2024年崗位知識競賽-加熱爐知識筆試歷年真題薈萃含答案

2024年崗位知識競賽-加熱爐知識筆試歷年真題薈萃含答案（圖片大小可自由調(diào)整）第1卷一.參考題庫(共30題)1.管式爐碳鋼和鉻鉬鋼爐管焊接后哪些情況下可不做熱處理？ICr5Mo、9Cr1Mo熱處理溫度是多少？什么情況下鉻鋁鋼爐管必須重新進行熱處理？2.為什么要控制鋼中的S、P含量？3.在加熱操作時為什么要保持輻射頂微負壓？4.熱管空氣預熱器是一種新型高效換熱設(shè)備，這主要是利用哪兩個傳熱機理而表現(xiàn)出優(yōu)異的傳熱特性的？熱管空氣預熱器在設(shè)計與實際操作時，要注意的安全問題是什么？5.什么叫焊接工藝評定？為什么要進行焊評？焊評對象是什么？焊接試驗與焊評有什么不同？（焊接工藝評定簡稱“焊評”）6.加熱爐設(shè)計時管內(nèi)介質(zhì)的冷油流速一般取多少？冷油流速過大、過小有什么影響？7.一個好的程序（設(shè)計或CAD程序）應具備哪些條件？8.在自然通風系統(tǒng)中，煙囪擋板和燃燒器風門都可以用來控制過剩氣體系數(shù)和爐膛負壓？你認為那種工況下調(diào)節(jié)哪一個好？調(diào)節(jié)過程應注意什么？9.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)？10.NOx指的是什磨？NOx如何對環(huán)境進行危害？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。11.某臺加熱爐輻射、對流均為四管程（對流、輻射分別加熱）運行一段時間后，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？12.如何計算某臺加熱爐節(jié)能改造設(shè)計后的投資回收年限？（僅列出計算簡式即可）13.壓力容器設(shè)計壓力怎樣確定？若最高工作壓力為Pw≤1.8MPa，設(shè)計壓力應為多少？設(shè)計壓力為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）14.鍋爐受壓元件采用國外鋼材應符合哪些要求？15.試述奧氏體不銹鋼中C、Cr、Ni、Ti、Nb等主要化學元素的影響，主要熱處理方法及其作用。16.翅片或釘頭的材質(zhì)怎樣選用？17.什么叫氫鼓泡和氫脆？18.一條原輸送流量為V（Nm3/h）、溫度為0℃空氣的冷風道，其流速為u，壓降為△p?，F(xiàn)改為輸送同樣流量，但溫度為273℃的熱風，問其流速和壓降各為多少？（注：按雷諾數(shù)足夠大，流動狀態(tài)在完全湍流區(qū)（阻力平方區(qū)）考慮）。19.設(shè)輻射段傳熱計算采用Lobe-evens法。在輻射段介質(zhì)有相變的情況下，需對輻射管分段進行熱、壓力、相態(tài)等平衡計算。在熱平衡計算中，通常假設(shè)所有管段的熱強度相同，且等于用Lobe-evens法計算的平衡熱強度。如果不采用平均熱強度而采用爐膛平均溫度tD，并應用以下傳熱速率方程。其結(jié)果是否更為精確？為什么？ 20.作為一名加熱爐工程師應具備什么基礎(chǔ)理論知識？應具備加熱爐專業(yè)知識有哪些方面？21.試述加熱爐的組成部分，并簡要說明各個部分決定的根據(jù)。22.對易結(jié)焦的加熱爐在設(shè)計中可采取哪些措施？23.加氫裝置中反應部分的加熱爐通常可采用哪幾種材料作爐管？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？24.加熱爐主要管材的最高使用溫度是多少？25.糠醛加熱爐特點是什么？如何根據(jù)其特點設(shè)計糠醛加熱爐？26.試述重整反應加熱爐、爐管系統(tǒng)設(shè)計特點。27.燃燒低熱值28.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？29.加熱里用渣油作燃料時，影響燃燒器燃燒的主要因素是什么？30.簡述運行中鍋筒水位狀況。第1卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: 1）10號、20號鋼爐管通常不做熱處理。鉻鉬鋼爐管及管件的焊接，若因施工條件限制難以進行熱處理，且爐管壁溫低于425℃時，經(jīng)設(shè)計單位同意，可選用高鉻鎳（25%Cr-13%Ni以上）奧氏體焊材進行焊接，焊后可不做熱處理。 2）ICr5Mo、9Cr1Mo熱處理溫度均為750℃～780℃。 3）鉻鉬鋼爐管焊接后，焊縫、熱影響區(qū)及其附近母材表面硬度值達不到要求時，必須重新進行熱處理，并做硬度測試。2.