 70.参考答案： 凡新建的加热炉，炉墙采用耐火砖或者是轻质耐热衬里的炉衬均需要烘炉，其目的是为了缓慢地除去炉墙在砌筑过程中所积存的水分，并使耐火泥得到充分烧结，以避免炉温上升过快，水分急剧蒸发产生裂纹，在烘炉时，炉管内应通入蒸汽以保护炉管，蒸汽出口温度对碳钢不超过400℃，对合金钢管不超过500℃，烘炉时用辐射出口部位的热电偶来控制炉膛温度，烘炉时按烘炉曲线进行精制，烘炉曲线上150℃、320℃、450℃或500℃恒温其目的是150℃除去自然水，320℃恒温除去炉墙中结晶水，450℃（碳钢管）或500℃（合金钢管）恒温使炉墙耐火泥充分烧结。 71.参考答案： ⑴型式： ①安全阀：弹簧式和重锤式两种 ②防爆膜 ③ ⑵特点 ①安全阀：按所需的最大工作压力来决定其限定压力值，当压力大于定压值时开启泄压，泄压后仍保持正常操作压力，回复原状，可多次使用。但泄压较慢，结构较复杂，适用于需连续生产的加热炉。 ②防爆膜：膜片用铝、银、铜、镍、1Cr18Ni9Ti等板材制作，结构简单，密封性好。爆破后泄压面积大，泄压速度快，炉子不能继续生产，需每年定期更换一次膜片。 ⑶设计中应注意的问题 ①设计中采用防爆膜后，炉子的设计压力一般应取为≥设计爆破压力，故炉子的设计压力比工作压力要高得多。 ②采用防爆膜的炉子设计压力比采用安全阀的压力高，应尽量不用防爆膜。 ③安装位置：应设在易憋压处及操作人员碰不到处。 ④安全阀应安装在炉的最高点，防爆膜安设在顶上或侧面均可。 ⑤防爆膜应根据设计起爆压力作膜片的爆破试验，检验其是否合格。72.参考答案： S是钢中的有害元素，它和Fe生成FeS，形成低熔点共晶体，高温时，该共晶体熔化，使钢材变脆，破裂。S含量大于0.06%时，钢材有热脆现象，在焊接高温下，FeS与铁水可以无限互溶，溶液凝固时，FeS或FeO形成低熔点共晶，可导致焊缝结晶裂纹。所以钢中必须有锰存在，Mn和S的结合要比铁和S好一些，Mn能固定S，生成MnS，MnS要比FeS对钢材坏的影响要小一些。 P也是钢中有害元素。它的最坏影响就是大大地降低钢材的塑性，特别是冲击韧性。这种影响在低温下尤甚，低温韧性即钢的“冷脆性”，叫冷脆。所以要控制好钢中的S、P含量，可降低钢材回火脆性倾向，提高钢材韧性，保证钢材的质量。73.参考答案： A.应根据由弯矩引起的压力作用线对立柱轴线的偏心确定。对于小偏心情况，地脚螺栓不受拉。对于大偏心情况，地脚螺栓受拉。 B.受拉时，地脚螺栓截面由接力确定。不受拉时，地脚螺栓截面按结构确定，一般不小于M24。74.参考答案： 1）转油线管径设计过小，其压力损失大，则加热炉出口压力就要增大，汽化点向出口移动。当需要一定的汽化率时，其蒸发过程需要更高的温度，可能会引起重质馏份的热分解，也会影响加热炉的寿命和压降。 2）转油线管径设计过大，则出口压力就会显著下降。在该处就有出现“临界流速”的危险。当达到临界流速（物性极限点）时引起管子振劫和疲劳破城对安全操作不利。此时加热炉的处理能力达到极限，不可能再提高。75.参考答案： 热管存放十天后，用以下方法对每根热管进行初步检查 A.听声法：热管充装工质后，使之呈垂直方向，上、下抖动，有清脆的金属撞击声为性能初步合格。 B.启动法：将热管蒸发段插入98℃～100℃的恒温水槽中，在三分钟内可热到顶端，用仪器测距冷凝段端头500mm处的壁温。壁温高于环境温度10℃为合格。 若上述任何一项不合格则判定该根热管为不合格。第2卷参考答案一.参考题库1.参考答案： 机理：由于燃料油中的硫（对于气体燃料指H2S）在燃烧后生成二氧化硫，一定量的二氧化硫又进一步氧化成三氧化硫，三氧化硫气体会与烟气中的水蒸气结合为硫酸蒸汽，在冷面温度等于或低于露点时硫酸蒸汽就会在壁面上冷凝儿腐蚀金属即低温露点腐蚀 可用公式表达：S+O2→SO2 SO2+O2→SO3 SO3+H2O→H2SO4→产生露点腐蚀 措施： ①燃料脱硫 ②降低过剩空气系数 ③降低燃烧器雾化蒸汽比例2.