加热炉综合知识培训

加热炉2023/1/152加热炉加热炉及热风系统简介加热炉的主要结构部件加热炉的主要指标及热效率计算提高加热炉热效率加热炉低温露点腐蚀加热炉常见的问题2023/1/153加热炉简介加热炉：是一种火力加热设备，主要承担提供热量，是石化工装置的重要设备，同时也是炼油、化工生产装置消耗燃料能源的主要设备，所以加热炉的操作对节能有重大意义。加热炉的主要任务：提供热量把物料加热到一定的温度，满足下一工序（如分馏或反应）的需要。有的加热炉还担负着过热水蒸汽的任务。

估算一下一台热负荷30MW左右的加热炉，优化操作好差，燃烧的好坏，燃料气波动100NM3/H是正常的，如果每小时节省100NM3，目前使用燃料气约1.1KG/NM3，算一下每小时节100KG燃料气，一天节约24×100=2400KG（2.4吨），一年节约365×2.4=876吨，一吨按3500元算，一台加热炉每年燃料节约：876×3500=3066000元=306.6万元2023/1/154加热炉简介加热炉的主要特点：2023/1/155加热炉简介加热炉应满足的工艺要求：2023/1/156按用途分类1、单纯加热炉2、反应加热炉（管内有催化剂）按传热方式分类1、纯对流式炉2、辐射对流式炉3、辐射式炉按炉型结构分类1、方箱式炉2、圆筒式炉按燃烧形式分类1、底烧式炉2、侧烧式炉3、顶烧式炉按供风形式分类1、强制供风炉2、自然供风炉加热炉常见分类2023/1/157常见加热炉底烧卧管方箱加热炉带火墙的双室底烧卧管方箱炉辐射对流炉2023/1/158常见加热炉底烧立管方箱加热炉侧烧卧管方箱加热炉辐射对流炉2023/1/159常见加热炉立管双室阶梯加热炉

立管圆筒炉辐射对流炉2023/1/1510常见加热炉无对流段螺旋管加热炉无对流段立管纯辐射炉带反射锥炉带对流段立管加热炉辐射式炉2023/1/1511加热炉的传热及传热方式传热：不同温度的两个物体放在一起，高温物体的温度降低，低温物体的温度升高，热量从高温物体传到了低温物体,这种现象称为传热。传热方式：分对流传热、传导传热、辐射传热三种方式对流传热:依靠流体（液体或气体）本身流动而实现的热传递叫做对流传热。分自然对流和强制对流。传导传热:物体通过接触，并没有发生物质的相互转移而传递热量的方式叫传导传热。传导传热需要介质，受介质的导热系数影响。辐射传热:物体间依靠电磁波互相辐射传导热量的方式叫辐射传热。辐射传热无需中间介质。2023/1/1512加热炉的传热方式加热炉内的传热：热量从炉膛到炉管外壁：辐射传热+对流传热热量从炉管外壁到炉管内物料：传导传热2023/1/15131、辐射室：辐射室有辐射炉管、人孔、看火门。2、对流室：对流室有对流炉管、吹灰器，观察孔。3、燃烧系统：燃烧器、配风系统。4、烟囱：烟囱内装有烟道挡板，有的加热炉是联合囱。5、炉体：含钢结构和耐火衬里。6、控制调节系统包括：空气、燃料的控制调节；物料的流量、压力、温度控制调节。7、烟气余热回收系统：含风机、换热器、烟道、风道组成。加热炉的主要构成2023/1/1514加热炉的结构简图辐射室炉管炉墙板烟囱人孔挡板看火孔燃烧器衬里炉管2023/1/1515加热炉的结构简图烟囱烟道挡板负压接口对流炉管对流段取样口物料进口转油线炉膛辐射炉管辐射段灭火蒸汽燃烧器物料出口2023/1/1516加热炉物料流程简图空气、烟气被加热介质燃料2023/1/1517加热炉控制流程简图燃料的控制调节物料流量控制调节物料温度控制调节2023/1/1518常见余热回收系统水热媒余热回收：泵强制循环（锅炉水液相）水泵水作为热载体预热助燃空气锅炉水鼓风机水-空气换热器水-烟气换热器补充水气相排放2023/1/1519常见余热回收系统2023/1/1520常见余热回收系统单热管余热回收热管安装位置不同单一热管适用烟气温度较低2023/1/1521常见余热回收系统热管换热器与扰流子换热器组合串联余热回收系统1-加热炉2-扰流子翅片管空气预热器3-热管空气预热器4-鼓风机5-引风机6-烟囱组合适用烟气温度较高2023/1/1522余热回收热管换热器及扰流子换热器

热管工作原理翅片扰流子管管内真空产生湍流破坏边界层改变换热效果2023/1/1523常见余热回收系统热管换热器2023/1/1524常见余热回收系统两相流水热媒：锅炉水气液两相2023/1/1525常见余热回收系统2023/1/1526炉管及附属部件1、炉管：辐射室炉管、对流室炉管辐射室炉管通常采用光管；对流室炉管通常采用钉头管和翅片管，遮蔽管应采用光管；2、回弯头：把炉管与炉管连接成连续蛇管3、炉管吊架（吊钩）4、导向杆5、管板6、管架加热炉主要部件2023/1/1527加热炉主要部件简图

管板管架吊架导向杆炉管及弯头2023/1/1528对流段炉管钉头管及翅片管2023/1/1529加热炉主要部件燃烧器1、燃烧器：将燃料和空气按照所需混合比和流速送入火盆内，确保和维持点火及燃烧条件的部件2、燃烧器通常包括：燃料喷咀、配风口和燃烧道三个部分。2023/1/1530燃料喷咀、配风口和燃烧道燃料喷咀:

是供给燃料并使燃料完成燃烧前准备的部件。燃料喷咀的主要任务：

是使燃料形成便于与空气混合的雾化炬，外混式燃料气喷咀将燃料气分散成细流，并以适当的角度导人燃烧道，以便与空气良好混合。预混式燃料气喷咀则是将燃料气和空气均匀混合后供给燃烧。2023/1/1531燃料喷咀、配风口和燃烧道配风口:

使空气与燃料良好混合并形成稳定而符合要求的火焰形状。尤其是在火焰根部必须保证有足够的空气供应，以避免燃料受热时因缺氧而裂解，产生黑烟。2023/1/1532燃料喷咀、配风口和燃烧道燃烧道：

在火焰根部设置一段燃烧道，不但能使火焰根部基本上不散热，而且耐火材料蓄积的热量还能提供辐射热源，使火焰根部温度升高，加速燃料的蒸发和着火，有助于形成稳定的燃烧。能约束空气，迫使空气与燃料混合而不致散溢于炉膛中。自然通风或低压鼓风式燃烧器，空气功能小，穿透能力弱，燃烧道对空气的约束作用更显得重要。与配风器一起使气流形成理想的流型。配风器提供的气流流型，往往要与燃烧道配合才能实现。实际上燃烧道是配风口不可分割的部分。2023/1/1533加热炉主要部件燃烧器结构图

