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09第五篇4设备技术5章
第五章管式加热炉
第一节概述
在石油化工厂装置内所用的加热炉，都是通过管子将油品或其它介质进行加热的，故称为管式加热炉，通常简称为加热炉或炉子。
炼油工业采用管式加热炉始于1900年左右，最初出现的是“堆形炉”。
它参考釜式蒸锅的原理，吸热面为管束，管子间的联接弯头也置于炉中，由于燃烧器直接装在管束下方，此种炉各排管子的受热强度极不均匀，底排管常常烧穿，管间联接弯头也易松漏引起火灾。
当时认为这是因为辐射热太强了，于是便出现了纯对流炉。
纯对流炉全部炉管都装在对流室内，用隔墙把对流室与燃烧室分开，避免炉管受到火焰的直接冲刷。
然而，在操作中又发现对流室顶排管经常烧坏，而且炉管受热仍然很不均匀。
这是因为高温烟气在进入对流室之前未能和一个吸热面换热，在对流室入口处温度仍能高达1000℃左右。
后来人们发现，在燃烧室内安装一些炉管，一方面可取走部分热量降低烟气温度，解决对流室顶管的过热烧坏问题，同时可利用高温辐射传热强度大的特点，节省炉管，缩小炉子体积，这样，具有辐射室和对流室。
方箱式加热炉开始出现了，这种箱式炉便是现代各种炉型的始祖。
由于管式炉较之釜式蒸锅性能优越，符合现代石油化学工业自动化、连续化、大型化的要求，所以其技术发展很快，它几乎参与了石油炼制化工生产的各类工艺过程，并对各类工艺技术的进步起到了很大的推动作用。
第二节管式加热炉种类
目前，国内外加热炉的分类尚无统一的划分方法，习惯上有两种；一种是按结构形式分类，如箱式炉、立式炉、园筒炉、大型方炉等；另一种是从工艺用途上来分如常压炉、减压炉、催化炉、焦化炉等。
这里简单地介绍一下各类炉子。
一.箱式炉
箱式炉因其辐射室为一‘“箱子状”的六面体而得名，它又可分为以下几种：
烟气立行式、大型箱式、横管大型箱式、立管大型箱式、顶烧式和斜顶炉等。
烟气下行式炉是早期的管式炉型式，燃烧器横烧，烟气越过辐射室和对流室的隔墙自上而下流经对流室。
这种炉型的主要缺点是敷管率（辐射室排有管子的炉壁占辐射室全部炉壁面积的比例）低，炉子体积大，需独立烟囱等。
大型箱式炉则在炉膛中间设一隔墙，把辐射室分成两间，从而大大提高了传热反射面。
它在炉膛的三个侧面上都安装了炉管，因此炉壁利用率有所提高，对流室和烟囱都放在炉顶，烟气流动的阻力减少、横管和立管大型箱式炉与其基本结构差不多，只是它们在隔墙两侧也安装了炉管，以便更有效地利用炉膛空间和炉壁。
它们的优点是只要增加中央的隔墙数目，可在保持炉膛体积发热强度不变的前提下，“积木组合式”地把炉子放大，所以特别适合于大型炉。
顶烧式炉子的辐射室内，燃烧器和炉管交错排列，单排管双面辐射，管子沿整个园周上的热分布要比单面辐射均匀得多。
且燃烧器设在顶上向下燃烧，对流室和烟囱放在地面上。
缺点是炉子体积大，造价很高，用于单纯加热不经济。
斜顶炉由箱式炉演变而来，是箱式砍去炉膛内烟气流动的死角区而成，虽然它对辐射室的传热均匀性有所改善，但并没有克服箱式炉的其它缺点，近年来几乎不再采用。
二.立式炉
立式炉的辐射室的形状也是一个六面体，与箱式炉相比，立式炉的辐射室宽度要窄一些，其两侧墙的间距与炉膛高度之比约为1：
2。
立式炉可分为：
底烧横管式、附墙火焰式、环形管立式炉、立管立式炉、无焰燃烧炉等。
