2023年岗位知识-加热炉知识考考试历年高频核心考点选编附答案

（图片大小可任意调节）2023年岗位知识-加热炉知识考考试历年高频核心考点选编附答案第一卷一.参考题库(共20题)1.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？2.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？3.什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？4.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？5.沥青炉设计中质量流速一般宜选用多少？过大、过小对沥青炉有何影响？6.试分析加氢精制进料炉（两相流）辐射炉管引起振动的原因。7.弹簧管加热炉应用范围？特点？加热炉的管架计算如何考虑？8.加热炉炉衬有几种常用型式？各有什么优缺点？9.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？ 10.怎样设计重整加热炉倒U形辐射排管（单排单面辐射）？11.设计中怎样确定余热回收方案？12.假定如图所示圆炉排管，你如何确定辐射筒的外径？ 13.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？14.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？15.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？16.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？17.什么是耐火材料？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？18.试述加氢进料炉的炉管的选材原则。19.从工艺计算和材料选择上如何确定辐射炉管的金属温度？20.影响辐射传热的因素是什么，并简要分析。第二卷一.参考题库(共20题)1.不允许代用钢材的范围是什么？2.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。3.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？4.怎样防止连多硫酸对炉管的腐蚀？5.简述锅筒内部装置的任务。6.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？7.燃烧低热值8.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？9.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？10.双面辐射加热炉的特点？试举一二个实际应用例子？11.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？12.对于含硫量低的直馏柴油加氢精制反应炉，是否非得选用321或347不锈钢作炉管？13.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）？14.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）15.管输原油加热炉有何特点？16.加热炉设计中应如何选用燃烧器？17.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？18.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）19.从理论上分析加热炉对盘管采用扩面管的目的和意义。20.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？第三卷一.参考题库(共20题)1.空气预热器加热炉常用的有几种，各在何种场合下应用。2.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？3.一个好的程序（设计或CAD程序）应具备哪些条件？4.空气预热器的主要经济技术指标是什么？5.减压炉出口转油线管径的大小对减压炉有何影响？6.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？7.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？8.一条原输送流量为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）。9.一般加热炉设计过程中与仪表专业委托关系如何？10.加热炉炉衬采用浇注衬里时，设计应符合什么规定？11.管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接在哪种情况下可不热处理？12.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？13.什么叫氢鼓泡和氢脆？14.翅片或钉头的材质怎样选用？15.