管式加热炉是一种火力加热设备，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰和烟气作为热源，加热在管道中高速流动的介质，使其达到工艺规定的温度，保证生产的进行。在预加氢中需要对原料进行加热，以达到反应温度。预加氢的量较小，因此采用圆筒炉。主要的参数如下：
查《石油炼制工程（上）》图Ⅰ-2-34可知，在入炉温度t1=350℃,进炉压力约15.0㎏/㎝2条件下，油料已完全汽化，混合油气完全汽化温度是167℃。
燃料完全燃烧所生成的水为气态时计算出的热值称为低热值，以Ql 表示。在加热炉正常操作中，水都是以气相存在，所以多用低热值计算。
假定火嘴的额定喷油能力比实际燃料大30%，选择标准火嘴的流量200kg/h ，则需要火嘴的数量为
根据工艺要求和经验，参照表4-1，选取四反加热炉为圆筒炉。圆筒炉对流室较小，炉管较少，当用光管时，对流室热负荷QC 所占比例较小，现已知加热炉的总热负荷Q ，现在取辐射室的热负荷
由《管式热炉》(穆文俊主编)附表查的1528φ?标准钉头管，管周边钉头数14，钉头直径12m 钉头纵向间距16mm ，钉头高25mm 。
循环氢粘度近似按照氢的粘度计算，370。C 时，其值为0.0000150Pa s g 按照式(1)计算氢与油混合物粘度
烟囱是加热炉不可缺少的一部分，它主要的作用是产生一定的抽力使得烟气在加热炉中不断的流动，并将高温烟气向高空中排放，以减少对环境的污染。加热炉的烟囱可以用钢，砖或者混泥土制成，可以设置在炉子旁边也可以放在炉子顶部。不过一般中小型的圆筒炉的烟囱都是用钢材制成的，并且防止在炉子的顶部。总之，在采取自然通风的加热炉中，一个设计良好的烟囱，应该保持炉子内部保持一定的负压，使燃料燃烧所需的空气进入炉内，而且高温烟气不能够从炉内泄漏。
S ：对流段宽，m ； c L ：对流段当量长度，m ； D ：节圆直径，m ； e P ?：压力降，pas 或cp ；
.......................................... ............ 冶金加热炉设计工作手册 第一篇冶金工厂加热炉的设计方法和原则 第一章加热炉的初步设计 第一节设计前的原始资料 第二节加热炉炉型的确定 第三节加热炉燃料的确定 第四节加热炉燃烧装置的确定 第五节预热装置的选择及安装 第六节鼓风系统和排烟系统 第七节炉子水冷系统的确定 第八节加热炉钢结构 第九节加热炉机械和自动调节 第一节绘制加热炉炉型示意简图 第二章加热炉的工艺计算和设计 第一节燃料燃烧计算
第二节加热炉的热制度 第三节钢坯加热温度和时间的计算 第四节炉子数量和基本尺寸的确定 第五节炉体筑炉材料确定 第六节力口热炉炉衬的设计 第七节钢架结构的设计 第八节炉子热平衡和燃料消耗量的计算 第九节燃烧装置的计算 第十节预热装置的计算 第十一节煤气(空气)管道和烟道的设计 第二篇钢铁厂加热炉设计实例 第三章120t／h步邂釉肋口热炉设计实例 第一节步进梁5勒口热炉设计基本情况 第二节步进梁5肋口热炉设计说明 第三节步进梁式加热炉及其附属设备的工艺性能 第四节步进梁式加热炉各结构说明 第六节图例 第四章15t／h推钢式连续加热炉设计实例 第—节加热炉炉型的选择 第二节燃料燃烧计算 第三节卿劾燃时间的计算 第四节炉子卸》Rl寸的决定及有关的J计嘴标 第五节热平衡计算及燃料消耗量的确定 第六节燃烧系统的设计 第七节烟道的设计