参考答案： 焦化炉炉管结焦通常并不在温度最高的出口，而在炉管温度较出口温度低的中间某处，因为焦化炉管内焦生成开始于先期裂化临界段（或临界分阶段），据凯洛格公司介绍临界温度范围约427℃（k=11.8石蜡基原料kr=427～454℃，k=11.3原料tkr=454～477℃），如果油品以液态在较低速度通过临界段，外管壁缓慢移动的油膜将受热很快迭合生焦，为避免上述情况，油品必须以极高的湍流状态通过临界分解段的那段管子。如果采用高流速（1～2米/秒以上）不注水注气，在国外也有这种情况，但进料泵压力要加大，负荷不宜波动，不然就必须注水注气以提高冷油流速。注水注气一般在临界分解段略前些，过早注水注气，要增大压降，过晚注水注气难于避免结焦。3.参考答案： 1）根据加热炉各部位相对抽力和烟气阻力，可画出炉内各部位烟气相对负压分布图见图2。 2）图2仅表示炉内烟气与同高度炉外大气的相对负压，因此出现烟气从负压大的部位向负压小的部位流动的假象。实际上大气压力随高度的增加而减小，炉内烟气绝对负压分布图应如图3所示，由图3可以看出，烟气还是由负压小的部位向负压大的部位流动。 4.参考答案：燃烧效率=100+空气带入显热+燃料带入显热-不完全燃烧热损失-排烟热损失-炉壁散热损失5.参考答案：运行中锅筒水位是经常发生变动的。因物质平衡遭到破坏或工质状况发生变化都将引起水位的变化。例如当锅炉蒸发量发生变化，也就是受热面中水的消耗量发生变化时，如未能及时调节给水，则由于给水量与蒸发量的平衡关系被破坏从而引起压力的变化，使锅水的状态改变而出现“虚假水位”的现象。燃烧工况对水位也由一定的影响，当外界负荷不变而燃烧强化或减弱时水位也由暂时升高或降低的现象。运行中给水压力变化，送人锅炉的水量发生变化，从而破坏了给水量与蒸发量的平衡也会引起水位变动。6.参考答案： 1）NOx是氮的各种氧化物的统称，氮的氧化物有NO，NO2，N2O，N2O3，N2O4， N2O5等。但构成大气污染的光化学烟雾的主要是NO和NO2。通常把这两种氮的氧化物统称为NOx。 2）NOx本不是毒品，但它很容易和烃类混合在阳光紫外线照射下生成一种有毒气体，叫光化学烟雾。它能使眼睛红肿、视力减弱、呼吸紧张、头疼、全身麻痹、肺水肿甚至死亡。 3）控制NOx生成的途径： A.改变运行条件既操作条件，实现全面的燃烧管理，以降低NOx含量。如采用低空燃比燃烧、降低燃烧室热负荷及降低空气预热温度。其特点是除了增设一部分燃烧控制本身之外，并不需要进行设备改造，因而设备投资少。但比改进燃烧方法以控制NOx生成的方法效果差。 B.改进燃烧方法。通常是通过改进空气和燃料的进口方式，延迟空气和燃料的混合，减少氧的用量和降低火焰高度等。如采用二段燃烧、烟气再循环以及采用各种低NOx燃烧器。 C.采用脱氮技术。 D.燃料转变为低氮燃料。7.参考答案： 1）加热流体加热温度高、油品重、易结焦，为降低油品在管内停留时间，设计所选取的冷油流速>1m/s。 2）为达到规定的油品出口温度和汽化率，为防止出现温度峰值，导致油品裂化而结焦，故设计时应考虑降低油品在汽化段的压降，一般需对减压炉管进行扩径。（一般扩径进出口截面之比可达1：9；扩径长度约为总管长的18%～20%）。 3）对湿式减压蒸馏可考虑在管内或汽化点注汽，加大管内流速，减少停留时间，降低油气分压，利于油品汽化。 4）在多管程设计中为防止偏流，应尽可能考虑各管程的总长度、管内压降、炉管表面热强度相等，必要时应在各管程入口增加调节阀。 5）设计时对减压炉出口管线的流速应慎重考虑。一般要求计算的气液混合流速不超过临界流速的80%～90%。临界流速公式为： 8.参考答案： 9.参考答案： ①有足够的高温强度，长时间的组织稳定性 ②抗氧化和抗腐蚀性好 ③常温和高温的加工性能好 ④可焊性好10.参考答案： 严格说来，单根热管分三段，它们是蒸发段、绝热段和冷凝段。在设计蒸发段与冷凝段时，应考虑到管长比这个重要的设计参数。管长比是热管冷端管长与热端管长之比，根据资料介绍，该比值通常在1：1.2～1：1.5之间。