底烧横管式炉的炉管布置在两侧壁，中央是一列底烧的燃烧器，烟气由辐射室、对流室经烟囱一直上行。
燃烧器能量较小，数目较多，间距较小，从而在炉子中央形成一道火焰“膜”，提高了辐射的效果。
附墙火焰式炉子炉膛中有一道火墙，火焰附墙而上，把墙壁烧红，使火墙成为良好的热辐射体，以提高辐射传热的效果。
环形管式炉是用多根弯成U字形的炉管把火焰“包围”起来，适用于炉管路数多，要求管内压力降小的场合。
随炉子热负荷的增大，U形弯可以增加到二个甚至三个。
立管立式炉是我国首创的炉型，原来采用横管时要用大批的合金钢的管架，改用立管后，节省了这批合金钢，同时又保留了立式炉的优点，常用作大型加热炉的炉型。
无焰燃烧炉是单排管双面辐射炉型，它通过左侧壁上安装许多小型的气体无焰燃烧器，使整个侧壁成为均匀的辐射墙面，有优越的加热均匀性，可分区调节各区温度，是乙烯裂解和烃类蒸汽转化最合适的炉型之一。
但造价昂贵，用于纯加热非常不合算。
还有一个缺点是只能燃烧气体燃料。
三.立式园筒炉
这种炉因辐射室为园筒形而得其名，它又可分为：
纯辐射式、有反射锥的辐射—对流型，无反射锥的辐射—对流型等。
纯辐射炉是最简单、最便宜的炉子。
当炉子热负荷非常小，而且对流效率无要求时，采用这两种炉型。
有反射锥的辐射——对流型炉是过去园筒炉的典型代表，最适于流体进出炉温升不大时使用。
但由于这种炉子为了强化传热在炉膛顶部使用了反射锥，当炉子烧劣质燃料时容易腐蚀损坏，燃烧器的火焰尖部也容易烧到反射锥上造成烧损。
现代立式园筒炉的主流是无反射锥的辐射——对流型炉。
它取消了反射锥，能够建造较大的炉子。
它的对流段水平布置若干排管子，并尽量使用钉头管和翅片管，热效率较高。
它的制造及施工简单，造价低，是管式加热炉中应用最广泛的炉型。
但是这种炉子放大以后，炉膛内显得太空，炉膛体积发热强度将急剧下降，结构上和经济上都不利。
四.大型方炉
这种炉子用两排炉管把炉膛分成若干小间，每间设置一或两个大容量强燃烧器，分隔可以沿两个方向进行，称之为“十字交叉”分隔法。
它通常把对流室单独放到地面上。
还有把几台炉子的烟气先汇集过来，送进一个公用的对流室或废热锅炉。
这种炉子结构简单，节省占地面积，便于回收余热，容易实现炉群集中排烟，减轻大气污染。
它是专为超大型加热炉开发的。
第三节管式炉的主要技术指标
一.热负荷
每台管式加热炉单位时间内向管内介质传递热量的能力称为热负荷，一般用kca1／h为单位。
一般的辐射——对流型的加热炉，辐射室热负荷约占70～80％，对流室约占20～30％。
二.炉膛体积发热强度
燃料燃烧的总发热量除以炉膛体积，称之为炉膛体积发热强度。
它表示单位体积的炉膛在单位时间里燃料燃烧所发出的热量，一般用Kca1／m3h为单位。
炉膛大小对燃料燃烧的稳定性有影响，如果炉膛体积过小，则燃烧空间不够，火焰容易舐到炉管和管架上，炉膛温度也高，不利于长周期安全运行，因此炉膛体积发热强度不允许过大，一般控制在10万Kca1／m3h以下。
三.辐射表面热强度
辐射炉管每单位表面积（一般按炉管外径计算表面积），每单位时间内所传递的热量qr称为炉管的辐射表面热强度，也称为辐射热通量或热流率，单位为Kcal／m2h。
qr表示了辐射室炉管传热强度的大小（一般指主辐射室所有炉管的平均值）。
一台炉子的平均辐射热强度究竟取多少为宜，与许多因素有关，例如管内介质特性、管内介质的流速、炉型、炉管材料、炉管尺寸、炉管的排列方式等等。
四.对流表面热强度qc