摘要 冶金工业消耗大量的能源，其中钢坯加热炉就占钢铁工业总能耗的四分之一。自70年代中期以来，各工业先进国对各种燃烧设备的节能控制进行了广泛、深入的研究，大大降低了能耗。 步进式加热炉不仅是轧线上最重要的设备之一，而且也是耗能大户。钢坯加热的技术直接影响带钢产品的质量、能源消耗和轧机寿命。因此步进式加热炉优化设定控制技术的推广对钢铁企业意义重大。步进式加热炉的生产目的是满足轧制要求的钢坯温度分布，并实现钢坯表面氧化烧损最少和能耗最小。由于步进式加热炉具有非线性、不确定性等特点，其动态特性很难用数学模型加以描述，因此采用经典的控制方法难以收到理想的控制效果，只能依靠操作人员凭经验控制设定值，当工况发生变化时，往往使工艺指标（如空燃比）实际值偏离目标值范围，造成产品质量下降消耗增加。针对以上情况，本文通过理论和仿真比较说明使用双交叉限幅控制系统是一种比较好的燃烧控制方法。 关键词：步进式加热炉；空燃比；双交叉限幅；系统仿真
井口加热炉热工检测方案 一、项目来源 根据胜利油田采油工程处部署，对胜利油田在用的各厂家的各种类型井口加热炉进行热效率测试。本次测试工作由胜利油田技术检测中心能源监测站承担。 二、检测目的： 检测加热炉在实际运行工况下的加热炉的热效率。 三、依据标准： SY/T6381-1998 加热炉热工测定 SY/T6275-1997 石油企业节能检测综合评价方法 四、测试基本检测方法及测试数量 4.1 测试方法 测试方法采用正平衡法与反平衡法相结合的测试方法。当现场不满足正平衡测试条件时，则以反平衡测试方法进行测试。 正平衡法：通过直接测量加热炉输入热量和输出热量而计算出效率的方法。 反平衡法：通过测定加热炉各项热损失而计算出效率的方法。 4.2测试数量 因本次需测试的加热炉数量众多，故采取抽样测试的方式进行，抽测比例不低于30%。具体按各厂家加热炉（包括各种型号的加热炉）数量的30%进行。 五、测试工况要求： 1 、时间要求： （1）、测试应在加热炉热工况稳定和燃烧调整到测试工况1h后开始进行。 （2）、测试的持续时间不少于1h，烟气成分和排烟温度每隔15min读数记录数据一次。 2 、燃料要求：测试时加热炉所用燃料应符合加热炉设计要求。 3 、加热炉液位要求：测试结束时，加热炉液位应与测试开始时保持一致。 4 、加热炉负荷应在符合工艺要求（被加热介质出口温度达到外输要求）的工况。 七、测试项目 主要测试项目如下： 1)液体燃料元素分析、低位发热量、密度、含水量； 2)燃料消耗量； 3)燃烧器前燃油（气）压力； 4)燃烧器前燃油（气）温度； 5)被加热介质流量； 6)被加热介质密度； 7)被加热介质含水量； 8)加热炉进口、出口介质温度； 9)加热炉进口、出口介质压力； 10)排烟温度； 11)排烟处烟气成分分析； 12)入炉空气温度； 13)炉体外表面温度； 14)当地大气压力； 15)环境温度；
原则性热力系统图3-1如下： 图 3-1 3.2热平衡法 热平衡式一般有两种写法：一是吸热量=放热量×h η，h η为加热器的效率；另一种方法是流入热量=流出热量。为了在同一系统计算中采用相同的标准，应采用统一的，h η故热平衡式的写法，在同一热力系统计算中也采用同一个方法。 拟定热平衡式时，最好根据需要与简便的原则，选择最合适的热平衡范围。热平衡范围可以是一个加热器或数个加热器，乃至全部加热器，或包括一个水流混合点与加热器组合的整体。 3.2.1 整理原始资料
4.加热炉的计算 管式加热炉是一种火力加热设备，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰和烟气作为热源，加热在管道中高速流动的介质，使其达到工艺规定的温度，保证生产的进行。在预加氢中需要对原料进行加热，以达到反应温度。预加氢的量较小，因此采用圆筒炉。主要的参数如下： 原料：高辛烷值石脑油； 相对密度： 20 40.7351 d = 进料量：62500/kg h 入炉温度：I τ=350C o ； 出炉温度：o τ=490C o ； 出炉压强：2 15/kg cm 气化率： e=100%； 过剩空气系：α：辐射：1.35 对流段：1.40 燃料油组成： 87%,11.5%,0.5%,1%C H O W ==== 加热炉基本参数的确定 4.1加热炉的总热负荷 查《石油炼制工程（上）》图Ⅰ-2-34可知，在入炉温度t1=350℃,进炉压力约15.0㎏/㎝2条件下，油料已完全汽化，混合油气完全汽化温度是167℃。 原料在入炉温度350C o ，查热焓图得232/i I kJ kcal = 原料的出炉温度为490C o ，查热焓图得377/v I kcal kg =。 将上述的数值代入得到加热炉的总热负荷 Q = m[eIV+(1-e)IL-Ii]
