加热炉热负荷分布及计算的方法

加热炉燃料

加热炉的基本过程是利用燃料燃烧所放出的热量，加热在炉管内高速流动的介质。热源即是燃料燃烧时产生的炽热火焰与高温烟气。

燃料分为气态燃料（瓦斯）和液态燃料（燃料油）两种。气态燃料的来源比较繁杂，有催化裂化干气、焦化干气、不凝缩气、液态烃等，其主要成分是H2和C1~C5的烃类，液体燃料的来源十分广泛，大都是炼油厂自产的重质油，如常压重油、减压渣油、裂化渣油等。

燃料气的主要理化性质有：密度、比热、平均相对分子质量等。这些性质都按燃料气中各组分的体积百分数和各组分的性质计算得到。燃料油的理化性质有：密度、粘度、比热、导热系数、闪点、燃点、自然点和凝固点等。

燃料的发热值是指单位质量或单位体积的燃料完全燃烧时所放出的热量，即最大反应热。按照燃烧产物中水蒸汽所处的相态（液态还是汽态），燃料的发热值分高发热值和低发热值。高发热值是指燃料完全燃烧，并当燃烧产物中的水蒸汽（包括燃料中所含水分和氢燃烧生成的水蒸汽）凝结为水时所放出的热量。其值由测量得到，低发热值是指燃料完全燃烧，其燃烧产物中的水分仍以汽态存在时所发出的热量。高发热值和低发热值之差等于燃烧产物中水的汽化潜热。由于在加热炉中水总是以蒸汽状态存在，所以计算中总是用低发热值。

气体燃料的发热值用一标准立方米燃料完全燃烧时放出的热量来表示，单位为KJ/nm3。可出其组成和各组成的发热值计算。

高发热值：Qh=Σyiqhi

低发热值：Ql=Σyiqli

yi--------气体燃料中的I组分的体积分率

qhi， qli-------I组分的高发热值和低发热值，KJ/nm3

燃料油的发热值是指一公斤燃料完全燃烧时所放出的热量，单位KJ/kg。一般燃料油相对密度越小，发热值越高。

加热炉热辐射室传热

辐射室中高温的火焰及烟气，在单位时间内传给辐射管的热量由两部分组成。一部分是火焰及烟气以辐射方式传给炉管的，它包括火焰及烟气以直接辐射的方式传给炉管的热量以及火焰及烟气通过反射墙间接传给炉管的热量，另一部分是烟气以对流的方式传给炉管的。    

加热炉对流室传热

对流室的热负荷等于加热炉的总热负荷减去辐射室热负荷。其中遮蔽管包括在辐射室中。如果在对流室中敷设有过热蒸汽管，则这部分蒸汽所吸收的热量也应包括在对流室的热负荷中。对流室的热负荷为

式中     Qc──对流室热负荷，W；

Q  ──总热负荷，W；

QR ──辐射室热负荷，W。

热负荷计算公式

式中   Q —— 加热炉计算总负荷，kJ/h

QWi —— 各被加热介质通过加热炉所吸收的热量，kJ/h

冷进料(原油)吸收的热量QW1

由冷进料进口比焓I1i，出口比焓Iio。

水蒸气吸收的热量QW2

水蒸汽入口比焓  I2i；

水蒸汽出口比焓  I2o。

则过热水蒸汽吸收的热量为

QW2=W2(I2o－I2i)

对流油在加热炉吸收的热量为　Qｗ3

加热炉的总热负荷为　Ｑ＝Ｑｗ1+Ｑｗ2+Ｑｗ3

燃烧计算

燃料的气发热值为： 41.87079MJ/kg

热效率计算

加热炉的热平衡

供给热量Qin

Qin=Qi+Qf+Qa+QS 

(1)燃料气的发热值Q1

由Q1=41.87079MJ/kg(燃料气)

(2)燃料气入炉显热Qf，

(3)空气入炉显热Qa

(4)雾化蒸汽入炉显热QS

Qin= Qf＋Qs＋Qa kJ/kg(燃料气)

2）支出热量Qout

Qout=Qe+Q1+Q2+Q3+Q4

（1）烟气带出热量Q1

(2)燃料的化学不完全燃烧损失热量Q2

(3)燃料的机械不完全燃烧损失热量Q3

(4)炉壁散热损失热量Q4

Qin= Qout得

Qe= Qin-Σ Qi

加热炉热效率

加热炉热效率η由下式计算

η=  ×100%