含义同qr一样，单位也是Kcal／m2h，但它是对对流室而言。
近年来为提高对流传热，对流炉管的管外侧大量使用了钉头或翅片，钉头管或翅片管的对流表面热强度习惯上仍按炉管外径计算表面积，而不计钉头或翅片本身的面积。
钉头管或翅片管按此计算出的热强度一般在光管的二倍以上。
五.热效率
热效率表示向炉子提供的能量被有效利用的程度，其定义可用下式来表达：
式中有效吸热量即为炉子的热负荷，总发热量一般为燃料的发热量。
可见，当炉子热负荷不变时，热效率越高，则燃料用量越少。
六.炉膛温度
又叫火墙温度，指烟气离开辐射室进入对流室时的温度，它表征炉膛内烟气温度的高低，是炉子操作中主要的控制指标。
炉膛温度不能太高，一般控制在850℃以下，但不是绝对的。
炉膛温度高有利于辐射传热，但太高后会使炉管热强度过高，容易使炉管结焦和烧坏。
此外进入对流室的烟气温度也会过高，使对流管易烧坏。
因此，炉膛温度是确保加热炉长周期安全运行的一个重要指标。
七.管内流体的流速及压力降
流体在炉管内的流速不能太低，否则容易使管内的介质结焦而烧坏炉管。
因为流速太低时，管内边界层厚度大，传热慢，管壁温度升高，而且介质在管内停留时间长，但流速过高又会增加管内压力降，增加了管路系统的动力消耗。
压力降也是判断炉管是否结焦的一个重要指标。
如果流体流速未变，而压力降增加，就是炉管结焦的象征。
第四节管式炉的一般结构和零部件
管式加热炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器及通风系统五部分组成。
在辐射室和对流室内装有炉管；在辐射室底部或侧壁装有燃烧器；在烟囱内装有烟道挡板。
一个比较先进的加热炉还应配备烟气的余热回收系统；空气和燃料比的控制调节系统。
结构简图见图5-5-1
一.辐射室
辐射室是通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。
这个部分直接受到火焰冲刷，温度最高，必须充分考虑所用材料的强度，耐热性等。
这个部分是热交换的主要场所，全炉热负荷的70～80％是由辐射室承担的，它是全炉最重要的部位。
可以说，一个炉子是优是劣主要看它的辐射室的性能如何。
1.
辐射室尺寸
辐射室的尺寸主要是从以下三个方面来考虑的：
①辐射室热负荷及辐射管外表面平均热强度；②管心距和管墙距；③燃烧器的能量（发热量）型式和布置以及炉管至火焰的距离。
2.辐射室零配件的设置
为了便于操作和保证运行安全，管式炉辐射室应设置下列零配件：
看火门、人孔门、防爆门，热电偶套管，测压管，灭火蒸汽管等。
①看火门
看火门主要是用来观察炉内火焰状况和辐射管运行情况的，因此看火门的数量和位置应能看到所有燃烧器燃烧状况，并能观察到所有的辐射管。
图5-5-1管式炉结构简图
②人孔门及检修孔门
为了能进入辐射室进行检修，需要设置人孔门和检修门。
当辐射室内有隔墙分开并且不能通行时，每间内必须设置一个人孔门。
对于炉底无法安装人孔门的小园筒炉，检修时可拆下燃烧器，其开孔兼作人孔。
③防爆门
当炉内积存可燃气体和空气的混合物时，就有发生爆炸的危险，因此辐射室均应设置防爆门，以便在发生爆炸事故时，能及时卸压。
防爆门的位置应能保证卸压时喷出的热气流不致危及人员和临近设备的安全。
为了能及时卸压，防爆门的数量应与辐射室的空间成比例，多室炉膛每室至少应有一个防爆门。
④热电偶套管和测压表