比值的大小，直接影响到热管预热器的传热性能，压力降和经济性。严格来讲，管长比只有在热管冷热端翅片间距相同的情况下才能使用，否则应该用冷热端换热面积比。 产生热端比冷端管长的因素有如下一些： ①没有热风循环的情况下，进入预热器的烟气量通常比空气量大6%左右，选用相同的质量流速时，热端管子自然比冷端管子长。 ②脏烟气，翅片间距要适当加大，管段应相对长些，而清洁的空气侧，翅片间距可以较小，管段相对可以短些。 ③将热管预热器放置对流室顶部时，考虑到烟囱的抽力有限，需要减少烟气侧的压力降，因此要加大烟气侧翅片间距，同时也加长烟气侧管段。但空气侧却不同，它总是有风机进行强制通风的，所以空气侧可按最佳工况设计，翅片间距可以尽量小，其管段也能短些。11.参考答案： 当炉型确定后，根据工艺条件和燃料性质选定过剩空气系数后要进行下述计算 1.加热炉的总热负荷计算 2.燃烧过程计算 3.辐射段计算 4.对流段计算 5.炉管压力降计算 6.烟囱计算 7.总结整理 8.如果有余热回收还要进行烟风道的阻力计算12.参考答案： 假设： 一次改造总投资A万元  折旧费（按总投资10%计）0.1A万元       改造后增加电耗B万元  改造后净节省燃料120公斤/时                    燃料单价980元/吨  每年按330天计   改造后节省燃料费：0.12×330×24×980=C万元 所以回收年限=总投资/（节省燃料费-折旧费-年点耗费）=XX年 即：A/（C-0.1A-B）=回收年限13.参考答案： ①改善传热：开发应用强化辐射室对流传热技术，采用多种形式的扩面管和各种除灰技术或应用化学清洗剂等。 ②强化燃烧：开发和应用多种类型的高效大能量火咀，应用磁化燃烧技术，采用多种降低过剩空气系数和雾化蒸汽量的技术措施。 ③改进炉衬结构，减少散热损失，如采用纤维喷涂技术等。 ④加强烟气余热回收，减少排烟散热损失。开发应用各种形式的空气预热器，配置余热锅炉等。 ⑤强化操作管理：采用高效监测仪表，实行微机控制管理。14.参考答案： 炉子专业向仪表提供炉总图、检测控制点位置与要求，仪表考虑控制方案，对特殊要求，由炉子专业提出控制方案或双方协商解决。 典型检测点为： ⑴在辐射顶，烟囱挡板上下位置与燃烧器进风口等处设测压管，并提供该点压力与温度范围。 ⑵提出管壁热电偶测点位置，管壁正常与最大的温度与压力范围。 ⑶在辐射顶，烟道各侧，挡板下方设热电偶套管并提出该处烟气正常与最大温度与压力范围炉专业提供执行机构型号与安装位置，并对炉热效率与炉顶氧含量进行测试等要求。15.参考答案： 16.参考答案： 热管是管内装有工作液（工质）和吸液芯（管芯）抽真空两端封死的管子，依靠工作液蒸发、冷凝来传递热量，（即高温烟气流过热管的一端，管内工作液吸热汽化流到管内另一端，将热量传给管外流过的空气，工作液冷凝又回到原来一端，工作液不断的汽化、冷凝来传递热量）而工作液是靠吸液芯的毛细作用或重力作用回到原来位置。 优点： ⑴管内是工作液的蒸发冷凝过程，介质的汽化潜热大，故放热系数大，管外冷、热端均有翅片，所以热管式空气预热器K值大 ⑵由于烟气和空气完全逆流，所以对数平均温差大，在较小的温差下就能传热。 ⑶由于K大，设备体积可小，结构较紧凑，可放在炉顶回收热量。 ⑷由于有许多单根热管组成可拆洗，更换方便。 ⑸露点温度可根据冷热端面积来调节。 缺点： ⑴管子小，数量多，管外翅片需设吹灰器。 ⑵目前选择合适的工质较困难。 ⑶造价高，缺乏完整的设计、制造、操作数据。 ⑷钢水热管使用温度不宜超过300℃，因水的饱和蒸汽压大，超温后管内压力大，热管易损坏，钢水热管另一个问题是水和钢不相容，产生不凝气易失效。17.参考答案： 对一定流体（烟气）而言，流体温度越高，流体流速越大，管子的管径越小，管间距较大，管束排数较多，则流体与管束间的对流给热系数越大。对流管束排列有顺排、错排两种形式。 错排比顺排好。因为错排的对流给热系数大于顺排的对流给热系数。顺排时，从第二排起，每排管都正处于管排产生的漩涡正心尾流内，所受到的冲击情况不如错排时强烈。