畢業(yè)論文-管式加熱爐工藝相關(guān)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-09 07:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 加熱爐的特點(diǎn) 管式加熱爐 ,包括加熱爐本體和余熱回收系統(tǒng) ,余熱回收系統(tǒng)包括空氣預(yù)熱器 ,其中空氣預(yù)熱器由非冷凝式空氣預(yù)熱器和冷凝式空氣預(yù)熱器兩段組成 ,余熱回收系統(tǒng)中另設(shè)有冷凝液收集池 ,引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī) ,冷凝液收集池直接設(shè)在冷凝式空氣預(yù) 熱器下方 ,冷凝液收集池與引風(fēng)機(jī)相連接 ,鼓風(fēng)機(jī)與冷凝式空氣預(yù)熱器相連其加熱爐的排煙溫度可降低到 100℃左右 ,實(shí)現(xiàn)煙氣中含酸水蒸氣的部分冷凝 ,且在回收煙氣低溫顯熱的同時(shí) ,能回收部分含酸水蒸氣的汽化潛熱 ,進(jìn)一步提高加熱爐熱效率 ,節(jié)約能源 . 管式加熱爐的結(jié)構(gòu)和作用管式爐主要由輻射室、對(duì)流室、爐管、燃燒器及煙道等組成。 管式爐四周有爐墻 由耐火層、保溫層等組成） ,里面排有爐管 .原料油或油品 從對(duì)流室的爐管（稱對(duì)流管）進(jìn)入 ,經(jīng)輻射室的爐管（輻射管）加熱到要求的 溫度后離開爐子。燃料油和（或）燃料氣在 爐膛里燃燒 ,以輻射方式直接加熱 原料油。燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入對(duì)流室 ,以對(duì)流方式把熱量傳給原料 ,最后從 煙囪中排出。在加熱爐里 70～ 80％的加熱任務(wù)是在輻射室里完成的。對(duì)流室 除用以加熱油品以外 ,有時(shí)還有部分爐管用來(lái)生產(chǎn)過(guò)熱蒸汽供裝置內(nèi)用。 排列在輻射室里的爐管 ,一般材料為優(yōu)質(zhì)碳鋼（ 10 號(hào)鋼）；處理高溫或有腐蝕 性的原料油則采用鉻鉬合金鋼（如 Cr5Mo 等）。為了增加傳熱面積 ,強(qiáng)化傳熱 過(guò)程 ,對(duì)流室爐管外表面可以帶有釘頭。 是噴散燃料與空氣混合的設(shè)備 ,以使燃料完全燃燒。加熱爐所用的燃 料有兩種： 一種是重質(zhì)油品 ,即燃料油 ,另一種是燃料氣。燒燃料油時(shí) ,一般采用蒸汽與燃 料混合 ,經(jīng)油嘴高速噴出 ,使油霧化 ,空氣從風(fēng)門中選入 ,選行燃燒。 第二章 傳熱 傳熱過(guò)程 傳熱學(xué)就是研究熱量傳遞過(guò)程中的基本規(guī)律及其應(yīng)用的一門科學(xué)實(shí)際。傳熱過(guò)程一般都不是單一的傳熱方式，如火焰對(duì)爐壁的傳熱，就是輻射、對(duì)流和傳導(dǎo)的綜合，而不同的傳熱方式則遵循不同的傳熱規(guī)律。為了分析方便，人們?cè)趥鳠嵫芯恐邪讶N傳熱方式分解開來(lái)，然后再加以綜合。 傳熱過(guò)程即熱量傳遞過(guò)程。在化工生產(chǎn)過(guò)程中，幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程都需要控制 在一定的溫度下進(jìn)行。為了達(dá)到和保持所要求的溫度，反應(yīng)物在進(jìn)入反應(yīng)器前常需加熱或冷卻到一定溫度。在過(guò)程進(jìn)行中，由于反應(yīng)物需要吸收或放出一定的熱量，故又要不斷地導(dǎo)入或移出熱量；有些單元操作，如蒸餾、蒸發(fā)、干燥和結(jié)晶等，都有一定的溫度要求，所以也需要有熱能的輸入或輸出，過(guò)程才能進(jìn)行；此外，許多設(shè)備或管道在高溫或低溫下操作，若要保證管路中輸送的流體能維持一定的溫度以及減少熱量損失，則需要保溫（或隔熱）；近十多年來(lái)，隨著能源價(jià)格的不斷上漲，回收廢熱及節(jié)省能源已成為降低生產(chǎn)成本的重要措施之一。以上所講到的情況，都與熱量 傳遞有關(guān)?？梢姡诨どa(chǎn)中，傳熱過(guò)程具有相當(dāng)重要的地位。 傳熱的基本方式 熱傳導(dǎo) 定義：物體各部分無(wú)相對(duì)位移，僅依靠物質(zhì)分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而使熱量從高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。熱傳導(dǎo)是介質(zhì)內(nèi)無(wú)宏觀運(yùn)動(dòng)時(shí)的傳熱現(xiàn)象，其在固體、液體和氣體中均可發(fā)生，但嚴(yán)格而言，只有在固體中才是純粹的熱傳導(dǎo)，而流體即使處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中也會(huì)由于溫度梯度所造成的密度差而產(chǎn)生自然對(duì)流，因此，在流體中對(duì)流與熱傳導(dǎo)同時(shí)發(fā)生。 