2024年崗位知識(shí)競賽-加熱爐知識(shí)歷年考試高頻考點(diǎn)試題附帶答案

2024年崗位知識(shí)競賽-加熱爐知識(shí)歷年考試高頻考點(diǎn)試題附帶答案（圖片大小可自由調(diào)整）第1卷一.參考題庫(共25題)1.彈簧管加熱爐應(yīng)用范圍？特點(diǎn)？加熱爐的管架計(jì)算如何考慮？2.舉例說明如何選用現(xiàn)存爐子？3.按新部標(biāo)規(guī)定，通常情況下（建廠地區(qū)冬季計(jì)算溫度等于或高于-20℃時(shí)）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件為什么要選用Q235-B、Q235-B.F，而不采用Q235-A、Q235-?A.F？4.加熱爐設(shè)計(jì)中應(yīng)如何選用燃燒器？5.地震作用抗震計(jì)算通常有哪三種方法？加熱爐抗震化效果用哪種方法？地震作用和哪些因素有關(guān)？6.加熱爐上使用管壁熱電偶有幾種？安裝管壁熱電偶的目的是什么？立管立式爐一般安裝在什么位置較合適？7.焚燒爐對爐襯設(shè)計(jì)的要求是什么？為什么采用磷酸鋁襯里而不采用磚結(jié)構(gòu)？8.怎樣設(shè)計(jì)重整加熱爐倒U形輻射排管（單排單面輻射）？9.壓力容器設(shè)計(jì)壓力怎樣確定？若最高工作壓力為Pw≤1.8MPa，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)為多少？設(shè)計(jì)壓力為0.08MPa和真空度為0.015MPa，公稱容積為600升（0.6m3）三容器是否適用GB150-89？（三容器的基本條件符合GB150-89）10.風(fēng)荷載及煙囪高度均相同的等徑鋼煙囪，僅煙囪直徑變化，會(huì)影響煙囪壁厚的增減嗎？請簡述其原因。11.為什么在輻射段傳熱計(jì)算中，通常取兩排對流爐管作為遮蔽段？遮蔽段采用光管？試根據(jù)下圖繪出考慮遮蔽段對流傳熱的傳熱計(jì)算模型，并說明該模型的完備性。 12.焦化爐設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是什么？設(shè)計(jì)中如何排管、選取管徑和管材？13.對生產(chǎn)的每一根熱管，用什么方法測試才能初步確定它是合格產(chǎn)品？14.試述重整反應(yīng)加熱爐、爐管系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)。15.設(shè)計(jì)加熱爐時(shí)如何選用燃燒器？加熱爐對工藝提供的燃料油有什么要求？16.在什么情況下，固定管板式換熱器的殼程筒體需設(shè)置膨脹節(jié)？17.用公式說明如何強(qiáng)化對流傳熱？在介質(zhì)為油時(shí)（液相），總傳熱系數(shù)K大小主要取決于外膜傳熱系數(shù)h0，還是取決于內(nèi)膜傳熱系數(shù)hi，為什么？設(shè)計(jì)時(shí)，強(qiáng)化后K直通常為沒強(qiáng)化K值幾倍？ 18.在設(shè)計(jì)加熱爐時(shí)，通常應(yīng)考慮哪些安全措施？19.對易結(jié)焦的加熱爐在設(shè)計(jì)中可采取哪些措施？20.你知道的兩相流壓降計(jì)算有幾種？各種方法計(jì)算的適用范圍及其準(zhǔn)確程度如何？21.選用管式爐時(shí)應(yīng)注意哪些問題？如果選用1200萬大卡/時(shí)常壓爐用作1200萬大卡/時(shí)瀝青爐是否合適？22.某臺(tái)加熱爐輻射、對流均為四管程（對流、輻射分別加熱）運(yùn)行一段時(shí)間后，對流管中兩路結(jié)焦，其中一路遮蔽管處燒壞。試分析結(jié)焦原因？簡述遮蔽管結(jié)焦損壞的過程？爐管結(jié)焦后可采取什么方法處理？23.受壓彎作用的柱腳板，其地腳螺栓是否受拉？螺栓截面應(yīng)如何確定？24.什么叫焊接工藝評(píng)定？為什么要進(jìn)行焊評(píng)？焊評(píng)對象是什么？焊接試驗(yàn)與焊評(píng)有什么不同？（焊接工藝評(píng)定簡稱“焊評(píng)”）25.GB150-89規(guī)定在什么情況下壓力容器壁上開孔可不另行補(bǔ)強(qiáng)？第2卷一.參考題庫(共25題)1.什么是焦化加熱爐的管內(nèi)結(jié)焦？管內(nèi)結(jié)焦的多少取決于哪兩大因素？并對該兩大因素具體分析。2.什么叫氫鼓泡和氫脆？3.加熱爐大型化問題是如何考慮的？為什么要搞大型化？具體存在的問題？4.影響輻射傳熱的因素是什么，并簡要分析。5.你為呼煉設(shè)計(jì)的瀝青爐爐襯為何采用襯里結(jié)構(gòu)而不采用其它材料？6.在下列已知條件下，寫出計(jì)算爐襯厚度的有關(guān)公式的計(jì)算步驟。已知：單一爐襯，內(nèi)外壁溫度t1、t2，大氣溫度t0，爐襯材料導(dǎo)熱系數(shù)λ，無風(fēng)，爐襯垂直放置。求：爐襯厚度δ。7.在加熱爐輻射室頂（對流底）和對流頂（煙囪底）設(shè)置氧化鋯測定氧含量，其作用有什么不同？8.加氫裝置中反應(yīng)部分的加熱爐通?？刹捎媚膸追N材料作爐管？不銹鋼爐管為什么在焊后要增加一道穩(wěn)定化熱處理的工序？9.1Cr5Mo、9Cr-1Mo熱處理溫度是多少？在什么情況下鉻鉬鋼爐管焊后必須重新進(jìn)行熱處理？10.管輸原油加熱爐有何特點(diǎn)？11.加氫精制（爐前混氫）進(jìn)料爐，爐管設(shè)計(jì)中應(yīng)注意甚么？12.為什么要控制鋼中的S、P含量？13.鍋爐受壓元件采用國外鋼材應(yīng)符合哪些要求？14.試對下列三種預(yù)熱器（管束式、擾流式、熱管式）進(jìn)行比較？15.試說明單根熱管分幾段，各段名稱是什么？在設(shè)計(jì)熱管預(yù)熱器時(shí)，如何設(shè)計(jì)熱端與冷端？16.用GB713-86中的20g和16Mng鋼板分別代用20R和16MnR時(shí)應(yīng)符合甚么要求？用20R和16MnR代替鍋筒所需鋼板20g和16Mng有什么要求？17.目前搞的管束式空氣預(yù)熱器系列CAD與過去設(shè)計(jì)的整體式管束式空氣比較有什么區(qū)別？18.加熱爐主要管材的最高使用溫度是多少？19.試述第一、三、四強(qiáng)度理論，它們各適用什么范圍？20.焦化爐爐管內(nèi)是否注水、注氣？若要注水、注氣在什么部位好？為什么焦化爐爐管結(jié)焦嚴(yán)重的部位不在輻射出口而在中部某段管內(nèi)？21.加熱爐負(fù)荷變化大的燃燒器設(shè)計(jì)應(yīng)考慮什么？22.對于含硫量低的直餾柴油加氫精制反應(yīng)爐，是否非得選用321或347不銹鋼作爐管？23.簡述熱管的工作原理，并說明熱管的優(yōu)缺點(diǎn)？鋼水熱管的使用溫度（最高）及存在的問題。24.減壓爐出口轉(zhuǎn)油線管徑的大小對減壓爐有何影響？25.建立沸騰床（亦稱流化床）的他條件是什么？什么狀態(tài)是穩(wěn)定的沸騰層？沸騰層高度的影響？第3卷一.參考題庫(共25題)1.試從加熱爐傳熱、燃燒、爐襯、余熱回收、爐子操作管理五方面簡述爐子如何做好節(jié)能工作？2.什么叫濕度型NOx？影響它的生成量的主要因素與控制NOx生成量的方法是什么？低氧化氮燃燒器是如何抑制NOx產(chǎn)生？3.低溫露點(diǎn)腐蝕機(jī)理是什么？在設(shè)計(jì)中采取哪些措施避免產(chǎn)生低溫露點(diǎn)腐蝕？4.正壓爐的防爆安全裝置有哪些形式？各有什么特點(diǎn)？設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題有哪些？5.對流室采用釘頭管或翅片管的好處是什么？什么情況下采用釘頭管？什么情況下采用翅片管？6.雙面輻射加熱爐的特點(diǎn)？試舉一二個(gè)實(shí)際應(yīng)用例子？7.提高加熱爐熱效率的途徑有哪些？8.提高加熱爐熱效率主要受哪些因素的限制？在我們的設(shè)計(jì)中采用過哪些提高加熱爐熱效率的手段？你準(zhǔn)備從哪幾個(gè)方面去防止或減輕低溫露點(diǎn)腐蝕？9.NOx指的是什磨？