加热炉原理、组成部分、操作规程等内容介绍

  捣蛋鬼        2018-05-14 01:28:06

加热炉是一种专用于对产品物料和生产的工件进行加热处理的设备。不同于烘干设备的是,加热炉的主要用途不是对一般物料进行加热,而是对金属产品通过无氧化或少氧化的高温加热从而使其能够进一步的深加工。随着科技的发展,加热炉的种类也是越来越多,其中最常见的就是管式加热炉和蓄热式加热炉。如今,加热锅炉应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域。下面贤集网小编来为大家介绍关于加热锅炉的相关知识,包括:加热炉原理、组成部分、操作规程、技术指标、节能途径、操作异常问题及处理措施。想要了解这些知识的小伙伴们就继续往下文阅读吧!

加热炉原理、组成部分、操作规程等内容介绍

加热炉原理
用于加热小断面料坯的炉子只有预热段和加热段。习惯上还按炉内安装烧嘴的供热带划分炉段,依供热带的数目把炉子称为一段式、二段式,以至五段式、六段式等。50~60年代,由于轧机能力加大,而推钢式炉的长度受到推钢长度的限制不能太长,所以开始在进料端增加供热带,取消不供热的预热段,以提高单位炉底面积的生产率。用这种炉子加热板坯,炉底的单位面积产量达900~1000公斤/(米2·时),热耗约为(0.5~0.65)×106千卡/吨。70年代以来,由于节能需要,又由于新兴的步进式炉允许增加炉子长度,所以又增设不供热的预热段,最佳的炉底单位面积产量在600~650公斤/(米2·时),热耗约为(0.3~0.5)×106千卡/吨。连续加热炉通常使用气体燃料、重油或粉煤,有的烧块煤。为了有效地利用废气热量,在烟道内安装预热空气和煤气的换热器,或安装余热锅炉。

加热炉原理、组成部分、操作规程等内容介绍

加热炉组成部分
加热炉一般由辐射室、对流室、燃烧器、余热回收系统以及通风系统五部分组成。
一、辐射室
1、辐射室也称为炉膛,包括燃烧器和风道,炉管和炉管支撑,耐火衬里等,传热方式主要是热辐射,全炉热负荷的70%~80%是由辐射室担负的,是全炉最重要的部分。由于火焰温度很高(可达1500-1800℃),故不能直接冲刷炉管。火焰离炉管远,辐射传热量小,所以应尽量减小炉膛体积,节省投资。
2、辐射室炉墙由耐热层、隔热层和保护层组成。耐热层除能耐高温,还有再辐射性能,能将吸收的热量再辐射给炉膛。耐热层有耐火砖砌筑和耐火衬里两类。尤其是陶瓷涂料耐火衬里,不仅耐高温、耐振动、有良好的绝热性,而且辐射系数高,增加了辐射能力。
二、对流室
对流室包括遮蔽管,对流管,耐火衬里,管线支撑和挂钩,主要传热方式是对流。对流室一般担负全炉热负荷的20%~30%,对流室吸热量的比例越大,全炉的热效率越高,为了尽量提高传热效果,对流室多采用钉头管和翘片管。
三、燃烧器
1、燃烧器产生热量,是炉子的重要组成部分。要使火焰不冲刷炉管并实现低氧完全燃烧。
2、燃烧器由燃料喷嘴、配风器、燃烧道三部分组成。燃烧器按所用燃料的不同可分为燃油燃烧器、燃气燃烧器和油-气联合燃烧器。燃烧器性能的好坏,直接影响燃烧质量及炉子的热效率。
3、操作时,特别应注意火焰要保持刚直有力,调整火嘴尽可能使炉膛受热均匀,避免火焰舔炉管,并实现低氧燃烧。要保证燃烧质量和热效率,还必须有可靠的燃料供应系统和良好的空气预热系统。

四、余热回收系统
1、余热回收系统是从离开对流室的烟气中进一步回收余热的部分。
2、回收方法分为两类,一类采用空气预热方式回收热量;另一类是采用余热锅炉回收热量。
3、空气预热方式有直接安装在对流室上面的固定管式空气预热器,还有单独放在地面上的管式空气预热器等型式。
4、目前,炉子的余热回收系统多采用空气预热方式,只有高温管式炉(烃类蒸汽转化炉、乙烯裂解炉)和纯辐射炉才使用余热锅炉,这类高温管式炉的排烟温度较高,安装余热回收系统后,炉子的总效率可达到88%-90%。
五、通风系统
1、通风系统的任务是将燃烧用空气导入燃烧器,并将废烟气引出炉子,它分为自然通风方式和强制通风方式两种。
2、过去,绝大多数炉子都采用自然通风方式,烟囱通常安装在炉顶。近年来,随着炉子结构的复杂化,炉内烟气侧阻力增大,加之提高炉子热效率的需要,采用强制通风方式日趋普遍。
3、其它的附件设备包括炉壳体、钢结构支撑、耐火衬里、管板箱、火嘴风门、烟囱、挡板、空气预热器、鼓风机或引风机、仪表、燃料和物料的管线和阀门,吹扫蒸汽接口等。