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？16.试述第一、三、四强度理论，它们各适用什么范围？17.横管立式炉水平炉管支撑间距如何考虑？18.加热炉主要管材的最高使用温度是多少？19.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？20.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？第一卷参考答案一.参考题库1.正确答案: 炉管材料选用与被加热流体的温度和流体的腐蚀性能有关，加氢装置的反应加热炉管内的介质通常是循环氢或烃+氢之类。因此材料的高温温度及抗氢性能要好，通常可被选用的才材料有CrMo合金钢和奥氏体耐热不锈钢两大类。如Cr5Mo、Cr9Mo及含钛、铌等稳定化元素的不锈钢。不锈钢炉管的出厂热处理状态通常是固溶处理状态。固溶状态的不锈钢炉管在焊接过程中，原被固溶的TiC被分解，C与钢中的铬结合生成过量的碳化铬，因此在焊缝区域出现贫铬带，在高温氢的作用下，易出现晶间腐蚀。稳定化的作用就是在高温下使已被分解的TiC重新结合。所以不锈钢炉管焊接后要增加稳定化热处理的工序。2.正确答案: ⑴建立沸腾床的条件： 最重要的是确定料层由固定料层转变为稳定沸腾层时气流速度。这速度称为操作速度，它必须大于临界速度而小于极限速度。否则，流速小，沸腾层不易达到稳定，超过极限速度易将物料带走。 ⑵稳定的沸腾层 ①不发生沸涌和气沟 ②要求沸腾层内物料浓度和孔隙度大致均匀 ⑶沸腾层高度的影响： 当要求炉内密相单位高度的压力降一定时，减少沸腾层高度，有别于提高沸腾层孔隙度。 料层越薄对料层均匀性影响越大，越容易因气流分布波动而形成气沟。料层过厚则阻力大，风机动力消耗增加。3.正确答案: 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。4.正确答案: 应考虑以下荷载 ⑴设计压力 ⑵容器、（炉体）自重（包括内件和填料、炉衬等）以及正常操作条件下或试验状态下内装物料的重力荷载 ⑶附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力荷载 ⑷风载荷和地震载荷 必要时还应考虑以下载荷 ⑸支座的反作用力 ⑹连接管道和其它部件引起的作用力 ⑺由于热膨胀量不同而引起的作用力 ⑻压力和温度变化的影响 ⑼容器（炉体）在运输或吊装时承受的作用力 CO焚烧炉因压力不高，炉膛压力为350mmH2O，应按卧式常压容器设计5.正确答案: 介质流速一般在850～1200kg/m2s，举例如洛炼968kg/m2s，吉化947kg/m2s，广州1120kg/m2s，过大则流速大，动力消耗大（受泵压头限制），过小流速低，介质在管内停留时间长，介质易结焦。6.正确答案: ⑴设计时支承考虑不同，冷态下处于稳定支承状态，热膨胀后，支承点失效使炉管处于不稳定支承（柔性不稳），介质流动状态变化引起炉管振动。 ⑵两路或多路进料炉管，配管不对称，进口无控制阀，不能确保流体均匀流动，产生偏流，流量小的一路流速慢，停留时间长，受热后汽化量相对增大，造成介质在炉管内瞬时阻塞，引起介质流动混乱，使炉管产生激振力，诱发炉管振动。 ⑶操作中氢油比小，偏离设计值（循环氢纯度太高，也可能造成循环氢量小）两相流流型（液节流）不好或油气混合不均，造成介质流动不均匀而引起振动。7.正确答案: 1.适用于小负荷加热炉有沉积物，怕堵塞管子的加热炉，常见于化工厂。  其特点：结构简单，节省弯管；无存留物；压降小；负荷小；可整体预制。 2.管架计算应考虑受力大的断面，受力大的断面往往此处温度不是最高的，还要考虑温度高的断面，温度最高的断面往往受力不是最大的，两个部位都要核算。 低温时一般按弹性许用应力（只考虑强度） 高温时一般按断裂许用应力（应按蠕变考虑）8.正确答案: 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9.正确答案: 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。10.正确答案: 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。11.正确答案:为节省能耗，提高加热炉热效率，首先应在加热炉现有设备的基础上进行考虑，如利用低温工艺介质，降低排烟温度和利用对流室空间采用扩面管，增加对流室传热面积，强化对流传热，其次再考虑增加附属设备和采用各种预热器来回收烟气余热。对增加设施的费用应进行经济比较，增加投资回收年限，一般不超过三年。12.正确答案: 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。13.正确答案: 14.正确答案: 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。15.正确答案: 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。16.正确答案: 17.正确答案: 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。18.正确答案: 应根据操作条件（包括H2S浓度%，操作温度、应力、使用时间），按照美国石油学会提出的“Nelson”、“coper”曲线选用合适材料。