物體或系統(tǒng)內(nèi)的各點(diǎn)間的溫度差，是熱傳導(dǎo)的必要條件。由熱傳導(dǎo)方式引起的熱傳遞速率（簡(jiǎn)稱導(dǎo)熱速率）決定于物體內(nèi)溫度的分布情況。溫度場(chǎng)就是任一瞬間物體或系統(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)的溫度分布總和。 熱傳導(dǎo)實(shí)質(zhì)是由大量物質(zhì)的互相撞擊，而使能量從物體的高溫部分傳至低溫部分，或由高溫物體傳給低溫物體的過(guò)程。在固體中，熱傳導(dǎo)的微觀過(guò)程是：在溫度高的部分，中結(jié)點(diǎn)上的微粒振動(dòng)動(dòng)能較大。在低溫部分，微粒振動(dòng)動(dòng)能較小。因微粒的振動(dòng)互相聯(lián)系，所以在晶體內(nèi)部就發(fā)生微粒的振動(dòng)，動(dòng)能由動(dòng)能大的部分向動(dòng)能小的部分傳遞。在固體中熱的傳導(dǎo)，就是能量的遷移。在金屬物質(zhì)中，因存在大量的自由電子，在不停地作無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。一般晶格 震動(dòng)的能量較小，自由電子在金屬晶體中對(duì)熱的傳導(dǎo)起主要作用。所以一般的電導(dǎo)體也是熱的良導(dǎo)體，但是也有例外，比如說(shuō)鉆石事實(shí)上， jewller 可以通過(guò)測(cè)寶石的導(dǎo)熱性來(lái)判斷鉆石的真假。在液體中熱傳導(dǎo)表現(xiàn)為：液體分子在溫度高的區(qū)域熱運(yùn)動(dòng)比較強(qiáng)，由于液體分子之間存在著相互作用，熱運(yùn)動(dòng)的能量將逐漸向周圍層層傳遞，引起了熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。由于熱傳導(dǎo)系數(shù)小，傳導(dǎo)的較慢，它與固體相似，因而不同于氣體；氣體依靠分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)以及分子間的碰撞物體由于具有溫度而輻射電磁波的現(xiàn)象。熱量傳遞的 3 種方式之一。一切溫度高于絕對(duì)零度的物體都能 產(chǎn)生熱輻射，溫度愈高，輻射出的總能量就愈大，短波成分也愈多。熱輻射的光譜是連續(xù)譜，波長(zhǎng)覆蓋范圍理論上可從 0 直至∞，一般的熱輻射主要靠波長(zhǎng)較長(zhǎng)的可見光和紅外線傳播。由于電磁波的傳播無(wú)需任何介質(zhì)，所以熱輻射是在真空中唯一的傳熱方式。 溫度較低時(shí)，主要以不可見的紅外光進(jìn)行輻射，當(dāng)溫度為 300 時(shí)熱輻射中最強(qiáng)的波長(zhǎng)在紅外區(qū)。當(dāng)物體的溫度在 500 以上至 800 時(shí)，熱輻射中最強(qiáng)的波長(zhǎng)成分在可見光區(qū)。關(guān)于熱輻射 ,其重要規(guī)律有 4 個(gè) :基爾霍夫輻射定律 ,普朗克輻射分布定律 ,斯蒂藩 玻耳茲曼定律 .維恩位移定律 .這 4 個(gè)定律 ,有時(shí)統(tǒng)稱為熱輻射定律 . 物體在向外輻射的同時(shí)，還吸收從其他物體輻射來(lái)的能量。物體輻射或吸收的能量與它的溫度、表面積、黑度等因素有關(guān)。但是，在熱平衡狀態(tài)下，輻射體的光譜輻射出射度（見輻射度學(xué)和光度學(xué)） r（λ， T）與其光譜吸收比 a（λ， T）的比值則只是輻射波長(zhǎng)和溫度的函數(shù)，而與輻射體本身性質(zhì)無(wú)關(guān)，即 上述規(guī)律稱為基爾霍夫輻射定律，由德國(guó)物理學(xué)家 1859年建立。式中吸收比 a 的定義是：被物體吸收的單位波長(zhǎng)間隔內(nèi)的輻射通量與入射到該物體的輻射通量之比。該定律表明，熱輻射輻出度大的物體其吸收比也大，反之亦然黑體是一種特殊的輻射體，它對(duì)所有波長(zhǎng)電磁輻射的吸收比恒為 1。黑體在自然條件下并不存在，它只是一種理想化模型，但可用人工制作接近于黑體的模擬物。即在一封閉空腔壁上開一小孔，任何波長(zhǎng)的光穿過(guò)小孔進(jìn)入空腔后，在空腔內(nèi)壁反復(fù)反射， 重新從小孔穿出的機(jī)會(huì)極小，即使有機(jī)會(huì)從小孔穿出，由于經(jīng)歷了多次反射而損失了大部分能量 。對(duì)空腔外的觀察者而言，小孔對(duì)任何波長(zhǎng)電磁輻射的吸收比都接近于 1，故可看作是黑體。將基爾霍夫輻射定律應(yīng)用于黑體，可見，基爾霍夫輻射定律中的函數(shù) f λ， T 即黑體的光譜輻射出射度。 熱輻射的特點(diǎn) 任何物體，只要溫度高于 0 K
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