參考答案: S是鋼中的有害元素，它和Fe生成FeS，形成低熔點共晶體，高溫時，該共晶體熔化，使鋼材變脆，破裂。S含量大于0.06%時，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，F(xiàn)eS或FeO形成低熔點共晶，可導致焊縫結(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。3.參考答案:加熱爐不能做到絕對嚴密，總要有些泄漏，壓差越大泄漏量就越大，如果正壓煙氣就要往爐外漏，既增加熱損失，又要污染環(huán)境，如果壓太大，漏入爐內(nèi)過?？諝膺^多，影響加熱爐效率，所以保持微負壓最好。4.參考答案: ⑴它主要是利用沸騰吸熱和凝結(jié)放熱的傳熱原理。 ⑵熱管在設(shè)計與操作時應注意的安全問題是： A.制作熱管的鋼管強度要很好地核算和試驗。 B.熱管的外殼應是一個較厚的箱體，防止爆破后傷人。 C.切忌干燒，保證工況不超出制造規(guī)定的溫度極限。5.參考答案: ⑴焊評就是用擬定的焊接工藝，按標準的規(guī)定來焊接試件，檢驗試樣，測定焊接接頭是否具有所要求的使用性能。焊評是按所擬定的“焊接工藝規(guī)程”焊接試件，進行接頭性能的測定，并提出“焊評報告”。最后，結(jié)合實踐經(jīng)驗制定出正式的“焊接工藝規(guī)程”作為焊接生產(chǎn)的依據(jù)?！昂冈u報告”是驗證所擬定的“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)。焊評也就是說將影響焊接性能的工藝參數(shù)，在施焊前進行充分試驗評定，最后得出焊接性能符合標準要求的焊接工藝。 ⑵焊評是保證爐管焊接質(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）進行評定。 ⑷焊接試驗、焊評都是爐管施焊前所進行的試驗。 對于一個從未焊接過的鋼種首先應進行焊接試驗（包括可焊性分析，選擇焊接方法、焊材、確定工藝規(guī)范、進行可焊性試驗），解決管材能不能焊接與如何焊接問題。 焊評是解決焊接工藝條件（如母材牌號、焊材牌號、母材厚度、坡口尺寸、電流類別、預熱和焊后熱處理規(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、施工條件及工藝過程進行的，是解決在具體條件下實施焊接的工藝問題。焊評只是在具體條件下的工藝試驗，不能代替焊接試驗。 焊接試驗是焊評的基礎(chǔ)，只有充分的焊接試驗才有可能擬定出適當?shù)暮冈u報告。6.參考答案: 加熱爐設(shè)計時管內(nèi)的冷油流速，各裝置所取有所不同，一般在1.2～2m/s。如果冷油流速太小時， ①管內(nèi)介質(zhì)流動呈層流時，易引起爐管結(jié)焦。 ②流速太小，內(nèi)膜傳熱系數(shù)就低，對傳熱不利，為達到所需加熱溫度，則介質(zhì)停留時間加長，對重質(zhì)油來說也極易引起結(jié)焦。 冷油流速太大，動力的消耗就大，裝置能耗會增大，對有汽化的介質(zhì)，應注意管內(nèi)最大流速不應超過臨界速度的0.8～0.9（一般來說只要動力允許，流速大有好處，對傳熱有利）。7.參考答案: ⑴盡量以直接和簡單的方式表達設(shè)計人意圖確定程序數(shù)學模型和圖。 ⑵程序編制應清晰，容易讀，容易懂，容易調(diào)試和修改，局部修改不致牽動全局，盡量節(jié)約調(diào)試時間。 ⑶在程序直接、簡單、清晰下力求節(jié)省內(nèi)存和提高運算速度 ⑷在以上要求的基礎(chǔ)上，力求程序功能強，通用性大。 ⑸輸入數(shù)據(jù)盡量少，提示說明齊全，用戶使用方便。8.參考答案: ⑴當過?？諝庀禂?shù)過大而負壓不足時，應關(guān)小風門。 ⑵當過?？諝庀禂?shù)不足而負壓過大時，應開大風門。 ⑶當過?？諝庀禂?shù)和負壓都不足時，應開大擋板。 ⑷當過?？諝庀禂?shù)和負壓都太大時，應首先關(guān)小風門，再關(guān)小擋板。 ⑸當過?？諝庀禂?shù)正好而負壓不足時，應先關(guān)小風門，再開大擋板。 ⑹當過?？諝庀禂?shù)不足而負壓正好時，應先開大風門，再開大擋板。 ⑺當過?？諝庀禂?shù)正好而負壓過大時，應先開大風門，再關(guān)小擋板。 ⑻當過?？諝庀禂?shù)過大而負壓正好時，應先關(guān)小風門，再關(guān)小擋板。 ⑼在風門與擋板聯(lián)調(diào)時，由于風門靈敏度大，應微調(diào)，而且不可能一次就達到要求，必須反復多次進行。9.