油田管式加热炉低温腐蚀的探讨_百度文库
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油田管式加热炉低温腐蚀的探讨|管​式​加​热​炉
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管式加热炉57
名词解释；1.热负荷：每台加热炉单位时间内向管内介质传递的；2.炉膛热强度：燃料燃烧的总发热量除以炉膛体积；3.炉膛表面热强度：单位时间内单位炉管表面积所传；4.加热炉的热效率：向炉子提供的能量被有效利用的；5.炉膛温度：烟气离开辐射室进入对流室时的温度；6.回火：当瓦斯与空气混合物在喷嘴出火孔处的速度；7.灰：是燃料中的可燃组分；垢：是燃料燃烧后残留；1.
　名词解释1.热负荷：每台加热炉单位时间内向管内介质传递的总热量2.炉膛热强度：燃料燃烧的总发热量除以炉膛体积3.炉膛表面热强度：单位时间内单位炉管表面积所传递的热量4.加热炉的热效率：向炉子提供的能量被有效利用的程度5.炉膛温度：烟气离开辐射室进入对流室时的温度6.回火：当瓦斯与空气混合物在喷嘴出火孔处的速度小于火焰传播速度时，火焰自燃烧道回到分布室或混合器内燃烧的现象7.灰：是燃料中的可燃组分；垢：是燃料燃烧后残留下来的不可燃的组分。1.闪点：在大气压力下，燃料油蒸汽和空气混合物在标准条件下接触火焰，发生短促闪火现象时的最低温度，表征燃料油着火的难易；2.燃料发热值：指单位质量或单位体积的燃料完全燃烧时所放出的热量。3.理论空气量：燃料中各组分完全燃烧所需的空气量4.过剩空气系数：管式加热炉实际入炉空气量与理论量之比5.热效率：表示管式加热炉体系中参与热交换的热管利用过程6.能效率：全面地表示了管式加热炉所有供给能量的利用程度，是一项综合和性的技术经济指标。1.透明体：在工业上常见的高温范围内，O2,H2,N2等分子结构对称的双原子气体实际上并
无发射与吸收辐射能的能力，不参与辐射换热的透明体。2.光带：具有辐射能力的波段3.不发光火焰：当气体或没有灰分的燃料完全燃烧时，得到略带蓝色而近于无色的火焰；4.发光火焰：液体以及预先没有和空气充分混合的气体燃料燃烧时，由于有经高温裂解成的炭黑粒子出现在燃烧器的根部，而使该处的火焰发光5.半发光火焰：各种固体燃料燃烧时形成半发光火焰6.虚拟火焰：燃料燃烧时，放出的全部热量，除炉膛的散热损失外，都被燃烧产物本身所吸收，这时燃烧产物将达到一个最高温度；7.冷平面：管排所占据的炉墙面积，即包括管子本身及管子间隙的面积投影8.注汽：对于加热油料的炉子，汽化段注入相当数量的水蒸气，可以降低油气分压，提高气化率；9.扩径：扩大炉管直径，可以减少汽化段压力降，使介质在较低的温度和压力下开始汽化，同时在相同温度下，由于压力降低，汽化率可以提高，当管内计算流速接近临界流速时，更应该扩大管径，以避免压力降急剧增加。10.均相法：这是一种将两相流当作单相流的计算方法判断题1．辐射室是管式加热炉的核心部分；2．炉膛热强度越大，完成相同的热任务所需的炉子越紧凑3.炉管表面热强度越大，完成相同热任务所需的传热面积越小，使用的炉管就越小，炉子体积可减小，投资可以降低4.炉管表面强度一般指平均值5.一根钉头管或翅片管相当于两根以上光管的传热能力6.炉子的热效率越高，完成相同热任务所消耗的燃料越少7.炉膛内烟气温度的高低，是炉子操作中重要的控制指标8.管径增大，传热不良，管壁温度升高，被加热介质易于结焦；管径太小，介质流动阻力大，炉子的压力将增加。9.加热炉炉管表面沉积灰垢之后，热阻将明显增大，使热效率和经济性随之降低1.按照燃烧产物中水蒸气所处的相态（液态还是气态），燃料发热值分高发热值和低发热值1.气体辐射具有选择性2.微粒火焰的辐射和吸收，随着微粒质量浓度的增加以及微粒直径的减小而增加3.液体固体辐射在表面，气体辐射在内部。4.炉管内流体压力降计算主要目的在于确定流体入炉时的压力，从而可以根据此压力选泵5.加热炉管内为单相流时，压力降计算比较简单；加热炉管内为气液两相流时，压力降计算比较复杂6.炉管内的压力降直接与介质的流速有关，管内压力降几乎与流速的平方成正比7.