加热炉操作规程
一、加热炉启动:
1、点火前的准备工作
①穿戴好劳保用品,带棉纱、活动扳手以备用。
②检查供气管道各部连接点,保证各部螺丝紧固齐全,各闸门开关灵活,供气阀门应处于开启状态。
③液位计应清洁、完整、清晰。
④安全阀必须在有效期内,完好灵敏,整定压力为0.1MPa。
⑤检查压力表,保证在有效期内,显示灵敏准确。
2、点炉:
①检查加热炉水位,液位计上显示液位在40至70之间(加热炉的1/2至2/3处),若水位不足,给炉子上水,同时冲洗液位计。
②检查调压阀,保证供气管线的压力在合适的范围内(1千帕左右)。
③合上温控箱的电源开关,并按下燃烧器启动按钮。
④注意观察燃烧器控制面板上指示灯的变化情况,若燃烧器处于报警状态,则需检查燃气的供给情况。
⑤观察火焰的变化情况,同时根据需要调节温控仪的上下限温度,上限定为80°,下限定为70°。
二、加热炉的运行:
1、正常运行过程中炉膛内均匀连续的轰轰声。声音异常变化时,应察看天然气供气情况,并调节燃烧器设定温度,检查程控器和伺服电机的运行情况。
2、保持供气稳定,防止气量忽多忽少,引起炉膛内燃剧烈变化,保持控制面板上水温显示在80°以上。
3、液位计应保持清洁,明亮,无油污,无水锈。
三、停炉
1、停炉时需按下燃烧器的停止按钮,并拉下温控箱的电源开关。
2、按采暖循环泵操作规程,停止循环泵的运转。
3、维持正常水位,使炉内压力逐渐下降。再经8---12小时,可适当放水一次,直到炉水冷却到70度以下时,便可放尽炉水。
加热炉的技术指标
1、加热炉热负荷。即每台加热炉单位时间内向管内介质传递热量的能力,表示加热炉的生产能力大小。
2、炉膛温度。俗名火墙温度,指的是烟气离开辐射室进入对流室时的温度。这个温度越高,则辐射炉管传热量越大,进入对流室的热量也越大,但若温度过高,容易烧坏炉管及中间管架。
3、炉膛热强度。即单位时间内、单位体积炉膛内燃料燃烧的总发热量W/m2。炉膛尺寸一定后,多烧燃料必然提高炉膛热强度,相应地炉膛温度也会提高,炉子内炉管受热量也就增多,般管式加热炉的炉膛热强度为8.14~11.63W/m3(7~10kcal/m3·h)。
4、炉管表面热度。炉管单位表面积、单位时间内所传递的热量称为炉管的表面热强度。炉管表面热强度越高,在一定热负荷所需的炉管就越少,炉子可减少,投资降低,但提高有一个限度。
5、炉子热效率。加热炉负荷占燃料燃烧时放出总热量的百分比数称为炉子热效率。热效率越高,燃料越节省。它表示了炉子是否先进。
6、管内流速。流速越小,传热系数越小,介质在炉内的的停留时间越长,管内介质越易结焦,炉管越容易损坏,但流速过高又增大管内压力降,增加动力消耗,因此管内流速要适宜。


