毕业论文-管式加热炉工艺相关设计

毕业论文-管式加热炉工艺相关设计内容摘要：

加热炉的特点 管式加热炉 ,包括加热炉本体和余热回收系统 ,余热回收系统包括空气预热器 ,其中空气预热器由非冷凝式空气预热器和冷凝式空气预热器两段组成 ,余热回收系统中另设有冷凝液收集池 ,引风机和鼓风机 ,冷凝液收集池直接设在冷凝式空气预 热器下方 ,冷凝液收集池与引风机相连接 ,鼓风机与冷凝式空气预热器相连其加热炉的排烟温度可降低到 100℃左右 ,实现烟气中含酸水蒸气的部分冷凝 ,且在回收烟气低温显热的同时 ,能回收部分含酸水蒸气的汽化潜热 ,进一步提高加热炉热效率 ,节约能源 . 管式加热炉的结构和作用管式炉主要由辐射室、对流室、炉管、燃烧器及烟道等组成。 管式炉四周有炉墙 由耐火层、保温层等组成） ,里面排有炉管 .原料油或油品 从对流室的炉管（称对流管）进入 ,经辐射室的炉管（辐射管）加热到要求的 温度后离开炉子。 燃料油和（或）燃料气在 炉膛里燃烧 ,以辐射方式直接加热 原料油。 燃烧产生的高温烟气进入对流室 ,以对流方式把热量传给原料 ,最后从 烟囱中排出。 在加热炉里 70～ 80％的加热任务是在辐射室里完成的。 对流室 除用以加热油品以外 ,有时还有部分炉管用来生产过热蒸汽供装置内用。 排列在辐射室里的炉管 ,一般材料为优质碳钢（ 10 号钢）；处理高温或有腐蚀 性的原料油则采用铬钼合金钢（如 Cr5Mo 等）。 为了增加传热面积 ,强化传热 过程 ,对流室炉管外表面可以带有钉头。 是喷散燃料与空气混合的设备 ,以使燃料完全燃烧。 加热炉所用的燃 料有两种： 一种是重质油品 ,即燃料油 ,另一种是燃料气。 烧燃料油时 ,一般采用蒸汽与燃 料混合 ,经油嘴高速喷出 ,使油雾化 ,空气从风门中选入 ,选行燃烧。 第二章 传热 传热过程 传热学就是研究热量传递过程中的基本规律及其应用的一门科学实际。 传热过程一般都不是单一的传热方式，如火焰对炉壁的传热，就是辐射、对流和传导的综合，而不同的传热方式则遵循不同的传热规律。 为了分析方便，人们在传热研究中把三种传热方式分解开来，然后再加以综合。 传热过程即热量传递过程。 在化工生产过程中，几乎所有的化学反应过程都需要控制 在一定的温度下进行。 为了达到和保持所要求的温度，反应物在进入反应器前常需加热或冷却到一定温度。 在过程进行中，由于反应物需要吸收或放出一定的热量，故又要不断地导入或移出热量；有些单元操作，如蒸馏、蒸发、干燥和结晶等，都有一定的温度要求，所以也需要有热能的输入或输出，过程才能进行；此外，许多设备或管道在高温或低温下操作，若要保证管路中输送的流体能维持一定的温度以及减少热量损失，则需要保温（或隔热）；近十多年来，随着能源价格的不断上涨，回收废热及节省能源已成为降低生产成本的重要措施之一。 以上所讲到的情况，都与热量 传递有关。 可见，在化工生产中，传热过程具有相当重要的地位。 传热的基本方式 热传导 定义：物体各部分无相对位移，仅依靠物质分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而使热量从高温部分向低温部分传递的现象。 热传导是介质内无宏观运动时的传热现象，其在固体、液体和气体中均可发生，但严格而言，只有在固体中才是纯粹的热传导，而流体即使处于静止状态，其中也会由于温度梯度所造成的密度差而产生自然对流，因此，在流体中对流与热传导同时发生。 物体或系统内的各点间的温度差，是热传导的必要条件。 由热传导方式引起的热传递速率（简称导热速率）决定于物体内温度的分布情况。 温度场就是任一瞬间物体或系统内各点的温度分布总和。 热传导实质是由大量物质的互相撞击，而使能量从物体的高温部分传至低温部分，或由高温物体传给低温物体的过程。 在固体中，热传导的微观过程是：在温度高的部分，中结点上的微粒振动动能较大。 在低温部分，微粒振动动能较小。 因微粒的振动互相联系，所以在晶体内部就发生微粒的振动，动能由动能大的部分向动能小的部分传递。 在固体中热的传导，就是能量的迁移。 在金属物质中，因存在大量的自由电子，在不停地作无规则的热运动。 一般晶格 震动的能量较小，自由电子在金属晶体中对热的传导起主要作用。 所以一般的电导体也是热的良导体，但是也有例外，比如说钻石事实上， jewller 可以通过测宝石的导热性来判断钻石的真假。 在液体中热传导表现为：液体分子在温度高的区域热运动比较强，由于液体分子之间存在着相互作用，热运动的能量将逐渐向周围层层传递，引起了热传导现象。 由于热传导系数小，传导的较慢，它与固体相似，因而不同于气体；气体依靠分子的无规则热运动以及分子间的碰撞物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。 热量传递的 3 种方式之一。 一切温度高于绝对零度的物体都能 产生热辐射，温度愈高，辐射出的总能量就愈大，短波成分也愈多。 热辐射的光谱是连续谱，波长覆盖范围理论上可从 0 直至∞，一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播。 由于电磁波的传播无需任何介质，所以热辐射是在真空中唯一的传热方式。 温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，当温度为 300 时热辐射中最强的波长在红外区。 当物体的温度在 500 以上至 800 时，热辐射中最强的波长成分在可见光区。 关于热辐射 ,其重要规律有 4 个 :基尔霍夫辐射定律 ,普朗克辐射分布定律 ,斯蒂藩 玻耳兹曼定律 .维恩位移定律 .这 4 个定律 ,有时统称为热辐射定律 . 物体在向外辐射的同时，还吸收从其他物体辐射来的能量。 物体辐射或吸收的能量与它的温度、表面积、黑度等因素有关。 但是，在热平衡状态下，辐射体的光谱辐射出射度（见辐射度学和光度学） r（λ， T）与其光谱吸收比 a（λ， T）的比值则只是辐射波长和温度的函数，而与辐射体本身性质无关，即 上述规律称为基尔霍夫辐射定律，由德国物理学家 1859年建立。 式中吸收比 a 的定义是：被物体吸收的单位波长间隔内的辐射通量与入射到该物体的辐射通量之比。 该定律表明，热辐射辐出度大的物体其吸收比也大，反之亦然黑体是一种特殊的辐射体，它对所有波长电磁辐射的吸收比恒为 1。 黑体在自然条件下并不存在，它只是一种理想化模型，但可用人工制作接近于黑体的模拟物。 即在一封闭空腔壁上开一小孔，任何波长的光穿过小孔进入空腔后，在空腔内壁反复反射， 重新从小孔穿出的机会极小，即使有机会从小孔穿出，由于经历了多次反射而损失了大部分能量。 对空腔外的观察者而言，小孔对任何波长电磁辐射的吸收比都接近于 1，故可看作是黑体。 将基尔霍夫辐射定律应用于黑体，可见，基尔霍夫辐射定律中的函数 f λ， T 即黑体的光谱辐射出射度。 热辐射的特点 任何物体，只要温度高于 0 K。