常减压蒸馏是在油品汽化和冷凝过程中进行的，加热炉的作用就是为油品的汽化提供热源，管式加热炉是一种火力加热设备，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温与烟气作为热源来加热炉管中高速流动的油品，使其达到工艺规定的温度，为蒸馏过程提供稳定的汽化量和热量。自1910年首次用于炼油工业以来，发展迅速，由传统的箱式炉、立式炉至今天普遍使用的圆筒炉、方形炉，结构已越来越先进、科学的各种新型高效的加热炉也相继问世，已成为近代炼油工业与石油化学工业中必不可少的工艺设备之一，在生产和建设中地位十分重要。 加热炉操作不好往往会影响整个蒸馏装置的生产，加热炉若发生事故不能正常运行，整个装置都将被迫停工。因此，运行良好的加热炉应该是在满足工艺要求的前提下操作安全、平衡、消耗低，处理能力大，运行周期长。
7.1 加热炉的类型和结构
管式炉的类型很多，如按用途分有纯加热炉和加热－反应炉两种。前者如常减压炉，后者如裂解炉、焦化炉等；按炉内进行传热的主要方式分有纯对流式、辐射－对流式和辐射式；按
燃烧方式分有火焰燃烧式和无火焰燃烧式；根据炉型结构的不同可分为箱式炉、立式炉和圆筒炉等，箱式炉有方箱炉及斜顶炉，立式炉有卧管立式炉、双室立式炉、立管立式炉等。
炼厂管式加热炉由对流室和辐射室二部分空间所组成。对流室里排列的炉管叫对流管，在传热方式上以对流传热形式为主。辐射室里的炉管叫辐射管，以辐射传热为主。炼厂加热炉从外形上以圆筒炉和立式炉两种形式为主，现以圆筒炉为例对加热炉的结构作一说明。 meno2
圆筒加热炉的结构由三大部分组成：
(1)钢结构——包括简体钢架、炉底钢架、炉顶钢架；对流室钢架、弯头箱、弯头箱门；烟囱、烟道、环形吊梁；挡板调节，卷扬机等。
(2)砖结构及炉衬——辐射室通常用保温砖和轻质耐火砖砌筑，目前采用陶纤炉衬的也较多。炉顶、炉底、对流室炉墙，烟道和烟囱等处一般都用轻质耐热混凝土捣制。
(3)炉管附件及其配件——包括炉管、弯头、对流室管板、辐射管吊管架，导向架、拉钩
、定位管、看火门、防爆门、人孔、燃烧器、吹灰器等。 7.2 加热炉的设备
常减压装置中，一般采用的炉型是立式圆筒炉和方箱炉，其中圆筒炉结构如图8-1所示，主要设备有：辐射室、对流室、烟囱、燃烧器、炉管、空气预热系统等等。
7.2.1 辐射室
辐射室又称燃烧室，或称炉膛，是管式加热炉的核心，位于炉体的下部，为圆柱形的筒体，其外层是由钢板卷成的圆筒体，内层是隔热层，即炉墙。隔热层主要有减少热量损失的作用，同时也保护了外侧钢板及钢结构不受高温侵害。隔热层质量差或者损坏不仅热量损失大还会导致外侧钢板变形甚至被炉内高温烧坏。
图8-1 圆筒炉结构
图8-1 圆筒加热炉的结构
在辐射室内，沿炉墙一周是排成一圈的炉管，炉底有燃烧器呈圆形分布，加热炉供风系统的风道设置在炉底，由中心呈放射状通向每一个燃烧器。
7.2.2 对流室
在辐射室上面的长方形是对流室，其外壁结构与辐射室相同，对流室炉管一般为水平横排，为了提高供热效率，有些对流热炉管外壁镶有钉头或翅片，这些钉头或翅片一般只在炉管的下侧有，这主要是因为上侧采用钉头或翅头容易积灰且不易清除，反而降低了传热效率。
7.2.3 烟囱
对流室上面是烟囱，为碳钢卷成的圆筒状。烟囱产生抽力，使炉内烟气从烟囱排出，并保持炉膛处于负压状态。烟囱抽力的大小取决于烟气与大气之间的温差，还与烟囱的高度有关。温差越大，烟囱越高，抽力就越大。由于炉内烟气温度高于外界大气温度，炉内烟气密度小于大气密度，这就形成了空气进入炉内，并使炉内烟气向上流动，直至从烟囱排入