NOx如何對環(huán)境進(jìn)行危害？式論述如何以改善燃燒與降低燃料的含氮量兩方面來控制NOx的生成。10.如何計(jì)算某臺(tái)加熱爐節(jié)能改造設(shè)計(jì)后的投資回收年限？（僅列出計(jì)算簡式即可）11.在加氫裂化和加氫精制裝置加熱爐設(shè)計(jì)中，當(dāng)采用奧氏體不銹鋼爐管（TP321、TP247H）時(shí)，為何傾向于采用單排雙面輻射的排管形式？試用有關(guān)公式和數(shù)據(jù)加以說明。12.糠醛加熱爐特點(diǎn)是什么？如何根據(jù)其特點(diǎn)設(shè)計(jì)糠醛加熱爐？13.畫出煙氣在自然通風(fēng)直立上抽式加熱爐內(nèi)的壓力分布圖，并解釋煙氣是如何從負(fù)壓較大的爐底向負(fù)壓較小的爐頂流動(dòng)。14.加熱爐燃燒器選型一般應(yīng)怎樣考慮？15.對大型化的單系列制氫爐設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)一些什么問題？如何考慮和解決？16.自立式煙囪基本風(fēng)壓、設(shè)防裂度和場地類別等自然條件確定后，進(jìn)行結(jié)構(gòu)核算主要計(jì)算哪些內(nèi)容？17.空氣預(yù)熱器的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)是什么？18.試述奧氏體不銹鋼中C、Cr、Ni、Ti、Nb等主要化學(xué)元素的影響，主要熱處理方法及其作用。19.簡述在設(shè)計(jì)中避免露點(diǎn)腐蝕的措施。20.哪些裝置的加熱爐需要擴(kuò)徑？擴(kuò)徑的作用和原則是什么？焦化爐為什么不擴(kuò)徑？21.施工交底應(yīng)注意什么問題？22.試將一臺(tái)熱負(fù)荷為5818kw（500×104）圓筒爐（減壓爐qR≈20000lcal/（m2.h））能改造成一臺(tái)大約多少萬大卡的糠醛（抽出液）加熱爐？設(shè)計(jì)上要從哪些方面考慮這些改造？23.從理論上分析加熱爐對盤管采用擴(kuò)面管的目的和意義。24.影響露點(diǎn)腐蝕的因素是什么？在設(shè)計(jì)中怎樣避免露點(diǎn)腐蝕？25.Ⅰ型和Ⅱ型焚燒爐各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？為什么有些廠采用Ⅱ型焚燒爐？第1卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: 1.適用于小負(fù)荷加熱爐有沉積物，怕堵塞管子的加熱爐，常見于化工廠。? 其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省彎管；無存留物；壓降??；負(fù)荷??；可整體預(yù)制。 2.管架計(jì)算應(yīng)考慮受力大的斷面，受力大的斷面往往此處溫度不是最高的，還要考慮溫度高的斷面，溫度最高的斷面往往受力不是最大的，兩個(gè)部位都要核算。 低溫時(shí)一般按彈性許用應(yīng)力（只考慮強(qiáng)度）?高溫時(shí)一般按斷裂許用應(yīng)力（應(yīng)按蠕變考慮）2.參考答案: ①爐型 ②熱負(fù)荷 ③冷油流速（即管徑和程數(shù)） ④有否過熱蒸汽或廢熱鍋爐 ⑤爐管材質(zhì)、壁厚 ⑥火咀數(shù)量和形式 ⑦風(fēng)荷載及地震荷載等?選型說明： 當(dāng)加熱某一種介質(zhì)而設(shè)計(jì)的管式爐，當(dāng)用于加熱另一種介質(zhì)時(shí)，由于其允許的熱強(qiáng)度不同，原設(shè)計(jì)的熱負(fù)荷就不再具有意義。例如：一個(gè)1000萬千卡/時(shí)常壓爐，當(dāng)用在焦化爐時(shí)，就只能當(dāng)作700萬千卡/時(shí)左右的爐子使用。 在選用時(shí)，具有實(shí)際意義的是其有效加熱面積。然而加熱面積是不直觀的，名義熱負(fù)荷（以下列名義熱強(qiáng)度為準(zhǔn)計(jì)算的爐子熱負(fù)荷） 查后得選用名義熱負(fù)荷780萬千卡/時(shí)左右圓爐，滿足熱負(fù)荷要求，然后再考慮管徑等其它因素是否合適。 若選用1200萬大卡/時(shí)的常壓爐用作1200萬大卡/時(shí)瀝青爐是否合適？ 不合適，因?yàn)槌籂t熱強(qiáng)度在2～3萬大卡/時(shí)（圓筒爐），而瀝青爐允許熱強(qiáng)度較常壓爐要低。則選用1200萬大卡/時(shí)的常壓爐作瀝青爐的傳熱面積可能不夠。 選用加熱爐應(yīng)注意： 選用時(shí)應(yīng)根據(jù)使用的裝置、條件及地區(qū)的不同，需作一些核算和比較 ①全爐熱負(fù)荷、輻射管的熱強(qiáng)度 ②管徑及程數(shù) ③根據(jù)操作壓力、溫度及腐蝕條件核算爐管厚度 ④燃燒器燃燒種類及總發(fā)熱量 ⑤整個(gè)地區(qū)的風(fēng)載荷、地震荷載、場地土是否一致，必要時(shí)進(jìn)行核算。 ⑥其它（軸線位置說明等）3.參考答案: 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB700-88）規(guī)定Q235-A、Q235-?A.F的含碳量不作交貨條件，而由于焊接結(jié)構(gòu)鋼對鋼材的含碳量要求嚴(yán)格，爐架結(jié)構(gòu)多為焊接結(jié)構(gòu)，所以Q235-A、Q235-?A.F鋼材就不宜在焊接結(jié)構(gòu)中使用。Q235-B、Q235-B.F鋼材，既能保證其機(jī)械性能的前五項(xiàng)，又能保證合格的化學(xué)成分，所以此種鋼材為爐架結(jié)構(gòu)鋼材。4.參考答案: ①燃燒器總發(fā)熱量應(yīng)滿足加熱爐熱負(fù)荷的要求 ②選用的燃燒器應(yīng)與加熱爐所用的燃料特點(diǎn)相適應(yīng)（油、氣、或油氣聯(lián)合燃燒器） ③燃燒器應(yīng)與爐膛爐型相配合箱式爐、圓筒爐、立式爐爐膛高的應(yīng)選用長火炬（一般火炬高度應(yīng)為爐膛高度的2/3），無焰爐用側(cè)壁燒咀，火焰附墻，階梯爐采用扁平火咀 ④選用的燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，利于操作維護(hù)，霧化汽用量小，過?？諝庑。靸r(jià)低，噪聲小等 ⑤根據(jù)供風(fēng)方式采用自然通風(fēng)或強(qiáng)制通風(fēng)5.參考答案: 地震作用抗震計(jì)算通常有三種方法， 第一種是“底部剪力法”適合以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布較均勻，以及近似單質(zhì)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)。 第二種是“振型分解反應(yīng)譜法”，適合彎剪變形，結(jié)構(gòu)相對有一定對稱性結(jié)構(gòu)， 第三種是“對稱分析法”，適合特別不規(guī)則的建筑構(gòu)筑和特別高超高建筑構(gòu)筑物。 加熱爐抗震計(jì)算，目前主要采用第二種“振型分解反應(yīng)譜法”，對硫回收酸氣尾氣爐也可用底部剪力法。地震作用和振型、振型參與系數(shù)、重力荷載、地震影響系數(shù)有關(guān)。但地震影響系數(shù)又和設(shè)防裂度、振動(dòng)周期、特征周期有關(guān)。特征周期又和遠(yuǎn)震、近震、場地土有關(guān)，振動(dòng)周期、振型、振型參與系數(shù)又和建筑構(gòu)筑物的質(zhì)量和剛度分布有關(guān)，所以也可說地震作用和重力荷載、遠(yuǎn)震、近震、場地土、設(shè)防裂度和構(gòu)筑建筑物的剛度質(zhì)量分布有關(guān)。6.參考答案: 有兩種： ⑴刀刃式 ⑵墊板式 安裝管壁熱電偶的目的是監(jiān)測爐管的管壁溫度，對易結(jié)焦的爐管，通過管壁熱電偶顯示的溫度可以觀察到管壁溫度的變化，從而了解管內(nèi)介質(zhì)的情況。如管壁熱電偶所指的溫度突然升高，可判斷管內(nèi)是否結(jié)焦，但其所表示的溫度不是真實(shí)的管壁溫度，只能作為監(jiān)測。