參考答案: 在管板的計算中按有溫差的各種工況計算出殼體軸向應力σl，換熱管的軸向應力σt，換熱管與管板之間的拉脫力q中，有一個不能滿足強度（或穩(wěn)定）條件時就需設(shè)置膨脹節(jié)，在管板強度校核計算中，當管板厚度不確定之后不設(shè)膨脹節(jié)時，有時管板強度不夠，設(shè)膨脹節(jié)后管板厚度可能就滿足要求，此時也可設(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)濟效果等綜合評估而定。10.參考答案: 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.改變運行條件既操作條件，實現(xiàn)全面的燃燒管理，以降低NOx含量。如采用低空燃比燃燒、降低燃燒室熱負荷及降低空氣預熱溫度。其特點是除了增設(shè)一部分燃燒控制本身之外，并不需要進行設(shè)備改造，因而設(shè)備投資少。但比改進燃燒方法以控制NOx生成的方法效果差。 B.改進燃燒方法。通常是通過改進空氣和燃料的進口方式，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?1.參考答案: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，偏流嚴重，致使流速過低管程內(nèi)的介質(zhì)，管內(nèi)停留時間太長，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)焦更加嚴重，甚至于爐管被堵死。遮蔽管是加熱爐管中熱強度最高的區(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)壓同時作用下爐管損壞。爐管結(jié)焦后可采用蒸汽-空氣燒焦，機械清焦法清除管內(nèi)的焦子，一般清焦后應對爐管的壁厚進行測定。12.參考答案: 假設(shè)： 一次改造總投資A萬元? 折舊費（按總投資10%計）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??????????????????? 燃料單價980元/噸? 每年按330天計?? 改造后節(jié)省燃料費：0.12×330×24×980=C萬元 所以回收年限=總投資/（節(jié)省燃料費-折舊費-年點耗費）=XX年 即：A/（C-0.1A-B）=回收年限13.參考答案: 14.參考答案: ⑴鋼號應是國外鍋爐用鋼標準所列的鋼號或化學成分，力學性能，焊接性能與國內(nèi)允許用于鍋爐的鋼材相類似，并列入鋼材標準的鋼號或成熟的餓鍋爐用鋼鋼號。 ⑵應按訂貨合同規(guī)定的技術(shù)標準和技術(shù)條件進行驗收。對照國內(nèi)鍋爐鋼標準如缺少檢驗項目，必要時還應補做所缺項目的檢驗，合格后才能使用。 ⑶鍋爐強度應采用該鋼材的技術(shù)標準或技術(shù)條件所規(guī)定的性能數(shù)據(jù)進行。 ⑷首次使用前應進行焊接工藝評定和成型工藝試驗，滿足技術(shù)要求后才能使用。 ⑸未列入標準的鋼材或已列入標準的電阻焊鍋爐管，應經(jīng)勞動部安全監(jiān)察機構(gòu)同意。15.參考答案: 1）C的主要影響是生成碳化物、促進奧氏體的形成、增加耐腐蝕性和高溫強度。 2）Cr的主要作用是生成碳化物、促進鐵素體的形成、防止生成高溫氧化皮、耐氧化性酸腐蝕。 3）Ni的主要作用是促進奧氏體的形成、增加高溫強度、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。奧氏體不銹鋼的單相奧氏體不是穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，在冷加工和熱扎過程中容易生成鐵素體和碳化物等其它相，影響機械性能和耐腐蝕性。固溶化熱處理的作用是使碳化物分解，讓碳、鉻和鎳等在奧氏體中充分固溶，在使用溫度下形成過飽和的固溶體，造成晶格扭曲，并以急冷的方式迅速通過碳化物析出溫度區(qū)，保證其應有的機械性能和耐腐蝕性。 6）穩(wěn)定化熱處理。對于含有Ti、Nb等穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼，固溶化溫度較高時，造成只有少量的C與Ti、Nb等生成碳化物，大部分則固溶在奧氏體中。當使用溫度在425～600℃時，C與Cr結(jié)合而不是與Ti、Nb等結(jié)合，造成敏化。穩(wěn)定化熱處理的目的是在一定溫度下（大于600℃、小于固溶溫度）使C與Ti、Nb等結(jié)合。16.參考答案: 17.