加热炉节能途径
1、加热炉防腐
加热炉防腐蚀主要是采用防护涂层和牺牲阳极阴极保护方法对加热炉烟火管进行联合保护。由于一般涂层材料不耐高温。因此,耐高温防腐材料的应用是解决加热炉腐蚀的最好途径。
2、加热炉防垢
①加强生产维护,定期清垢
目前,加热炉的工作介质多为含油污水,矿化度比较高,极易结垢,影响加热炉效率,所以应定期对加热炉进行除垢。由以往试验结论得知,大庆油田平均每年因加热炉结垢而无效损耗掉约0.09~0.63亿元天然气费用,带来了大量的燃料成本浪费。另外,严重的污垢沉积,会使加热炉热性能下降,影响生产。同时,由于加热炉内污垢的导热不良,致使金属壁面温度升高,降低了钢材的强度,常常发生爆炉等事故。
②使用可抽式加热炉
油田注聚以后,采出液的粘度增加,加快了烟火管的结焦进程和破损速度。可抽式加热炉是目前能彻底清垢、保持加热炉高效率,清垢费用低的产品。它的主要特点是改变了以往炉内清垢不彻底的弊端,可将烟火管抽出炉体进行清垢。可抽式加热炉技术既可应用于新建加热炉项目,又可应用于加热炉改造项目,应用此项技术,将为老式加热炉节能降耗提供强有力的技术支持。
3、提高加热炉炉效
①减少热损失
有效途径是改善加热炉燃烧技术、减少排烟损失、加强保温节能等,使加热炉在最好的工况下运行。
②采用真空加热炉
真空加热炉采用真空相变换热技术,充分利用汽、液相变潜热的热通过加强热媒换热能力,达到很高的 换热效率。其换热过程首先是利用真空控制阀把加热炉顶部空间抽成真空,燃烧器将燃料充分燃烧,通过火管、烟管壁面将热量传递给炉壳内的中间介质“水”,水受热在低于标准大气压下沸腾产生蒸气,蒸气与低温的盘管壁换热,冷凝成水,将热量传递给盘管真空加热炉内部结构换热器内流动的工质。凝结后的水继续被加热汽化,如此循环往复, 实现加热炉的换热。由于原油不与烟火管直接接触,因而安全性较高。同时,真空加热炉比火筒炉提高了3%的炉效,节约了耗气量,节省了运行费用。


加热炉操作异常问题
一、炉膛内局部过热
1、原因:
①各火嘴火焰长短不齐,或点燃的火嘴分布不均;
②各二次风门开度不均;
③烟道挡板开度太小,火苗发飘。
2、处理方法:
①调整火嘴或清洗火嘴;
②调整各风门开度,尽量保持一致;
③调整烟道挡板,适当增大炉膛负压。
二、炉出口温度不稳
1、原因:
①炉管内介质流量波动;
②瓦斯压力、流量、组成波动;
③进料入口温度波动;
④气温变化,下雨等;
⑤仪表失灵。
2、处理:
①控制平稳介质流量;
②控制平稳瓦斯压力、流量;
③控制平稳进料入口温度;
④加强炉子调整,保证炉出口温度平稳;
⑤请仪表维修。
三、炉管破裂
1、原因:
①炉管结焦或堵塞;
②炉管长期局部过热;
③炉管老化或腐蚀严重;
④炉膛长时间超温使用。
2、现象:
①炉膛内炉管处有火焰喷出或看火窗冒火;
②炉膛和炉出口温度上升;
③有爆炸响声。
3、处理:按紧急停工处理。

加热炉原理、组成部分、操作规程等内容介绍

四、炉管结焦
1、现象:
①各炉入口压力上升;
②炉膛温度上升;
③分支炉管出口温差大;
④炉出口温度下降;
⑤严重时炉管发生剥皮,出现纹路,变为粉红色。
2、原因:
①由于操作不稳,火焰过长,局部过热;
②各炉炉管内流量分布不均匀;
③进炉流量中断或偏低;④原料性质变差。
3、处理:
①加强平稳操作,严格控制多火嘴、短火焰、齐火苗;
②严格控制分支炉管进料均匀;
③如进炉介质流量偏低,应降温操作;
④保持一定的注水(汽)量和炉管内介质的流速,防止炉管结焦;
⑤在紧急停炉等非正常操作时,吹扫尽炉管内的物料,防止炉管结焦;
⑥控制好吹灰频率,防止对流结灰、烟气偏流造成腐蚀;
⑦如结焦严重时,则汇报车间,按正常停炉处理。
五、炉膛温度不均匀
1、原因:
①火嘴偏烧;
②各火嘴火焰长短不齐;
③热电偶位置或插入深度问题;
④各炉管流量大小不够均匀。
2、处理:
①校正处理;
②调整火焰使之正常;
③联系仪表处理;
④控制各路入炉流量稳定。
3、处理措施:
①避免出现回火现象,加强瓦斯切液,适当开大烟道挡板或引风机入口蝶阀。
②)如风机跳闸迅速打开烟道挡板,联系有关单位迅速排除电器故障。
③降低处理量,严禁加热炉超负荷运行。


以上是贤集网小编为大家介绍的加热炉原理、组成部分、操作规程、技术指标、节能途径、操作异常问题及处理措施。还有一点大家要注意,加热炉在开炉前必需要对电气设备、水冷却系统、感应器铜管等进行检查,只有在这几个设备完好的情况下才能开炉,确保炉子的安全性,否则禁止开炉;确定专门负责送电和开炉的人员,并且负责人员不得擅自离开岗位,工作期间必需对感应器和坩埚的外部情况进行监管,以防止有人在送电后触碰感应器和电缆,影响感应加热炉的正常作业或发生安全意外。当然,在对感应加热炉进行维护保养时,也应保持中频发电机房内的清洁,严禁易燃易爆的物品堆放。

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