指挥调度大气的动力。随着烟气的排出炉内产生负压，促使炉外空气进入炉内。在满足抽力前提下，烟囱还要求有足够的高度，使烟气中的有害成分在高空处扩散，降低地面有害物质浓度，达到环保要求。烟囱的根部有一蝶阀称为烟道档板，当烟道挡板的调节手柄与烟道方向一致时烟道全开，与烟道方向垂直时，烟道全关。其他位置烟道开度介于两者之间。为了防止在实际操作中自控失灵或误操作导致烟道档板全关，威胁加热炉的安全，一般加热炉烟道档板都有一个安全限位装置，其作用就是使烟道档板达不到全关的状态。
7.2.4 燃烧器
燃烧器是加热炉的重要部件，按其所用的燃料可分为气体燃烧器、液体燃烧器和油气联合燃烧器三种。按雾化方式不同分为蒸汽雾化燃烧器和机械雾化燃烧器。常减压装置由于重油燃烧和多种瓦斯燃烧来源便利，一般采用油气联合燃烧器。燃烧器的关键部件为喷嘴，一般加热炉采用蒸汽与油内混式喷嘴，在这种喷嘴中，燃烧油经中间油管通过，蒸汽在夹管外层通过到喷管端的混合室后喷出呈圆锥形的油雾。目前国内加热炉使用的燃烧器大多为VI型油气联合燃烧器，其结构如图8－2所示。
图8－2 立式油气联合燃烧器
这种燃烧器主要特点有：
(1)用于预热空气强制通风的燃烧系统，易于控制空气量。
(2)可以油气混烧，也可以单独烧油或单独烧气，其雾化器用内混式蒸汽雾化。
(3)操作弹性大，适应性强，在鼓风系统出现故障时可改用自然通风操作。
测量空间
联合燃烧器油的性能好坏直接影响到燃烧器的正常使用，生产中应进行重点维护。由于油喷嘴易于结焦和堵塞，需经常拆卸清洗。油应与燃烧道平行，以免燃烧时燃烧油喷到燃烧通道壁上甚至喷到炉管、炉墙上燃烧。
目前国内使用较多的燃烧器还有800kg/h的y型雾化平流调风燃烧器，GX－2型高强燃烧器。随着加热炉的大型化以及节约能源和环境保护的要求，未来燃烧器的发展方向是：
(1)采用强制通风式燃烧器；
(2)发展大能量燃烧器，减少单台加热炉燃烧器个数，以方便操作和实现自控；
(3)发展高强燃烧器，使燃烧有很高的燃烧速度和很高的烟气喷射速度；
(4)发展低污染的燃烧器；
(5)实现燃烧控制的自动化。
7.2.5 炉管
标定板
由于炉管置于高温中，管内又有油品或其它介质的温度、压力和腐蚀的联合作用，因此炉管材料应具有耐热耐压和耐腐蚀的特殊要求。目前国内常减压装置中加热炉辐射室一般为Cr9Mo合金钢管，对流室为10＃优质碳钢管。在正常生产条件下，炉膛温度一般在600℃以上，因此炉管内应时刻保持有一定流量的冷物料来吸收热量，确保炉管壁温不超过耐热指标。严防炉管内物料中断和超高温、超负荷运行，以至损坏炉管，酿成事故。
整个加热炉的炉管系统还包括连接直管之间的回弯头和支持炉管的管架。回弯头把相邻两直管连通，使油品流向转弯180°。在进出口处回弯头将炉管与物料进出管线相连。虽然回弯头处于高温区外部，但由于管内物料流向急剧改变，冲蚀严重,容易发生漏油着火。管架的作用是支撑炉管防止其受热弯曲变形。
7.2.6 空气预热系统
随着加热炉的大型化发展和对加热炉效率要求的提高，目前常减压装置已普遍采用强制通风空气预热器，一般不采用自然通风。与自然通风相比，强制通风空气预热主要有以下好处：
(1)有助于实行风量自动控制，降低过剩空气量；
(2)有利于提高空气与油雾的混合速度，使燃烧速度和燃烧温度上升，增强火焰的辐射能力；
(3)易于控制火焰形式，使之与炉型相配合；
(4)为采用新型高效燃烧器提供了条件。