立管立式爐安裝時(shí)一般裝在出口管火焰高度2/3的部位（即管壁溫度較高的部位）。臥管立式爐一般裝在介質(zhì)出口管，離火咀較近的部位。不管立式爐還是臥式爐管壁熱電偶均應(yīng)安裝在迎火面上。7.參考答案: 焚燒爐對爐襯設(shè)計(jì)要求： ①耐溫性600℃～850℃以上 ②耐磨性，經(jīng)得起硅砂、廢渣等的沖刷 ③耐急冷急熱，熱穩(wěn)定性好50次 ④耐水性 在工作溫度不受廢料影響（因450℃以上陶瓷化） ⑤抗腐蝕性 能抵抗廢渣及焚燒后煙氣腐蝕 ⑥致密性 要求襯里不裂、不滲、不使煙氣滲入器壁腐蝕殼體 ⑦易施工 好施工能適應(yīng)焚燒爐各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀 綜合上述采用襯里比耐火磚結(jié)構(gòu)好，這是因?yàn)榇u有磚縫，不易嚴(yán)密，而磚縫是薄弱環(huán)節(jié)不耐沖刷，焚燒爐形狀復(fù)雜，用異型磚多，施工不易，不如襯里簡單。8.參考答案: ①爐管長度上要考慮到：（長度指直管段） A.最小高度根據(jù)火焰長度決定 B.為了保持傳熱均勻，管徑與高度有如下關(guān)系： 管徑≥φ127時(shí)，長度l≤9m 管徑≤φ102時(shí)，長度l≤7.6m ②爐管之間的小室寬度，有爐管與燒咀間的最小距離決定，爐管中心至爐管中心的最小寬度為3m。 ③集合管位于輻射區(qū)段的底部，并處理好密封，絕對禁止參與爐膛的輻射傳熱。9.參考答案: 10.參考答案: 11.參考答案: ①對于雙排管單面輻射，無反射面情況，其管排有效吸收因素α=0.977.因此可以認(rèn)為兩排對流管吸收了爐膛向?qū)α鞫蔚娜恐苯虞椛洹?②遮蔽段既受爐膛的直接輻射傳熱，又受煙氣的對流傳熱，因此熱強(qiáng)度較高。如采用擴(kuò)面管，勢必進(jìn)一步提高熱強(qiáng)度，導(dǎo)致燒壞擴(kuò)面元件和管壁。 ③傳熱計(jì)算模型如下： 12.參考答案: 焦化爐設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是應(yīng)根據(jù)原料特性，在滿足工藝要求的前提下，所選設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)盡可能防止?fàn)t管結(jié)焦，高正裝置的長周期運(yùn)行。 在焦化爐設(shè)計(jì)中： ⑴焦化爐一般采用橫排管，使?fàn)t管沿圓周方向傳熱均勻，防止局部過熱。應(yīng)盡可能避免介質(zhì)的先期臨界分解段位于管壁溫度最高和熱強(qiáng)度分布最不均勻的管段。 ⑵宜選用小管徑 原因： ①小管徑比表面積大，加熱同樣多的流體，獲得的傳熱外表面積多，故可降低爐管平均熱強(qiáng)度。（即降低焦垢生成速度）。 ②小管徑可提高內(nèi)膜傳熱系數(shù)（即提高焦垢脫離速度）。 ③采用小管徑增加流路，減少介質(zhì)停留時(shí)間。 ⑶管心距選取時(shí)采用大管心距，盡可能使?fàn)t管表面熱強(qiáng)度趨于均勻。（一般對上進(jìn)下出的加熱爐，上部取C=2.2，中部取C=2.5，下部取C=2.7）。 ⑷管內(nèi)流速的選?。焊吡魉倏商岣呓构该撾x速度，緩和焦垢生成速度， ⑸管子選取時(shí)應(yīng)注意管壁熱強(qiáng)度不宜過高，太高會(huì)加快生焦速度，過去傳統(tǒng)推薦31.56kw/m2（實(shí)際國內(nèi)焦化加熱爐一般在31～33kw/m2）凱洛格選用的熱強(qiáng)度一般為31.56～34.66?kw/m2；當(dāng)前國外推薦28.39?kw/m2 ⑹為保長周期運(yùn)行和利于燒且滿足管材高溫強(qiáng)度要求，過去規(guī)定一般介質(zhì)含硫小于2%選用1Cr5Mo管材，含硫大于2%選用1Cr9Mo管材。現(xiàn)國外采用在線清焦，長周期運(yùn)行，爐管材質(zhì)取得較好，一般用1Cr9Mo。13.參考答案: 熱管存放十天后，用以下方法對每根熱管進(jìn)行初步檢查 A.聽聲法：熱管充裝工質(zhì)后，使之呈垂直方向，上、下抖動(dòng)，有清脆的金屬撞擊聲為性能初步合格。 B.啟動(dòng)法：將熱管蒸發(fā)段插入98℃～100℃的恒溫水槽中，在三分鐘內(nèi)可熱到頂端，用儀器測距冷凝段端頭500mm處的壁溫。壁溫高于環(huán)境溫度10℃為合格。 若上述任何一項(xiàng)不合格則判定該根熱管為不合格。14.參考答案: 主要特點(diǎn)：壓力降要求低，出口介質(zhì)溫度高。 根據(jù)壓力降要求，重整反應(yīng)爐多設(shè)計(jì)成多路并聯(lián)，多路并聯(lián)實(shí)際上流量不可能均勻，流量小的管每千克原料氣所吸熱量就增大，這樣就形成溫度偏差，允許的最大熱偏差，取決于爐管材質(zhì)，為了使各路流量盡可能均勻，從兩個(gè)方面努力： ⑴集合管的橫截面要足夠大，加熱管尺寸盡可能小。 日本：總集合管面積=0.8～1.0爐管總面積 美國：總集合管面積=1.5爐管總面積 一般處理量越大，路數(shù)越多時(shí)，集合管尺寸的富余量越大。 ⑵安排好集合管流向 15.參考答案: ①根據(jù)加熱爐的特點(diǎn)或燃料供應(yīng)情況，選用燃燒器（油、氣、或油氣聯(lián)合燃燒器）。 ②根據(jù)供風(fēng)方式采用自然通風(fēng)或強(qiáng)制通風(fēng)。 ③根據(jù)爐型選用燃燒器（如箱式爐、圓筒爐、立式爐，爐膛大選用長火焰燃燒器，無焰爐用側(cè)壁燒咀火焰附墻，形成溫度較均勻的輻射墻，階梯爐常采用扁平火咀等）。 ④根據(jù)加熱爐所需的總熱量，確定燃燒器的總發(fā)熱量。（SHJ1035-84規(guī)定燃燒器設(shè)計(jì)總發(fā)熱量至少應(yīng)為計(jì)算總發(fā)熱量的1.1倍）。 ⑤根據(jù)燃燒器提供的技術(shù)性能，爐內(nèi)熱量分布要求，來確定燃燒器的個(gè)數(shù)。 ⑥其它（霧化劑耗量少，結(jié)構(gòu)簡單易控制，噪音小等）。 對工藝提供的燃料油要求： ①燃料油壓力在0.5～0.7MPa（5～7kgf/cm2） ②燃料油粘度4～6°E （LB燃燒器要求粘度≤34mm2/s） ③霧化劑壓力0.65～0.85MPa（6.5～8.5?kgf/cm2）16.參考答案: 在管板的計(jì)算中按有溫差的各種工況計(jì)算出殼體軸向應(yīng)力σl，換熱管的軸向應(yīng)力σt，換熱管與管板之間的拉脫力q中，有一個(gè)不能滿足強(qiáng)度（或穩(wěn)定）條件時(shí)就需設(shè)置膨脹節(jié)，在管板強(qiáng)度校核計(jì)算中，當(dāng)管板厚度不確定之后不設(shè)膨脹節(jié)時(shí)，有時(shí)管板強(qiáng)度不夠，設(shè)膨脹節(jié)后管板厚度可能就滿足要求，此時(shí)也可設(shè)置膨脹節(jié)以減薄管板，但要從材料消耗、制造難易、安全及經(jīng)濟(jì)效果等綜合評(píng)估而定。17.參考答案: 強(qiáng)化對流傳熱即提高對流爐管表面熱強(qiáng)度qc ①減少布管面積Ac，為達(dá)此目的一般是提高總傳熱系數(shù)Kc和Δt Δt提高和布管有關(guān)，介質(zhì)和煙氣流向?yàn)槟嫦颍ā鼰?、↓介?Kc提高和內(nèi)外膜傳熱系數(shù)有關(guān) 內(nèi)膜傳熱系數(shù)hi主要和介質(zhì)流速、管徑有關(guān)，當(dāng)介質(zhì)流速取最結(jié)焦時(shí)，管徑就為定值 介質(zhì)流速：根據(jù)不同介質(zhì)，有規(guī)定的流速范圍外膜傳熱系數(shù)h*0主要取決于煙氣流速Gg有關(guān)，Gg大小和布管形式即□排列或△排列有關(guān)（光管、翅片管或釘頭管有關(guān)）? 結(jié)論：通常根據(jù)規(guī)定選取最佳介質(zhì)質(zhì)量流速，這時(shí)爐管直徑及管程數(shù)即為定值了。 