加热炉专业题库

加热炉

1.简述管式加热炉的工艺原理及其特点。

答：管式加热炉是炼油化工企业的重要设备之一，它是利用燃料与空气以适当的比例混合进入炉膛内燃烧，通过辐射和对流的烟气传热，来加热炉管中流动的油品，使其达到工艺规定的温度，以供给原油或油品在进行分馏、裂解或反应等加工过程中所需的热量，保证生产正常进行。管式加热炉的加热方式与其它加热方式相比，其主要特点是：加热温度高(可达1000℃左右)，传热能力大和便于操作管理。

2.炼厂中圆筒炉的基本构造及特点。

答: ① 圆筒炉主要是由圆筒体的辐射室和长方形的对流室和烟囱组成。辐射室(炉膛)外壳是钢板圆筒体，内衬有耐火砖, 筒体下部有底板, 底板上还装有多个向上燃烧的火嘴，辐射管沿炉膛周围立式排成一圈。对流室在圆筒上部, 对流管为横排, 为了提高对流管的传热效率, 对流管外面还可以焊有钉头和翅片。钢制烟囱在对流室上，并装有烟道挡板，可以调节风量。

② 圆具有结构简单、紧凑、占地面积小、投资省、施工快、热损失少等优点。由于圆筒炉的炉墙面积与炉管的表面积的比例较其它炉型低，炉墙的再辐射作用相应减弱了, 故其炉管表面积热强度较其它炉型低。另外, 立管用机械除焦困难，所以圆筒炉适用于油品的纯加热。

3.加热炉炉管的材质有什么要求?

答: ① 要有足够耐热性, 以防炉管在高温下的蠕变；② 要有足够的抗氧化性和耐腐蚀性；③ 为了能承受一定操作压力及抵抗机械清焦的冲击, 需要有一定的强度, 同时为与回弯头紧密联接, 也要有合适的硬度。

4.对加热炉炉墙有什么要求?

答: 要求炉墙绝热良好, 热损失小, 经久耐用, 安装方便, 重量轻, 造价低。 5.试述烟囱的作用。

答: 烟囱是加热炉不可缺少的附属部分. 它的主要作用是产生抽力以排除燃料燃烧所产生的烟气, 并让烟气在足够的高度排出. 如果抽力过小, 则导致燃料燃烧不完全、炉膛正压等, 使炉子热效率降低, 甚至引起尾燃现象, 损坏设备, 造成危险。

6.试述烟囱抽力产生的原因.

答: 烟囱抽力产生的原因是由于烟道气温度高, 重度低, 而烟囱外空气的温度低, 重度大, 因而造成了压力差，即烟囱底部外界的空气压力高于烟囱内同一水平面的烟气压力，这个压力差就是使空气进入炉内并使烟气排出的推动力。经理论推导, 烟囱抽力=烟囱高度×空气和烟气的重度差。显然当烟囱高度一定时, 烟囱抽力会因大气温度和季节不同有较大变化。用烟道挡板调节其排烟能力使其抽力保持一定，如冬天气温低, 抽力大；夏天气温高, 抽力小，所以在工艺条件不变的情况下, 夏天应将烟道挡板开大些, 冬天则应关小些。

7.什么是燃烧、完全燃烧和不完全燃烧?

答: 可燃物质与氧发生强烈化学反应, 并放出热量的过程叫燃烧。如果可燃物质在燃烧中能充分和氧化合, 把热量全部放出来, 这种情况叫完全燃烧；如果可燃物质在燃烧中不能充分和氧化合, 没有把热量全部放出来, 这种情况叫不完全燃烧。

8.达到完全燃烧需具备哪些条件?

答: ① 燃烧的燃料与空气良好的混合；② 足够的空气量；③ 一定的炉膛温度；④要有足够的燃烧时间。

9.燃料的元素组成有哪些? 对燃烧有何影响?

答: 燃料主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)、硫(S)、氮(N)等元素组成。碳在燃烧时与空气中的氧化合放出热量, 是燃烧的主要目的。氢是燃烧中极其重要的组成元素, 在燃烧时能发出比碳高4倍的热量。硫可分为可燃硫和不可燃硫两种, 可燃硫可增加发热量, ?但氧化后生成二氧化硫带酸性, 腐蚀锅炉等金属设备, 对人体和植物有害, 是燃料中有害的必须除去的元素。其它氧、氮是不燃烧成份, 含量过多会影响燃料的发热值。

10.什么叫燃料的发热值? 什么叫燃料的高发热值和低发热值?