在气、液混相的炉管内，流速受两方面的限制，流速的底限是必须保证流型符合要求，以避免局部过热，流速的上限是临界流速8.当流速接近临界流速时，还会发生振动和噪声，甚至造成炉管损坏，限制管内流速不能太高的9.烟囱的抽力与烟囱的高度和气体间的密度差成正比；烟囱越高，抽力越大，气体间密度差越大，抽力也越大10.流速高可使传热系数增加，减少传热面积，从而减少投资，但压力降几乎与流速的平方成正比，这意味着要加高烟囱或增加引风机电耗3.烟气流动过程中的压力降与其流速的平方成正比填空题1.管式加热炉的主要部分组成:辐射室 对流室 燃烧器 通风系统2.辐射室火焰温度可达：℃左右；3.辐射室炉墙包括：耐热层 隔热层 保护层4.耐热层包括：耐火砖砌筑 耐火衬里5.辐射室是 热交换 的主要场所，全炉热负荷的 70~80% 是由辐射室负担的6.为防止炉管结焦或者被烧坏，热疗主要靠 火焰和烟气 的辐射来传热7.辐射室进入对流室的温度为：700~900℃8.对流室负担全炉热负荷的：20~30%9.根据通风系统的不同，加热炉可分为：自然通风 强制通风 负压 抽力平衡加热炉10.烟道的高度一般为：100m11.管式加热炉按用途分类：纯加热炉、加热反应炉；按传热分类：纯对流式，辐射对流式，辐射式；按燃烧方式分类：火炬式，无焰燃烧式按炉型结构分类：箱式炉，立式炉，圆筒炉；12.加热炉设计热负荷通常取计算值为 1.15~1.2倍13.炉膛体积热强度一般控制在：418700kj/(m3?h)14.早期加热炉热效率：60~70%；现在已达到：85~88%；15.立式炉的分类：底烧横管式炉，双室立式炉，立管立式炉，无焰燃烧炉，阶梯炉16.圆筒炉分类：纯辐射式圆筒炉，有反射锥的辐射-对流型炉，无反射锥的辐射-对流型炉17．管式加热炉主要部件：炉管 弯头 管板 火嘴18.炉管的金属消耗量很大，约占总耗钢量的40~50%，投资占60%19.炉管外径在 60~152mm，最常见的是100~150mm；.管壁厚度为6~12mm20.炉管长度过去多为mm；现在多为国产的炉管长度主要，121.炉管的适用材质：优质碳钢：微腐蚀；铬钼合金钢：硫腐蚀；铬镍不锈钢：氢腐蚀22.加热炉炉管连接件很多，常用的有回弯头、 U型铸钢弯头（180和90度） 急弯弯管23.气体火嘴按燃料气和空气混合的先后可分为 预混式 外混式 半预混式24.油火嘴根据油雾化法分类：雾化剂雾化，机械雾化，联合雾化25.吹灰器的分类：蒸汽吹灰器（固定旋转和伸缩式），声学吹灰器，水冲洗，化学清灰剂26.在受热面上沉积1mm厚的灰垢，热效率将降低1~3%，而实际使用的炉管表面积垢往往达到2~3mm，甚至更多。27.一般要求炉膛内的负压为-19.6~-39.2Pa;28.管式加热炉的门类：看火门、防暴门、人孔门1.管式加热炉所用的燃料有两种，是：液体燃料（重质油：常压重油，减压渣油，裂化渣油），气体燃料（瓦斯等，主要成分H2和C1~C5）。2.管式加热炉常用的热效率仪中分析烟气成分的仪表有 氧化锆测氧仪、磁导式氧分析仪和二氧化碳测定仪4.半发光火焰：焦炭粒子和灰粒，两者的辐射均无选择性5.一般限制管内最大流速不超过临界流速的80%~90%6.直管内阻公式：范宁公式（P106）:7.两相流的流型主要取决于气液的流速，气液的物理性质，如密度、粘度、界面张力等8.水平管：低液速包括分层流、波状流、环雾状流；中等流速包括长泡流和液节流；高液速包括分散气泡流；9.水直管：低液速包括气泡流 液节流、泡沫流和环-雾状流；高液速液节流直接向环-雾状流10.同一般工业管道一样，炉管内不允许出息液节流；11.为了避免介质局部过热发生裂解，炉管内气液两相流的流型还最好是雾状流；12.在局部地方，李茹泡点附近，要达到雾状流比较困难，也允许出现环状流或分散气泡流13.在逐级扩径的汽化段炉管内，不适宜的流型一般出现在每种管径的始端14.一般要求计算的气液混合流速不超过临界流速的80%~90%;15.常用的计算压力降的方法有：均相法、Dukler16.对于高气速的雾状流和高液速的分散气泡流这样假设是比较切合实际的，计算误差也可能很小。17.辐射室高度所形成的抽力，一般考虑用来克服空气通过燃烧器的阻力18.