一种管式加热炉的制作方法

本实用新型属于加热炉技术领域，涉及管式加热炉。

背景技术：

现有的加热炉仿真装置有两种类型，基于全软件的仿真装置和半实物的仿真装置。全软件的加热炉仿真装置是由东方仿真开发的，仅有加热炉模型，没有外部输入和输出接口，无法和其它控制装置配合使用，灵活性差。半实物的仿真装置是由北京化工大学化工行业系统仿真工程技术中心生产的SMPT1000半实物仿真设备，有相应的外部输入和输出接口，但由于是半模拟的仿真装置，有实际的小型工艺装置，包括加热炉等多个装置，占地面积大，价格昂贵，高达近40万，移动不方便，难以普及使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种管式加热炉，本实用新型的有益效果是加热炉配有外部的输入和输出接口，成本低，灵活性强。

本实用新型所采用的技术方案是包括炉膛，炉膛顶部为烟囱，烟囱下方为对流段，烟囱和对流段之间设有烟气挡板，对流段下方为辐射段，炉膛底部连接燃烧器和吹风装置，燃烧器连接燃料调节阀，燃料调节阀调节燃料气量，吹风装置连接蒸汽吹扫阀，煤油的吸热过程是煤油自对流段进入加热炉，经对流段吸热，再经炉膛的辐射段吸热后出加热炉。

附图说明

图1是管式加热炉结构示意图。

图中，1.煤油泵，2.煤油流量调节阀，3.炉膛，4.烟囱，5.烟气挡板，6.对流段，7.辐射段，8.燃烧器，9.燃料调节阀，10.吹风装置，11.蒸汽吹扫阀。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

1、本实用新型管式加热炉如图1所示，包括炉膛3，炉膛3顶部为烟囱4，烟囱4下方为对流段6，烟囱4和对流段6之间设有烟气挡板5，对流段6下方为辐射段7，炉膛3底部连接燃烧器8和吹风装置10，燃烧器8连接燃料调节阀9，燃料调节阀9调节燃料气量，吹风装置连接蒸汽吹扫阀11，煤油泵1将煤油抽入炉膛3内，煤油在炉膛内被加热，经过对流段和辐射段。

仿真装置的构成包括两大部分，分别是计算机和数据采集卡。计算机用于管式加热炉的数学建模与求解，并进行工艺流程的显示。数据采集卡用于仿真装置与外部设备的信号接口。数据采集卡要求是至少有3个模拟量输入通道、3个模拟量输出通道、1个数字量输出通道、5个数字量输入通道。可以采用多个数据采集卡完成所需的输入和输出。加热物料为煤油，燃料为燃料气。图1中各仪表的位号表示如下：

TI-01：煤油入口温度，℃；TI-02：对流段煤油出口温度，℃；TI-03：煤油

出口温度，℃；

TI-04：辐射段炉管表面温度，℃；TI-05：烟气出口温度，℃；

FI-01：煤油入口流量，t/h；FI-02：燃料气流量，kg/h；

PI-01：炉膛压力，Pa；

V-01：煤油流量调节阀；V-02：烟气挡板开度；V-03：燃料气调节阀；

HV-01：蒸汽吹扫阀；

AI-01：烟气含氧量，％；

BI-01：燃烧器火焰指示；

本实用新型中管式加热炉工艺分两路，一路是煤油的吸热过程，一路是燃料气燃烧和烟气的放热过程。燃料燃烧和烟气放热过程是从燃料气燃烧开始，燃烧后的烟气经炉膛3的辐射段进行辐射放热，再到对流段进行对流放热，最后烟气由烟囱4排出；其中BI-01燃烧器的火焰检测，TI-04检测辐射段炉管表面温度，PI-01检测炉膛负压，V-02为烟气挡板阀，用于调节进入加热炉的空气量，TI-05检测烟囱的排烟温度，AI-01检测烟气的氧含量。V-03为燃料气调节阀。FI-02用于检测燃烧气的流量。煤油的吸热过程是煤油自对流段6进入加热炉，经对流段6吸热，再经炉膛3的辐射段7吸热后出加热炉。其中TI-01检测煤油入口温度，TI-02检测煤油辐射段7入口或对流段6出口温度，TI-03用于检测煤油出口温度。FI-01检测煤油入口的流量。V-01用于调节煤油入口的流量。V-01、V-02和V-03的开度由数据采集卡的模拟量输入通道接收外部的4-20mA信号或1-5V进行控制，开度范围均为0-100％。TI-03、FI-01和PI-01的数据经数据采集卡的模拟量输出通道转换。

2、管式加热炉的数学建模

(1)加热炉相关数据

本设计中管式加热炉的炉体和烟囱总高15米，被加热物料为煤油，煤油入口温度为240℃。燃料气成分主要含甲烷和氢气。炉子稳态热效率为85.5％，空燃比为1.17。

加热炉稳态数据包括：

1)煤油对流段出口温度为260℃，出口温度为300℃；

2)燃料的稳态流量为92.58kg/h；

3)煤油稳态流量为30t/h；

4)烟气的燃烧温度为1725℃，烟气进入对流室的温度为530℃，烟气出对流室温度为313℃。炉管表面温度为340℃。

(2)规定的加热炉开车步骤

1)检查所有阀全部关闭

关闭阀门V-01、V-02、V-03、HV-01。

2)将V-01开到10％，或煤油流量大于4t/h。

3)将烟气挡板阀V-02开到50％。

4)打开HV-01，进行蒸汽吹扫3分钟，3分钟后观察氧含量不低于15％，否则继续吹扫。

5)关闭蒸汽HV-01。

6)将V-03开到10％，按下点火按钮，进行点火。观察火焰检测BI-01是否有火焰指示，有则进行下一步，无则关闭V-03，返回到4)。

7)提升负荷

观察加热炉出口温度达到300℃度左右，调整V-01，使煤油流量增大到30t/h。

8)稳定工况

调整V-03开度，直到煤油出口温度上升并稳定到300℃左右，炉膛压力为负，烟气氧含量为1％-3％，则可认为开车过程结束。

(3)规定的加热炉停车步骤

1)关闭燃料气阀门V-03。

2)等待煤油温度降到240℃左右，关闭煤油流量阀V-01。

3)打开蒸汽阀HV-01吹扫3分钟，3分钟后观察氧含量不低于15％，否则继续吹扫。

4)关闭蒸汽阀HV-01。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施方式而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。