加熱爐的工作原理與主要技術參數

　　一、加熱爐工作原理

　　液體（氣體）燃料在加熱爐輻射室（爐膛）中燃燒，產生高溫煙氣并以它作為熱載體，流向對流室，從煙囪排出。待加熱的原油首先進入加熱爐對流室爐管，原油溫度一般為29。爐管主要以對流方式從流過對流室的煙氣中獲得熱量，這些熱量又以傳熱方式由爐管外表面傳導到爐管內表面，同時又以對流方式傳遞給管內流動的原油。原油由對流室爐管進入輻射室爐管，在輻射室內，燃燒器噴出的火焰主要以輻射方式將熱量的一部分輻射到爐管外表面，另一部分輻射到敷設爐管的爐墻上，爐墻再次以輻射方式將熱輻射到背火面一側的爐管外表面上。這兩部分輻射熱共同作用，使爐管外表面升溫并與管壁內表面形成了溫差，熱以傳導方式流向管內壁，管內流動的原油又以對流方式不斷從管內壁獲得熱量，實現了加熱原油的工藝要求。

　　加熱爐加熱能力的大小取決于火焰的強弱程度（爐膛溫度）、爐管表面積和總傳熱系數的大小。火焰愈強，則爐膛溫度愈高，爐膛與油流之間的溫差越大，傳熱量越大；火焰與煙氣接觸的爐管面積越大，則傳熱量越多；爐管的導熱性能越好，爐膛結構越合理，傳熱量也愈多。火焰的強弱可用控制火嘴的方法調節。但對一定結構的爐子來說，在正常操作條件下爐膛溫度達到某一值后就不再上升。爐管表面的總傳熱系數對一臺爐子來說是一定的，所以每臺爐子的加熱能力有一定的范圍。在實際使用中，火焰燃燒不好和爐管結焦等都會影響加熱爐的加熱能力，要注意控制燃燒器使之完全燃燒，并要防止局部爐管溫度過高而結焦。

　　二、加熱爐的運行參數

　　爐膛溫度（擋墻溫度）

　　爐膛溫度一般指煙氣離開輻射室的溫度，也就是煙氣未進入對流室的溫度或輻射室擋火。

　　墻前的溫度，是加熱爐運行的重要參數。在爐膛內（輻射室）燃料燃燒產生的熱量，是通過輻射和對流傳給爐管的。傳熱量的大小與爐膛溫度和管壁溫度有關。原油從加熱爐中獲得的熱量其中有以輻射傳熱為主。輻射換熱與火焰的絕對溫度的四次方成正比，因此，在高溫區中，輻射受熱面的吸熱效果要比對流受熱面的效果好，吸收同樣數量的熱量，輻射換熱所需的受熱面積即金屬消耗量要比對流換熱的少。設計時選取的爐膛溫度值決定著加熱爐輻射受熱面及對流受熱面之間的吸熱量比例。爐膛溫度高，輻射室傳熱量就大，所以爐膛溫度能比較靈敏地反映爐出口溫度。但是從運行角度考慮，爐膛溫度過高，輻射室爐管熱強度過大，有可能導致輻射管局部過熱結焦同時進入對流室的煙氣溫度也過高，對流室爐管也易被燒壞，使排煙溫度過高，加熱爐熱效率下降。所以爐膛溫度是保證加熱爐長期安全運行的指標。

　　排煙溫度

　　排煙溫度是煙氣離開加熱爐最后一組對流受熱面進入煙囪的溫度。排煙溫度不應過高，否則熱損失大。在操作時應控制排煙溫度，在保證加熱爐處于負壓完全燃燒的情況下，應降低排煙溫度。排煙溫度的調節一般用控制進風量，即調整過剩空氣系數的辦法。降低排煙溫度，可減少加熱爐排煙熱損失，提高熱效率，從而節約燃料消耗量，降低加熱爐運行成本。但排煙溫度過低，使對流受熱面末段煙氣與載熱質的傳熱溫差降低，增加了受熱面的金屬消耗量，提高加熱爐的投資費用。因此，排煙溫度的選擇要經過經濟比較。

　　在選擇最合理的排煙溫度時，還應考慮低溫腐蝕的影響。由于燃料中的硫在燃燒后可生成SO2，它在煙氣中和水蒸氣形成硫酸蒸氣，當受熱面壁溫低于硫酸蒸氣的露點溫度時，硫酸蒸氣就會冷凝下來，腐蝕壁面金屬。如受熱面壁溫低于煙氣中水蒸氣的露點時，則水蒸氣也會凝結在管壁上，加劇了腐蝕，并且容易引起堵灰。降低露點，減少腐蝕和積灰的措施有：凈化燃料油。目前國外已有應用，但能否廣泛應用還值得研究。