四配风油气枪同轴燃烧器进风口配风口燃烧道喷嘴底烧式2023/1/1534加热炉主要部件二次配风油气枪不同轴燃烧器底烧式2023/1/1535加热炉主要部件顶烧式燃烧器2023/1/1536加热炉主要部件侧烧式燃烧器2023/1/1537加热炉主要部件油枪喷头2023/1/1538加热炉主要部件衬里部件1、耐火砖：标准砖、异形砖2、浇注料：轻质浇注料、重质浇注料、刚玉浇注料3、陶瓷纤维：纤维棉、纤维毯、纤维模块4、纤维可塑料：高铝纤维可塑料、普铝纤维可塑料5、保温钉：L型、V型、Y型6、快速夹7、保温钉垫片及螺帽8、陶瓷帽盖9、耐热钢丝10、耐火胶泥2023/1/1539加热炉主要部件衬里部件：快速夹---和L型保温钉配合使用2023/1/1540加热炉主要部件衬里部件：保温钉保温钉的型式：L型、V型、Y型保温钉型式的选择：根据耐火材料要求选择L型保温钉：多用于纤维平铺毯、纤维喷涂、纤维模块V型保温钉：多用于纤维可塑料、浇注料、纤维喷涂Y型保温钉:多用于纤维可塑料、浇注料、复合衬里L型保温钉和V型保温钉混合：纤维喷涂2023/1/1541加热炉主要部件保温钉材质的选择：根据使用温度要求选择2023/1/1542加热炉主要部件保温钉的布置：拼花布置A指保温钉间距2023/1/1543加热炉主要部件保温钉的布置间距：2023/1/1544加热炉主要部件加热炉衬里：纤维衬里材料的选择根据温度选择2023/1/1545加热炉主要部件加热炉衬里：纤维衬里材料的用途2023/1/1546加热炉主要部件常见衬里型式：平铺毯结构（施工方法、优缺点）2023/1/1547加热炉主要部件常见衬里型式：平铺毯结构平铺毯直衬里搭接阴角衬里结构2023/1/1548加热炉主要部件常见衬里型式：平铺毯结构阳角衬里结构耐火纤维和耐火砖搭接2023/1/1549加热炉主要部件常见衬里型式：模块结构（施工方法、优缺点）中心孔吊装模块结构2023/1/1550加热炉主要部件常见衬里型式：模块结构滑槽式模块结构2023/1/1551加热炉主要部件模块衬里拼图：（拼完后的处理）模块的地板式拼花结构2023/1/1552加热炉主要部件常见衬里型式：复合衬里结构（施工方法优缺点）2023/1/1553加热炉主要部件常见衬里型式：复合衬里结构1-普铝可塑料；2-高铝可塑料1-浇注料；2-高铝纤维喷涂2023/1/1554加热炉主要部件衬里结构形式:不同形式衬里的结合使用2023/1/1555加热炉主要部件衬里结构形式：不同形式衬里的结合使用2023/1/1556加热炉主要部件衬里结构形式：2023/1/1557附属部件1、看火门：看火门主要是用来观察炉内火焰状况和辐射管运行情况的，看火门的数量和位置应能看到所有燃烧器燃烧状况，并能观察到所有的炉管。2、人孔门及检修孔门：为了能进入炉内进行检修，需要设置人孔门和检修门。对于炉底无法安装人孔门的小园筒炉，检修时可拆下燃烧器，其开孔兼作人孔。3、防爆门：当炉内积存可燃气体和空气的混合物时，就有发生爆炸的危险，辐射室均应设置防爆门，以便在发生爆炸事故时，能及时卸压。4、烟道挡板：单轴烟道挡板、多轴烟道挡板。5、灭火蒸汽线：当炉膛失火时，需要通入蒸汽灭火。6、吹灰器：为了清除对流管外表面上的积灰，保证对流传热效果，对流室应放置吹灰器。加热炉主要部件2023/1/1558加热炉主要部件烟道挡板及调节系统在烟囱内加设挡板，调节挡板开度就可控制一定的抽力，保证炉膛内最合适的负压。一般要求炉膛内保持负压2—3毫米水柱，在打开看火门观察炉膛时，火焰不会外扑，确保操作安全。如采用强制送风，炉内负压不超过5毫米水柱时，可以不装挡板。老式的烟囱挡板多为单轴式，近年来多采用多轴式，多轴式挡板较单轴挡板灵活好用，不易损坏变形，便于操作。烟囱挡板有非密封型、密封型和高温密封型。目前密封型基本代替了非密封型，高温密封型用于有废热回收系统和联合烟道系统。挡板材质为碳钢和18-8钢两种。烟囱挡板调节系统由调节机构、滑轮，转轮及烟囱挡板等部件组成，由钢丝绳和链条传动。调节机构由手摇卷扬机、开关指示部件及链轮组成，装在地面上。滑轮安装在炉体和烟囱上，以固定钢丝绳及滑动用。转轮安装在烟囱挡板轴上，带动烟囱挡板开闭。烟囱挡板多装在烟囱底部。2023/1/1559加热炉主要部件2023/1/1560加热炉主要部件看火门防爆门人孔2023/1/1561加热炉的主要工艺指标

为了评定管式炉的技术经济合理性，采用一些反映加热炉内传热性能的主要工艺指标。一般有以下几项：(1)热负荷：也称有效热负荷，是指炉子每小时传给被加热物料的总热量，以Q表示，单位为KJ/h或W。它体现了炉子供热能力的大小，此值越大，炉子的生产能力也越大。目前，加热炉最大炉热负荷已达325MW。2023/1/1562管式加热炉的主要工艺指标(2)炉管表面热强度：指每平方米炉管表面积每小时的传热量，以q表示，单位为kJ/(m2*h)或W/m2。此值越大，完成相同的传热任务所需要的传热面积越小；传热面积相同时，此值越大，传递的热量越多。一般希望炉管具有较高的平均表面热强度，但过大时，受热最强的部分炉管易被烧穿。所以，q值不是越大越好，要依具体情况而定。由于辐射管和对流管的表面热强度相差较大，故应分别计算。目前国内常用的管式加热炉，辐射管的表面热强度一般在23260-46520W/m2；对流管的表面热强度在9300-23260W/m2。2023/1/1563管式加热炉的主要工艺指标(3)炉膛温度：（也称火墙温度）是指辐射室烟气出口平均温度，以tg表示，单位为℃。它是一个安全指标，控制不好，炉管就有烧穿的危险。对于碳钢管，炉膛温度不高于850℃；对于合金钢管，温度可高一些。(4)炉膛热强度：是指每小时每立方米炉膛体积所传递的热量，以qv表示，单位为kJ/(m3*h)或W/m3。此值越大，完成相同的传热任务所需的炉子越紧凑；在炉体一定的情况下，此值越大，炉膛传递的热量越多。2023/1/1564管式加热炉的主要工艺指标(5)全炉热效率：是指被加热流体吸收的有效热量与供给炉子的能量之比值，以η（%）表示。热效率的高低表明向炉子提供的能量被有效利用的程度。在加热任务一定时，热效率越高，燃料用量越省。可见，它是一个经济指标。为了节约燃料、减少操作费用，应尽量提高炉子热效率。有些加热炉在采用了回收废热的措施之后，可使热效率有70%-80%提高到90%左右。2023/1/1565管式加热炉的主要工艺指标(6)冷油流速和全炉压力降：按20℃的油品比重计算的油品线速度，称为冷油流速，以w表示，单位为m/s。油品经过对流管与辐射管总的压力降，成为全炉压力降，以Δp表示，单位为Pa或Mpa。管内流速越低，边界层越厚，传热系数越小，管壁温度越高，其结果越容易结焦，炉管越容易损坏。为了改善传热，强化传热，防止炉管结焦，希望油品流速大一些；但流速过大，会使压力降升高，动力消耗增加。所以，一般冷油流速取1-2m/s为宜。2023/1/1566管式加热炉的主要工艺指标2023/1/1567炉子的操作上限管式加热炉是既有上限又有下限的设备，它不允许远离其设计能力进行操作。一台炉子的设计热负荷究竟取多少，必须考虑到它在要求的上、下限负荷下都能顺利操作。同时，还要考虑炉子所在工艺系统处理量变化的范围以及炉子的经济性等。通常允许的操作上限为设计热负荷的120％，理由是热负荷增加到这个值时炉子在设计上无需作什么特殊考虑，基建投资因而不变，而且炉子负荷有20％余量以后基本上也能满足工艺上的变化要求。但是，在此基础上把炉子的操作负荷再进一步提高，则需要对若干个可能的限制因素进行校核。这些因素主要是：炉膛体积、烟气侧阻力，管内流速和火墙温度等。炉子的操作范围2023/1/1568炉子的操作范围影响加热炉操作上限的因素及危害：1.炉膛体积限制:炉子操作负荷过大以后，火陷有可能烧出炉膛之外，并舐到辐射室炉管或热遮蔽管上，危及炉子的安全。因此炉膛的尺寸在操作上限时应能容纳住火焰，并有一定余量。2.烟气侧阻力限制:对强制通风的加热炉，烟气侧阻力会不会成为提高负荷的限制，主要由风机能力决定。自然通风加热炉是利用烟囱抽力克服烟气侧阻力，这方面的问题较为突出。因为炉子负荷增加后，烟囱烟气量也要增加。同时，热负荷增加后热效率会降低，即排烟温度将升高，从而增加烟囱的抽力，但抽力的增量不大。当炉子达到某一负荷时，抽力增加和烟气侧阻力的增加将处于平衡，这一平衡点就是由烟气侧阻力所决定的操作上限。超过这一点操作，空气量不足，使燃烧不完全。2023/1/1569炉子的操作范围3.管内流速限制:从泵和压缩机的输送能力来考虑，管内压力损失有上限而无下限，故油品在管内的流速不能过高。4.火墙温度限制:负荷越大火墙温度越高，超负荷运转时辐射室在结构和材料方面可能产生问题，最容易发生损坏的是辐射炉管的支承件（如管板、管吊等）。一台炉子的火墙温度允许达到多高，主要由各材料的设计温度、安全使用温度或者高温许用应力决定。2023/1/1570炉子的操作范围炉子操作的下限可能有人认为炉子操作只有上限没有下限，操作负荷越小越显得富裕，因而越安全可靠。这种观点是不对的。实际证明，一台大炉子在过小的负荷下操作可能损坏得更快。2023/1/1571炉子的操作范围炉子下限操作的危害：1.受热均匀性问题:

燃烧器的大小和数量是根据设计负荷考虑的，当炉子在设计负荷下运转时，燃烧器将全部投用，火焰基本上均布整个炉膛，炉管受热将比较均匀。炉子降低负荷后一种是点燃一半甚至1／3以下的燃烧器，这样就会使各部分辐射炉管受热不均。另一种调节方法，把每个燃烧器关小，但维持每个燃烧器都投用，这样沿火焰长度方向炉管热强度的分布的不均匀性会比正常负荷下大。2023/1/1572

2.局部过热问题:

由于降量操作时炉子热负荷也按比例减少了，仅上一点就足以引起炉管的局部过热与损坏、管内流量减小以后，管内介质的传热系数有可能大幅度下降，管内介质的流动状态有可能突变，炉管各路之间也更容易发生偏流而造成低负荷下的炉管局部过热损坏。当管内介质为高粘度流体或低压气体时，因在设计负荷下其管内介质传热系数本来就偏低或管内流态本来就不理想，降量操作时尤应加以注意。炉子的操作范围2023/1/1573加热炉的燃料热值及效率计算

加热炉是火力加热设备，其热源就是燃料燃烧时产生的炽热火焰及高温烟气，而吸热的一方则是管内被加热的液体。加热炉内的传热过程与燃料的燃烧过程密切相关。2023/1/1574燃料的种类

燃烧是可燃物质剧烈的氧化过程。燃料的种类的不同，燃烧的难易程度也不同。燃料有固、液、气之分，但管式加热炉所用的燃料是气体和液体两种燃料。燃烧产物都是各可燃成分的氧化物。大部分是：二氧化碳、水、硫化物、氮化物。2023/1/1575燃料的种类液体燃料

燃料油来源很广泛，如常压重油、减压渣油和裂化渣油等。比重越小，雾化越好，越容易燃烧完全。燃料油的主要特征可以用它的元素组成和热值来表示。燃料油的元素组成通常用油中所含的碳、氢、硫、氧、氮、水分和灰分的重量百分数来表示。其中主要是碳和氢，而氧、氮和灰分的含量很少。2023/1/1576燃料的种类和组成

元素组成的数据可用元素分析法测定。若无实测数据，可用下列经验式估算：

H=26-15d20C=100-（H+S）式中H、C、S-燃料油中氢、碳、硫的质量百分数；

d20—20℃时燃料油的比重。

2023/1/1577燃料的种类气体燃料气体燃料的来源较复杂，有催化干气，焦化干气、裂化干气、不凝气、液化石油气、天然气和液态轻烃。气体燃料的组成一般都用各个组分的体积百分比数来表示。气体燃烧的特点气体燃料的燃烧最容易控制，容易实现自动控制；气体燃料容易与空气混合，可以到完全燃烧的要求；气体燃料相对煤和重油属清洁能源，有利于生产环境的改善。2023/1/15781.重量热值：1Kg燃料完全燃烧时所放出的热量，叫做燃料的重量热值，单位为Kj/Kg。液体燃料都用重量热值表示。体积热值：1Nm3(特指0℃、101325Pa下的体积)燃料完全燃烧时所放出的热量，叫做燃料的体积热值，单位Kj/Nm3。气体燃料多用体积热值表示。燃料热值的分类2023/1/1579燃料热值的分类高热值：燃料完全燃烧后所生成的水已冷凝为液态时计算出的热值，称为高热值，以Qh表示。低热值。燃料完全燃烧后所生成的水为气态时计算出的热值，称为低热值，以Ql表示。在加热炉的正常操作中，水都是处于气态的情况，所以多用低热值计算。

2023/1/1580液体燃料的理论空气用量已知元素分析：燃料完全燃烧时所需要的空气量为理论空气用量，可根据燃烧反应程式求得：由C+O2——CO21232

可知燃烧1kg的碳，需2.67kg的氧；由2H2+O2——2H2O432

可知燃烧1kg的氢，需8kg的氧；由S+O2——SO23232

可知燃烧1kg的硫，需1kg的氧。上述反应的需氧量，扣除燃料中的含氧量（也参加反应），即为空气的供氧量。所以由空气供给的理论用氧量为

K0=2.67*C%+8*H%+1*S%-O%K0=0.0267C+0.08H+0.01(S–O)kg氧/kg燃料式中符号同前。因为空气中氧的重量含量为23%，所以1kg燃料油完全燃烧时所需的理论空气量为

L0=[0.0267C+0.08H+0.01(S-O)]/0.23Lo=0.116C+0.348H+0.0435(S-O)kg空气/kg燃料在没有元素分析的情况下，可按比重d20估算出燃料油完全燃烧时所需理论空气量为

Lo=17.48-3.45d20-0.072S理论空气用量的计算2023/1/1581理论空气用量的计算气体燃料的理论空气用量气体燃料完全燃烧时所需要的理论空气用量，也可根据反应方程式求得：由2H2+O2——2H2O21