在這前提下，主要是設(shè)法提高Gg（煙氣質(zhì)量流速）也就是提高外膜傳熱系數(shù)h0，布管通常為△排列，在爐管外側(cè)加上釘頭（燃油時(shí)）或加上翅片（燃?xì)鈺r(shí)），達(dá)到了提高h(yuǎn)*i和h*0，，即Kc值的目的。Δt和Kc提高了，qc即提高了，Ac減少了，達(dá)到強(qiáng)化對流傳熱之目的 ②總傳熱系數(shù)K大小主要取決于外膜傳熱系數(shù)h0，因內(nèi)膜傳熱系數(shù)h*i遠(yuǎn)大于1h0（外膜傳熱系數(shù)），〔h*i在600～1000左右，而h*0一般在30左右（未強(qiáng)化）〕 ③強(qiáng)化后K值一般為未強(qiáng)化K值的2～3倍以上。18.參考答案: ⑴爐體裝設(shè)防爆門、防爆膜、安全閥 負(fù)壓爐：采用防爆門，按規(guī)范每100m3爐膛容積應(yīng)設(shè)0.2m2防爆門面積（即450×450的防爆門一個(gè)）??????? 正壓爐：用安全閥或防爆膜 ⑵滅火蒸汽管，爐膛吹掃蒸汽 ⑶爐柱腳保溫、防火層 ⑷煙風(fēng)道快開風(fēng)門，開煙囪擋板 ⑸平臺(tái)、欄桿、梯子及其護(hù)圈等，對較大的爐每層應(yīng)設(shè)兩個(gè)梯子可以上下（其中一個(gè)安全梯可為直梯） ⑹有的爐子外壁需保溫，以免燙傷人19.參考答案: ⑴在可能的情況下選擇較低的平均熱強(qiáng)度。 ⑵在動(dòng)力消耗允許時(shí)采用較大的冷油流速（在允許情況下可注水、注氣）提高傳熱速率，降低內(nèi)膜熱阻。 ⑶改進(jìn)燃燒條件，使?fàn)t內(nèi)熱量分布均勻。 ⑷了解加熱原料的工藝特性（溫度及特性因素）合理的安排物料在爐內(nèi)的走向。 ⑸介質(zhì)為多管程進(jìn)料時(shí)，應(yīng)使各路流量分配均勻，各路安裝流量控制表。 ⑹采用臥管式加熱爐使?fàn)t管沿長度方向傳熱均勻，加大管心距使?fàn)t管沿圓周方向傳熱均勻。 ⑺加熱爐擴(kuò)徑時(shí)，應(yīng)避免在汽化點(diǎn)前過早擴(kuò)徑，汽化點(diǎn)不要選擇在下行管上。 ⑻在管壁溫度高的部位安裝管壁熱偶。 ⑼爐管選用較好的材質(zhì)（如Cr5Mo，Cr9Mo），安裝一定數(shù)量餓回彎頭利于清焦。20.參考答案: 1） A.均相法； B.德克勒法（Dukler）； C.洛克哈特一馬蒂內(nèi)里法（Lockhart-Martinell?）； D.馬蒂內(nèi)里一納爾遜法。 2）德克勒法和洛克哈特一馬蒂內(nèi)里法不適用于計(jì)算水一蒸汽系統(tǒng)兩相流的阻力降。 3）馬蒂內(nèi)里一納爾遜法只適用于計(jì)算水一蒸汽系統(tǒng)兩相流的阻力降。 4）均相法對于高氣速霧狀流和高液速的分散氣泡流誤差較小。其它流型可用此法作為初步估算。 5）洛克哈特一馬蒂內(nèi)里法誤差較大，最大可達(dá)50%，適用于水平管計(jì)算。 6）德克勒法準(zhǔn)確性較高，目前工程上普遍采用。21.參考答案: 選用加熱爐時(shí)應(yīng)根據(jù)使用的裝置、條件及地區(qū)的不同，需做一些核算和比較 ①全爐熱負(fù)荷，輻射爐管的熱強(qiáng)度 ②管徑及路數(shù) ③根據(jù)操作壓力，溫度及腐蝕條件核算爐管厚度 ④燃燒器的燃料種類及總發(fā)熱量 ⑤建廠地區(qū)的風(fēng)載荷、地震荷載、場地土是否一致，必要時(shí)進(jìn)行核算 ⑥其它（軸線位置說明等） 不合適，因?yàn)槌籂t設(shè)計(jì)時(shí)一般選用的熱強(qiáng)度在2～3萬千卡/m2時(shí)（圓筒爐）而瀝青爐允許熱強(qiáng)度較常壓爐要低，則選用1200萬大卡/時(shí)的常壓爐作瀝青爐傳熱面積可能不夠。22.參考答案:對流管管壁溫度較輻射管低，一般不宜結(jié)焦。該爐輻射管沒結(jié)焦而對流管四路中二路結(jié)焦，主要原因是對流管中冷油流速可能較低，再加上管程中流量分配不均，偏流嚴(yán)重，致使流速過低管程內(nèi)的介質(zhì)，管內(nèi)停留時(shí)間太長，引起管壁結(jié)焦。一旦結(jié)焦后成為惡性循環(huán)，結(jié)焦的管流速更低，結(jié)焦更加嚴(yán)重，甚至于爐管被堵死。遮蔽管是加熱爐管中熱強(qiáng)度最高的區(qū)域，管內(nèi)結(jié)焦后，管內(nèi)結(jié)垢熱阻增大，管壁溫度越來越高，超過了鋼材所能承受的最高溫度，高溫下氧化爆皮加劇，爐管減薄，在高溫和內(nèi)壓同時(shí)作用下爐管損壞。爐管結(jié)焦后可采用蒸汽-空氣燒焦，機(jī)械清焦法清除管內(nèi)的焦子，一般清焦后應(yīng)對爐管的壁厚進(jìn)行測定。23.參考答案: A.應(yīng)根據(jù)由彎矩引起的壓力作用線對立柱軸線的偏心確定。對于小偏心情況，地腳螺栓不受拉。對于大偏心情況，地腳螺栓受拉。 B.受拉時(shí)，地腳螺栓截面由接力確定。不受拉時(shí)，地腳螺栓截面按結(jié)構(gòu)確定，一般不小于M24。24.參考答案: ⑴焊評(píng)就是用擬定的焊接工藝，按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定來焊接試件，檢驗(yàn)試樣，測定焊接接頭是否具有所要求的使用性能。焊評(píng)是按所擬定的“焊接工藝規(guī)程”焊接試件，進(jìn)行接頭性能的測定，并提出“焊評(píng)報(bào)告”。最后，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)制定出正式的“焊接工藝規(guī)程”作為焊接生產(chǎn)的依據(jù)。“焊評(píng)報(bào)告”是驗(yàn)證所擬定的“焊接工藝規(guī)程”是否合適的手段，有是制定正式“焊接工藝規(guī)程”的重要依據(jù)。焊評(píng)也就是說將影響焊接性能的工藝參數(shù)，在施焊前進(jìn)行充分試驗(yàn)評(píng)定，最后得出焊接性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求的焊接工藝。 ⑵焊評(píng)是保證爐管焊接質(zhì)量的重要措施，也反映出施工單位對爐管焊接的能力。 ⑶焊評(píng)試件的對象是焊縫。焊縫分為對接焊縫、角焊縫等。為了取樣（如拉伸、彎曲、沖擊等）方便，采用對接或角焊縫試件（板狀或管狀）進(jìn)行評(píng)定。 ⑷焊接試驗(yàn)、焊評(píng)都是爐管施焊前所進(jìn)行的試驗(yàn)。 對于一個(gè)從未焊接過的鋼種首先應(yīng)進(jìn)行焊接試驗(yàn)（包括可焊性分析，選擇焊接方法、焊材、確定工藝規(guī)范、進(jìn)行可焊性試驗(yàn)），解決管材能不能焊接與如何焊接問題。 焊評(píng)是解決焊接工藝條件（如母材牌號(hào)、焊材牌號(hào)、母材厚度、坡口尺寸、電流類別、預(yù)熱和焊后熱處理規(guī)范等）變更后，焊件性能是否滿足設(shè)計(jì)要求，是在焊前根據(jù)圖樣、技術(shù)要求、爐管結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、施工條件及工藝過程進(jìn)行的，是解決在具體條件下實(shí)施焊接的工藝問題。焊評(píng)只是在具體條件下的工藝試驗(yàn)，不能代替焊接試驗(yàn)。 焊接試驗(yàn)是焊評(píng)的基礎(chǔ)，只有充分的焊接試驗(yàn)才有可能擬定出適當(dāng)?shù)暮冈u(píng)報(bào)告。25.參考答案: 允許不另行補(bǔ)強(qiáng)需滿足下述條件： ⑴相鄰兩開孔中心的間距（對曲面間距以弧長計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍。 ⑵當(dāng)殼體名義厚度大于12mm時(shí)接管公稱直徑小于或等于80mm，當(dāng)殼體名義厚度小于或等于12mm時(shí)接管公稱直徑小于或等于50mm. ⑶不補(bǔ)強(qiáng)接管的外徑和最小壁厚的規(guī)格宜采用φ25×3.5、φ32×3.5、φ38×3.5、φ45×3.5、φ57×5、φ76×6、φ89×6mm，以上規(guī)定適用于設(shè)計(jì)壓力p≤2.5MPa的容器。