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| 何敬斌 |
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| 沈阳东大工业炉有限公司 [ 文章发布于：2011-8-3 ] |
研究生姓名：何敬斌
论文题目：蓄热式循环瓦斯管式加热炉研发及热工特性分析
论文摘要：蓄热式循环瓦斯管式加热炉研发是东北大学热能与环境研究所张卫军老师课题组承担的循环瓦斯加热新工艺中的重要组成部分，是影响吉林桦甸油页岩综合开发利用项目中油页岩干馏工艺成败的关键热工设备。
研发高效、安全的循环瓦斯加热技术成为油页岩干馏工艺的客观要求。采用石化行业中的管式加热炉可将瓦斯加热到工艺要求的温度，但是以高昂的设备投资、大燃料消耗量、低换热效率为代价的。蓄热式燃烧作为一种清洁、高效的燃烧技术，与管式加热炉的适用性值得探讨。
本文阐述了管式加热炉热工原理和蓄热燃烧技术的优势，并论证了蓄热式燃烧技术应用于纯对流式管式加热炉的可行性。根据传热学原理并结合蓄热式管式加热炉的热工、结构特点，本文分别提出了炉膛、蓄热室各热工参数的计算方法，以此来指导结构的设计。蓄热式管式加热炉的设计结构合理解决了炉子管线复杂、炉内烟气短路、炉内换热器吊挂、换热管膨胀等问题。本文还系统地阐述了蓄热体的各项参数对热效率、温度效率、传热特性、阻力特征的影响；同时论证了炉子的各项操作参数对炉子热工特性的影响。
通过理论分析和热工计算验证，得出以下四点：
(1) 蓄热式燃烧技术在管式加热炉中的应用，使高温压传热得以实现，提高了传热效率，确保加热温度达到工艺要求，并减小了管式加热炉的设备投资。
(2) 坑道式蓄热室结合组合式烧嘴的结构形式配合换向操作的工作制度有效地保证炉内长、宽、高各项温度分布的均匀性。
(3) 蓄热式管式加热炉提供稳定、连续的高温瓦斯，解决了供给干馏炉热载体瓦斯气不稳定的问题。
(4) 自主研发的蓄热式循环瓦斯管式加热炉的热效率为67.4%，温度效率为68.6%，其工艺技术指标达到国际领先水平。
本文的研究内容有利于管事加热炉设计过程中更好的应用蓄热式燃烧技术，对蓄热式管式加热炉应用方案的选择、优化以及新炉型设计计算提供了一定的参考。
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