可知燃烧1单位体积的H2，需要0.5单位体积的O2。由2CO+O2——2CO221

可知燃烧1单位体积的CO，需要0.5单位体积的O2。由CH4+2O2——CO2+2H2OC2H4+3O2——2CO2+2H2O从上面烷烃和烯烃的氧化反应产物中可知：一部分氧气的体积数跟与其相化合的C原子数相同；一部分氧气的体积数为与其相化合的H原子数的1/4。若以m表示C原子数，以n表示H原子数，则每个烃组分CmHn需氧的体积数为（m+n/4）CmHn，多个烃组分所需氧的体积数为Σ（m+n/4）CmHn。由2H2S+3O2——2SO2+2H2O23

可知燃烧1单位体积的H2S，需1.5单位体积的O2。因为空气中氧的体积含量为21%，在扣除燃料气中的含氧量以外，所需的理论空气用量为

V0=[0.5H2+0.5CO+Σ(m+n/4)CmHn+1.5H2S-O2]/0.21Nm3空气/Nm3燃料式中，H2、CO、CmHn、H2S、O2、——各组分在燃料气中的体积百分数。2023/1/1582

由于空气与燃料的混合总是不很完善的，所以要想燃料完全燃烧，实际空气用量必须多于理论空气用量。实际空气用量于理论空气用量之比值，称为过剩空气系数，以a表示，即

a=L/L0=V/V0

式中，L、V——实际空气用量的重量（kg空气/

kg燃料）和体积（Nm3空气/Nm3燃料）

L0、V0——理论空气用量的重量（kg空气/

kg燃料）和体积（Nm3空气/Nm3燃料）所以L=aL0kg空气/kg燃料

V=aV0Nm3空气/Nm3燃料过剩空气系数是加热炉的一个重要操作指标，对全炉热效率的影响很大，直接关系到加热炉的燃料消耗和经济效益。在保证完全燃烧的情况下，尽量使空气剩过系数的值尽量趋近于1.过剩空气系数2023/1/1583火焰各部位的过剩空气系数火焰核心纯燃气燃气、产物火馅焰面：燃气和空气的混合比等于化学计量比的那层表面

火焰核心，纯燃气a=0火馅焰面内a＜1火馅焰面外a＞1火馅焰面上a＝12023/1/1584空气过剩系数计算2023/1/1585空气过剩系数计算2023/1/1586空气过剩系数计算2023/1/1587过剩空气系数过小时：

空气量供应不足，燃料燃烧不完全，严重时冒黑烟，浪费了燃料，炉子热效率降低。过剩空气系数过大时，大量冷空气入炉，带来很多不良后果：A.降低火焰温度，减弱辐射传热；B.烟气量增大，烟气带出热量增多，排烟温度高，全炉热效率下降，燃料消耗增加，操作费用增加；C.烟气中剩余氧增多，对炉管表面的氧化加剧；D.含S高的燃料油分解生成的SO3的增加，加剧了炉管的腐蚀和堵灰。所以，在保证燃料完全燃烧的前提下，应尽量降低过剩空气系数a值。过剩空气系数对全炉热效率的影响2023/1/15881.燃料性质：

气体燃料易与空气混合均匀，故a宜小（1.1-1.2）；液体燃料不易与空气混合均匀，故a宜大（1.2-1.3），以使雾化良好。2.火嘴性能：

自然引风式的油火嘴，a较大（1.2-1.4）；而空气预热后强制通风的火嘴，a则较小。大能量的火嘴，a较小（1.1-1.15）；有的新型火嘴，a可降到1.05以下。3.炉体密封性：

过去加热炉多在负压下操作，如果炉体密封不好，空气被大量吸入，a就大大增高。现在加热炉很多采用微正压操作，空气漏入量大大减少，a就降低。

影响过剩空气系数a的因素2023/1/1589影响过剩空气系数a的因素4.测控水平：

若能用计算机自动调节燃料与空气的比例，对a进行自动测控，不但能使燃烧过程达到最佳化而节约燃料，还可减少热量损失，并使大气污染减到最低限度。5.操作水平：

操作好坏对a的影响也很大。为了使a适中，必须控制好“四门”、“一板”。“四门”是指油门、气门、汽门、风门等四种阀门；“一板”是指烟道挡板。如果这四种阀门和烟道挡板调节好，即可使a适中，又可保证完全燃烧、热效率高。6.需要注意的是：

辐射室与对流室的过剩空气系数并不相同，随着烟气的流动和炉体部位的升高，a也随之加大。对于微正压操作的炉子，二者的a值基本上是相同的。2023/1/1590过剩空气系数a的估算

对于正在生产中的炉子，在实际操作中，为了进行加热炉标定、核算或控制加热炉燃烧过程，可由烟气组成分析结果，按下简易算式求出过剩空气系数：燃料完全燃烧时:a=21/(21-79O2/N2)a=21/[21-79O2/（100-CO2-O2)]a=(100-CO2-O2)/(100-CO2-4.76O2)燃料不完全燃烧时:a=21/{21-79*[O2-0.5(CO+H2)-2CH4]/[100-(RO2+O2+CO+H2+CH4)]}

式中，O2、N2、CO、H2、CH4——干烟气中各组分的体积百分数；

RO2——干烟气中CO2和SO2的体积百分数之和。2023/1/1591根据加热炉的热平衡，供给热量Qi与支出热量Q0相等，即

Qi=Q0供给热量供给热量包括燃料燃烧放出的热量以及燃料、空气、雾化蒸汽带入炉内的显热。通常对燃料油1kg为基准，对燃料气以1kg为基准进行热平衡计算。则供给热量为

Qi=QL+Qf+Qa+QskJ/kgA.燃料的低热值QL：前面已经说到。B.燃料入炉显热Qf：如果燃料常温入炉，则其显热可忽略不计；否则，可按下式计算：

Qf=cftfkJ/kg

式中，tf——燃料入炉温度

cf——燃料比热燃料油的比热按下式估算：

cf=（0.415+0.0006tf）*4.187

燃料气的比热按下式估算：

c’f=0.01[0.31(CO+H2+O2+N2)+0.38(CH4+CO2+H2S+H2O)+0.5ΣCmHn]*4.187

式中各符号分别为各组分的体积百分数。热效率计算2023/1/1592C.空气入炉显热Qa：如果空气不预热，则其显热可忽略不计：预热，按下式计算：

Qa=aL0IakJ/kg

式中，L0——理论空气用量,Ia——入炉温度下空气的热焓空气的热焓值除查表外，还可用分析法进行计算。当基准温度为tb℃时，ta℃时的空气各组分的热焓可用下式计算：

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，系数A、B、C、D之值可查表。求出了空气各组分的热焓后，可用下式计算空气的热焓：

Ia=(0.232IO2+0.768IN2)*4.187kJ/kgD.雾化蒸汽入炉显热Qs:没有雾化蒸汽时，此项显热可忽略不计

Qs=IsWskJ/kg

式中Ws——雾化蒸汽量，由所选用的燃烧器形式而定，一般取Ws=0.5kg/kg油

Is——雾化蒸汽的热焓，由有关图表可查得。热效率计算2023/1/1593

支出热量包括：传给被加热介质的有效利用热量、烟气带出热量、燃料的化学和机械不完全燃烧损失热量、炉壁散热量等，即

Q0=Qe+Q1+Q2+Q3+Q4kJ/kg(或Kj/Nm3)A.烟气带走热量Q1：Q1=Σ（GiLi）+600Ws*4.187kJ/kg(或Kj/Nm3)

式中Gi—1Kg燃料生成的烟气各组分的重量（Kg/KgLi—在排烟温度tg下烟气中各组分的热焓查表（kJ/kg）烟气中各组分的重量Gi按下列各式计算

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燃料烟气总重量为Gg=ΣGi=GCO2+GSO2+GH2O+GO2+GN2Kg烟气/Kg燃料烟气中各组分的热焓Ii可按公式计算出来，但式中的ta应代换为tg。也可以查表得到热效率计算2023/1/1594热效率计算B.燃料的化学不完全燃烧损失热量Q2：在设计加热炉时，此项可忽略；在标定时，应根据烟气分析，按下式计算：