第1章加热炉控制系统 加热炉控制系统工程背景及说明 加热炉自动控制（automatic control of reheating furnace），是对加热炉的出口温度、燃烧过程、联锁保护等进行的自动控制。早期加热炉的自动控制仅限控制出口温度，方法是调节燃料进口的流量。现代化大型加热炉自动控制的目标是进一步提高加热炉燃烧效率，减少热量损失。为了保证安全生产，在生产线中增加了安全联锁保护系统。 影响加热炉出口温度的干扰因素很多，炉子的动态响应一般都比较迟缓，因此加热炉温度控制系统多选择串级和前馈控制方案。根据干扰施加点位置的不同，可组成多参数的串级控制。使用气体燃料时，可以采用浮动阀代替串级控制中的副调节器，还可以预先克服燃料气的压力波动对出口温度的影响。这种方案比较简单，在炼油厂中应用广泛。 这种控制的主要目的是在工艺允许的条件下尽量降低过剩空气量，保证加热炉高效率燃烧。简单的控制方案是通过测量烟道气中的含氧量，组成含氧量控制系统,或设计燃料量和空气量比值调节系统,再利用含氧量信号修正比值系数。含氧量控制系统能否正常运行的关键在于检测仪表和执行机构两部分。现代工业中都趋向于用氧化锆测氧技术检测烟道气中的含氧量。应用时需要注意测量点的选择、参比气体流量和锆管温度控制等问题。加热炉燃烧控制系统中的执行机构特性往往都较差，影响系统的稳定性。一般通过引入阻尼滞后或增加非线性环节来改善控制品质。 在加热炉燃烧过程中，若工艺介质流量过低或中断烧嘴火焰熄灭和燃料管道压力过低,都会导致回火事故，而当燃料管道压力过高时又会造成脱火事故。为了防止事故，设计了联锁保护系统防止回火和温度压力选择性控制系统防止脱火。联锁保护系统由压力调节器、温度调节器、流量变送器、火焰检测器、低选器等部分组成。当燃料管道压力高于规定的极限时，压力调节系统通过低选器取代正常工作的温度调节系统，此时出料温度无控制，自行浮动。压力调节系统投入运行保证燃料管道压力不超过规定上限。当管道压力恢复正常时，温度调节系统通过低选器投入正常运行，出料温度重新受到控制。当进料流量和燃料流量低于允许下限或火焰熄灭时，便会发出双位信号，控制电磁阀切断燃料气供给量以防回火。 随着节能技术不断发展，加热炉节能控制系统正日趋完善。以燃烧过程数学模型为依据建立的最佳燃烧过程计算机控制方案已进入实用阶段。例如，按燃烧过程稳态数学模型组成的微机控制系统已开始在炼油厂成功使用。有时利用计算机实现约束控制，使加热炉经常维持在约束条件边界附近工作，以保证最佳燃烧。
1.F RNC-5软件的引进与使用概况 中石化集团公司下属的若干设计院（石化工程公司）从1997年开始引进了多套美国PFR公司的通用加热炉工艺计算软件FRNC-5。此软件在加热炉工艺计算中得到很好的应用，发挥了重大作用。 美国PFR公司全称为PFR工程系统公司（PFR Engineering System，Inc ）。公司设在美国洛杉矶，创建于1972年1月，从事热力学系统设计分析和人员培训。该公司的软件产品拥有六十多个用户，遍布六大洲的十五个以上的国家。其中FRNC-5PC软件有二十年以上的使用经验。 本软件可以优化加热炉设计，并可对现有加热炉进行操作分析、加强管理，是一个较为优秀的软件。 2.F RNC-5软件功能与特点 2．1 软件应用范围 本程序可用于炼油、石油化工及热电联合等装置中大多数火焰加热炉及水管锅炉的性能模拟及效率预测。程序采用经过证明了的技。
