《井站运行与管理》教案-3.2.11 加热炉原理 教案

授课章节任务/项目项目三授课方式理论课√实践课□理实课□其他□授课次数第24次授课内容3.2.11加热炉的结构与工作原理计划课时2教学目标与要求知识目标：掌握加热炉的传热方式掌握常见的四种类型的加热炉能力目标：能熟练进行加药操作素质目标：培养学生团队协作能力培养学生分析问题解决问题的能力教学重点与难点重点：水套式加热炉的结构与原理难点：常见的四种类型的加热炉处理方法：通过视频教程与实例分析来处理重难点问题教学资源教材、课件、习题、教学视频教学过程主题/任务/活动教学方法/教具时间分配导入新课讲授10传热方式教学视频+讲授15常见加热炉类型教学视频+讲授65小结讲授10作业/技能训练传热方式有哪些？各有何特点？常见的四种类型的加热炉的原理是什么？教学评估通过课堂表现评估教学效果教研室主任签名：年月日教学设计导入新课油田常用的加热设备是加热炉，加热炉是如何进行传热的？一、加热炉的传热方式和传热过程（一）传热方式一个物体将热量传送给另一个物体的现象，称为传热。传热有传到、对流、辐射三种方式。在同一物体内部或两个相互接触的物体间，热量从高温部分传给低温部分，这种传热方式称为热传导。流体流经壁面而传播热量的方式称为对流传热。对流传热中，液体流动速度越快，则传热能力越强。（二）传热过程传热可分为直接传热和间接传热两种。直接传热即热量通过火管（或辐射管）和烟管（对流管）直接传给炉内的介质。间接传热是以水或水蒸气或其他介质为传热介质，间接地把热量传给炉内介质。二、加热了的分类。根据形式的不同，可将加热炉分为火筒式、管式、水套式、加热缓冲二合一式四种。（一）火筒式加热炉1.火筒式加热炉的结构火筒式加热炉主要由进液分配管、火管、烟管、排污阀、鞍式支座、烧火间、烟箱、防爆门、烟道挡板、烟囱、烟囱绷绳、出液管、安全阀、放空阀、燃料阀、点火阀、燃料总阀、出液阀、进液阀、扫线排污阀、扫线进口管线、进出口连通阀组成。（图3-18）2.火筒式加热炉的工作原理被加热液体从进液分配管的布液孔进入火筒式加热炉的底部火管和烟管，吸收炉膛（火管）内燃料燃烧产生的热量升温，从顶部出液管排出炉外。火筒式加热炉都是满管运行的，不用控制液位。（二）管式加热炉管式加热炉作为方箱炉、火筒炉的替代产品，已被广泛应用在油气集输和长输管道上。其主要特点是高效、快装和自动化程度高。目前多为卧立炉型，其明显特点是辐射室为卧式布置，有圆筒形和八角形两种;对流室为立式方形结构;若辐射室为圆筒形，则对流室独立坐落在基础上，与辐射室以烟道相连;若辐射室为八角形，为其配备的对流室则坐落在辐射室后部钢结构上。管式加热炉具有实现加热炉全自动运行功能的控制系统和安全附属设备。具备自动点火、火焰监测、炉吹扫、炉管吹灰、负荷自动调节、炉膛灭火、运行参数监控和与站控系统通讯等功能。主要由直接管式加热炉、吹灰供气系统、燃烧系统和仪表控制系统组成。1.管式直接加热炉的结构管式加热炉为轻型快装卧管式结构，由出液管、烟囱绷绳、进液管、对流室、辐射室烟道、挡火墙、烟道挡板、烟囱、安全阀、辐射室、弯头箱、燃烧器、燃料阀、排污阀、燃料总阀、合风装置、进出口连通阀、扫线阀、进液阀、出液阀、扫线排污阀、对流室炉管、辐射室炉管等组成。（图3-19）2.管式直接加热炉的工作原理管式直接加热炉采用直接受火加热的方式，被加热介质在炉管内流动，燃料在加热炉膛内燃烧，产生高温烟气。高温烟气在辐射室炉膛内通过辐射传热，将热量传给辐射段炉管内的被加热介质和在对流室通过对流传热将烟气中的热量传递给对流段炉管内的被加热介质，将被加热介质加热到所要求的温度后，烟气通过烟囱排入大气中。被加热介质在炉管内长周期连续运转，不间断操作，可实现仪表监测、人工控制或自动化仪表监控运行。（三）水套式加热炉水套式加热炉是一种向接式加热设备。被加热介质(原油、天然气、水等)在壳体内的盘管(由钢管和管件组焊成的传热元件)中，由中间载热体--水加热，而中间载热体--水则由火管直接加热的火管式加热炉，简称为水套加热炉。1.水套式加热炉的结构水套炉是由加热炉(壳qiao程)和热交换管(管程)两部分构成，壳程承压较低，管程示承压高。其基本结构是卧式内燃两回程的火管烟管结构形式，由燃烧间、烟箱、防爆门、烟道挡板、烟囱、烟囱绷绳、放空阀、安全阀、燃料总阀、点火阀、燃料阀、出液阀、热水出口阀、热水进口阀、进出液连通阀、进液阀、排污阀、鞍式支座、火管、烟管、加热盘管等组成。（如图3-20所示）。火管布置在壳体的下部空间，烟管布置在火筒的另一侧，火管与烟管形成U形布置；加热盘管布置在壳体的上部空间。2.水套式加热炉的工作原理燃烧器在加热炉的火管中燃烧产生高温烟气，高温烟气通过火管以辐射方式、通过对流方式将燃料燃烧产生的热量传递给中间载热体--水，中间载热体再与加热盘管中的被加热介质(原油)进行换热，以满足被加热介质(原油)的加热要求。中间介质在密闭空间内工作，正常运行状态下无需补充，避免了筒体内氧化腐蚀的产生，同时，筒体、盘管受热均匀，大大减少了热应力的破坏。(四)加热、缓冲二合一加热炉1.加热、缓冲二合一加热炉的结构加热、缓冲二合一加热炉广泛应用于油田转油站。该装置以隔板为界被划分为加加热段和缓冲段两部分。其主要由烧火间、防爆门、烟箱、烟道挡板、烟囱、烟囱绷绳、人孔、安全阀、加水阀、放空阀、燃料总阀、点火阀、燃料阀、收油管、浮球液面调节装置、出水管、鞍式支座、进水管、挡板、防冲板、排污阀、隔板、烟管、火管等组成。（图3-21）2.加热、缓冲二合一加热炉的工作原理来液首先进入加热、缓冲二合一加热炉的加热段，从进液分配管的布液孔流出，自下而上均匀淹没火管和烟管时，燃料燃烧产生的热量传给液体，使液体升温。