2024年岗位知识竞赛-加热炉知识历年考试高频考点试题附带答案

2024年岗位知识竞赛-加热炉知识历年考试高频考点试题附带答案（图片大小可自由调整）第1卷一.参考题库(共25题)1.弹簧管加热炉应用范围？特点？加热炉的管架计算如何考虑？2.举例说明如何选用现存炉子？3.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？4.加热炉设计中应如何选用燃烧器？5.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？6.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？7.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？8.怎样设计重整加热炉倒U形辐射排管（单排单面辐射）？9.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）10.风荷载及烟囱高度均相同的等径钢烟囱，仅烟囱直径变化，会影响烟囱壁厚的增减吗？请简述其原因。11.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。 12.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？13.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？14.试述重整反应加热炉、炉管系统设计特点。15.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？16.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？17.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？ 18.在设计加热炉时，通常应考虑哪些安全措施？19.对易结焦的加热炉在设计中可采取哪些措施？20.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？21.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？22.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？23.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？24.什么叫焊接工艺评定？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”）25.GB150-89规定在什么情况下压力容器壁上开孔可不另行补强？第2卷一.参考题库(共25题)1.什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。2.什么叫氢鼓泡和氢脆？3.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？4.影响辐射传热的因素是什么，并简要分析。5.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？6.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。7.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？8.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？9.1Cr5Mo、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？10.管输原油加热炉有何特点？11.加氢精制（炉前混氢）进料炉，炉管设计中应注意甚么？12.为什么要控制钢中的S、P含量？13.锅炉受压元件采用国外钢材应符合哪些要求？14.试对下列三种预热器（管束式、扰流式、热管式）进行比较？15.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？16.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？17.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？18.加热炉主要管材的最高使用温度是多少？19.试述第一、三、四强度理论，它们各适用什么范围？20.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？21.加热炉负荷变化大的燃烧器设计应考虑什么？22.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？23.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。24.减压炉出口转油线管径的大小对减压炉有何影响？25.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？第3卷一.参考题库(共25题)1.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？2.什么叫湿度型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？3.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？4.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？5.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？6.双面辐射加热炉的特点？试举一二个实际应用例子？7.提高加热炉热效率的途径有哪些？8.提高加热炉热效率主要受哪些因素的限制？在我们的设计中采用过哪些提高加热炉热效率的手段？你准备从哪几个方面去防止或减轻低温露点腐蚀？9.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。10.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）11.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。12.糠醛加热炉特点是什么？如何根据其特点设计糠醛加热炉？13.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。14.加热炉燃烧器选型一般应怎样考虑？15.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？16.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？17.空气预热器的主要经济技术指标是什么？18.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。19.简述在设计中避免露点腐蚀的措施。20.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？21.施工交底应注意什么问题？22.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？23.从理论上分析加热炉对盘管采用扩面管的目的和意义。24.影响露点腐蚀的因素是什么？在设计中怎样避免露点腐蚀？25.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？第1卷参考答案一.参考题库1.参考答案: 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）2.