Q2=(30.2CO+25.8H2+85.5CH4)V*4.187kJ/kg燃料式中，CO、H2、CH4——干烟气中一氧化碳、氢气、甲烷的体积百分数；

V——干烟气体积。C.燃料的机械不完全燃烧热损失Q3：在设计加热炉时，此项可忽略。在标定时，根据烟气中游离碳含量，按下式计算：

Q3=7830Vn*10-6*4.187=0.0328VnkJ/kg燃料式中，n——干烟气中游离碳浓度

V——干烟气体积D.炉墙散热损失热量Q4:圆筒炉及四壁排管的加热炉，

Q4=0.03Qi；其他炉型，Q4=0.04Qi

散热损失在计算时取3-4%2023/1/1595根据加热炉的热平衡，有效利用热量Qe为

Qe=Qi-Q1-Q2-Q3-Q4=QL+Qf+Qa+Qs-Q1-Q2-Q3-Q4如果空气不预热和不考虑不完全燃烧，则Qf、Qa、Qs、Q2、Q3不予考虑时，则有效利用热量可简化为

Qe=QL-Q1-Q4由于加热炉的热效率为其有效利用热量Qe占供给热量Qi的百分数，故热效率为

η=Qe/Qi*100%=（QL-Q1-Q4

）/QL*100%Qf、Qa、Qs不予考虑时,供给热量Qi就是燃料的低热值QL热效率也可按下式计算

η=（1-Q1/Qi-Q2/Qi-Q3/Qi-Q4/Qi）*100%一般在加热炉设计中，取Q2/Qi=0;Q3/Qi=0;Q4/Qi=(3或4)%；则

η=[（0.96或0.97）-Q1/Qi]*100%式中，Q1/Qi——烟气损失热量的百分数，可根据对流室出口处的烟气温度t2及对流室的过剩空气系数ae.热效率计算2023/1/1596热效率计算

在保证燃料完全燃烧和炉墙保温正常的情况下，加热炉热效率的高低，关键取决于排出烟气的状况：排出烟气量越少，排烟温度越低，则烟气带走的热量损失越小，加热炉热效率越高。为了提高热效率，关键在于要回收烟气带走的热量或减少烟气带走的热量。但排烟温度t2不能过低，它受到物料进炉温度τ1的限制。由于要保证对流室的传热平均温差不致太小，排烟温度t2与物料入炉温度τ1之间必须保持适当的温差。如果对流传热温差太小，传热面积就要增加，投资也要加大。因此，设计新炉时，t2应根据τ1而定。一般推荐t2=τ1+(30-50)℃。在实际操作中，有的t2比τ1高出30-50℃。由此可见，油品入炉温度的高低，对全炉热效率有很大影响。例如在不回收烟气余热的情况下：

τ1=160-200℃时，η=70%-80%τ1=280-300℃时，η=65%-72%τ1=340-380℃时，η=55%-60%

为了提高热效率，要进行烟气废热回收，可以装设空气预热器、热管或废热炉生产蒸汽等。当热效率提高10%-15%时，燃料用量可节约10%-15%。空气经过预热后，燃烧时能降低噪音和减少油嘴结焦现象。2023/1/1597提高加热炉热效率提高加热炉热效率可以节约燃料加热炉是炼油厂消耗燃料的主要设备，其能耗约占炼油厂能耗的一半以上。因此，提高加热炉的热效率，对降低炼油厂总能耗具有重要的意义。提高加热炉热效率的手段较多，涉及的因素也较广泛。燃料不含硫的加热炉自身热效率设计达到要求(不含余热回收）炉别一般管式加热炉设计热负荷MW裂解炉或转化炉《1>1-2>2-3>3-6>6-12>12-24>24效率55657580848890912023/1/1598提高热效率措施提高热效率与节约燃料的关系意义:提高加热炉热效率可以减少燃料用量，但加热炉热效率提高的百分比与节约燃料的百分比并不成等值关系。加热炉原来的热效率越低，燃料的用量就愈多，提高热效率后节约燃料的收效就越大。2023/1/1599提高热效率措施A.选用合理的热负荷，加热炉热负荷与热效率关系:减少加热炉的热负荷是通过装置换热系统优化，提高入炉油温和改进工艺流程等措施来实现的。热负荷减少后的加热炉，即使热效率较低，仍可能比热负荷大热效率高的加热炉所消耗的燃料还要少。而且如加热炉热负荷越高，相应地减少热负荷后原来炉子的热效率提高值将越大。所以，当加热炉热负荷比较高时，节能措施应以降低热负荷为主；反之，应以提高加热炉热负荷为主。在减少炉子热负荷的基础上，进一步提高炉子的热效率是最理想，最有收效的方法。热负荷小且高效运行较理想2023/1/15100提高热效率措施

在实际操作中，热效率将随操作负荷的变化而变化。降负荷后，如能正确调整烟道挡板、风门，维持低的过剩空气量，炉子又完全不漏风，随着炉子负荷的降低热效率应该有所上升。但实际的炉子总存在着漏风，不易调好燃烧空气量等问题，因此在通常降负荷操作中，过剩空气系数变大，热效率总是反而下降。即使过剩空气系数通过调节能保持不变，低负荷下热效率仍有所降低，可能是因为火焰变短小以后，炉膛内火焰的“充满度”很低，导致辐射效果变差的缘故。另外。降低负荷后，炉壁的散热面积相对增大，也是使热效率下降的原因之一。如果把负荷提高到设计值之上，热效率就会逐渐降低，其下降的程度随炉子的使用条件和设计条件有所不同。因此，加热炉的热效率在设计负荷下一般将达到最高值，在此基础上，无论降低还是增加负荷，炉子热效率都会降低。2023/1/15101提高热效率措施B.提高燃烧空气温度:燃料与空气的混合物只有被加热到着火温度时，才能在没有外热提供的条件下继续燃烧，即未经预热的燃烧空气与燃料混合后要先吸收足够的热量，后再着火放热。因此，利用烟气余热来预热燃烧空气，可以进一步提高加热炉的热效率。但是，燃烧空气的温度也不能提得太高，一般以预热至300℃左右为宜。因为这个温度还要考虑到燃烧器的结构和材质问题。另外，空气温度太高，会引起油枪端部结焦或引起预混式瓦斯火咀回火、也可能使因雾化不良，流淌至风道内的燃料油着火。2023/1/15102提高热效率措施:C.合理选用过剩空气系数控制氧含量:过剩空气系数如果过小，会使燃料燃烧不完全，热效率下降.但如果过大，大量过剩空气又会将热量带走排入大气，使炉子热损失增多，热效率下降。过剩空气系数取之过大，还会引起燃烧温度下降，露点温度升高，加剧炉管氧化，促使氮氧化物NOx增加，从而产生极不利的影响。2023/1/15103提高热效率措施D.改进燃烧器:除在设计中采取合理结构，促使燃料与空气的良好混合，减少过剩空气以外，操作过程中亦应在燃烧器处合理供风。如果供风量过多，会降低加热炉热效率；供风量过少，会导致化学不完全燃烧和机械不完全燃烧，造成热损失，同样也会使热效率下降。空气从炉子其它不密封处或从未点燃的火咀处漏人炉膛内，会造成排烟中的过剩空气量增加，而燃烧器处的供风量可能不足，这样就带来排烟中过剩系数大，而又存在不完全燃烧情况，导致加热炉热效率大幅度下降。E.燃烧器采用强制供风:提高燃烧器的供风压头，空气就有足够的动能来强化扩散和混合过程，保证在尽可能低的过剩空气系数下实现完全燃烧。采用强制供风，还易于控制燃料与空气的比例，以及火焰的形状。2023/1/15104提高热效率措施F.采用钉头管和翅片管:对管内介质为油或气的对流传热，由于管内外放热系数相差较大，可采用翅片管或钉头管来提高管外的放热系数，强化对流传热，降低对流室高度，提高热效率。G.减少散热损失选用导热系数小的耐火材料:加热炉炉壁的散热损失包括辐射散热和对流散热两部分。在有较长烟气通道的余热回收系统中，加热炉整个系统的总散热损失可能会达到4％。不过，降低炉壁温度，减少散热损失，最好利用便宜，隔热性能好的材料，不宜用过多增加壁厚和大量投资的办法来减少有限的散热损失。2023/1/15105提高热效率措施H.集中回收烟气余热降低排烟温度