答: 工程上将1千克燃料(气体燃料以标米3计)完全燃烧时所放出的热量(千卡/千克或千卡/标米3)定义为燃料的发热值。发热值一般分为高发热值和低发热值两种。1千克燃料(或1标米3)完全燃烧后, ?在燃烧产物中的水不是气态而呈液态时所放出的热量, 称为高发热值；若产物中的水是气态放出的热量称为低发热值。

11.什么是理论空气用量? 如何计算?

答: ①根据燃料各组成元素的化学平衡方程式, 并以干空气为基准导出的空气量就叫理论空气用量。单位kg空气/kg燃料。 ②计算:

燃料油: L。= 0.116C+0.348H+0.0435(S-O)

燃料气: L。= 0.0169/ρ×[0.5H2 + 0.5CO + ∑(m+4/n)CmHn + 1.5 H2S - O2 ] 式中: C、H、S、O ---- 各元素的重量百分数

CmHn、H2、O2、CO、H2S ---- 燃料气中各组分的体积百分数 ρ----气体燃料的重度 Kcal/标米3

12.什么叫过剩空气系数? 如何计算? 影响过剩空气系数的因素有哪些? 答: ①实际空气量与理论空气用量之比称为过剩空气系数γ。γ= L/ L。 ②计算:

γ=[100-CO2-O]]/[ 100-CO2-4.76O2] 或γ= 21/[21-79(O2/N2)] 式中: CO2、CO、N2 -----烟气中CO2和O2、N2的体积百分数

③影响因素: a.燃料的品种；b.燃烧器的操作(即燃料的燃烧情况)；c.空气量(风量)；d.烟道挡板的开度。

13.过剩空气系数的大小对加热炉的操作有何影响?

答: ① 过剩空气系数太小，燃料燃烧不完全，产生CO，浪费燃料，炉内温度低；② 过剩空气系数太大也不好, 入炉空气太多, 炉膛温度下降, 影响传热过程。这是因为: a.入炉空气太多, 使炉膛温度下降, 传热不好；b.烟气产生量相应增加,带走的热量多, 浪费了燃料；c.炉管易氧化剥皮。

14.什么叫加热炉的热效率? 影加热炉热效率的因素有哪些?

答：加热炉全炉的有效热负荷与燃料燃烧发出的热量之比表示加热炉的热利用程度，被称为加热炉的热效率。影响加热炉热效率的因素有: a.排烟温度；b.排烟氧含量(过剩空气系数)；c.不完全燃烧热损失；d.炉壁散热损失。 15.简述提高加热炉热效率的途径。

答：① 保持较低的排烟温度；② 保持低氧燃烧；③ 杜绝漏风现象；④ 避免烟气的泄漏；⑤ 使用高效燃烧器；⑥ 在加热炉热效率较高时，以降热负荷为主。

16.影响加热炉平稳操作的因素有哪些?

答：① 原料入炉流量、温度及组分变化；② 燃料的组分及压力变化；③ “三门一板”的开度状况；④ 大气温度及压力变化, 排烟温度变化；⑤ 空气入炉的流量及温度的变化；⑥ 火焰的稳定性。

17.炉膛的负压是怎样产生的?

答: 由于烟气温度高于空气, 烟气比重小于空气, 空气对烟气产生“浮力”, 产生了烟气的抽力, 进而产生了炉膛负压。炉膛保证了适当的负压, 可以避免高温烟气的泄漏, 维持良好的燃烧状况。

18.空气预热器的作用是什么?

答: 常温下的空气经空气预热器预热吸收烟气中的部分热量, 降低了热损失, 提高了热效率。

19.什么是加热炉的露点腐蚀?

答: 燃料中的硫在燃烧过程中, 部分硫会与烟气中的氧化合成SO3, SO3与空气中的水蒸汽结合成硫酸蒸汽。在烟气的露点温度以下, 硫酸蒸汽开始凝结成具有强烈腐蚀性的液体硫酸, 此即谓露点腐蚀。

20.为什么要控制排烟温度?

答: 排烟温度过高会增加热损失, 降低热效率, 甚至损坏烟道及设备；排烟温度低于露点温度易腐蚀设备，所以在高于露点温度的前提下, 尽量降低排烟温度, 提高热效率。

21.怎样控制排烟温度?