第2卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: ⑴焦化爐管內(nèi)結(jié)焦是爐管內(nèi)的油品溫度超過一定界限發(fā)生熱裂解，變成游離碳，堆集到管內(nèi)壁上的現(xiàn)象。結(jié)焦使管壁溫度急劇上升，加劇了爐管的腐蝕和高溫氧化，引起爐管鼓泡破裂，同時(shí)增長了管內(nèi)壓力降，使?fàn)t子操作性能惡化，有時(shí)甚至提前停運(yùn)。 ⑵管內(nèi)結(jié)焦的多少取決于兩大因素，焦炭生成速度及焦層脫落速度，即積極、結(jié)焦速度=焦炭生成速度-焦層脫落速度。 ⑶影響焦炭生成速度有： ①加熱溫度 在滿足工藝過程的基本要求時(shí)，盡量降低介質(zhì)被加熱的溫度，可以降低介質(zhì)在邊界層的溫度，每種油品都有自己開始發(fā)生結(jié)焦的臨界溫度，要使整個(gè)盤管系統(tǒng)都應(yīng)控制在此溫度范圍以下，這是防止焦炭生成的基礎(chǔ)。 ②管壁溫度和熱強(qiáng)度 焦層是在管內(nèi)壁表面上生成的，管壁溫度是影響焦炭生成速度的最基本因素之一，控制輻射熱強(qiáng)度與熱強(qiáng)度均勻分布，就可以限定管壁溫度過高。 影響焦炭脫離速度有： ①管內(nèi)流速 只要壓降允許而又不造成沖蝕，最好盡可能采用高的流速，可使尚未固著的初期疏松焦層排除爐外。高的流速可使內(nèi)膜傳熱系數(shù)增大，降低管壁溫度，可緩解結(jié)焦。 ②管內(nèi)流態(tài) 對水平管，結(jié)焦可能性大的流態(tài)呈層流，汽、液兩相分開流動(dòng)，管子上都是氣體，下部是液體。焦層主要在管子上部，汽相一側(cè)較好的流態(tài)是噴霧流或環(huán)狀流，此時(shí)汽液混相，幾乎是等速流動(dòng)。2.參考答案: 鋼在H2S-H2O溶液中，不只是由陽極反應(yīng)生成FeS引起一般腐蝕，而且在陰極反應(yīng)生成的氨，還向鋼中滲入并擴(kuò)散，由HS—的作用加速10～20倍，當(dāng)H原子向鋼中滲透擴(kuò)散時(shí)，遇到裂縫、空隙、晶格層間錯(cuò)斷，夾雜或其它缺陷時(shí)，氫原子在這些地方結(jié)合成氫分子，體積膨脹20倍，由于體積膨脹而鋼材內(nèi)產(chǎn)生極大應(yīng)力（可達(dá)190kg/cm2）致使碳鋼發(fā)生氫鼓泡。由于氫鼓泡使鋼材內(nèi)部發(fā)生微裂紋，以致使鋼材變脆，即為氫脆。3.參考答案: 搞大型化的原因： ①煉油裝置處理量的提高，加熱爐熱負(fù)荷增高。 ②大型爐較中小型爐易提高熱效率。 ③煙氣量大，對流傳熱率提高，相對加熱面積減少，煙氣集中，易設(shè)置空氣預(yù)熱及廢熱鍋爐等回收系統(tǒng) ④單位發(fā)熱量外壁面積少，散熱損失小 ⑤操作人員及儀表費(fèi)用少 存在問題： ①一億千卡/時(shí)以上的大型管式爐，國內(nèi)尚無設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。 ②大型爐的爐型及大能量燃燒器是解決此項(xiàng)設(shè)計(jì)和操作的關(guān)鍵。（噴咀能量、火焰形狀與爐管距離及爐管長度的關(guān)系需探討）。 ③爐管的管徑和管程數(shù)：管徑太小，程數(shù)多，分配不均，更易產(chǎn)生偏流；管徑答，（國外用到254～304mm）對傳熱不利。 ④熱膨脹是個(gè)突出問題（如制氫爐集合管考慮冷壁代熱壁等），支架和管板重量大，摩擦水平推力加大等。 ⑤對于大型化加熱爐來說熱效率的高低對燃料的消耗影響更大，因此余熱回收需要效率更高、防腐更好的回收系統(tǒng)。 ⑥大型化加熱爐需要考慮工廠預(yù)制，一些配件的制造目前尚需考查。 ⑦大型化帶來的公害應(yīng)考慮，如設(shè)計(jì)低噪音的大能量噴咀，低氧化氮的噴咀等。4.參考答案: 輻射傳熱公式? QR=σAcpF（Tg4-Tw4）+hRCαAcpF（Tg-Tw）? （）茲曼常數(shù)?定值：4.93810 α：有效吸收因數(shù)（與排管數(shù)，管心距/管程有關(guān)） Acp：輻射壁管當(dāng)量平面（取決于管長、管子數(shù)、管心距之積） F://變換因數(shù)（隨放熱表面的輻射率和吸熱面的吸收率而變化，與有效暴露磚 墻和當(dāng)量冷平面有關(guān)） 當(dāng)管排一定后變換因數(shù)與氣體輻射率有關(guān)。氣體輻射率取決于三原子氣體分壓和爐子尺寸 Tg：火墻溫度決定輻射與對流段的負(fù)荷分配 Tw：輻射爐管平均管壁金屬溫度 HRC：對流傳熱系數(shù)（與爐型和燃燒流場有關(guān)）5.參考答案:用耐火磚做爐襯，生產(chǎn)一段時(shí)間后，磚墻有縫隙，冷空氣常會(huì)泄入爐內(nèi)，使?fàn)t溫下降，同時(shí)高溫?zé)煔馇秩霠t架，煙氣中的硫會(huì)將爐架與爐壁板腐蝕。耐火纖維作爐襯，壽命短，不耐氣流沖刷，也不宜作爐襯。而襯里其密封性好，導(dǎo)熱系數(shù)小，結(jié)構(gòu)簡單，也便于施工，故采用襯里結(jié)構(gòu)，國外加熱爐也多推薦采用襯里結(jié)構(gòu)。6.參考答案: 7.參考答案:在輻射頂設(shè)置氧化鋯測定氧含量，主要測定輻射室過剩空氣系數(shù)，如果過?？諝庀禂?shù)過大，可關(guān)小燃燒器進(jìn)風(fēng)口風(fēng)門從而確保合理的過?？諝庀禂?shù)下燃燒器完全燃燒。在對流頂設(shè)置氧化鋯測定含氧量，從而確定全爐的過?？諝庀禂?shù)，以計(jì)算加熱爐熱效率。8.參考答案: 爐管材料選用與被加熱流體的溫度和流體的腐蝕性能有關(guān)，加氫裝置的反應(yīng)加熱爐管內(nèi)的介質(zhì)通常是循環(huán)氫或烴+氫之類。因此材料的高溫溫度及抗氫性能要好，通?？杀贿x用的才材料有CrMo合金鋼和奧氏體耐熱不銹鋼兩大類。如Cr5Mo、Cr9Mo及含鈦、鈮等穩(wěn)定化元素的不銹鋼。不銹鋼爐管的出廠熱處理狀態(tài)通常是固溶處理狀態(tài)。固溶狀態(tài)的不銹鋼爐管在焊接過程中，原被固溶的TiC被分解，C與鋼中的鉻結(jié)合生成過量的碳化鉻，因此在焊縫區(qū)域出現(xiàn)貧鉻帶，在高溫氫的作用下，易出現(xiàn)晶間腐蝕。穩(wěn)定化的作用就是在高溫下使已被分解的TiC重新結(jié)合。所以不銹鋼爐管焊接后要增加穩(wěn)定化熱處理的工序。9.參考答案: 1.1Cr5Mo、9Cr1Mo熱處理溫度均是750℃～780℃ 2.鉻鉬鋼爐管焊后、焊縫、熱影響區(qū)及其附近母材表面硬度值達(dá)不到規(guī)定要求時(shí)，必須重新進(jìn)行熱處理，并做硬度測試。10.參考答案: ⑴原油流量大、壓降低，需大管徑多管程，各管程分配均勻問題很難解決 ⑵輸量或季節(jié)氣溫變化影響，傳熱功率波動(dòng)大，小流量輸送易發(fā)生偏流 ⑶溫升小，被加熱終溫低，粘度大，在相同熱強(qiáng)度下管壁溫升高于一般加熱爐又因原油未經(jīng)技術(shù)處理，輕成分多，從不允許汽化的要求考慮允許的管壁溫度低，加熱終溫只有70℃，否則易出事故。另外還要求爐管受熱均勻，熱強(qiáng)度不能過大。 ⑷原油入爐溫度低，只有25～30℃，因此往往會(huì)遇到低溫露點(diǎn)腐蝕問題。11.參考答案: ⑴根據(jù)工藝給定的流量選擇合適的管徑 ①管徑太大，流速低，流型不好，當(dāng)氣體流速比能產(chǎn)生最低壓降的流速更低時(shí)，產(chǎn)生不穩(wěn)定流速。同時(shí)管徑大，壁厚增，一次性投資貴。 ②管徑太小，流速高，壓降太大，為了滿足工藝要求往往要增加程數(shù)，路數(shù)太多，兩相流不好控制各路進(jìn)料量，往往要產(chǎn)生偏流，由于偏流同樣會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定流動(dòng)，甚至結(jié)焦。一般兩相流的流速應(yīng)在8m/s～15m/s，可根據(jù)流型圖來判斷。 ⑵選擇合適的爐管材料12.