管式加热炉技术问答【13】

1. 如何减小过剩空气系数?

（1）全面堵漏，将没有点火的燃烧器、人孔门、看火门、防爆门、对流及辐射弯头箱等处的不密封处全部堵死，尽量减少炉内 的漏风量。

（2）控制烟囱挡板，使炉内既不出现正压，也不要负压过大。一般加热炉都不是根据正压条件设计及施工的，炉内出现正压会使高温烟气漏出，加大热损失，还可能使炉外钢结构过热或烧坏，引起其他事故。炉内负压越大，空气漏入得越多。

（3）改进燃烧器，采用加工合格、性能良好的燃烧器，油枪安装的位置上下左右要适中，尽量能使从燃烧器进入的空气与燃料完全混合。采用 强制送风燃烧器，提高进风流速，改善进风方式，也可以降低过剩空气系数。

（4）保证燃料油的粘度在合适的范围内。

2.  加热炉的排烟温度一般是根据什么 来确定的?

一般是根据进入炉子的管内 介质温度来确定的。如介质进入炉子的温度为250℃，则炉子排烟温度一定高于250℃才能将烟气热量传给介质。炉子排烟温度越高，烟气与介质之间的温差越大，则炉子对流管越省，但热效率越低。过去采用 的排烟温度与入炉介质温度之间的温差大部分都在100℃以上。由于燃料价格不断上涨，为了减少燃料用量，目前正在不断缩小这个温差值，有的设计采用了钉头管或翅片管，使该值缩小到50℃。

当采用 余热回收系统时，最低排烟温度根据低温腐蚀条件决定。

3.  化学不完全燃烧的热损失对加热炉的热效率有什么 影响?

化学不完全燃烧的热损失体现在排烟内 含有CO和H2。由于甲烷（CH4）比其他高碳烃难燃烧，个别情况下可能还存在少量的CH4。由于烟气中 的H2分析较困难，一般只分析CO。据国内 有关单位的试验，烟气中含有CO时，必然也含有H2。当CO＜l％ 时，CO／H2＝3.6；当CO＞1％ 时，CO／H2＝2。根据计算，当过剩空气系数α＝1.2时，烟气中CO的体积含量如为0.2％，炉子热效率就下降1％。过去有的石油化工厂分析过CO含量占1.5％，炉子热效率将下降7％ 左右。所以，化学不完全燃烧所造成的热损失还是不小的，在操作中 必须予以足够重视。

4.  机械不完全燃烧的热损失对加热炉的热效率有什么影响?

机械不完全燃烧的热损失体现在排烟内 含有炭黑粒子。烧油加热炉机械不完全燃烧的热损失一般不大，过去认为可以忽略不计，但近年来的研究认为，在燃烧不正常 时，其数值在特定条件下不能忽视。

例如某厂电站在烧任丘渣油时，烟气中的炭黑浓度为1616mg／Nm3，热损失达15％，后来采用加水乳化燃烧后，炭黑浓度减少了90％ 以上。另外，未完全燃烧的炭黑粒子可能污染受热面，影响传热。炭黑粒子排入大气还会污染环境，带来多方面的危害。

5.  炉壁散热对加热炉的热效率有什么影响?

要准确计算炉壁散热损失是比较困难的，为简单起见，一般不进行计算，只是假定一个2％～3％ 的定值。

圆筒炉的炉壁散热一般假定为2％，如果有余热回收系统，不大于3％。

降低炉壁温度可以减少散热损失并保证安全，但又提高了 材料费用，因此，合理地确定炉子外壁温度，使两者有所兼顾是必要的。

6.  对流室采用钉头管有什么好处?

在对流室采用钉头管可以扩大加热面，提高加热炉的热效率。一般钉头管的面积相当于光管面积的2-3

倍。钉头管的质量相当于光管的1.5～2倍，钉头管的热强度相当于光管的2～3倍。

采用钉头管的好处还在于可以提高管壁温度，减少低温露点腐蚀。在炼含硫量高的原油时，炉管需采

用合金材料，但管外可以采用碳钢钉头（钉头温度低于470℃时）。

7.  低温露点腐蚀是什么意思?它 与哪些因素有关?

燃料在燃烧时，其中的氢（H2）和氧（O2）化合生成水蒸气（H2O），而燃烧器大部分又采用蒸汽雾化，因而使炉子中的烟气带有大量的水蒸气。另外，燃料中的硫（S）在燃烧后生成二氧化硫（SO2），其中少量的SO2进一步又氧化成三氧化硫（SO3），三氧化硫与烟气中的水蒸气结合生成硫酸（H2SO4）。含有硫酸蒸汽的烟气露点大为升高，当受热面的壁温低于露点时，含有硫酸的蒸汽就会在受热面上凝结成含有硫酸的液体，对受热面产生严重腐蚀。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。由于只有在受热面上结露后才发生这种腐蚀，所以又称露点腐蚀。露点温度的高低除与燃料中的含硫量有关外，还与过剩空气系数和三氧化硫的生成量等因素有关。炉膛温度越高，过剩空气越少，则燃烧中的硫生成的SO2被氧化成SO3的份额就越小，露点温度越低。一般资料上提供的露点温度与燃料含硫量的关系并不完全相同就是这个原因。根据我国燃料的含硫量，露点温度一般在105～130℃范围内。有条件时，在现场最好利用露点温度进行实际测定。

在操作过程中，如果受热而与烟灰接触面的壁温低于露点，除产生腐蚀外，还会使烟灰附着在受热面上，这种粘性积灰很难用一般吹灰的方法除去。由于积灰的存在，不但影响了传热效果，增加了烟气侧的流动阻力，还会加剧腐蚀，严重时金属腐蚀物和积灰还会堵塞通路。因此，在烧含硫燃料时，采取措施使与烟气接触的金属温度高于露点是十分重要的。

另外，影响腐蚀速度的因素有硫酸的浓度和壁温。浓硫酸对钢材的腐蚀速度很低，而当浓度为50％左右时，硫酸对碳钢的腐蚀速度最大。对壁温来说，温度高时，化学反应速度较快，腐蚀速度加快。所以，由于各个低温部位硫酸浓度和壁温不同，腐蚀速度是有差别的。

减少低温露点腐蚀，最重要的是使管壁或加热元件的壁温高于露点，或采用耐腐蚀材料。提高壁温可以通过提高管外或管内的介质温度来达到、例如低温油进料的入炉温度应在100℃以上，空气预热器应采用 热风循环，或利用 其他介质将入口空气温度提高到60℃以上，另外，减少过剩空气，低温部位采用可拆卸式结构等也是经常 采用 的有效措施。

五、炉 管

8.  炉管常用哪几种管径?

加热炉的炉管常 用 以下几种管径（单位：毫米）：ϕ60、ϕ89、ϕ102、ϕ114、ϕ127、ϕ152、ϕ219。

对于 ϕ219炉管，在使用前应作经济比较后确定，在一般情况下不推荐使用。

9.  炉管常用哪几种长度?

加热炉的炉管常用以下长度（mm）：2000、2500、3000、3500、4000、4500、6000、8000、9000、10000、12000、14000、15000、16000、18000。

10.  炉管常用长度有什么要求?

圆筒炉辐射立管的最大有效长度一般不应大于18m，对端墙设置燃烧器的水平管管式炉，辐射管的最大有效长度不应大于12m。