:热负荷太小的加热炉，单独采用余热回收系统有困难或不够经济，可以将几个炉子的烟气集中回收余热，以提高热效率。这样做还有一个优点是集中的烟气可以通过一个高烟囱排出，从而减少对地面环境的污染。I.炉管清灰改善传热效果：辐射段炉管表面积灰松软采用铜丝刷清除炉管表面积灰；对流段钉头管积灰较多且较硬采用干冰或化学清洗清除炉管表面积灰。炉膛加清灰剂。J.控制合理的炉膛负压，减少炉体漏风。K.辐射室喷高温辐射涂料。L.燃料添加剂2023/1/15106炉管的积灰与清理

积灰•燃料气基本无灰•燃料油的灰、垢：垢－燃烧后残留的不可燃组分：Nａ、K、V、Mｇ、Fｅ、Cａ、Nｉ等的硫酸盐，灰－燃料中的可燃组分－炭灰垢生成１•灰分与燃料残炭成正比；•灰分与过剩氧成反比2023/1/15107炉管的积灰与清理灰垢生成２•灰垢与雾化颗粒生成成正比；•灰垢生成量与热负荷成正比•灰垢生成量与过剩氧成反比2023/1/15108炉管的积灰与清理积灰规律•惯性沉积－与流速有关•边界层沉积－吸附、黏结•静电吸附－常见在烧气2023/1/15109炉管的积灰与清理2023/1/15110炉管的积灰与清理2023/1/15111炉管的积灰与清理停工清灰•停工：化学清洗1保护炉衬2用化学清洗液冲洗•停工：干冰清洗•停工：人工清灰2023/1/15112炉管的积灰与清理在线清灰•在线：吹灰器吹灰1蒸汽吹灰：靠能量2声波吹灰器：靠能量、共振3激波：靠能量、冲击•在线：清灰剂清灰2023/1/15113加热炉低温腐蚀

随着节能要求的不断提高，要求加热炉的排烟温度越来越低，但是往往在空气预热器、余热锅炉等余热回收设备的换热面上产生强烈的低温露点腐蚀，甚至会在不到一年的运转时间内，换热面就严重腐蚀穿孔，使加热炉不能正常运行。可以说，低温露点腐蚀已成为降低加热炉排烟温度，提高热效率的主要障碍。所以要设法从改进设计，精心操作和采用新材料等方面采取各种措施，来防止和减轻低温露点腐蚀。

空气中的水蒸气遇到低温冷面时就会在其上冷凝，这就是结露现象。开始冷凝的温度称为露点温度。加热炉燃料中含有单体硫、氧化硫，在燃料燃烧时，一部分硫变成三氧化硫，再生成硫酸凝结在低温受热面上，对受热面产生严重的腐蚀。因为它是在温度较低的受热面上发生的腐蚀，故称为低温腐蚀。又因为它是在受热表面上结露后才发生这种腐蚀，所以又称为露点腐蚀。2023/1/15114加热炉低温腐蚀低温腐蚀机理及影响烟气露点温度的因素在加热炉中，燃料在燃烧时，燃料中H和O化合生成水。另外，燃料油火嘴大部分又采用蒸汽雾化，加之空气中水分使炉子烟气中带有大量的水蒸气。此外燃料中的硫在燃烧后生成SO2，其中一部分SO2进一步氧化成SO3，SO3与烟气中的水蒸气结合生成硫酸。含有硫酸蒸汽的烟气露点温度比空气高，烟气中的SO3多，露点温度就高。SO3的生成量，与燃料的含S量、火焰温度以及烟气中的含O2量有关，如果燃料的含S量、火焰温度以及烟气中的含O2量都高，则产生的SO3就多。下图表示燃料中的含硫量和烟气中的SO2量的关系。燃料含硫量和SO2、SO3转化率（SO3/SO2+SO3）的关系。目前使用含硫量为2%的重油，当氧量为4%时，就产生0.1%的SO2，其中有2.2%变成SO3。当烟气温度降到露点以下，且和低温壁面想接触时，烟气中的SO3就与水结合，生成高浓度的硫酸。2023/1/15115燃料油含硫量与烟气中SO2量的关系燃料含硫量2023/1/15116过剩空气系数a与SO3转化率的关系

露点腐蚀与过剩空气系数有关。当过剩空气系数α在1.1-1.2之间时，烟气中SO2含量一般可按500ppm计算。图3为过剩空气系数α与SO3转化率的关系。一般来说，SO3转化率约为0.5-3%，其最大值也不会超过5%，通常按3%估算已足够安全。2023/1/15117

过剩空气系数a与SO3转化率的关系2023/1/15118

硫酸浓度对碳钢腐蚀速度的影响（钢材壁温不变）硫酸浓度对碳钢腐蚀速度的影响

硫酸浓度对腐蚀速度的影响。从图中可以看出，浓度为50%左右的硫酸对碳钢材料的腐蚀速度最大。浓度最高或最低时，腐蚀速度均会下降。2023/1/15119腐蚀速度与壁温的关系

图示出腐蚀速度与换热壁面温度的关系。温度最高时化学反应速度较快，腐蚀速度也较快。由图可知，在壁温较高而未结露时，腐蚀速度很低；开始结露时，由于结出的露中硫酸浓度过大，虽然壁温较高，腐蚀速度也还不很高；对温度再低一些的换热面，虽然壁温有所降低，但结露中硫酸的浓度变稀，腐蚀速度加快，在某处达到一极限值（一般认为在低于露点温度10-40℃处）；此后，由于硫酸浓度较低，温度也较低，腐蚀速度下降。最后，由于壁温很低，水蒸气大量凝结，腐蚀速度又比较强烈。2023/1/15120燃料油含硫量150100500123546燃料油含硫量与露点温度关系露点温度℃燃料含S量和露点温度的关系。根据我国燃料含S量，露点温度一般在105-150℃范围内。2023/1/15121减少低温腐蚀的措施

