从入口到出口：管式加热炉工作原理

一、管式加热炉的工作原理

管式加热炉（图8-18）由辐射室、对流室和烟囱组成，辐射室和对流室内均装有炉管，烟囱内装有挡板。燃料经过喷嘴在辐射室燃烧，产生的高温火焰以辐射传热方式，将大部分热量传给辐射室炉管内流动着的介质，温度降低后的高温烟气再进入对流室，以对流方式继续将部分热量传给对流室炉管内流动着的介质，降温后的烟气最终进入烟道，通过烟囱排入大气。

图8-18 管式加热炉流程图

介质的流向一般是先经过对流室炉管，再经过辐射室的炉管。其介质在流动过程中不断吸入高温烟气经炉管壁传来的热量，逐步升高到所需要的温度成为高温介质流出。为了综合利用能源常在对流室和烟道与炉体部分增设余热回收系统，或加热空气或加热水、水蒸气，生成蒸汽或过热蒸气，供生产使用。

二、加热炉的传热形式

炉底的油气联合燃烧器喷出高达几米的火焰，温度高达1000～1500℃，主要以辐射传热的方式，将大部分热量传给辐射室中辐射管内流动的物料介质。烟气沿着辐射室上升到对流室，温度降到700～900℃。以对流传热的方式继续将部分热量传给对流室炉管内流动着的油品，最后温度降至200～450℃的烟气从烟囱排入大气。(www.xing528.com)

物料则先进入对流管再进入辐射管，不断吸收高温烟气传给的热量，逐步升高到所需要的温度。

辐射室是加热炉的核心部分，从火嘴喷出的燃料油或燃料气在炉膛内燃烧，需要一定的空间才能燃烧完全，同时还要保证火焰不直接扑到炉管上，以防将炉管烧坏，所以辐射室的体积较大。由于火焰温度很高（最高处可达1500～1800℃），又不允许冲刷炉管，所以热量主要以辐射方式传送。

在对流室内，烟气冲刷炉管，将热量传给管内油品，这种传热方式称为对流传热。烟气冲刷炉管的速度越快，传热的能力越大，所以对流室窄而高些，排满炉管，且间距要尽量小。有时为增加对流管的受热表面积，以提高传热效率，还常采用钉头管和翅片管。在对流室还可以加几排蒸汽管，以充分利用蒸汽余热，产生过热蒸汽供生产上使用。

烟气离开对流室时还含有不少热量，有时可用空气预热器进行部分热量回收，使烟气温度降到200℃左右，再经烟囱排出，但这需要用鼓风机或引风机强制通风。有时则利用烟囱的抽力直接将烟气排入大气。由于抽力受烟气温度、大气温度变化的影响，要在烟道内加挡板进行控制，以保证炉膛内最合适的负压，一般要求负压为-50～-100Pa，这样既控制了辐射室的进风量，又使火焰不向防火门外扑，确保操作安全。