因而错排内的给热过程一般较顺排强烈。18.参考答案： 搞大型化的原因： ①炼油装置处理量的提高，加热炉热负荷增高。 ②大型炉较中小型炉易提高热效率。 ③烟气量大，对流传热率提高，相对加热面积减少，烟气集中，易设置空气预热及废热锅炉等回收系统 ④单位发热量外壁面积少，散热损失小 ⑤操作人员及仪表费用少 存在问题： ①一亿千卡/时以上的大型管式炉，国内尚无设计和生产经验。 ②大型炉的炉型及大能量燃烧器是解决此项设计和操作的关键。（喷咀能量、火焰形状与炉管距离及炉管长度的关系需探讨）。 ③炉管的管径和管程数：管径太小，程数多，分配不均，更易产生偏流；管径答，（国外用到254～304mm）对传热不利。 ④热膨胀是个突出问题（如制氢炉集合管考虑冷壁代热壁等），支架和管板重量大，摩擦水平推力加大等。 ⑤对于大型化加热炉来说热效率的高低对燃料的消耗影响更大，因此余热回收需要效率更高、防腐更好的回收系统。 ⑥大型化加热炉需要考虑工厂预制，一些配件的制造目前尚需考查。 ⑦大型化带来的公害应考虑，如设计低噪音的大能量喷咀，低氧化氮的喷咀等。19.参考答案： 20.参考答案： 1.各种被加热或处理介质的性质，如比重、比热、粘度、特性因数、是否有气化、出炉气化率、恩氏蒸馏数据等 2.各种被加热或处理介质的处理量或流量 3.各种介质在出入口处的操作温度、压力、允许压力降 4.燃料种类、组成、成分、温度、压力、比重、粘度等 5.效率21.参考答案： 必须满足以下要求： ⑴压力容器的操作介质无腐蚀或轻微腐蚀，无需作内部检查和清理的，设计者应在设计总图和技术文件上注明。 ⑵应对焊缝进行全部无损探伤检查。 ⑶设计者应在设计图样上注明计算厚度，以便使用过程中进行测厚检查。22.参考答案： ⑴在可能的情况下选择较低的平均热强度。 ⑵在动力消耗允许时采用较大的冷油流速（在允许情况下可注水、注气）提高传热速率，降低内膜热阻。 ⑶改进燃烧条件，使炉内热量分布均匀。 ⑷了解加热原料的工艺特性（温度及特性因素）合理的安排物料在炉内的走向。 ⑸介质为多管程进料时，应使各路流量分配均匀，各路安装流量控制表。 ⑹采用卧管式加热炉使炉管沿长度方向传热均匀，加大管心距使炉管沿圆周方向传热均匀。 ⑺加热炉扩径时，应避免在汽化点前过早扩径，汽化点不要选择在下行管上。 ⑻在管壁温度高的部位安装管壁热偶。 ⑼炉管选用较好的材质（如Cr5Mo，Cr9Mo），安装一定数量饿回弯头利于清焦。23.参考答案： ㈠降低过剩空气系数：消除漏风，搞好“三门一板”操作，选用性能好的燃烧器 ㈡降低排烟温度：当α=1.2时，烟气温度每降低17℃，热效率可提高1%。 措施： ①设置余热回收系统，采用空气预热器或废热锅炉； ②设置吹灰器； ③对流排管采用翅片管或钉头管。 ㈢采用高效燃烧器，既能降低过剩空气系数，又能保证燃料完全燃烧，强化炉内传热。 ㈣减少炉壁散热损失 ①采用新型隔热材料，以求降低炉壁温度 ②搞好炉子的维修，保证炉墙没有大的裂纹和孔洞，可避免炉壁出现局部过热㈤改进加热炉的自动控制，使炉子经常处在最佳状态下操作，从而保证加热炉有较高的热效率。 ㈥加强加热炉的技术管理，不断提高操作工的技术水平也是提高加热炉热效率的重要条件之一。24.参考答案： ⑴尽量以直接和简单的方式表达设计人意图确定程序数学模型和图。 ⑵程序编制应清晰，容易读，容易懂，容易调试和修改，局部修改不致牵动全局，尽量节约调试时间。 ⑶在程序直接、简单、清晰下力求节省内存和提高运算速度 ⑷在以上要求的基础上，力求程序功能强，通用性大。 ⑸输入数据尽量少，提示说明齐全，用户使用方便。25.参考答案： ⑴应根据不同部位的设计温度合理选用耐热混凝土材料和级配 ⑵对双层衬里结构，热面层最小厚度为75mm； ⑶浇注衬里的保温钉规定为： ①辐射室炉壁和炉顶衬里应采用18Cr-8Ni型或25Cr-20Ni型不锈钢保温钉固定 ②保温钉长度不得小于各相应层baowenhoudu 的70%，保温钉端部距向火面