材质太低，腐蚀速率太高，仅能维持短周期运行，频繁更换管子则不经济；如光靠升高材料等级求得过低腐蚀速率也不经济。应总和考虑，所选材质应能满足十万小时的使用受命，材料不失效的情况下尽可能用较低等级的材料，从而降低工程投资。一般来说直馏汽油、直馏煤油、直馏轻柴油加氢，如果原料油中含硫量少，循环氢中含硫量少，其操作温度较低，可选用1Cr5Mo炉管，采用单面辐射单排管（圆筒炉）可降低投资。 对于二次加工的馏分油，含硫量高（在≥1% H2S浓度%）操作温度也较高，因此H2+H2S对炉管的腐蚀加剧，一般可选用较好材料的炉管即TP321H（SUS321H）或TP347H（SUS347H）。炉管的热强度不宜过高有关石油化工科技资料中介绍，对于加氢脱硫进料炉，采用圆筒炉时最高允许平均辐射热强度29900kcal/m2h，横管立式炉为32500kcal/m2h。太高的热强度，管壁温度高，往往易造成局部过热，对于加氢精制油品，不希望有轻度裂解（特别是航煤），不然影响产品的质量和收率。19.正确答案: 20.正确答案: 辐射传热公式  QR=σAcpF（Tg4-Tw4）+hRCαAcpF（Tg-Tw）  （）兹曼常数 定值：4.93810 α：有效吸收因数（与排管数，管心距/管程有关） Acp：辐射壁管当量平面（取决于管长、管子数、管心距之积） F://变换因数（随放热表面的辐射率和吸热面的吸收率而变化，与有效暴露砖 墙和当量冷平面有关） 当管排一定后变换因数与气体辐射率有关。气体辐射率取决于三原子气体分压和炉子尺寸 Tg：火墙温度决定辐射与对流段的负荷分配 Tw：辐射炉管平均管壁金属温度 HRC：对流传热系数（与炉型和燃烧流场有关）第二卷参考答案一.参考题库1.正确答案: 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。2.正确答案: 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。3.正确答案: 250×104～375×104Kcal/h ㈠设计上首先要进行工艺计算 ①核算炉管介质质量流速，确定管径及管程数，原设计是否合适 ②核算炉管压降，确定扩径是否够 ③按糠醛炉条件确定热强度，核算能加热度少热负荷 ④按燃料性质，热负荷核算燃烧器 ⑤原炉管材质、壁厚、使用年限要了解清楚，确定能否利用 （糠醛要求碳钢炉管即可） ㈡查阅原设计的设计条件：风荷载、地震烈度、场地土、雪荷载、环保要求、气候、-20℃以上（以下）雨雪情况 与现在设计条件进行比较，要进行哪些修改 ①钢结构是否要加固 ②钢结构材质是否要提高一档（-20℃以下选镇静钢） ③根据燃料情况，判定烟囱高度是否符合排放标准 ④新设计要求的炉效率能否满足等4.正确答案: ①Cr-Ni系不锈钢应尽量采用含钛、铌具有稳定化元素的钢种。如321.347等。 ②为把焊接应力控制在最小范围，焊接工艺上采用小直径焊条，小电流，快速多道焊接，缩小热影响区。短缩在500℃～800℃之间停留时间。 ③装置停工时间必须采取措施防止连多硫酸腐蚀，即在装置停工期间向炉管内注入不含氧的氮气或氨，把炉管封存起来，防止空气进入，当炉管检修必须与空气接触时，可先用1.5%～2%的碳酸钠和0.5%的硝酸钠水溶液洗涤炉管约两小时，以中和H2SxO6然后再打开炉管。运行前再用纯水将炉管冲洗干净，使之干燥，以防止连多硫酸的形成。5.正确答案: 锅炉内部装置是布置在锅筒内部，用以净化蒸汽，分配给水、排污和加药等装置的总称，锅筒起着储存水量进行汽水分离和排除一部分盐分以保持合理的锅水浓度的作用，为了保证这些任务的顺利完成，需要在锅筒里面加装内部装置。由于锅水的循环流动，从上升管进入锅筒的汽水混合物的流速很大，一般为4～5m/s，最大可达7～10m/s，并带有大量的水分，因此要采用一些分离元件来消除其动能，使水分与蒸汽分离时，水流不致被打碎成小水滴。此外，由于受热面的结构情况和燃烧工况等因素的影响，锅筒内的蒸汽量分布是很不均匀的，锅内装置能使蒸汽负荷沿锅筒的长度和宽度均匀分布，避免局部蒸汽流速过高，以充分发挥重力分离的作用。分离装置有一次分离元件和二次分离元件。一次分离元件的作用是消除汽水混合物的动能并初步把蒸汽和循环水分开，带有少量湿分的蒸汽还要有足够的空间高度进行重力分离，然后进入二次分离（也称为细分离）元件，进行机械分离，使蒸汽进一步“干燥”，最后由锅筒引出送入过热器。给水带入锅筒的盐分大于蒸汽带出的盐分，随着锅炉工作时间的增长，锅水中的盐分将不断浓缩，因此需要通过排污引出一定量的盐分，使锅水含盐量保持稳定，并控制在允许范围之内。6.正确答案: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。7.正确答案:低热值是燃料完全燃烧所生成的水为蒸汽状态时的热值。8.正确答案: 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）9.正确答案:用耐火砖做炉衬，生产一段时间后，砖墙有缝隙，冷空气常会泄入炉内，使炉温下降，同时高温烟气侵入炉架，烟气中的硫会将炉架与炉壁板腐蚀。耐火纤维作炉衬，寿命短，不耐气流冲刷，也不宜作炉衬。而衬里其密封性好，导热系数小，结构简单，也便于施工，故采用衬里结构，国外加热炉也多推荐采用衬里结构。10.