空气预热系统的热源形式一种是采用常减压侧线，该系统包括鼓风机，风道和空气预热器等部件，空气预热器一般为翅片管换热器。
另一种是采用加热炉烟道气为热源，它是将烟气经集烟管通过引风机引入空气预热器中热交换后烟气经排烟管排入大气中。此类型的空气预热器目前主要有管束式、回转蓄热式和热管式三种形式。
虽然利用烟道气为热源的空气预热器系统较以常减压侧线为热源的空气预热系统投资大、流程复杂，维护检修费用高，但因其能有效地降低排烟温度，更大限度地提高加热炉效率，所以在应用上已日益被人们所重视。
7.2.7 吹灰器
吹灰器一般用在加热炉的对流室。目前国内炼油厂装置加热炉中使用的吹灰器有蒸汽吹灰器、声波吹灰器、激波吹灰器等。
(1)蒸汽吹灰器：
以往采用吹灰器将蒸汽调整喷射在炉管上壁，可除去炉管表面的灰垢。常用蒸汽吹灰器有固定回转式和可伸缩喷式两种，前者又分为手动、气动和电动三种。固定回转式吹灰器的吹灰器固定在炉内，吹灰时可利用手动装置使链轮回转，也可开动电机机械或风动马达使之回转。在炉外装有阀门和传动机构，在吹灰器的吹灰管穿过炉墙处设有防止空气漏入的密封装置。这种吹灰器结构简单，但由于吹灰管长期在炉内，管子容易损坏，蒸气喷孔容易堵塞。可伸缩式吹灰器的结构比固定回转式复杂，它的喷只在吹灰时才伸入炉内，吹扫完毕又自行退出，故不易损坏。这种吹灰器一般在高温烟气区使用。
蒸汽吹灰器随着蒸馏装置加工高含硫原油的增加，加热炉燃料的含硫量增大时，吹灰器使用的蒸汽会造成对流室炉管的露点腐蚀，现较多的加热炉对流室采用了声波吹灰器、激波吹灰器，效果好，维护简易。
(2)声波吹灰器
工作原理：声波吹灰器前设有电磁阀，由时控器给出的电信号来控制电磁阀的开关。通电时电磁阀打开，压缩空气进入声波吹灰器座内，使膜片振动产生声波，通过前置的喇叭扩散到炉内。在140～150分贝的声波作用下，炉管表面上的积灰被振松，有高速流动的烟气带出炉外，达到清灰的目的。断电时电磁阀关闭，压缩空气被切断，声波吹灰器停止鸣音，处于停歇状态。柿子削皮机
(3)激波吹灰器
工作原理：是通过燃气爆燃生成激波的。燃料(通常是乙炔、天然气或丙烷等气体燃料)在一个特殊的装置中被高能点火器点燃，产生爆燃；剧烈的爆燃使火焰锋面后的燃烧气体在瞬时升至高压，并在火焰的锋面前形成压缩波；在经过火焰导管时，压缩波被不断地加强，最后形成一道稳定的激波；这道激波进入激波发生器后，一方面作为点火激波点燃罐体内的可燃混合气，另一方面受到罐内特殊结构的调制而进一步加强；最终，调制好的激波从激波发射喷口发射出来进入炉膛，作用于炉内受热面上的积灰，使之在激波的冲击下破碎剥落，脱离炉的受热面。通过控制激波的强度，可以适应炉受热面上不同类型的积灰，使炉的积灰在合适和足够强度的激波冲击下碎裂。
激波吹灰装置的组成：
图8-3是ESW激波吹灰装置的系统图。整个系统的组成如下：
应急通信系统图8-3 ESW激波吹灰装置的系统图
空气进气管路：装有流量传感器、压力传感器、压力表、止回阀和旁通阀；
燃气进气管路：装有截止阀、减压阀、针形阀、流量传感器、压力传感器、压力表、电磁阀和止回阀；
激波主发生器：包括混合器、点火装置和层分配箱；
激波发生器和激波发射喷管：设有多层，每层可以有一至数个激波发生器和激波发射喷管，
它们通过火焰联管与层分配箱相联；层数和各层激波发生单元的个数视每台锅炉的实际情况来选取。
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