參考答案: 鋼在H2S-H2O溶液中，不只是由陽極反應生成FeS引起一般腐蝕，而且在陰極反應生成的氨，還向鋼中滲入并擴散，由HS—的作用加速10～20倍，當H原子向鋼中滲透擴散時，遇到裂縫、空隙、晶格層間錯斷，夾雜或其它缺陷時，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)生極大應力（可達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。18.參考答案: 19.參考答案: ①不見得 ②首先，tD指的是爐膛排煙溫度，并不反應爐膛的實際煙氣溫度分布。其次，Lobe-evens法的傳熱速率方程是針對整個爐膛而言的，將其用于管段并不盡合理。更重要的是，只應用管段的傳熱速率方程，無法保證管段介質(zhì)與管段外煙氣的熱平衡。這將導致輻射段介質(zhì)入口溫度與Lobe-evens法的計算結(jié)果不一致，整個輻射段熱平衡無法保證。20.參考答案: 傳熱理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料（金屬、非金屬）、燃燒理論、機械制造等方面的基礎(chǔ)理論知識，之外還應具備各方面加熱爐專業(yè)知識： ①燃料及熱值計算 ②過剩空氣、煙氣及其測定，說明降低過?？諝獾暮锰?③燃燒火焰和火焰溫度、燃燒情況、火焰類型和顏色 ④燃燒器和空氣預熱器，說明設(shè)計良好燃燒器應具備的條件，燃燒調(diào)節(jié)，?空氣預熱的經(jīng)濟性問題 ⑤噪聲及其控制措施 ⑥說明輻射傳熱、對流傳熱和熱損情況 ⑦燃料和進料油質(zhì)量，說明燃料含硫、鈉引起的高溫腐蝕，原油含鹽引起的問題，爐管發(fā)生的事故 ⑧結(jié)垢和清掃，說明管內(nèi)外結(jié)垢引起的問題 ⑨處理量變動引起的問題 ⑩設(shè)計施工注意事項21.參考答案: ①爐管和彎頭 A.爐管的數(shù)量：由熱負荷、熱效率和構(gòu)造要求必要的傳熱面積來定。 B.爐管的直徑和程數(shù)：由流量、允許壓降、停留時間和允許內(nèi)膜溫度來定。 C.壁厚：由壓力、溫度、材料強度和腐蝕裕度等。 D.材料：由溫度及流體的腐蝕性能決定，當然能答上材料的高溫性最好 ②管架、管板和管板的作用是承受爐管重量并把重量傳遞給爐架。因此要求它有優(yōu)越的抗氧化性能和足夠的高溫強度。通常用25-12，25-20碳鋼和球鐵制造。如果燃料中含釩高時，在選材及對材料保護上應有所考慮。 ③爐墻 A.爐墻厚度是根據(jù)爐墻允許的散熱量或保證爐墻外壁溫度，通過計算來確定 B.通常無遮蔽的爐墻溫度按tp計算，有遮蔽的爐墻按公式計算爐墻溫度 C.爐墻用材一般為兩大類 一是定型材料，如耐火磚、陶纖維等 二是不定型材料，襯里 ④爐架、管板、平臺 爐架承受加熱爐的全部荷載，是由多種型鋼組成，架尺寸的最終決定應遵守“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定”“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范”“建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范”“工業(yè)與民用建筑抗震規(guī)范”壁板起防漏、保護爐墻的作用，對圓筒爐輻射而言還是承受荷載的部件。?梯子平臺是操作、行走的場地和通道。 ⑤燃燒器 是加熱爐的供熱元件，大致分為氣體燃燒器，液體燃燒器和油氣聯(lián)合燃燒器三類。使用哪一種類的燃燒器由全廠或裝置燃料平衡情況決定，我們是根據(jù)要求執(zhí)行。 ⑥余熱回收設(shè)備，如空氣預熱器，風機等 ⑦加熱爐的附屬配件、門類、擋板、管咀、吹灰器等。22.參考答案: ⑴在可能的情況下選擇較低的平均熱強度。 ⑵在動力消耗允許時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改進燃燒條件，使爐內(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)為多管程進料時，應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爐管沿長度方向傳熱均勻，加大管心距使爐管沿圓周方向傳熱均勻。 ⑺加熱爐擴徑時，應避免在汽化點前過早擴徑，汽化點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。23.參考答案: 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。24.參考答案: （10#、20#、Cr5Mo、Cr9Mo、1Cr18Ni9Ti、Cr25Ni20） 10#、20#???450℃ Cr5Mo??????600℃ Cr9Mo??????650℃ 1Cr18Ni9Ti??650℃ Cr25Ni20???1000℃25.