管式加熱爐（簡體書）

《高職高專系列教材:管式加熱爐》主要介紹了管式加熱爐的基本理論、基本工藝設計計算、操作控制、維護管理和節能高效運行等內容。希望通過這些內容的學習，使讀者系統地掌握管式加熱爐的基本工藝計算過程，熟悉其運行及操作，提高加熱爐的操作水平和運行管理能力。《高職高專系列教材:管式加熱爐》可以作為高職高專煉油專業、石化類專業的基礎課教材，也可作為管式加熱爐設計人員及現場管理人員、技術人員、操作人員的培訓教材。

《高職高專系列教材:管式加熱爐》由中國石化出版社出版。

第一章 管式加熱爐的基本知識
第一節 概述
第二節 加熱爐的基本結構
一、輻射室
二、對流室
三、燃燒器
四、余熱回收系統
五、通風系統
第三節 管式加熱爐的種類
一、按外形分類
二、按用途分類
第四節 管式加熱爐的技術指標
一、管式加熱爐的技術指標
二、管式爐的爐型選擇原則

第二章 燃料與燃燒計算
第一節 燃料的性質
一、燃料油
二、燃料氣
第二節 燃燒計算
一、熱工性質
二、煉油廠常用的燃料油、燃料氣
第三節 管式爐的熱平衡和熱效率
一、熱平衡
二、熱效率

第三章 輻射傳熱計算
第一節 輻射傳熱基本理論
一、輻射、熱輻射和輻射波譜
二、黑體、白體、鏡體、透明體
三、輻射能力
四、黑度(輻射率)、單色黑度、定向黑度
第二節 熱輻射基本定律
一、普朗克定律——輻射能按波長分布的定律
二、斯蒂芬一波爾茲曼定律——四次方定律
三、蘭貝特定律——余孩定律
第三節 管式爐輻射傳熱計算
一、羅伯一伊萬斯法
二、別洛康法
三、蒙特卡羅法
四、輻射室表面熱強度及主要結構尺寸的確定
五、火焰輻射

第四章 對流傳熱計算
第一節 管內對流傳熱系數
一、單向流的內膜傳熱系數
二、混相流流動狀態的確定
三、混相流的內膜傳熱系數
四、管內結垢熱阻
第二節 管外對流傳熱系數
一、先管的外膜傳熱系數
二、翅片管和釘頭管的外膜傳熱系數
三、管外結垢熱阻
第三節 管壁溫度和平均溫度差
一、先管管壁溫度的計算方法
二、翅片管或釘頭管管壁溫度的計算方法
三、平均溫度差
第四節 對流管的總傳熱系數
一、對流段的傳熱計算
二、對流段工藝尺寸計算

第五章 壓力損失和通風
第一節 管內介質的流速與壓降
一、管內流速
二、無相變時的壓降計算
三、有相變時的壓力降計算
第二節 煙氣流速與壓降
一、煙氣流速
二、煙氣沿直管道流動的壓降
三、局部阻力產生的壓降
四、煙氣流過對流室管排的壓降
第三節 管式爐的通風
一、自然通風及其煙囪高度
二、強制通風

第六章 燃燒器
第一節 燃料氣的燃燒與燃料氣噴嘴
一、著火過程和強迫點燃
二、預混燃燒和預混式燃料氣噴嘴
三、擴散燃燒和外混式燃料氣噴嘴
……
第七章 煙氣余熱預熱空氣系統
第八章 提高管式加熱爐熱效率
第九章 管式加熱爐的控制、使用和維護
參考文獻

編程數值計算：
與羅伯-依萬斯法一樣，別洛康法也可以采用部分替換迭代法或牛頓迭代法進行編程數值計算，而且可以得到任意精度的近似解。
區域法相對于羅伯-依萬斯法和別洛康法要復雜得多，本節僅介紹三個方面的內容，即區域法及其意義、怎樣分區、用區域法計算管式加熱爐的總步驟。
前述的羅伯一依萬斯法和別洛康法都對輻射傳熱計算作了簡化。例如，整個爐膛的煙氣溫度相同，耐火墻的溫度相同等。因此，這些方法雖簡便，但有很大的經驗性，并且不能計算爐膛的溫度分布，只能計算傳熱的總結果。我們知道，在管式加熱爐中，主要以輻射的方式將熱量傳遞到爐管表面。因火嘴的結構、排列、供熱量，燃料的種類、狀態，耐火墻的結構、性質，管內被加熱介質的性質、物理或化學變化的過程不相同，煙氣的混合、擴散等因素使爐膛空間各點的溫度、黑度以及煙氣的化學組成等都不盡相同。當設備大型化，或對管內進行化學反應過程模擬計算，而該過程對溫度又很敏感，或對加熱爐進行優化、自控時，則上述的假定過于失真，只能尋求其他的輻射傳熱計算方法，才能達到準確設計加熱爐的目的。因此，各種能準確描述輻射傳熱規律的三維模型越來越受到人們的重視，區域法、蒙特卡羅法就是公認的較好的方法。
霍特爾提出的區域法計算爐膛內的輻射傳熱，因理論上較為完備，用該法可以計算出爐膛的煙氣溫度分布、爐墻溫度分布、管壁溫度分布，精度較高，從而受到推崇。
前面提及：管式加熱爐爐膛空間中的煙氣、耐火墻、爐管各自的溫度、性質不均勻又不相同。如果把他們分成若干塊，并把每一塊稱為一個區，而這些區足夠小的話，或者說爐膛一定，區的數量足夠多的話，每個區內的溫度、性質勢必趨于相同。不過劃分的區域數多，計算結果雖精確，但工作量太大。一般工業設計中，把區域數控制在100個左右已經足夠精確。每個區在發射輻射能的同時又接受來自其他各區的輻射能。如果該區為管表面區，它將傳遞一定的熱量給管內介質；如果該區為耐火墻表面區，它將傳遞一定的熱量給周圍介質；如果該區為燃料燃燒區，它將接受一定量的燃燒熱等。計算爐膛的輻射熱交換就變成了具體的計算各區之間的輻射熱交換，計算各區的溫度，也就相應地得到了溫度分布。
不同的爐型分區方法亦不同。在立式爐中（如立管立式爐、臥管立式爐等）把耐火墻表面或當量管表面劃分成若干個正方形或長方形，把煙氣空間劃分為若干立方體或長方體；在圓筒爐中，把側墻和當量管表面劃分為若干圓柱面，把上下底耐火墻劃分為若干環形和圓形，把煙氣空間劃分為若干圓柱體和環柱體。劃分表面而形成的每一幾何圖形稱為表面區，劃分煙氣空間而形成的每一幾何圖形成為氣體區。所分區域形狀應以便于計算而又能反映爐子的幾何形狀為原則。