低温腐蚀是在考虑烟气余热回收时必须解决的问题，也是提高加热炉热效率必须考虑的一个主要因素。如果忽视了这个因素，宿短了受热面的使用寿命，不但会影响正常的操作周期，而且会由此产生严重的经济损失。所以，在烟气余热回收利用中，必须采取防止和减少低温腐蚀的措施。（1）提高受热面壁温。使管壁或加热元件的壁温高于烟气的露点温度。壁温的提高可以通过提高管内或管外流体的温度来实现。对于管内走油品，管外走烟气的对流管，提高壁温的措施主要是提高管内油品的温度。对于采用空气预热器的加热炉，主要通过提高预热器入口的空气温度，一方面可以利用装置的其他介质将入口空气温度提高到80℃左右；另一方面也可以采用热空气循环的办法，即将空气预热器出口的热空气引出一部分与预热器入口前的冷空气混合，使进入预热器的空气温度提高。（2）采用耐蚀材料。把空气预热器的换热元件改为硼硅酸盐玻璃管、铸铁或搪瓷材料，可以减少腐蚀。后段壁板也可用各种涂料喷涂以防腐蚀。但烟道和引风机等还应采取防腐措施。此外，减少过剩空气，低温区采用可拆卸式结构等也是常用的措施。(3)减小过剩空气系数,降低烟气氧含量。(3)采用低硫燃料。2023/1/151221、如何判断加热炉运行操作的好坏？加热炉操作的好坏，主要按照以下几方面来鉴别：介质总出口温度在工艺指标范围内。各支路介质流量及温度必须均匀。各路炉管受热均匀，管内不结焦。燃料消耗低，热效率高。炉膛温度在工艺指标范围内。辐射室出口负压在-19.6到-39.2帕之间。辐射室过剩空气系数：油气混烧时为1.20，烧油时为1.25，烧气时为1.15.火焰的颜色为橘黄色，火焰成形稳定。炉子烟囱不冒黑烟。燃烧器噪音在85分贝以下。加热炉常见的问题及处理2023/1/15123加热炉常见的问题及处理2、加热炉正常操作时需要检查哪些内容？加热炉正常操作时，必须按时检查以下项目：介质总出口温度、各路流量、温度及炉膛温度等是否在工艺指标范围内。辐射室出口负压是否在-19.6到-39.2帕之间。辐射室过剩空气系数是否符合要求。各个燃烧器的燃烧情况，火焰的形状及颜色是否符合要求，火焰是否烧着炉管。各根炉管是否有弯曲、脱皮、鼓包、发红、发暗等现象；检查弯头、出入口阀门、法兰有无泄漏。检查火盆砖、吊钩、拉钩、炉墙、衬里有无损坏。燃料油压力、雾化蒸汽压力、燃料气压力是否符合要求。加热炉的风门、烟道挡板开度情况；防爆门、看火门关闭。炉区清洁整齐、标识清晰无泄漏。2023/1/15124加热炉常见的问题及处理3、对燃烧器火焰要求是什么？如何防止燃烧器脱火和回火？要求加热炉燃烧的火焰刚直有力、白炽耀眼、呈天蓝色，这样需要消耗更多的燃料，对节能不利。现在，从节能的角度出发，要求火焰成形、稳定、呈橘黄色就可以了。当空气与燃料气的混合气体从喷头流出的速度低于火焰传播速度时，火焰回到燃烧器内部燃烧，这种现象叫回火，回火会引起爆震或熄火，长时间会烧坏燃烧器。要防止燃烧器回火，就必须使空气与燃料气混合物流出速度大于火焰扩散速度，在燃料气供应充足条件下，调节燃烧器的风门或风道蝶阀，既可以使空气与燃料气混合物流出速度大于火焰扩散速度，这样就能防止回火。当空气与燃料气的混合气体从喷头流出的速度低于火焰传播速度时，燃料气离开喷头一段距离才着火，这种现象叫脱火，脱火使火焰燃烧不稳定，以致熄火。要防止燃烧器脱火，就必须避免气体混合物的出口流速过大，当发现脱火时，应减少燃料气和空气的送入量，既关小炉前阀和风门。2023/1/15125加热炉常见的问题及处理4.气体燃烧器的故障和处理•回火－提高瓦斯压力、对含氢高的燃料推荐外混式气体燃烧器、要正确的点火程序；•脱火－降低瓦斯压力、改进燃烧器结构加设稳焰器；•熄火－一次风过大、瓦斯压力波动、瓦斯有液相组分；•脉动－烟囱抽力小、瓦斯压力波动、空气不足；•燃烧器能力不足－瓦斯流量低、空气过多、喷孔小；•二次燃烧－由于不完全燃烧产生的co，要增加空气量2023/1/15126加热炉常见的问题及处理5.油燃烧器故障及处理•滴油－油温低、油有渣质、喷头堵或孔磨损；•点火困难，发生脱火或离焰－雾化蒸汽过多、一次空气量过多冷却了火道砖；•火道砖积炭－提高油温、喷枪安装斜了；•火焰冒火星－蒸汽少，空气多；•火焰过长－增加一次风或雾化蒸汽；•火焰过短－减少一次风或雾化蒸汽；•火焰“喘气”－喷头积垢、油带水、燃烧器低负荷、燃料有轻组分；•烟囱冒黑烟－蒸汽不足或过热度不够、过剩空气不足、燃料和蒸汽管接反2023/1/15127加热炉常见的问题及处理6、加热炉热效率低为什么会低？燃料不完全燃烧造成燃料浪费热量损失。烟气温度高，烟气带走的热量增多造成热量损失。烟气温度高的主要因素有火焰高度超高、氧含量高、超负荷运行、炉管积灰严重换热效果差。过剩空气系数大，加热炉排出热量多。造成过剩空气系数大的因素主要有风门、烟道档板开度不合适，炉体不严密漏风不参与燃烧的空气多、炉膛负压高、低负荷运行。炉体热损失大，热损失大的原因主要有耐火衬里损坏，衬里老化导热系数大。炉管积灰严重传热效果差。没有在设计负荷范围内运行。如何提高加热炉热效率?选用合理的热负荷,尽可能在设计负荷下运行。提高燃烧空气温度。合理选用过剩空气系数控制氧含量。改进燃烧器，提高燃料利用率。燃烧器采用强制供风采用钉头管和翅片管减少散热损失选用导热系数小的耐火材料集中回收烟气余热降低排烟温度炉管清灰改善传热效果控制合理的炉膛负压，减少炉体漏风。2023/1/15128加热炉常见的问题及处理7、加热炉炉管及炉体产生低温腐蚀的原因？燃料含硫量高，造成加热炉露点温度高。炉管管壁及其他受热元件壁温太低。炉管管壁及其他受热元件材料的耐腐蚀性能差。过剩空气系数高。烟气含水量高。如何防止低温腐蚀？提高炉管管壁及其他受热元件壁温，使管壁或加热元件的壁温高于烟气的露点温度。壁温的提高可以通过提高管内或管外流体的温度来实现。对于管内走油品，管外走烟气的对流管，提高壁温的措施主要是提高管内油品的温度。对于采用空气预热器的加热炉，主要通过提高预热器入口的空气温度。炉管管壁及其他受热元件采用耐腐蚀性能强的材料。把空气预热器的换热元件改为硼硅酸盐玻璃管、铸铁或搪瓷材料，可以减少腐蚀。此外，低温区采用可拆卸式结构等也是常用的措施。减小过剩空气系数,降低烟气氧含量。采用低硫燃料，或对燃料进行脱硫处理，降低燃料中含硫量。降低烟气水含量。2023/1/15129加热炉常见的问题及处理8、过剩空气系数对全炉热效率的影响?过剩空气系数过小时，空气量供应不足，燃料燃烧不完全，严重时冒黑烟，浪费了燃料，炉子热效率降低。