參考答案: 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；因糠醛常壓下沸點是有161.7℃ ③熱負荷小設(shè)計時： ①選取較低爐管表面熱強度 qr=17000～23000w/m2 14617～19776kcal/m2h???????????????????????? 實際選用： qr=10000～16000w/m2 8398～13757 ②選取合適的質(zhì)量流速（或線速） GF=1200～1800Kg/m2s 實際采用—抽余液0.8～1.5m/s —抽出液1m/s以內(nèi) 用逐級擴徑或多路并聯(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加大一些。26.參考答案: 主要特點：壓力降要求低，出口介質(zhì)溫度高。 根據(jù)壓力降要求，重整反應爐多設(shè)計成多路并聯(lián)，多路并聯(lián)實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，集合管尺寸的富余量越大。 ⑵安排好集合管流向 27.參考答案:低熱值是燃料完全燃燒所生成的水為蒸汽狀態(tài)時的熱值。28.參考答案: 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： 當要求爐內(nèi)密相單位高度的壓力降一定時，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而形成氣溝。料層過厚則阻力大，風機動力消耗增加。29.參考答案: ①燃燒器制造的質(zhì)量 ②燃料油進入燃燒器的預熱溫度 ③燃燒器的供風調(diào)整 ④注意油、汽壓差30.參考答案:運行中鍋筒水位是經(jīng)常發(fā)生變動的。因物質(zhì)平衡遭到破壞或工質(zhì)狀況發(fā)生變化都將引起水位的變化。例如當鍋爐蒸發(fā)量發(fā)生變化，也就是受熱面中水的消耗量發(fā)生變化時，如未能及時調(diào)節(jié)給水，則由于給水量與蒸發(fā)量的平衡關(guān)系被破壞從而引起壓力的變化，使鍋水的狀態(tài)改變而出現(xiàn)“虛假水位”的現(xiàn)象。燃燒工況對水位也由一定的影響，當外界負荷不變而燃燒強化或減弱時水位也由暫時升高或降低的現(xiàn)象。運行中給水壓力變化，送人鍋爐的水量發(fā)生變化，從而破壞了給水量與蒸發(fā)量的平衡也會引起水位變動。第2卷一.參考題庫(共30題)1.試述烘爐的目的、過程及注意事項。2.設(shè)計中怎樣確定余熱回收方案？3.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？4.試將一臺熱負荷為5818kw（500×104）圓筒爐（減壓爐qR≈20000lcal/（m2.h））能改造成一臺大約多少萬大卡的糠醛（抽出液）加熱爐？設(shè)計上要從哪些方面考慮這些改造？5.什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。6.畫出煙氣在自然通風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壓較大的爐底向負壓較小的爐頂流動。7.空氣預熱器加熱爐常用的有幾種，各在何種場合下應用。8.簡述在設(shè)計中避免露點腐蝕的措施。9.減壓爐輻射盤管出口部位擴徑的理由是什么？過早過晚有何害處？擴徑總長多少合適？10.受壓彎作用的柱腳板，其地腳螺栓是否受拉？螺栓截面應如何確定？11.試說明計算機所處理的信息的種類，并舉例。12.遮蔽管的計算與對流和輻射室有什么不同？國外遮蔽管和國內(nèi)遮蔽管設(shè)置有什么不同？13.選用管式爐時應注意哪些問題？如果選用1200萬大卡/時常壓爐用作1200萬大卡/時瀝青爐是否合適？14.304、304H、（18Cr-8Ni）和316、316H（16Cr-12Ni-2Mo）是奧氏體不銹鋼種，為什么不能用作加氫裝置的爐管？15.你在工程設(shè)計中是如何考慮等裕度設(shè)計的？（可從結(jié)構(gòu)和工藝等方面自由發(fā)揮）。16.在設(shè)計加熱爐時，通常應考慮哪些安全措施？17.哪些裝置的加熱爐需要擴徑？擴徑的作用和原則是什么？焦化爐為什么不擴徑？18.倒U型聯(lián)合加熱爐如何能避免復雜的輻射轉(zhuǎn)對流煙道？在這種情況下，對流室的布置應注意什么問題？具體應采取什么措施？19.怎樣設(shè)計重整加熱爐倒U形輻射排管（單排單面輻射）？20.影響輻射傳熱的因素是什么，并簡要分析。21.影響對流對流傳熱的因素主要有哪些？22.