正确答案: 双面辐射加热炉是指辐射管两面受到辐射传热，其主要特点是提高炉管的有效吸收因数α之值 如果排管双面辐射时α=1.316  单排管单面辐射时α=0.883 提高了管材利用率η=（1.316-0.883/0.883）=50%  也就是一根双面辐射管顶1.5根单面辐射管的传热量。 ①在使用昂贵的高合金管材时，应用效果好，如转化炉 ②在一定数量的负荷下才能适用，一般超过2000万大卡/时应用较合适，因为双面辐射需要较大的燃烧器位置。如新疆厂常压炉。11.正确答案: 12.正确答案: 不是，选用1Cr5Mo或1Cr9Mo炉管就可以了，因为： ①1Cr5Mo、1Cr9Mo炉管也耐氢、硫腐蚀，还耐高温。 ②从强度看，在475℃以下，铬钼钢的许用应力仅比各类奥氏体钢稍低。 ③从维护看，铬钼钢无需碱洗、充氮等防止晶间腐蚀的特殊措施。 ④从价格看，5Cr：9Cr：321=1：1.44：2.9，321比1Cr9Mo贵两倍，比1Cr5Mo贵三倍。13.正确答案: ⑴迴转式空气预热器用在大负荷（23000万大卡/时）的炉子，一般烟气温度小于450℃ ⑵管束式或拢流子式空气预热器用在热负荷不受限制，烟气温度大于350℃ ⑶热油式空气预热器用在外供热油预热空气。 ⑷热管式空气预热器用在热负荷不受限制，烟气温度小于350℃。14.正确答案: 15.正确答案: ⑴原油流量大、压降低，需大管径多管程，各管程分配均匀问题很难解决 ⑵输量或季节气温变化影响，传热功率波动大，小流量输送易发生偏流 ⑶温升小，被加热终温低，粘度大，在相同热强度下管壁温升高于一般加热炉又因原油未经技术处理，轻成分多，从不允许汽化的要求考虑允许的管壁温度低，加热终温只有70℃，否则易出事故。另外还要求炉管受热均匀，热强度不能过大。 ⑷原油入炉温度低，只有25～30℃，因此往往会遇到低温露点腐蚀问题。16.正确答案: ①燃烧器总发热量应满足加热炉热负荷的要求 ②选用的燃烧器应与加热炉所用的燃料特点相适应（油、气、或油气联合燃烧器） ③燃烧器应与炉膛炉型相配合箱式炉、圆筒炉、立式炉炉膛高的应选用长火炬（一般火炬高度应为炉膛高度的2/3），无焰炉用侧壁烧咀，火焰附墙，阶梯炉采用扁平火咀 ④选用的燃烧器结构设计合理，利于操作维护，雾化汽用量小，过剩空气小，造价低，噪声小等 ⑤根据供风方式采用自然通风或强制通风17.正确答案: 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。18.正确答案: 19.正确答案: 20.正确答案: 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设计施工注意事项第三卷参考答案一.参考题库1.正确答案: 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。2.正确答案: 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。3.正确答案: 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。4.正确答案: 5.正确答案: 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。6.正确答案: ⑴耐火砖炉墙一般应留出膨胀缝，而轻质耐热衬里应留出伸缩缝，这是由于耐火砖与耐热衬里的膨胀与收缩性能不同而引起的。耐火砖的膨胀量随温度的升高而加大，而耐热衬里在温度升高时有少量膨胀，但在冷却后会出现较大的收缩，即残余收缩。在以后的操作中，若加热的最高温度不超过第一次加热的温度，衬里随温度的升高和降低，其膨胀和收缩就是沿下图所示的直线上下往复移动。因此，大面积衬里不必像耐火砖炉墙那样需留出较大的膨胀缝，而只需没每隔1～2米留出宽为3～5毫米、深约为衬里厚度的1/3的伸缩缝即可。 ⑵这种伸缩缝的用途是： ①衬里在第一次升温过程中稍有膨胀，伸缩缝可以减少由于这膨胀所产生的内应力。 ②由于衬里有较大的残余收缩，冷却后有较大的裂缝，伸缩缝可以使裂缝出现在指定位置而较为规则。 ③伸缩缝可以使裂缝在伸缩缝处断开而不继续延伸并使收缩裂缝均匀分散，避免出现过长或过宽的收缩缝。 7.正确答案: 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。8.正确答案: 9.正确答案: 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。10.正确答案: 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的距离不应小于12mm； ③保温钉为方形布置，炉体衬里保温钉的最大间距宜为衬里总厚的两倍，但在炉壁上最大间距不得大于300mm； ⑷弯头箱、烟囱和烟道采用隔热衬里时，其厚度不得小于50mm，保温钉的间距不应大于200mm11.正确答案:10#、20#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焊后热处理，且炉管壁温低于425℃时，经设计单位书面同意可选用高铬镍（25%Cr-13%Ni以上）奥氏体焊材进行焊接，焊后可不做热处理。12.正确答案: 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