过剩空气系数过大时，大量冷空气入炉，带来很多不良后果：A.降低火焰温度，减弱辐射传热；B.烟气量增大，烟气带出热量增多，全炉热效率下降，燃料消耗增加，操作费用增加；C.烟气中剩余氧增多，对炉管表面的氧化加剧；D.含S高的燃料油分解生成的SO3的增加，加剧了炉管的腐蚀和堵灰。所以，在保证燃料完全燃烧的前提下，应尽量降低过剩空气系数a值。影响过剩空气系数a的因素有哪些？燃料性质。气体燃料易与空气混合均匀，故a宜小（1.1-1.2）；液体燃料不易与空气混合均匀，故a宜大（1.2-1.3），以使雾化良好。火嘴性能。自然引风式的油火嘴，a较大（1.2-1.4）；而空气预热后强制通风的火嘴，a则较小。大能量的火嘴，a较小（1.1-1.15）；有的新型火嘴，a可降到1.05以下。炉体密封性。过去加热炉多在负压下操作，如果炉体密封不好，空气被大量吸入，a就大大增高。现在加热炉很多采用微正压操作，空气漏入量大大减少，a就降低。2023/1/15130加热炉常见的问题及处理9、炉管积灰的原因？一般来说，炉子烧气时基本无灰，烧燃料油时则会产生灰垢，并沉积到炉管外壁。辐射管外壁结垢的现象不太严重，管外积灰主要发生在对流管上。烧油时产生的烟气中的灰垢称为油灰，其由两种固体颗粒组成，一是垢：是燃料燃烧后残留下来的不可燃的组分；二是灰：是可燃组分——碳元素在燃烧不完全的情况下残留下来的微粒。管子积灰会带来下列问题：（1）增加了热阻，使炉子的排烟温度升高，热效率下降；（2）减少了烟气的流通面积，使烟气流速升高，烟气流动的阻力增大；（3）在尾部低温受热面，积灰后管壁更易吸附烟气中所含硫酸蒸汽，加剧露点腐蚀。炉管积灰的处理措施？管外积灰清扫方法中，安装蒸汽吹灰器或声波吹灰器是目前应用最为广泛的方法，其吹灰效率也不错。不过吹灰器的功用主要在于保持清洁的管子始终干净，已经积落灰的脏管子要想通过它吹扫干净是十分困难的，在线清灰的方法还有添加清灰剂。其他在停炉期间还可以采用化学清洗、干冰清灰、人工清灰等方法。2023/1/15131加热炉常见的问题及处理10、炉管结焦的原因？结焦是炉管内的油品温度超过一定界限后发生热裂解，变成游离碳，堆积到管内壁上的现象。结焦使管壁温度急剧上升，加剧了炉管的腐蚀和高温氧化，引起炉管鼓包、破裂，同时增加了管内压力降，使炉子操作性能恶化，有时甚至迫使装置不得不提前停运。结焦问题实际上是一个焦碳生成速度与焦层脱落速度的平衡问题。如焦碳的生成速度过大或者脱落速度不够，便会造成严重结焦。影响焦碳生成速度的因素主要有两个：（1）加热温度。每种油品都有自己开始发生结焦的“临界温度”。一般来说，油品越重，直链烷烃越多，结焦的“临界温度”越低。只要工艺和操作上允许，整个炉子炉管系统都应控制在此温度范围以下；（2）管壁温度和热强度。焦层是在管内壁表面上生成的。当然管壁温度是影响焦碳生成速度的最基本的因素之一。由于介质和管壁接触面存在着边界层，所以，介质在边界层内的温度或者管壁的温度比管内主流体的温度要高，而这高出值主要取决于炉管的表面热强度，当然也与内膜传热系数等因素有关。另外炉膛温度不均匀，造成炉管局部过热；进料量太小或中断；火焰舔管，造成局部过热。炉管结焦的解决措施？保持炉膛温度均匀保持进料稳定调节火焰，使火焰稳定改变操作或烧焦使焦层脱落影响焦层脱落速度的因素主要是：（1）管内流速。足够的管内流速可提供将尚未固着的初期疏松焦层排出炉外所需要的紊流状态和动能，因此流速是使焦层脱落最基本的因素。为防止结焦，只要压降允许而又不造成冲蚀，最好尽可能采用高的流速。而且这时内膜传热系数也可增大，从而使炉壁温度降低，也有缓和结焦的作用。（2）管内流态。汽液混相流有数种流动状态，其中比较好的流态是雾状流或环状流。结焦可能性较大的流态是层流，这种流态由于汽相侧排结焦物的动能不足，以及汽相的内膜传热系数比液相小，造成管壁温度局部升高，因此焦层主要在汽相侧形成.2023/1/15132加热炉常见的问题及处理11、燃料气带液及铵盐堵塞的判断及处理加热炉产生燃料气带液及铵盐堵塞的原因主要有：燃料气重组分太多、燃料气伴热效果差，燃料品质差杂质多。燃料气带液时加热炉燃烧状况急剧变差，火焰冒烟，烧嘴有液滴喷出，热负荷出现较大的波动，严重时燃料气流量会误显示为零，同时还会出现火嘴熄灭。如果出现燃料气带液应适当降低热负荷，对燃料气分离罐进行排液，同时对仪表导压管排液。加热炉产生铵盐堵塞如果在调节阀以前部分，此时燃料气的调节阀开度逐渐增大，但燃料气的炉前压力仍较低，加热量逐渐不够。如果铵盐堵塞如果在调节阀以后部分，此时燃料气的调节阀开度不变，但燃料气的炉前压力会逐渐升高，加热量逐渐不够。加热炉燃料管线产生的铵盐一般是溶于水的蜂窝状固体，停车期间可以用水冲洗管线清除铵盐，在无法停炉期间可以用蒸汽吹扫管线。如果是烧嘴或调节阀堵塞，可以切出进行清理。2023/1/15133加热炉常见的问题及处理12、炉管存在哪些缺陷应以更换？炉管有鼓包、裂纹（破裂）；卧置炉管相邻两管架间炉管弯曲度大于炉管外径2倍；炉管由于腐蚀、爆皮、冲刷，管壁壁厚小于计算允许值；炉管外径增大5%；金相组织有晶界氧化、严重球化、脱碳及晶界裂纹。炉管损坏的形态：减薄、鼓包、弯曲炉管损坏形态：裂纹、冲刷、氧化2023/1/15134加热炉常见的问题及处理13加热炉炉管破裂、泄漏着火火势较大的主要处理步骤？预防炉管损坏的措施有哪些？a.加热炉紧急停炉，关闭所有燃料的炉前阀，关闭风门及烟道挡板。b.用灭火蒸汽吹扫炉膛，直至火焰熄灭。c.火焰熄灭后切断炉管进料，炉管系统泄压降温。d.炉管导料蒸煮，进行炉管修复。预防炉管损坏的措施:

腐蚀选材正确；调整火焰防止偏流脱盐问题炉管内流型正确2023/1/15135加热炉常见的问题及处理11、燃料中断如何处理？燃料油中断时，加热炉燃料油火嘴联锁熄火，装置仍可维持正常运转，具体处理步骤为：（1）关闭燃料油火嘴炉前阀，打开蒸汽旁路，吹扫油火嘴。（2）在加热炉热负荷不足时，可适当降低操作负荷。（3）增加烧气量。燃料气中断时，加热炉燃料气火嘴联锁熄火，如果燃料油能维持低负荷运行，则将负荷运行，查找原因恢复。如不能恢复则装置应按停车步骤进行停车。2023/1/15136加热炉常见的问题及处理12、烟囱冒黑烟原因及处理办法？烟囱冒黑烟原因：炉管烧穿；仪表失灵，燃料油控制阀全开；燃料气带液；雾化蒸汽中断；燃烧不完全缺氧；燃料量突然增大。处理措施：炉管烧穿，泄漏不大按正常步骤停车，泄漏大按紧急步骤停车。燃料仪表