對于含硫量低的直餾柴油加氫精制反應爐，是否非得選用321或347不銹鋼作爐管？23.簡述鍋筒內(nèi)部裝置的任務。24.單、雙層爐襯隔熱在經(jīng)濟性進行比較，并回答減少爐襯熱損失從何處著手？25.管輸加熱原油爐間接加熱與直接加熱相比有什么優(yōu)缺點？26.一般加熱爐設(shè)計過程中與儀表專業(yè)委托關(guān)系如何？27.假定如圖所示圓爐排管，你如何確定輻射筒的外徑？ 28.爐子設(shè)計時，從布置爐本體、燃燒?說明應注意哪些安全措施？29.自立式煙囪基本風壓、設(shè)防裂度和場地類別等自然條件確定后，進行結(jié)構(gòu)核算主要計算哪些內(nèi)容？30.影響露點腐蝕的因素是什么？在設(shè)計中怎樣避免露點腐蝕？第2卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: 烘爐的目的是通過加熱除去爐襯中所含的水分（包括所含的表面水和結(jié)晶水），避免開工生產(chǎn)時因快速升溫至所需工作溫度，使襯里中所含水分快速汽化，將爐襯脹裂破壞。 用途不同的爐子的爐襯，因其工作溫度不同，所以爐襯的材料和厚度不同，所需烘爐的溫度和時間也不同，烘爐時間約七天至半個月不等。經(jīng)通風干燥后的爐襯，在烘爐開始點火后，逐漸升溫，按烘爐曲線的溫度進行控制。 注意事項： ⑴烘爐前應有至少5天或更多時間的自然通風，干燥 ⑵對爐體全面檢查，清除爐內(nèi)雜物，法蘭連接應緊固 ⑶所需儀表的準備 ⑷考慮烘爐時如何排氣、排水，留排出口 ⑸加熱爐系統(tǒng)餓管線應吹掃干凈 ⑹如為管式爐，則應在爐管內(nèi)通入蒸汽，碳鋼爐管的蒸汽排出溫度≤350℃，Cr5Mo爐管的蒸汽排出溫度≤450℃?⑺盡量用燃料氣為燃料烘爐，便于調(diào)節(jié) ⑻烘爐后對爐體及爐襯全面檢查，有無裂縫，支座及保溫等有無變形，如有損壞，應分析原因，及時修補。2.參考答案:為節(jié)省能耗，提高加熱爐熱效率，首先應在加熱爐現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上進行考慮，如利用低溫工藝介質(zhì)，降低排煙溫度和利用對流室空間采用擴面管，增加對流室傳熱面積，強化對流傳熱，其次再考慮增加附屬設(shè)備和采用各種預熱器來回收煙氣余熱。對增加設(shè)施的費用應進行經(jīng)濟比較，增加投資回收年限，一般不超過三年。3.參考答案:在輻射頂設(shè)置氧化鋯測定氧含量，主要測定輻射室過?？諝庀禂?shù)，如果過?？諝庀禂?shù)過大，可關(guān)小燃燒器進風口風門從而確保合理的過剩空氣系數(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)，以計算加熱爐熱效率。4.參考答案: 250×104～375×104Kcal/h ㈠設(shè)計上首先要進行工藝計算 ①核算爐管介質(zhì)質(zhì)量流速，確定管徑及管程數(shù)，原設(shè)計是否合適 ②核算爐管壓降，確定擴徑是否夠 ③按糠醛爐條件確定熱強度，核算能加熱度少熱負荷 ④按燃料性質(zhì)，熱負荷核算燃燒器 ⑤原爐管材質(zhì)、壁厚、使用年限要了解清楚，確定能否利用?（糠醛要求碳鋼爐管即可） ㈡查閱原設(shè)計的設(shè)計條件：風荷載、地震烈度、場地土、雪荷載、環(huán)保要求、氣候、-20℃以上（以下）雨雪情況 與現(xiàn)在設(shè)計條件進行比較，要進行哪些修改 ①鋼結(jié)構(gòu)是否要加固 ②鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)是否要提高一檔（-20℃以下選鎮(zhèn)靜鋼） ③根據(jù)燃料情況，判定煙囪高度是否符合排放標準 ④新設(shè)計要求的爐效率能否滿足等5.參考答案: 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，同時增長了管內(nèi)壓力降，使爐子操作性能惡化，有時甚至提前停運。 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，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，要使整個盤管系統(tǒng)都應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，控制輻射熱強度與熱強度均勻分布，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，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，此時汽液混相，幾乎是等速流動。