烟气出辐射室的温度是必须测量的特性温度。
对于园筒炉和立式炉，烟气出辐射室的温度测点设在辐射室至对流室的过渡处。
斜顶炉和方箱炉，该测温点设在火墙上方，因此该点温度通常又称为火墙温度。
管式炉都是在负压下操作的，为了保证炉内各点均处于负压下，以避免烟气外溢而损坏钢结构，通常要求炉顶（辐射室顶）负压保持在2mmH2O左右，因此，在辐射室顶部设置测压管。
⑤灭火蒸汽线
当炉膛失火时，需要通入蒸汽灭火。
在开门点火之前，也需要通入蒸汽以置换炉内可能存在的可燃气体同空气混合物，避免点火时发生爆炸事故。
因此需在辐射室的底部专门设置灭火蒸汽管。
在某些情况下，还需在弯头箱内安设灭火蒸汽线，以确保炉子安全。
这些情况是；a.管子被加热介质腐蚀和冲蚀很厉害，弯头有可能在运转中被腐蚀穿；b.采用带堵头的回弯头，因而有可能在运转中发生泄漏。
二.对流室
对流室是靠由辐射室出来的烟气进行对流换热的部分，但实际上它也占有部分辐射热交换，而且有时辐射换热还占有颇大的比例。
所谓对流室不过是指“对流传热起交换作用”的部位。
它一般担负全炉热负荷的20～30％，对流宝吸热量的比例越大，全炉的热效率越高。
对流室一般都布置在辐射室之上，与辐射室分开，单独放在地面上也可以。
1.对流室尺寸
管式炉的对流室一般采用箱形，截面为长方形。
确定对流室截面积的主要参数是烟气流速。
烟气流速与对流传热系数成指数关系，与烟气压降几乎成平方关系。
对流室截面尺寸的确定，往往还受结构设计的限制，如立式炉的对流室长度一般与辐射室一样，即使缩短，也不能太短，以避免在辐射室造成较大的死角，而对流室宽度如果太窄，又给排管施工带来困难。
因此，立式炉的对流室截面常常偏大，烟气流速较低。
对流室截面积确定之后，对流室高度也随之而定，因为此时对流室高度与对流室热负荷成正比例关系，而对流室热负荷在炉子热效率和辐射室热负荷确定之后，是一个定值。
当然，对流室的高度还受对流管型式的直接影响，采用钉头管或翅片管等扩大表面积的对流管时，对流室高度显然要比采用光管时的低。
2.对流室零配件的设置
（1）吹灰器或清扫孔
为了清除对流管外表面上的积灰，保证对流传热效果，对流室应放置吹灰器或清扫孔。
吹灰器有二种类型：
转式吹灰器和可伸缩吹灰器。
电动固定旋转式吹灰器的蒸汽喷孔沿吹灰管长度方向布置，它的体积小，重量轻，制造比较简单，造价低，但由于其吹灰管一直位于炉内，易烧坏或变形而影响正常运转。
一般最好使用在烟气温度低于600℃的部位。
可伸缩式吹灰器的特点是吹灰管可以伸缩，在吹灰时才伸人炉内。
其蒸汽喷孔设置在吹灰管的头部，边前进边旋转，边吹灰，吹灰完毕后又退出炉外，因此吹灰管不易破坏，变形。
其缺点是结构复杂，造价高，炉外需设置长的导轨和平台。
它一般适合在烟气温度高于600℃的部位使用。
在对流管为光管，烧燃料气或较干净的燃料油而积灰不严重的情况下，只需在炉子停工检修时才清扫炉管表面的积灰，因此对流室只需设置清扫孔而不必采用吹灰器。
清扫孔应加密封盖，以避免空气漏入炉内。
清扫孔的数量应能保证用最简便的，手工操作的吹灰管能将所有对流管上的积灰清除干净。
当对流管为翅片管或钉头管，烧油或油气混烧时，对流室必须放置吹灰器。
烟气温度超过550℃时，应采用伸缩式吹灰器。
烟气温度低于550℃，可采用固定旋转式吹灰器。
为了避免吹灰器喷出的蒸汽冲刷村里，在设置伸缩式吹灰器的对面炉墙内侧应用18一8钢板作防护板。