烟气在对流室中的流速选择是从传热和压力降两方面考虑的19.风管道中空气的流速一般取10~15m/s，在燃烧器入口的支管内，允许风速提高到18~20m/s20.烟囱的直径主要取决于烟气的流量；21.在自然通风时，可采用烟气质量流速Gg为2.5~3.5kg/(O?s)来决定烟囱的直径 简答题1.立式炉各炉型的分类特点？P5-7答：底烧横管式炉：优点是火焰垂直向上，与烟气流动方向相同，并连成片状燃烧，传热比较均匀；烟气由辐射室，对流室经烟囱一直上行，阻力损失小；由于炉管卧放，对于气液两相混流的物流，其流动状态好，不会发生气液分层流动，缺点是高合金钢中间管家用量多；炉外需留出抽管空间，占地面积大。双室立式炉：火焰贴墙而上，把墙壁烧红，使火墙成为良好的热辐射体，以提高辐射传热的效果，同时避免两排火嘴的火焰互相干扰，比其他类型的立式炉传热均匀。立管立式炉：节省了合金钢材，，同时又保留了立式炉的特点；但其沿炉管高度方向受热不均，对由气液两相混流的介质，沿着炉管下行时，在一定的流速范围内，气相易走外侧，造成炉管超温烧坏。无焰燃烧炉：优越的加热均匀性，炉管表面热强度大可分区调节各区温度；但火嘴与炉墙结构复杂，造价昂贵，且只能使用气体燃料。阶梯炉：火焰直接加热炉墙，炽热的炉墙再向炉管辐射传热，使炉管受热均匀；造价低一些；但加热的均匀程度和分区调节的特性不及无焰燃烧炉。2.圆筒炉各炉型的分类特点？P7-8答：纯辐射室圆筒炉：最简单最便宜的炉子；管内压降小；但管程数单一，受热不均匀，热效率低。有反射锥的对流型炉：改善了受热不均的特点，但容易腐蚀损坏，燃烧器的火焰尖部也容易舔到反射锥上造成烧损，另外需要高铬合金钢材质造价高。无反射锥的辐射对流型炉：施工制造简单，造价低，但炉膛内显得太空，炉膛热强度将急剧下降，结构上经济上都开始不利。3.圆筒炉的炉型特点？P8答：优点：由于辐射管垂直炉内，炉管自由悬挂或支撑，不受管架的约束或滑动摩擦，温度变化时可以自由伸缩，且不受自重的弯曲应力的影响；采用垂直炉管，无需耐高温的管架材料；炉管沿圆周排列，火焰与每根炉管的距离相等，在同一水平面上各炉管受热均匀；金属消耗量低；占地面积少，比相同能力的立式炉少33%；容易建造，节省投资；炉用配减少，炉壁热损失少。缺点：垂直立管不易清焦，同样存在气液分层的问题；又由于圆筒炉热效率不如立式炉高。4.炉型选择的基本原则？P11答：从结构、制造、投资费用方面考虑，应优先选择辐射室用立管的加热炉；对一般用途的中小负荷炉子，宜优选考虑立式圆筒炉；单排管双面辐射加热炉一般只用于烃类蒸气转化和乙烯裂解等高温过程。5．选用燃烧器注意事项？P21答：燃烧器应与燃料特点相适应；燃烧器应满足管式加热炉的工艺要求；燃烧器应与炉型相配合；燃烧器应能满足节能环保要求1.影响过剩空气系数额因素？答：燃料性质；燃烧器的性能；炉体密封性能；加热炉的测控水平；控制烟囱挡板。2.正平衡法：进出加热炉的热量？答：入炉热量：燃料燃烧放出的热量；燃料、空气、雾化蒸汽带入的显热；出炉热量：被加热介质吸收的有效热量，Q ;烟气离开对流室时带走的热量，Q1；化学不完全燃烧损失的热量，Q2；机械不完全燃烧，Q3；炉子散热损失的热量，Ql.3.影响加热炉效率的因素？答：降低过剩空气系数；改进燃烧器；扩大对流室传热效果；减少炉壁散热；使用空气预热器和废热锅炉；安装计算机自动控制系统。4.加热炉热效率的标定测定需对划定体系的下列参数进行准确测量？答：1）用干球温度计测量环境温度，作为基准温度；2）测量各种被加热介质（油料、过热蒸汽、余热锅炉工质等）在体系入口的流量（包括油料气化率）、温度和压力，以计算有效热量；3）测量燃料的低发热值，以及燃料、空气和雾化蒸汽在体系入口处的温度、压力和流量，以计算供给热量4）测量烟气离开体系时的温度，并进行烟气组成分析，以计算排烟损失5）测量炉外壁、风、烟道外壁以及空气预热器外壁的平均温度和环境风速，以计算散热损失。5.正平衡法按照热效率定义来算加热炉的热效率，即被加热介质吸收的有效热量与燃料燃烧放出热之比：?=Q/BQL; ?-加热炉热效率；Q-被加热介质吸收的有效热量KJ/h；QL-燃料低发热值KJ/Kg; B-燃料用量Kg/h;有效热量指加热炉的热负荷1.