參考答案: S是鋼中的有害元素，它和Fe生成FeS，形成低熔點(diǎn)共晶體，高溫時(shí)，該共晶體熔化，使鋼材變脆，破裂。S含量大于0.06%時(shí)，鋼材有熱脆現(xiàn)象，在焊接高溫下，F(xiàn)eS與鐵水可以無限互溶，溶液凝固時(shí)，F(xiàn)eS或FeO形成低熔點(diǎn)共晶，可導(dǎo)致焊縫結(jié)晶裂紋。所以鋼中必須有錳存在，Mn和S的結(jié)合要比鐵和S好一些，Mn能固定S，生成MnS，MnS要比FeS對鋼材壞的影響要小一些。 P也是鋼中有害元素。它的最壞影響就是大大地降低鋼材的塑性，特別是沖擊韌性。這種影響在低溫下尤甚，低溫韌性即鋼的“冷脆性”，叫冷脆。所以要控制好鋼中的S、P含量，可降低鋼材回火脆性傾向，提高鋼材韌性，保證鋼材的質(zhì)量。13.參考答案: ⑴鋼號(hào)應(yīng)是國外鍋爐用鋼標(biāo)準(zhǔn)所列的鋼號(hào)或化學(xué)成分，力學(xué)性能，焊接性能與國內(nèi)允許用于鍋爐的鋼材相類似，并列入鋼材標(biāo)準(zhǔn)的鋼號(hào)或成熟的餓鍋爐用鋼鋼號(hào)。 ⑵應(yīng)按訂貨合同規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件進(jìn)行驗(yàn)收。對照國內(nèi)鍋爐鋼標(biāo)準(zhǔn)如缺少檢驗(yàn)項(xiàng)目，必要時(shí)還應(yīng)補(bǔ)做所缺項(xiàng)目的檢驗(yàn)，合格后才能使用。 ⑶鍋爐強(qiáng)度應(yīng)采用該鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件所規(guī)定的性能數(shù)據(jù)進(jìn)行。 ⑷首次使用前應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定和成型工藝試驗(yàn)，滿足技術(shù)要求后才能使用。 ⑸未列入標(biāo)準(zhǔn)的鋼材或已列入標(biāo)準(zhǔn)的電阻焊鍋爐管，應(yīng)經(jīng)勞動(dòng)部安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)同意。14.參考答案: 15.參考答案: 嚴(yán)格說來，單根熱管分三段，它們是蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段。在設(shè)計(jì)蒸發(fā)段與冷凝段時(shí)，應(yīng)考慮到管長比這個(gè)重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。管長比是熱管冷端管長與熱端管長之比，根據(jù)資料介紹，該比值通常在1：1.2～1：1.5之間。比值的大小，直接影響到熱管預(yù)熱器的傳熱性能，壓力降和經(jīng)濟(jì)性。嚴(yán)格來講，管長比只有在熱管冷熱端翅片間距相同的情況下才能使用，否則應(yīng)該用冷熱端換熱面積比。 產(chǎn)生熱端比冷端管長的因素有如下一些： ①?zèng)]有熱風(fēng)循環(huán)的情況下，進(jìn)入預(yù)熱器的煙氣量通常比空氣量大6%左右，選用相同的質(zhì)量流速時(shí)，熱端管子自然比冷端管子長。 ②臟煙氣，翅片間距要適當(dāng)加大，管段應(yīng)相對長些，而清潔的空氣側(cè)，翅片間距可以較小，管段相對可以短些。 ③將熱管預(yù)熱器放置對流室頂部時(shí)，考慮到煙囪的抽力有限，需要減少煙氣側(cè)的壓力降，因此要加大煙氣側(cè)翅片間距，同時(shí)也加長煙氣側(cè)管段。但空氣側(cè)卻不同，它總是有風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)的，所以空氣側(cè)可按最佳工況設(shè)計(jì)，翅片間距可以盡量小，其管段也能短些。16.參考答案: ①厚度小于或等于16mm的20g和16Mng鋼板，應(yīng)每批取一張鋼板復(fù)驗(yàn)抗拉強(qiáng)度，屈服點(diǎn)，伸長率和常溫沖擊功。厚度大于16mm到25mm的20g和16Mng鋼板可分別代用20R和16MnR鋼板，厚度大于25mm，不能代用。 ②若要代用需增加時(shí)效沖擊值的檢測。17.參考答案: ⑴預(yù)熱器標(biāo)準(zhǔn)化定型化有利于工廠制造，提高制造質(zhì)量，降低造價(jià)。 ⑵預(yù)熱器分片，便于運(yùn)輸、安裝、檢修。 ⑶預(yù)熱器局部腐蝕和損壞時(shí)可分片局部更換，不致整個(gè)預(yù)熱器報(bào)廢，更換也比較靈活。 ⑷工作時(shí)管束膨脹滑動(dòng)，管板管殼不動(dòng)，使承重的鋼架不受膨脹力，有利于鋼架設(shè)計(jì)。18.參考答案: （10#、20#、Cr5Mo、Cr9Mo、1Cr18Ni9Ti、Cr25Ni20） 10#、20#???450℃ Cr5Mo??????600℃ Cr9Mo??????650℃ 1Cr18Ni9Ti??650℃ Cr25Ni20???1000℃19.參考答案: 20.參考答案: 焦化爐爐管結(jié)焦通常并不在溫度最高的出口，而在爐管溫度較出口溫度低的中間某處，因?yàn)榻够癄t管內(nèi)焦生成開始于先期裂化臨界段（或臨界分階段），據(jù)凱洛格公司介紹臨界溫度范圍約427℃（k=11.8石蠟基原料kr=427～454℃，k=11.3原料tkr=454～477℃），如果油品以液態(tài)在較低速度通過臨界段，外管壁緩慢移動(dòng)的油膜將受熱很快迭合生焦，為避免上述情況，油品必須以極高的湍流狀態(tài)通過臨界分解段的那段管子。如果采用高流速（1～2米/秒以上）不注水注氣，在國外也有這種情況，但進(jìn)料泵壓力要加大，負(fù)荷不宜波動(dòng)，不然就必須注水注氣以提高冷油流速。注水注氣一般在臨界分解段略前些，過早注水注氣，要增大壓降，過晚注水注氣難于避免結(jié)焦。21.參考答案: ①燃料壓力范圍要大些，調(diào)節(jié)燃料流量范圍才能滿足 ②如燒瓦斯時(shí)，以外混式為好，這樣才能在低負(fù)荷下避免回火和穩(wěn)定燃燒 ③燃燒器的進(jìn)風(fēng)口，要有調(diào)節(jié)風(fēng)量的手，這樣才能在較好的過?？諝庀禂?shù)下燃燒22.參考答案: 不是，選用1Cr5Mo或1Cr9Mo爐管就可以了，因?yàn)椋?①1Cr5Mo、1Cr9Mo爐管也耐氫、硫腐蝕，還耐高溫。 ②從強(qiáng)度看，在475℃以下，鉻鉬鋼的許用應(yīng)力僅比各類奧氏體鋼稍低。 ③從維護(hù)看，鉻鉬鋼無需堿洗、充氮等防止晶間腐蝕的特殊措施。 ④從價(jià)格看，5Cr：9Cr：321=1：1.44：2.9，321比1Cr9Mo貴兩倍，比1Cr5Mo貴三倍。23.參考答案: 熱管是管內(nèi)裝有工作液（工質(zhì)）和吸液芯（管芯）抽真空兩端封死的管子，依靠工作液蒸發(fā)、冷凝來傳遞熱量，（即高溫?zé)煔饬鬟^熱管的一端，管內(nèi)工作液吸熱汽化流到管內(nèi)另一端，將熱量傳給管外流過的空氣，工作液冷凝又回到原來一端，工作液不斷的汽化、冷凝來傳遞熱量）而工作液是靠吸液芯的毛細(xì)作用或重力作用回到原來位置。 優(yōu)點(diǎn)： ⑴管內(nèi)是工作液的蒸發(fā)冷凝過程，介質(zhì)的汽化潛熱大，故放熱系數(shù)大，管外冷、熱端均有翅片，所以熱管式空氣預(yù)熱器K值大 ⑵由于煙氣和空氣完全逆流，所以對數(shù)平均溫差大，在較小的溫差下就能傳熱。 ⑶由于K大，設(shè)備體積可小，結(jié)構(gòu)較緊湊，可放在爐頂回收熱量。 ⑷由于有許多單根熱管組成可拆洗，更換方便。 ⑸露點(diǎn)溫度可根據(jù)冷熱端面積來調(diào)節(jié)。 缺點(diǎn)： ⑴管子小，數(shù)量多，管外翅片需設(shè)吹灰器。 ⑵目前選擇合適的工質(zhì)較困難。 ⑶造價(jià)高，缺乏完整的設(shè)計(jì)、制造、操作數(shù)據(jù)。 ⑷鋼水熱管使用溫度不宜超過300℃，因水的飽和蒸汽壓大，超溫后管內(nèi)壓力大，熱管易損壞，鋼水熱管另一個(gè)問題是水和鋼不相容，產(chǎn)生不凝氣易失效。