参考答案: 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）3.参考答案: 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。4.参考答案: 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5.参考答案: 地震作用抗震计算通常有三种方法， 第一种是“底部剪力法”适合以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布较均匀，以及近似单质点体系结构。 第二种是“振型分解反应谱法”，适合弯剪变形，结构相对有一定对称性结构， 第三种是“对称分析法”，适合特别不规则的建筑构筑和特别高超高建筑构筑物。 加热炉抗震计算，目前主要采用第二种“振型分解反应谱法”，对硫回收酸气尾气炉也可用底部剪力法。地震作用和振型、振型参与系数、重力荷载、地震影响系数有关。但地震影响系数又和设防裂度、振动周期、特征周期有关。特征周期又和远震、近震、场地土有关，振动周期、振型、振型参与系数又和建筑构筑物的质量和刚度分布有关，所以也可说地震作用和重力荷载、远震、近震、场地土、设防裂度和构筑建筑物的刚度质量分布有关。6.参考答案: 有两种： ⑴刀刃式 ⑵垫板式 安装管壁热电偶的目的是监测炉管的管壁温度，对易结焦的炉管，通过管壁热电偶显示的温度可以观察到管壁温度的变化，从而了解管内介质的情况。如管壁热电偶所指的温度突然升高，可判断管内是否结焦，但其所表示的温度不是真实的管壁温度，只能作为监测。立管立式炉安装时一般装在出口管火焰高度2/3的部位（即管壁温度较高的部位）。卧管立式炉一般装在介质出口管，离火咀较近的部位。不管立式炉还是卧式炉管壁热电偶均应安装在迎火面上。7.参考答案: 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。8.参考答案: 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。9.参考答案: 10.参考答案: 11.参考答案: ①对于双排管单面辐射，无反射面情况，其管排有效吸收因素α=0.977.因此可以认为两排对流管吸收了炉膛向对流段的全部直接辐射。 ②遮蔽段既受炉膛的直接辐射传热，又受烟气的对流传热，因此热强度较高。如采用扩面管，势必进一步提高热强度，导致烧坏扩面元件和管壁。 ③传热计算模型如下： 12.参考答案: 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。13.参考答案: 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。14.参考答案: 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 15.参考答案: 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）16.参考答案: 在管板的计算中按有温差的各种工况计算出壳体轴向应力σl，换热管的轴向应力σt，换热管与管板之间的拉脱力q中，有一个不能满足强度（或稳定）条件时就需设置膨胀节，在管板强度校核计算中，当管板厚度不确定之后不设膨胀节时，有时管板强度不够，设膨胀节后管板厚度可能就满足要求，此时也可设置膨胀节以减薄管板，但要从材料消耗、制造难易、安全及经济效果等综合评估而定。17.参考答案: 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。18.参考答案: ⑴炉体装设防爆门、防爆膜、安全阀 负压炉：采用防爆门，按规范每100m3炉膛容积应设0.2m2防爆门面积（即450×450的防爆门一个）        正压炉：用安全阀或防爆膜 ⑵灭火蒸汽管，炉膛吹扫蒸汽 ⑶炉柱脚保温、防火层 ⑷烟风道快开风门，开烟囱挡板 ⑸平台、栏杆、梯子及其护圈等，对较大的炉每层应设两个梯子可以上下（其中一个安全梯可为直梯） ⑹有的炉子外壁需保温，以免烫伤人19.参考答案: 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。20.参考答案: 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。21.参考答案: 选用加热炉时应根据使用的装置、条件及地区的不同，需做一些核算和比较 ①全炉热负荷，辐射炉管的热强度 ②管径及路数 ③根据操作压力，温度及腐蚀条件核算炉管厚度 ④燃烧器的燃料种类及总发热量 ⑤建厂地区的风载荷、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） 不合适，因为常压炉设计时一般选用的热强度在2～3万千卡/m2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传热面积可能不够。22.参考答案:对流管管壁温度较辐射管低，一般不宜结焦。该炉辐射管没结焦而对流管四路中二路结焦，主要原因是对流管中冷油流速可能较低，再加上管程中流量分配不均，偏流严重，致使流速过低管程内的介质，管内停留时间太长，引起管壁结焦。一旦结焦后成为恶性循环，结焦的管流速更低，结焦更加严重，甚至于炉管被堵死。遮蔽管是加热炉管中热强度最高的区域，管内结焦后，管内结垢热阻增大，管壁温度越来越高，超过了钢材所能承受的最高温度，高温下氧化爆皮加剧，炉管减薄，在高温和内压同时作用下炉管损坏。炉管结焦后可采用蒸汽-空气烧焦，机械清焦法清除管内的焦子，一般清焦后应对炉管的壁厚进行测定。23.参考答案: 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。24.参考答案: ⑴焊评就是用拟定的焊接工艺，按标准的规定来焊接试件，检验试样，测定焊接接头是否具有所要求的使用性能。焊评是按所拟定的“焊接工艺规程”焊接试件，进行接头性能的测定，并提出“焊评报告”。最后，结合实践经验制定出正式的“焊接工艺规程”作为焊接生产的依据。“焊评报告”是验证所拟定的“焊接工艺规程”是否合适的手段，有是制定正式“焊接工艺规程”的重要依据。焊评也就是说将影响焊接性能的工艺参数，在施焊前进行充分试验评定，最后得出焊接性能符合标准要求的焊接工艺。 ⑵焊评是保证炉管焊接质量的重要措施，也反映出施工单位对炉管焊接的能力。 ⑶焊评试件的对象是焊缝。焊缝分为对接焊缝、角焊缝等。为了取样（如拉伸、弯曲、冲击等）方便，采用对接或角焊缝试件（板状或管状）进行评定。 ⑷焊接试验、焊评都是炉管施焊前所进行的试验。 对于一个从未焊接过的钢种首先应进行焊接试验（包括可焊性分析，选择焊接方法、焊材、确定工艺规范、进行可焊性试验），解决管材能不能焊接与如何焊接问题。 焊评是解决焊接工艺条件（如母材牌号、焊材牌号、母材厚度、坡口尺寸、电流类别、预热和焊后热处理规范等）变更后，焊件性能是否满足设计要求，是在焊前根据图样、技术要求、炉管结构的特点、施工条件及工艺过程进行的，是解决在具体条件下实施焊接的工艺问题。焊评只是在具体条件下的工艺试验，不能代替焊接试验。 焊接试验是焊评的基础，只有充分的焊接试验才有可能拟定出适当的焊评报告。25.参考答案: 允许不另行补强需满足下述条件： ⑴相邻两开孔中心的间距（对曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的两倍。 ⑵当壳体名义厚度大于12mm时接管公称直径小于或等于80mm，当壳体名义厚度小于或等于12mm时接管公称直径小于或等于50mm. ⑶不补强接管的外径和最小壁厚的规格宜采用φ25×3.5、φ32×3.5、φ38×3.5、φ45×3.5、φ57×5、φ76×6、φ89×6mm，以上规定适用于设计压力p≤2.5MPa的容器。第2卷参考答案一.参考题库1.参考答案: 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。2.