6.參考答案: 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壓，因此出現(xiàn)煙氣從負壓大的部位向負壓小的部位流動的假象。實際上大氣壓力隨高度的增加而減小，爐內(nèi)煙氣絕對負壓分布圖應如圖3所示，由圖3可以看出，煙氣還是由負壓小的部位向負壓大的部位流動。 7.參考答案: ⑴回轉(zhuǎn)式空氣預熱器，用在3000萬/大卡以上大熱負荷的加熱爐，一般煙氣溫度不超過450℃。 ⑵熱油式空氣預熱器，用在外供熱油預熱空氣。 ⑶管式或擾流子空氣預熱器可用在煙氣溫度高于350℃，熱負荷不受限制。 ⑷熱管式空氣預熱器用于煙氣溫度一般不超過350℃，熱負荷不受限制，易積灰的煙氣。 ⑸鑄鐵式、玻璃管式空氣預熱器，用于腐蝕性強煙氣。 ⑹板式空氣預熱器，用于清潔、基本無腐蝕性煙氣。8.參考答案: ①在管外壁涂上防腐涂料 ②采用耐腐蝕材料（合金鋼管、玻璃管等） ③燃料脫硫 ④降低過?？諝庀禂?shù) ⑤降低燃燒器霧化蒸汽用量 ⑥提高管壁溫度 A.熱管預熱器增大熱端和冷端比 B.提高空氣預熱器的冷端空氣入口溫度 C.及時吹掃管外表面的結(jié)灰9.參考答案: ①減壓爐輻射盤管出口擴徑的理由是： A.因出口汽化量大，擴徑可提高汽化率，提高輕油拔出率 B.可降低介質(zhì)出口溫度，防止結(jié)焦 C.可減少壓降，降低溫度，降低能耗 D.可提高產(chǎn)品產(chǎn)量 ②擴徑位置選擇時，擴徑過早，介質(zhì)易結(jié)焦；擴徑過晚阻力增大，影響減壓拔出率 ③根據(jù)一般經(jīng)驗，擴徑總長不要超過管程總長的17%～20%為合適。10.參考答案: A.應根據(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，地腳螺栓截面由接力確定。不受拉時，地腳螺栓截面按結(jié)構(gòu)確定，一般不小于M24。11.參考答案: 1.數(shù)值信息—科學計算 2.文字信息—ASCI碼 3.圖形信息—ACAD圖形數(shù)據(jù)庫*.DWG 4.圖象信息—激光影碟 5.聲音信息—激光唱碟12.參考答案: 遮蔽管既考慮輻射傳熱，又要考慮煙氣對管子的對流方式傳熱。 國內(nèi)遮蔽管一般設(shè)置二排，遮蔽管的有效吸收因素α取1，計算中和輻射一起計算。 國外遮蔽管一般設(shè)置三排，有效吸收因素如下： 第一排α=0.658 第一排α=0.196 第一排α=0.123 然后再計算對流方式傳熱的熱量。13.參考答案: 選用加熱爐時應根據(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全爐熱負荷，輻射爐管的熱強度 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)的風載荷、地震荷載、場地土是否一致，必要時進行核算 ⑥其它（軸線位置說明等） 不合適，因為常壓爐設(shè)計時一般選用的熱強度在2～3萬千卡/m2時（圓筒爐）而瀝青爐允許熱強度較常壓爐要低，則選用1200萬大卡/時的常壓爐作瀝青爐傳熱面積可能不夠。14.參考答案:304、304H雖高溫強度較好，但不抗晶間腐蝕和應力腐蝕（不含Ti或Cb），基本上不用作爐管，316、316H價格最高，但高溫強度并不高，多用在常減壓爐管，抗環(huán)烷酸腐蝕。15.參考答案: 1）從結(jié)構(gòu)設(shè)計上來說，可以進行等強度設(shè)計。例如，爐體鋼結(jié)構(gòu)立柱的變截面設(shè)計；煙囪筒體壁板的變厚度設(shè)計等等。 2）從工藝上來說，加熱爐各個功能部件對操作都具有相同的富裕量。例如，燃燒器能量、管壁熱強度、爐管管材、爐管壁厚、爐膛管系支撐、管系阻力、煙囪抽力和鼓引風機容量等對工藝條件的變化具有相同的裕度。16.參考答案: ⑴爐體裝設(shè)防爆門、防爆膜、安全閥 負壓爐：采用防爆門，按規(guī)范每100m3爐膛容積應設(shè)0.2m2防爆門面積（即450×450的防爆門一個）??????? 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煙風道快開風門，開煙囪擋板 ⑸平臺、欄桿、梯子及其護圈等，對較大的爐每層應設(shè)兩個梯子可以上下（其中一個安全梯可為直梯） ⑹有的爐子外壁需保溫，以免燙傷人17.參考答案: 如果裝置加熱爐加熱介質(zhì)，有一定氣化率，而對加熱介質(zhì)的加熱溫度，壓降又有一定要求時，常對輻射管出口管段進行擴徑，一般有擴徑的加熱爐有常減壓裝置的減壓爐，糠醛精制裝置的精制加熱爐等。 