24.參考答案: 1）轉(zhuǎn)油線管徑設(shè)計(jì)過小，其壓力損失大，則加熱爐出口壓力就要增大，汽化點(diǎn)向出口移動(dòng)。當(dāng)需要一定的汽化率時(shí)，其蒸發(fā)過程需要更高的溫度，可能會(huì)引起重質(zhì)餾份的熱分解，也會(huì)影響加熱爐的壽命和壓降。 2）轉(zhuǎn)油線管徑設(shè)計(jì)過大，則出口壓力就會(huì)顯著下降。在該處就有出現(xiàn)“臨界流速”的危險(xiǎn)。當(dāng)達(dá)到臨界流速（物性極限點(diǎn)）時(shí)引起管子振劫和疲勞破城對安全操作不利。此時(shí)加熱爐的處理能力達(dá)到極限，不可能再提高。25.參考答案: ⑴建立沸騰床的條件： 最重要的是確定料層由固定料層轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定沸騰層時(shí)氣流速度。這速度稱為操作速度，它必須大于臨界速度而小于極限速度。否則，流速小，沸騰層不易達(dá)到穩(wěn)定，超過極限速度易將物料帶走。 ⑵穩(wěn)定的沸騰層 ①不發(fā)生沸涌和氣溝 ②要求沸騰層內(nèi)物料濃度和孔隙度大致均勻 ⑶沸騰層高度的影響： 當(dāng)要求爐內(nèi)密相單位高度的壓力降一定時(shí)，減少沸騰層高度，有別于提高沸騰層孔隙度。 料層越薄對料層均勻性影響越大，越容易因氣流分布波動(dòng)而形成氣溝。料層過厚則阻力大，風(fēng)機(jī)動(dòng)力消耗增加。第3卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: ①改善傳熱：開發(fā)應(yīng)用強(qiáng)化輻射室對流傳熱技術(shù)，采用多種形式的擴(kuò)面管和各種除灰技術(shù)或應(yīng)用化學(xué)清洗劑等。 ②強(qiáng)化燃燒：開發(fā)和應(yīng)用多種類型的高效大能量火咀，應(yīng)用磁化燃燒技術(shù)，采用多種降低過?？諝庀禂?shù)和霧化蒸汽量的技術(shù)措施。 ③改進(jìn)爐襯結(jié)構(gòu)，減少散熱損失，如采用纖維噴涂技術(shù)等。 ④加強(qiáng)煙氣余熱回收，減少排煙散熱損失。開發(fā)應(yīng)用各種形式的空氣預(yù)熱器，配置余熱鍋爐等。 ⑤強(qiáng)化操作管理：采用高效監(jiān)測儀表，實(shí)行微機(jī)控制管理。2.參考答案: 1）濕度型NOx是空氣和燃料中的N2在燃燒室高溫區(qū)生成NO，當(dāng)溫度降低時(shí)再氧化成NOx。 2）燃燒過程中，影響NOx生成量的主要因素是溫度、氧氣的濃度和停留時(shí)間。因此控制NOx生成量的方法是： A.降低燃燒溫度； B.降低氧氣濃度和化學(xué)反應(yīng)速度； C.縮短在高溫區(qū)的停留時(shí)間。 3）低氧化氮燃燒器能控制NOx產(chǎn)生的原因是它利用燃燒和物化介質(zhì)的噴射動(dòng)能，使空氣與燃燒煙氣的一部分在燃燒器火道內(nèi)自身再循環(huán)，且燃燒用空氣分三次供給，在低過?？諝庀麓龠M(jìn)燃燒和抑制NOx的生成。如： 一次空氣由底部風(fēng)口導(dǎo)入，用以初期燃燒器的安全； 二次空氣由火道中部導(dǎo)入，用來促進(jìn)內(nèi)部煙氣的再循環(huán)； 三次空氣由分布板上的小孔導(dǎo)入，以形成爐系所要求的的火焰形狀，使燃燒安全。3.參考答案: 機(jī)理：由于燃料油中的硫（對于氣體燃料指H2S）在燃燒后生成二氧化硫，一定量的二氧化硫又進(jìn)一步氧化成三氧化硫，三氧化硫氣體會(huì)與煙氣中的水蒸氣結(jié)合為硫酸蒸汽，在冷面溫度等于或低于露點(diǎn)時(shí)硫酸蒸汽就會(huì)在壁面上冷凝兒腐蝕金屬即低溫露點(diǎn)腐蝕 可用公式表達(dá)：S+O2→SO2 SO2+O2→SO3 SO3+H2O→H2SO4→產(chǎn)生露點(diǎn)腐蝕 措施： ①燃料脫硫 ②降低過?？諝庀禂?shù) ③降低燃燒器霧化蒸汽比例4.參考答案: ⑴型式： ①安全閥：彈簧式和重錘式兩種 ②防爆膜 ③ ⑵特點(diǎn) ①安全閥：按所需的最大工作壓力來決定其限定壓力值，當(dāng)壓力大于定壓值時(shí)開啟泄壓，泄壓后仍保持正常操作壓力，回復(fù)原狀，可多次使用。但泄壓較慢，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，適用于需連續(xù)生產(chǎn)的加熱爐。 ②防爆膜：膜片用鋁、銀、銅、鎳、1Cr18Ni9Ti等板材制作，結(jié)構(gòu)簡單，密封性好。爆破后泄壓面積大，泄壓速度快，爐子不能繼續(xù)生產(chǎn)，需每年定期更換一次膜片。 ⑶設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題 ①設(shè)計(jì)中采用防爆膜后，爐子的設(shè)計(jì)壓力一般應(yīng)取為≥設(shè)計(jì)爆破壓力，故爐子的設(shè)計(jì)壓力比工作壓力要高得多。 ②采用防爆膜的爐子設(shè)計(jì)壓力比采用安全閥的壓力高，應(yīng)盡量不用防爆膜。 ③安裝位置：應(yīng)設(shè)在易憋壓處及操作人員碰不到處。 ④安全閥應(yīng)安裝在爐的最高點(diǎn)，防爆膜安設(shè)在頂上或側(cè)面均可。 ⑤防爆膜應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)起爆壓力作膜片的爆破試驗(yàn)，檢驗(yàn)其是否合格。5.參考答案:對流室采用釘頭管或翅片管可以擴(kuò)大加熱面積，提高加熱爐熱效率，一般釘頭管相當(dāng)光管面積的2～3倍，重量相當(dāng)光管的1.5～2倍，熱強(qiáng)度相當(dāng)光管的2～3倍。翅片管相當(dāng)光管面積的4～9倍，重量相當(dāng)光管的1.2～1.5倍，熱強(qiáng)度相當(dāng)光管的2～4倍。采用釘頭管或翅片管的好處還在于可提高管壁溫度減少低溫露點(diǎn)腐蝕，在煉制含硫量高的原油時(shí)，爐管需采用合金材料，但管外可以采用碳鋼釘頭或翅片（溫度低于470℃）一般單燒氣體燃料時(shí)最好采用翅片管，也可以采用釘頭管，油氣混燒以氣為主，采用釘頭管，不推薦用翅片管。采用釘頭管或翅片管后，除單燒氣體燃料外都必須設(shè)置吹灰器。6.參考答案: 雙面輻射加熱爐是指輻射管兩面受到輻射傳熱，其主要特點(diǎn)是提高爐管的有效吸收因數(shù)α之值 如果排管雙面輻射時(shí)α=1.316? 單排管單面輻射時(shí)α=0.883 提高了管材利用率η=（1.316-0.883/0.883）=50%? 也就是一根雙面輻射管頂1.5根單面輻射管的傳熱量。 ①在使用昂貴的高合金管材時(shí)，應(yīng)用效果好，如轉(zhuǎn)化爐 ②在一定數(shù)量的負(fù)荷下才能適用，一般超過2000萬大卡/時(shí)應(yīng)用較合適，因?yàn)殡p面輻射需要較大的燃燒器位置。如新疆廠常壓爐。7.參考答案: ㈠降低過剩空氣系數(shù)：消除漏風(fēng)，搞好“三門一板”操作，選用性能好的燃燒器 ㈡降低排煙溫度：當(dāng)α=1.2時(shí)，煙氣溫度每降低17℃，熱效率可提高1%。 措施： ①設(shè)置余熱回收系統(tǒng)，采用空氣預(yù)熱器或廢熱鍋爐； ②設(shè)置吹灰器； ③對流排管采用翅片管或釘頭管。 ㈢采用高效燃燒器，既能降低過?？諝庀禂?shù)，又能保證燃料完全燃燒，強(qiáng)化爐內(nèi)傳熱。 ㈣減少爐壁散熱損失 ①采用新型隔熱材料，以求降低爐壁溫度 ②搞好爐子的維修，保證爐墻沒有大的裂紋和孔洞，可避免爐壁出現(xiàn)局部過熱㈤改進(jìn)加熱爐的自動(dòng)控制，使?fàn)t子經(jīng)常處在最佳狀態(tài)下操作，從而保證加熱爐有較高的熱效率。 ㈥加強(qiáng)加熱爐的技術(shù)管理，不斷提高操作工的技術(shù)水平也是提高加熱爐熱效率的重要條件之一。8.