为防止吹灰蒸汽对炉管管壁表面的损坏，吹灰管与炉管之间的净空距离一般应不小于120mm。
（2）热偶套管，测压管和灭火蒸汽管
在对流室烟气出口处应设置热电偶套管和测压管。
通常这两种接管设置在烟道或烟囱上。
当对流室以后没有空气预热器时，该点温度即为排烟温度，这是决定炉子热效率的关键温度，是必须测量的。
对流管一般采用焊接的急弯弯管连接，因此对流室弯头箱内一般不设置灭火蒸汽管。
如被加热介质确有使弯管腐蚀穿孔的危险，而需要在对流室弯头箱内安装灭火蒸汽管时，仍可采用炉膛灭火蒸汽管的结构型式。
三.炉管系统
炉管是管式加热炉形成传热表面的最重要组成部分。
炉管之间连接用的回弯头和支持炉管的管架等也属于炉管系统。
1.炉管
在加热炉的辐射室和对流室里都有炉管，通常称为辐射管和对流管。
由于炉管长期处于高温，高压和腐蚀条件下，所以操作条件苛刻。
一旦炉管发生事故，就会影响正常生产，严重时还会造成经济上的巨大损失和危及人身的安全。
因此，对炉管材料要求很高，一般应考虑到以下几点：
①强度高，特别是持久强度高；②抗氧化和耐腐蚀性能良好；③高温组织稳定性符合操作条件的要求；④热加工工艺性能良好，特别是可焊性好；⑤经济性合理。
为了强化对流传热，降低对流室的排烟温度，对流管通常采用钉头管和翅片管。
但遮蔽管应采用光管，而不得采用钉头管或翅片管。
所谓遮蔽管，是指对流室进口的前两排炉管。
它们既接受辐射室的辐射传热，又吸收高温烟气的对流传热，有时炉管表面的热强度会超过辐射管的表面热强度。
2.回弯头
回弯头是把炉管与炉管连接成连续蛇管的重要零件。
它处于高温区外部，不与高温烟气直接接触，但是，由于急弯的影响，受管内流动的油品或其它介质的冲蚀作用比较严重。
因此要求回弯头在操作的温度和压力下有足够的强度和紧密性，并且能够抗腐蚀。
用于易结焦的加热炉上的回弯头，应能便于清焦和检查炉管内结焦情况。
3.管板和管架
管板和管架是为支持炉管（包括管内介质）重量和防止炉管过多变形而设置的炉内构件。
一般水平辐射炉管的中间支承构件称为管架，两端则称为管板，水平对流炉管的中间和两端的支承构件均称为管板。
对于立式加热炉，位于两根炉管顶部弯头上的承重构件称为托架，不承受垂直重量，而仅限制炉管水平位移的则称为导向架。
a、辐射管的支承
辐射管通常采用垂直管。
因为垂直管有很多优点：
结构紧凑；燃烧器数量可以比水平管少；炉管吊挂简单；热膨胀易处理等。
水平管仅在下列特殊情况才有优点：
要求管子能完全排空；要求使用带堵头的回弯头以便机械清焦；在两相流动情况下介质的质量流量小，此时在垂直上升管中会出现不稳定流动，因此以采用水平管为好。
垂直管的支承形式有上吊和下支两种。
上吊式支承一般采用吊钩，也有采用吊环或焊接吊架的。
下支式一般是将炉管支承在倒放的槽钢上，并在炉管长度的2／3处（自下而上）设置拉钩，以保证炉管的稳定。
水平管是由中间合金管架和两端管板支承的，其允许跨度是要根据炉管材质，管壁温度和允许挠度来确定。
b、对流管的支承
管式炉的对流管绝大多数都是水平放置的。
其重量由两端管板支承。
当炉管较长时，还需设置中间管板，对流室的弯头一般在弯头箱内。
弯头顶端至弯头箱门内壁之间应留出足够的空间，以保证炉管能在热状态下自由膨胀。
4.炉管的结焦现象
结焦是炉管内的油品温度超过一定界限后发生热裂解，变成游离碳，堆积到管内壁上的现象。