擴徑的作用如下： ①降低輻射管壓降 特別在輻射出口附近因介質(zhì)氣化率增大，氣化后線速提高壓降也急增，擴徑后降低了線速從而降低輻射段壓降 ②使介質(zhì)從輻射室取走更多的熱 擴徑后隨著壓降減少，可促使介質(zhì)更多的氣化，從而在輻射室吸收更多的氣化潛熱，可減少入塔前溫降，提高入塔溫度。 ③降低出口溫度避免介質(zhì)裂解 許多油品溫度高了要發(fā)生裂解，如糠醛加熱溫度超過230℃就要分解或糠醛酸既腐蝕爐管又要引起結(jié)焦，減壓餾分油也不宜超過430～440℃，否則油品中殘存不飽和烴增加油品，性質(zhì)變壞，并伴隨著爐管結(jié)焦。一般在擴徑降壓的基礎(chǔ)上保持一定真空降壓可使爐出口溫度降到不裂解溫度（糠醛降到220℃以下，減壓降到410℃以下） 原則： 擴徑應在氣化點之后，并要求保持好的流型（環(huán)狀流、噴霧流）。擴徑過大因氣化造成一定溫降，擴徑過小，氣化少，溫降很小，會造成介質(zhì)逐步溫升，一般以等溫擴徑為好。 焦化爐為何不擴徑：對介質(zhì)的要求不一樣，他的目的是使重質(zhì)油品加熱裂解、聚合變成輕質(zhì)油，中間餾分油品和焦炭，焦化爐加熱溫度應大大超過油品裂解溫度，溫度太低，焦化反應速度和深度會降低，汽、柴收率會降低，焦炭中揮發(fā)分增加，焦炭質(zhì)量變壞。溫度過高將使反應深度加深，汽、柴繼續(xù)裂解，汽、柴收率同樣降低，而易結(jié)焦，開工周期縮短，一般控制在495～505℃。采用高的流速及高熱強度，使油品在加熱爐中短時間內(nèi)達到焦化反應所需溫度，同時迅速離開加熱爐（保持一定壓力）到焦炭塔大空間中減壓進行焦化反應，如果擴徑很可能會在擴徑部位結(jié)焦。18.參考答案: ⑴因為倒U型管系采用下集合管底部支承，不需要輻射室頂部與對流室底部的集合管及吊管空間，因此輻射室出口與對流室入口可直接相接。 ⑵在這種情況下，對流室的布置應考慮輻射室頂部煙氣流動暢通，避免煙氣流動死角處出現(xiàn)正壓。 ⑶具體應采取的措施可以是優(yōu)先考慮對流室長度方向沿著輻射室長度方向布置，若仍無法避免煙氣流動死角，則仍應考慮輻射轉(zhuǎn)對流煙道。19.參考答案: 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，長度l≤9m 管徑≤φ102時，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。20.參考答案: 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 墻和當量冷平面有關(guān)） 當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)）21.參考答案: 22.參考答案: 不是，選用1Cr5Mo或1Cr9Mo爐管就可以了，因為： ①1Cr5Mo、1Cr9Mo爐管也耐氫、硫腐蝕，還耐高溫。 ②從強度看，在475℃以下，鉻鉬鋼的許用應力僅比各類奧氏體鋼稍低。 ③從維護看，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: 鍋爐內(nèi)部裝置是布置在鍋筒內(nèi)部，用以凈化蒸汽，分配給水、排污和加藥等裝置的總稱，鍋筒起著儲存水量進行汽水分離和排除一部分鹽分以保持合理的鍋水濃度的作用，為了保證這些任務的順利完成，需要在鍋筒里面加裝內(nèi)部裝置。由于鍋水的循環(huán)流動，從上升管進入鍋筒的汽水混合物的流速很大，一般為4～5m/s，最大可達7～10m/s，并帶有大量的水分，因此要采用一些分離元件來消除其動能，使水分與蒸汽分離時，水流不致被打碎成小水滴。此外，由于受熱面的結(jié)構(gòu)情況和燃燒工況等因素的影響，鍋筒內(nèi)的蒸汽量分布是很不均勻的，鍋內(nèi)裝置能使蒸汽負荷沿鍋筒的長度和寬度均勻分布，避免局部蒸汽流速過高，以充分發(fā)揮重力分離的作用。分離裝置有一次分離元件和二次分離元件。一次分離元件的作用是消除汽水混合物的動能并初步把蒸汽和循環(huán)水分開，帶有少量濕分的蒸汽還要有足夠的空間高度進行重力分離，然后進入二次分離（也稱為細分離）元件，進行機械分離，使蒸汽進一步“干燥”，最后由鍋筒引出送入過熱器。給水帶入鍋筒的鹽分大于蒸汽帶出的鹽分，隨著鍋爐工作時間的增長，鍋水中的鹽分將不斷濃縮，因此需要通過排污引出一定量的鹽分，使鍋水含鹽量保持穩(wěn)定，并控制在允許范圍之內(nèi)。24.參考答案: 經(jīng)過計算與生產(chǎn)實踐得知，雙層爐襯隔熱比單層好。是因為在爐襯內(nèi)壁溫度與爐襯厚度一定情況下，單層的耐火材料的導熱系數(shù)較大，價格較高，則熱損失也較大。雙層爐襯可根據(jù)爐襯各段溫度范圍與層間溫度選用