參考答案: 加熱爐的熱效率主要受經(jīng)濟(jì)性的限制（她隨在一定時(shí)間內(nèi)鋼材價(jià)格和燃料價(jià)格的影響，如果燃料價(jià)格高于材料價(jià)格則加熱爐的熱效率是重要的，否則就無所謂）熱效率的進(jìn)一步提高受到露點(diǎn)改變的制約。在我們的設(shè)計(jì)中通?？刹捎妙A(yù)熱空氣，產(chǎn)生蒸汽，冷進(jìn)料的辦法來提高加熱爐的效率。防止或減輕露點(diǎn)腐蝕從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，主要是保證低溫部分的金屬材料溫度高于煙氣露點(diǎn)溫度。從進(jìn)料方面看（空氣或水等）提高進(jìn)料溫度，降低燃料的硫含量，采用抗低溫腐蝕的金屬或非金屬材料，都是設(shè)計(jì)者考慮的出發(fā)點(diǎn)。9.參考答案: 1）NOx是氮的各種氧化物的統(tǒng)稱，氮的氧化物有NO，NO2，N2O，N2O3，N2O4，?N2O5等。但構(gòu)成大氣污染的光化學(xué)煙霧的主要是NO和NO2。通常把這兩種氮的氧化物統(tǒng)稱為NOx。 2）NOx本不是毒品，但它很容易和烴類混合在陽光紫外線照射下生成一種有毒氣體，叫光化學(xué)煙霧。它能使眼睛紅腫、視力減弱、呼吸緊張、頭疼、全身麻痹、肺水腫甚至死亡。 3）控制NOx生成的途徑： A.改變運(yùn)行條件既操作條件，實(shí)現(xiàn)全面的燃燒管理，以降低NOx含量。如采用低空燃比燃燒、降低燃燒室熱負(fù)荷及降低空氣預(yù)熱溫度。其特點(diǎn)是除了增設(shè)一部分燃燒控制本身之外，并不需要進(jìn)行設(shè)備改造，因而設(shè)備投資少。但比改進(jìn)燃燒方法以控制NOx生成的方法效果差。 B.改進(jìn)燃燒方法。通常是通過改進(jìn)空氣和燃料的進(jìn)口方式，延遲空氣和燃料的混合，減少氧的用量和降低火焰高度等。如采用二段燃燒、煙氣再循環(huán)以及采用各種低NOx燃燒器。 C.采用脫氮技術(shù)。 D.燃料轉(zhuǎn)變?yōu)榈偷剂稀?0.參考答案: 假設(shè)： 一次改造總投資A萬元? 折舊費(fèi)（按總投資10%計(jì)）0.1A萬元?????? 改造后增加電耗B萬元? 改造后凈節(jié)省燃料120公斤/時(shí)??????????????????? 燃料單價(jià)980元/噸? 每年按330天計(jì)?? 改造后節(jié)省燃料費(fèi)：0.12×330×24×980=C萬元 所以回收年限=總投資/（節(jié)省燃料費(fèi)-折舊費(fèi)-年點(diǎn)耗費(fèi)）=XX年 即：A/（C-0.1A-B）=回收年限11.參考答案: ⑴為了提高爐管的有效吸收因素α的值 如單排管雙面輻射α=1.316 單排管單面輻射α=0.883 12.參考答案: ①爐出口溫度低，215℃～225℃，用糠醛加熱到230℃開始受熱分解 ②汽化率高，壓降大；因糠醛常壓下沸點(diǎn)是有161.7℃ ③熱負(fù)荷小設(shè)計(jì)時(shí)： ①選取較低爐管表面熱強(qiáng)度 qr=17000～23000w/m2 14617～19776kcal/m2h???????????????????????? 實(shí)際選用： qr=10000～16000w/m2 8398～13757 ②選取合適的質(zhì)量流速（或線速） GF=1200～1800Kg/m2s 實(shí)際采用—抽余液0.8～1.5m/s —抽出液1m/s以內(nèi) 用逐級(jí)擴(kuò)徑或多路并聯(lián)的方法控制流速以降低壓降 ③一般采用圓筒爐爐型 考慮糠醛易過熱分解，燃燒器采用小能量的，且燃燒器與爐管距離要適當(dāng)加大一些。13.參考答案: 1）根據(jù)加熱爐各部位相對抽力和煙氣阻力，可畫出爐內(nèi)各部位煙氣相對負(fù)壓分布圖見圖2。 2）圖2僅表示爐內(nèi)煙氣與同高度爐外大氣的相對負(fù)壓，因此出現(xiàn)煙氣從負(fù)壓大的部位向負(fù)壓小的部位流動(dòng)的假象。實(shí)際上大氣壓力隨高度的增加而減小，爐內(nèi)煙氣絕對負(fù)壓分布圖應(yīng)如圖3所示，由圖3可以看出，煙氣還是由負(fù)壓小的部位向負(fù)壓大的部位流動(dòng)。 14.參考答案: ①首先應(yīng)根據(jù)爐型和裝置狀況，確定燃燒器設(shè)置底燒或側(cè)燒及燃燒器類型 ②應(yīng)根據(jù)提供的燃料狀況確定燃燒器，單燒油、單燒氣、油氣混燒。 ③如果進(jìn)油溫度高，為提高加熱爐效率，采用空氣預(yù)熱回收時(shí)，應(yīng)選強(qiáng)制通風(fēng)燃燒器，否則選自然通風(fēng)燃燒器 ④根據(jù)加熱爐計(jì)算熱負(fù)荷和加熱爐計(jì)算效率，確定加熱爐：算發(fā)熱量并在這基礎(chǔ)上乘1.1以確定燃燒器設(shè)計(jì)總發(fā)熱量。根據(jù)以下因素來確定單個(gè)燃燒器發(fā)熱量和數(shù)量 A.燃燒器中心線離排管中心線的最小距離及與爐墻的最小距離。 B.燃燒器的數(shù)量盡量等于底柱數(shù)或底柱數(shù)的倍數(shù)。 C.燃燒器的數(shù)量最好等于管程數(shù)或管程數(shù)的倍數(shù)。 D.燃燒器的發(fā)熱量大小應(yīng)與管長相匹配，輻射管長時(shí)盡量選發(fā)熱量大的燃燒器，管子較短選發(fā)熱量小的燃燒器 ⑤如果沒有蒸汽可選旋板和空氣霧化噴咀。15.參考答案: ①從傳熱、鑄造、熱應(yīng)力考慮，制氫爐管管徑不宜太大（一般為3”、4”、5”）厚度不宜太厚。但從基本熱平衡方程來分析，（Q=KDHr/4）Hr（反應(yīng)熱）不變，產(chǎn)率一定，熱量與管徑成正比，如果保持一定管徑，必然增加路數(shù)，則帶來集合管的增長，因此熱膨脹、熱應(yīng)力問題是大容量制氫爐的突出問題，國外也有采用冷壁集合管解決熱膨脹問題，在國內(nèi)存在制造問題。 ②由于制氫爐管材料昂貴，占整個(gè)爐投資的30%～40%，為充分利用管材，采用單系列管束雙面輻射（高熱強(qiáng)度）。對于大容量制氫爐由于管徑相應(yīng)加大（或路數(shù)增多，管徑一定）管壁熱強(qiáng)度相應(yīng)增加，如輻射傳熱量增加，管壁溫度升高（或路數(shù)增多熱應(yīng)力增大）因此在爐管選材上要加以慎重考慮。 ③由于單系列大型化制氫爐熱負(fù)荷大，煙風(fēng)道系統(tǒng)大，帶來風(fēng)機(jī)、電機(jī)的選型困難以及爐用零配件的選用和制造困難。 ④大型化制氫爐中路數(shù)較多，熱應(yīng)力大，爐管、集合管等焊接問題要慎重考慮。16.參考答案: 應(yīng)滿足工藝及環(huán)保要求。煙囪的直徑及高度確定后，一般要進(jìn)行以下計(jì)算： 1）對煙囪進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定和側(cè)移核算（如果有梯子應(yīng)該把直梯風(fēng)荷載考慮進(jìn)去），以確定煙囪的計(jì)算壁厚。 2）根據(jù)荷載情況核算煙囪底座板、筋板的厚度，以及地腳螺栓的規(guī)格和數(shù)量。 3）如果煙囪筒壁有較大的接口和人孔門，則要進(jìn)行煙囪補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 4）如果煙囪下部為天圓地方錐段時(shí)，在圓筒與天圓地方錐段銜接處要進(jìn)行加強(qiáng)圈核算，如果天圓地方平板部分過大，尚應(yīng)對該平板進(jìn)行穩(wěn)定性核算。在必要時(shí)可加厚壁板或加筋以提高穩(wěn)定臨界應(yīng)力，使其大于實(shí)際應(yīng)力。17.參考答案: 18.參考答案: 1）C的主要影響是生成碳化物、促進(jìn)奧氏體的形成、增加耐腐蝕性和高溫強(qiáng)度。 2）Cr的主要作用是生成碳化物、促進(jìn)鐵素體的形成、防止生成高溫氧化皮、耐氧化性酸腐蝕。 3）Ni的主要作用是促進(jìn)奧氏體的形成、增加高溫強(qiáng)度、防止生成高溫氧化皮、耐非氧化性酸腐蝕。 4）Ti、Nb主要影響是生成碳化物、防止晶間腐蝕。 5）固溶化熱處理。奧氏體不銹鋼的