结焦使管壁温度急剧上升，加剧了炉管的腐蚀和高温氧化，引起炉管鼓包、破裂，同时增加了管内压力降，使炉子操作性能恶化，有时甚至迫使装置不得不提前停运。
结焦问题实际上是一个焦碳生成速度与焦层脱落速度的平衡问题。
如焦碳的生成速度过大或者脱落速度不够，便会造成严重结焦。
影响焦碳生成速度的因素主要有两个：
（1）加热温度。
每种油品都有自己开始发生结焦的“临界温度”。
一般来说，油品越重，直链烷烃越多，结焦的“临界温度”越低。
只要工艺和操作上允许，整个炉子炉管系统都应控制在此温度范围以下；
（2）管壁温度和热强度。
焦层是在管内壁表面上生成的。
当然管壁温度是影响焦碳生成速度的最基本的因素之一。
由于介质和管壁接触面存在着边界层，所以，介质在边界层内的温度或者管壁的温度比管内主流体的温度要高，而这高出值主要取决于炉管的表面热强度，当然也与内膜传热系数等因素有关。
影响焦层脱落速度的因素主要是：
（1）管内流速。
足够的管内流速可提供将尚未固着的初期疏松焦层排出炉外所需要的紊流状态和动能，因此流速是使焦层脱落最基本的因素。
为防止结焦，只要压降允许而又不造成冲蚀，最好尽可能采用高的流速。
而且这时内膜传热系数也可增大，从而使炉壁温度降低，也有缓和结焦的作用。
（2）管内流态。
汽液混相流有数种流动状态，其中比较好的流态是雾状流或环状流。
结焦可能性较大的流态是层流，这种流态由于汽相侧排结焦物的动能不足，以及汽相的内膜传热系数比液相小，造成管壁温度局部升高，因此焦层主要在汽相侧形成。
5.炉管的积灰问题
一般来说，炉子烧气时基本无灰，烧燃料油时则会产生灰垢，并沉积到炉管外壁。
由于燃料油中钒、钠等含量低，辐射管外壁结垢的现象不太严重，管外积灰主要发生在对流管上。
烧油时产生的烟气中的灰垢称为油灰，由两种固体颗粒组成，一是垢：
是燃料燃烧后残留下来的不可燃的组分；二是灰：
是可燃组分——碳元素在燃烧不完全的情况下残留下来的微粒。
管子积灰会带来下列问题：
（1）增加了热阻，使炉子的排烟温度升高，热效率下降；
（2）减少了烟气的流通面积，使烟气流速升高，烟气流动的阻力增大；（3）在尾部低温受热面，积灰后管壁更易吸附烟气中所含硫酸蒸汽，加剧露点腐蚀。
管外积灰清扫方法中，安装蒸汽吹灰器是目前应用最为广泛的方法，其吹灰效率也不错。
不过吹灰器的功用主要在于保持清洁的管子始终干净，已经积落灰的脏管子要想通过它吹扫干净是十分困难的。
四.燃烧器
燃烧器是一种将燃料和空气按照所需混合比和流速在湍流条件下集送入炉内，确保和维持点火及燃烧条件的部件。
它对加热炉的技术经济指标，热效率，炉管的热强度，受热的均匀性和加热炉长周期安全运转，有着直接的十分重要的关系。
按所用燃料的不同，燃烧器可分为燃料油燃烧器，燃料气燃烧器和油——气联合燃烧器三类。
按供风方式的不同，可分为自然通风燃烧器和强制通风燃烧器。
低风压强制通风燃烧器一般也称为鼓风式燃烧器。
按燃烧器能量可分为小能量和大能量两种，按燃烧的强化程度（可用容积热强度来衡量）可分为普通燃烧器和高强燃烧器。
一个完整的燃烧器（见图5-5-2）通常包括燃烧喷咀、配风口和燃烧道三个部分。
1.燃料喷咀
燃料喷咀是供给燃料并使燃料完成燃烧前准备的部件。
燃料油喷咀的主要任务是使燃料油雾化并形成便于与空气混合的雾化炬，外混式燃料气喷咀将燃料气分散成细流，并以适当的角度导人燃烧道，以便与空气良好混合。
预混式燃料气喷咀则是将燃料气和空气均匀混合后供给燃烧的。