（8’）火焰的黑度公式：P53H-辐射室的火焰方向的高度或长度，Lf-火焰长度，m；D-辐射室的当量直径，m; df-火焰的平均直径，m； ?f-火焰本身的黑度；x-无因次准数。1.罗卜依万斯法对辐射室的传热过程做了四条简化设定？答：在加热炉的辐射室中，作为辐射室传热热源的烟气只有一个温度tg（700~900℃），并与辐射室的烟气出口温度相等；将管排看作一个吸热面，其温度等于管排的平均温度tw, 把炉内除去辐射管排以外的其他耐火砖墙看作反射面，也具有相同的温度tR; 烟气对流穿滴给反射面的热量全部被炉墙散失到大气中，而烟气辐射传递给反射面的热量全部被炉墙反射给管排；烟气为灰体，吸热面为灰表面；其实质是一个气体一个受热面和一个反射面的传热模型，简称一个气体区的模型。1.气液两相流要比单相流复杂很多的原因？答：对气液两相流没有直接的类似摩擦系数与雷诺系数的关系；两者之间存在着相对运动，这会产生摩擦损失而使压力降低；在垂直管内，液相在炉管内连续不断上升和下降，也会消耗能量而形成压力降低。2.纯加热型管式加热炉对介质温度的要求？答：介质温度不超过显著裂解的温度；介质出炉时具有足够高的焓值1.抽力怎么形成的？答：抽力是由于炉内烟气的密度和大气的密度的差别而引起的，但在计算烟囱的高度时，一般不讲辐射室的抽力考虑进来，原因是，对于烟囱位于炉顶、烟气上行的加热炉，在设计时，可根据经验应使对流室下部具有-19.6Pa的负压。在操作中，此处为控制点，如负压太大，则落入空气多，会降低加热炉效率；如为正压，则高温烟气漏出，除降低加热炉效率外，还会使炉子衬里损坏及钢结构局部过热。所以可以认为辐射室所产生的抽力用以克服火嘴金凤的阻力而全部消耗尽了，在计算中将不予考虑。包含各类专业文献、幼儿教育、小学教育、中学教育、行业资料、外语学习资料、专业论文、应用写作文书、管式加热炉57等内容。　
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管式加热炉温度串级控制系统设计毕业设计.doc18页
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前言..……….……2
管式加热炉温度控制系统设计的目的意义………………………3
1.1管式加热炉简介………………………………..…………………………….3
1.2目的及意义…………………………………………………………………3
管式加热炉温度控制系统工艺流程及控制要求……………..…….4
总体设计方案………………………………………………………….5
3.1 方案比较…………………………………………….……………………….5
3.2 方案选择…………………………………………………………………..…6
串级控制系统分析………………………………………………..…..7
4.1 主回路设计7
4.2 副回路选择7
4.3 主、副调节器规律选择..7
4.4 主、副调节器正反作用方式确定..8
4.5 控制器参数工程整定8
第五章 各仪表的选取及元器件清单8
5.1 温度变送器8
5.2 温度检测元件..9
5.3 调节阀…………………………………………………………………….11
5.4 联锁保护….…………………………………………………….……11
MATLAB仿真实验……………………..…………………………..12
6.1 副回路的整定12
6.2主回路的整定.13
6.3整体参数整定..13
问题及解决办法………………………………….………………….16
心得体会………………………………………………………………16
【参考文献】
前言??国内外控制系统发展情况
1. 国外控制系统的发展情况
?自 70 年代以来,由于工业过程控制的需要,特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下,国外温度控制系统发展迅速,并在智能化、自适应、参数自整定等方面
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