答: 排烟温度的高低主要取决于设备(空气预热器)的状况, 另外加热炉负荷、烟道挡板开度、过剩空气系数等都对排烟温度有影响。一般来说, 烟道挡板是小范围内调整排烟温度的主要手段。 22.为什么要对烟气中的CO含量进分析?

答: 对烟气中的CO进行分析是为了检查炉子的燃烧状况, 指导加热炉的操作, 控制空气量, 避免不完全燃烧, 提高热效率。另外当燃烧不完全时, 烟气中含有CO, 而CO比CO2更有害, 因此对烟气中的CO含量进行分析并加以控制，可降低烟气对环境污染的程度。一般要求烟气中基本上不含有CO。

23.什么是二次燃烧? 如何判断二次燃烧? 怎样避免二次燃烧?

答: ① 燃料不完全燃烧时, 产生的CO在对流室又重新燃烧的现象称之为二次燃烧。② 判断: 其它操作条件稳定, 炉膛温度变化不大, 对流段温度直线上升, 此时烟气中的CO含量上升。③ 要避免二次燃烧, 就要保持足够的空气量, 避免燃料的不完全燃烧现象。

24.为什么要控制烟气中的氧含量?

答: ① 减少热损失；② 防止由于氧过剩而加快金属管壁的氧化；③ 提高热效率。

25.什么叫对流、传导、辐射?

答: 对流是气体或液体靠分子间相互变动位置的方法将热能从空间的一处传到另一处的传热方式。传导是物体部分的分子因振动而与相邻分子间碰撞, 将热能从热端传到冷端的传热方式。辐射是热能不借任何传递介质, 而以电磁波的形式发射, 在空间传播。当此辐射遇到另一物体时, 则部分或全部地吸收转变成热能的传热方式。

26.什么叫回火? 发生回火的原因有哪些? 如何处理?

答: ① 燃料气从火孔喷出的流速低于火焰传播速度, 火焰可能逆流传播进火孔, 使燃料在喷嘴内燃烧, 这种现象称之为回火。产生回火时, 炉膛正压, 火焰从风门、看火孔等处喷出。② 发生回火的原因及处理: a.燃烧器设计结构不合理, 重心设计。b.燃烧器在低负荷下运行或堵塞, 混合管内结垢结水; 根据负荷关掉部分火嘴, 加强排凝, 清理火嘴及混合器。c.预混物在混合管内的脉动频率与其燃烧道的脉动频率相同时, 引起共振, 加剧了燃烧道之脉动, 可能引起回火; 发生共振时, 噪声明显加大, 燃烧器振动, 应及时调节火嘴阀及风门, 避免共振。d.烟道挡板开度小,炉膛小, 燃料压力低, 适当调节烟道挡板, 维持炉膛负压, 控制一定的燃料压力。

27.什么是一次风、二次风? 其作用是什么?

答：① 供给一次火道的风是一次风(一次火道靠近火嘴, 二次火道连着一次火道)。一次风的作用是供燃烧空气, 稳燃及减少炭黑的生成。② 供给二次火道的风称之为二次风, 其作用是在一次风不够燃烧用时, 起补充作用, 并能调节火焰的角度。

28.简述铜网式阻火器的构造及作用原理。

答:阻火器是阻断燃烧的气体串入燃料气管线的安全设备。它主要由铜丝网和外壳组成, 铜丝多层叠放在一起, 用螺拴固定在阻火器的外壳中。当喷嘴“回火”时,铜丝网被迅速加热多次分割以至消失, 防止“回火”回串引起爆炸。

29.正常生产中, 清瓦斯阻火器如何操作? 要注意些什么?

答：在正常生产中, 清瓦斯阻火器, 先将操作室仪表自动改手动操作, 在现场先慢开付线阀并同时关调节阀前后截止阀, 尽量保持原瓦斯量, 在关截止阀瓦斯量不变时, 绝对关死截止阀, 打开低点放空, 放净瓦斯, 卸法兰, 卸下过滤器, 接蒸汽管至低点放空, 引蒸汽吹扫, 清干净过滤器, 装好法兰, 然后按规程改回调节阀操作。注意: ① 要防止炉子熄火或引起的回火；② 要防止炉子的温度太低或太高；③ 要防止瓦斯中有害气体中毒。

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