参考答案: 钢在H2S-H2O溶液中，不只是由阳极反应生成FeS引起一般腐蚀，而且在阴极反应生成的氨，还向钢中渗入并扩散，由HS—的作用加速10～20倍，当H原子向钢中渗透扩散时，遇到裂缝、空隙、晶格层间错断，夹杂或其它缺陷时，氢原子在这些地方结合成氢分子，体积膨胀20倍，由于体积膨胀而钢材内产生极大应力（可达190kg/cm2）致使碳钢发生氢鼓泡。由于氢鼓泡使钢材内部发生微裂纹，以致使钢材变脆，即为氢脆。3.参考答案: 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。4.参考答案: 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）5.参考答案: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。6.参考答案: 7.参考答案: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。8.参考答案: 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。9.参考答案: 1.1Cr5Mo、9Cr1Mo热处理温度均是750℃～780℃ 2.铬钼钢炉管焊后、焊缝、热影响区及其附近母材表面硬度值达不到规定要求时，必须重新进行热处理，并做硬度测试。10.参考答案: 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。11.参考答案: ⑴根据工艺给定的流量选择合适的管径 ①管径太大，流速低，流型不好，当气体流速比能产生最低压降的流速更低时，产生不稳定流速。同时管径大，壁厚增，一次性投资贵。 ②管径太小，流速高，压降太大，为了满足工艺要求往往要增加程数，路数太多，两相流不好控制各路进料量，往往要产生偏流，由于偏流同样会产生不稳定流动，甚至结焦。一般两相流的流速应在8m/s～15m/s，可根据流型图来判断。 ⑵选择合适的炉管材料12.参考答案: 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。13.参考答案: 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。14.参考答案: 15.参考答案: 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。16.参考答案: 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。17.参考答案: ⑴预热器标准化定型化有利于工厂制造，提高制造质量，降低造价。 ⑵预热器分片，便于运输、安装、检修。 ⑶预热器局部腐蚀和损坏时可分片局部更换，不致整个预热器报废，更换也比较灵活。 ⑷工作时管束膨胀滑动，管板管壳不动，使承重的钢架不受膨胀力，有利于钢架设计。18.参考答案: （10#、20#、Cr5Mo、Cr9Mo、1Cr18Ni9Ti、Cr25Ni20） 10#、20#   450℃ Cr5Mo      600℃ Cr9Mo      650℃ 1Cr18Ni9Ti  650℃ Cr25Ni20   1000℃19.参考答案: 20.参考答案: 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。21.参考答案: 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22.参考答案: 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。23.参考答案: 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。24.参考答案: 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。25.参考答案: 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。第3卷参考答案一.参考题库1.参考答案: 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。2.参考答案: 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。3.参考答案: 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4.参考答案: 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。5.参考答案: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。6.参考答案: 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。7.参考答案: 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。8.参考答案: 加热炉的热效率主要受经济性的限制（她随在一定时间内钢材价格和燃料价格的影响，如果燃料价格高于材料价格则加热炉的热效率是重要的，否则就无所谓）热效率的进一步提高受到露点改变的制约。在我们的设计中通常可采用预热空气，产生蒸汽，冷进料的办法来提高加热炉的效率。防止或减轻露点腐蚀从设计的角度出发，主要是保证低温部分的金属材料温度高于烟气露点温度。从进料方面看（空气或水等）提高进料温度，降低燃料的硫含量，采用抗低温腐蚀的金属或非金属材料，都是设计者考虑的出发点。9.参考答案: 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。10.参考答案: 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11.参考答案: ⑴为了提高炉管的有效吸收因素α的值 如单排管双面辐射α=1.316 单排管单面辐射α=0.883 12.参考答案: ①炉出口温度低，215℃～225℃，用糠醛加热到230℃开始受热分解 ②汽化率高，压降大；因糠醛常压下沸点是有161.7℃ ③热负荷小设计时： ①选取较低炉管表面热强度 qr=17000～23000w/m2 14617～19776kcal/m2h                         实际选用： qr=10000～16000w/m2 8398～13757 ②选取合适的质量流速（或线速） GF=1200～1800Kg/m2s 实际采用—抽余液0.8～1.5m/s —抽出液1m/s以内 用逐级扩径或多路并联的方法控制流速以降低压降 ③一般采用圆筒炉炉型 考虑糠醛易过热分解，燃烧器采用小能量的，且燃烧器与炉管距离要适当加大一些。13.参考答案: 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。 14.参考答案: 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。15.参考答案: 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。16.参考答案: 应满足工艺及环保要求。烟囱的直径及高度确定后，一般要进行以下计算： 1）对烟囱进行强度、稳定和侧移核算（如果有梯子应该把直梯风荷载考虑进去），以确定烟囱的计算壁厚。 2）根据荷载情况核算烟囱底座板、筋板的厚度，以及地脚螺栓的规格和数量。 3）如果烟囱筒壁有较大的接口和人孔门，则要进行烟囱补强计算。 4）如果烟囱下部为天圆地方锥段时，在圆筒与天圆地方锥段衔接处要进行加强圈核算，如果天圆地方平板部分过大，尚应对该平板进行稳定性核算。在必要时可加厚壁板或加筋以提高稳定临界应力，使其大于实际应力。17.参考答案: 18.参考答案: 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