2.配风口
配风口的作用是使燃料空气与燃料良好混合并形成稳定而符合要求的火焰形状。
特别是在烧燃料油的情况下，为了保证燃料油燃烧良好，除了使之雾化良好外，还必须有良好的配风器，使空气和它迅速完善地混合。
尤其是在火焰根部必须保证有足够的空气供应，以避免燃料油受热时因缺氧而裂解，产生黑烟。
配风器是分配和输送燃烧空气的机构。
用于油燃烧器的配风口，将供给的空气分成一次风和二次风。
一次风解决着火、稳燃和减少黑炭生成等问题。
着火以后，燃料油需要进一步供给较大量的空气，以保证充分燃烧，这便是二次风的作用。
配风器基本上可分为平流式和旋流式两大类。
炼油及石油化工管式炉所用的自然通风和鼓风式燃烧器，采用的是简单本流式配风口，它由滑动风门和燃烧道耐火砌组成的风口（喉口）构成。
3.燃烧道
燃烧道也称火道，它有三个作用：
①在火焰根部设置一段燃烧道以后，不但能使火焰根部基本上不散热，而且耐火材料蓄积的热量还能提供辐射热源，使火焰根部温度升高。
加速燃料油的蒸发和着火，有助于形成稳定的燃烧，这一点对于炉膛温度较低的管式炉尤为重要。
②能约束空气，迫使其与燃料混合而不致散溢于炉膛中。
自然通风或低压鼓风式燃烧器，空气功能小，穿透能力弱，燃烧道对空气的约束作用更显得重要。
③与配风器一起使气流形成理想的流型。
配风器提供的气流流型，往往要与燃烧道配合才能实现。
实际上燃烧道往往是配风口不可分割的部分，只是在燃烧道内燃烧过程已经开始，火焰已经形成罢了。
由于燃烧器是管式加热炉的关键设备之一，其好坏直接关系到加热炉的热效率及工艺过程，因此，对它有以下几点要求：
（ａ）适应不同炉型的需要，保证炉膛必须的热强度。
（ｂ）要保持连续稳定的燃烧，就应具有一定形状、一定长度、平稳而不熄灭的火焰。
回火和脱火的可能性小。
（ｃ）过剩空气系数小，燃烧完全，燃料气与空气能完全、均匀地混合。
（ｄ）对于液体燃烧器，在要求的调节范围内能使各种燃料油均匀雾化。
（ｅ）满足工艺要求，操作弹性大，调节性能好，操作简单可靠，工作时无噪音。
（ｆ）不堵塞、不漏油、不结焦。
（ｇ）结构简单，紧凑，体积小，重量轻。
（ｈ）操作费用小，维修、更换方便。
五.通风系统
通风系统的任务是将燃烧用空气导入燃烧器，并将废烟气引出炉子，它分为自然通风方式和强制通风方式两种。
前者依靠烟囱本身的抽力，不消耗机械功。
后者要使用风机，消耗机械功。
1.自然通风
在自然通风的情况下，烟囱本身高度所形成的抽力除要克服烟气流动过程中的总压降外，还要克服空气通过燃烧器的压降。
对于负压操作炉子，烟囱的抽力还要保证炉膛内具有一定的负压。
烟囱是利用高温烟气与烟囱顶的大气之间的比重差来产生抽力的。
因此，烟囱越高，烟气温度越高、大气温度越低、抽力便越大。
过去，绝大多数炉子因为内烟气侧阻力不大，基本上都采用自然通风方式，烟囱通常安在炉顶，烟囱高度只要足以克服烟气侧阻力就可以了。
但是，近年来由于公害问题，要求提高烟囱高度，以降低地面上污染气体的浓度。
不过，在某些地区，烟囱高度同时要受到航空方面的限制，如在日本川畸地区就限制了烟囱顶标高不得超过45m。
2.强制通风
如果炉子结构复杂，炉内烟气侧阻力很大，或者没有余热回收系统时，便需采用强制通凤系统。
管式炉的强制通风有三种方式：
（a）燃烧空气由通风机供给，炉内
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