增大流速u可增大流体湍动程度，减少层流底层厚度，提高α效果显著。例如列管式换热器，管程流体湍流α∝u0.8，层流α∝u1/3,壳程流体α∝u0.55。为了增大管程和壳程流速，可分别增加管程输和壳内的挡板数。流速的增大，也会使流体通过换热器的压力降△p增大，湍流时△p∝u0.8，层流时△p∝u1.0。因此，u的增大受到一定限制。 （2） 管内插入旋流元件
属于这些远见的有金属螺旋圈、麻花铁、纽带（见图）等，它们能增大壁面附近流体的扰动程度，减少层流底层厚度，增大α值。这种方法对强化其降低Re数，使高粘度流体的传热更有效，它们能降低流体油层流向湍流过渡的Re数，从而强化传热。在底Re下插入旋流元件，要比湍流时能收到更为显著的效果。
（3） 改变传热面形状和增加粗糙度
即把传热面加工成波纹状、螺旋槽状、翅片状等，或挤压成邹纹、小凸起，或烧结一层多孔金属层，增加粗糙程度。它们能改变流体流动方向，增加流体扰动程度，产生涡流，小壁面层流膜厚度，以增大α值，而且也扩展了传热面积，适用于管外热阻为主的单相流体强化传热。
综上所述，强化传热的途径，随着科技的发展日趋增多和完善。在实际应用中，应针对具体传热过程采用可靠的技术措施，并对设备费用和操作费全面分析，使传热过程的强化经济合理。
9．3．4冷换设备的操作 9．3．4．1使用前的检查
制造或检修完后的换热器，应检查其附件齐全、安装符合规定。并按规定进行压力试验（一般为水压试验），试验合格后必须放净换热器的存水。
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9．3．4．2换热器的投用
投用前检查换热器存水是否放净，以免大量水存在时蒸汽及油进入时引起水击或汽化损坏内件。在投用过程中，换热器先开冷源再开热源，先开出口再开进口。一些操作温度较高的换热器还需要热紧。采用循环水冷却的冷却器投用过程除与换热器投用方法一样外，在控制油品温度时，应用出口阀进行调节。
9．3．4．3换热器的日常检查与维护
换热器在使用过程中，尤其是在操作条件变化后，应注意检查换热器本身的变化及其冷热流介质的温度与压力的变化。
检查换热器的外观及保温情况，检查螺栓连接、大盖及法兰有无渗漏（外漏）。
通过分析对比冷热流介质的参数或定时察看各程介质有无特殊异常来判断换热器是否存在内部泄漏。
9．3．4．4冷换设备的停用
换热器的停用方法和投用方法相反，应先关热源后关冷源、先关进口后关出口。扫线后可打开各程排放口排净积存的介质，用蒸汽吹扫换热器的管程和壳程时，必须改通相应的流程，以防蹩压。对于冷却器的吹扫应慎重，应关闭循环水的进出口阀，打开放空阀以防水汽化超压，循环水侧除不能吹扫外，还应防止另一侧吹扫温度过高损坏循环水程的防腐涂料。
对于长期停用的换热器，应放净存水或其它介质后充入氮气保护，或用其它办法防止设备腐蚀。
9．4工业炉的操作 9．4．1概述
石油化工的物料加热除了换热器取热外，主要是应用管式加热炉。管式加
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热炉的外壁一般采用钢结构，内壁用耐火砖或耐火纤维喷涂，耐火砖更坚固耐用，纤维喷涂保温效果更好。炉管分为两部分，直接接受炉膛火焰辐射加热的为辐射管，受烟道气对流加热的为对流管。管式加热炉常用的形式有圆筒炉、立式炉、无焰炉以及箱式炉等。
制氢装置的工业炉主要有原料预热炉和转化炉。原料预热炉用于原料预热，一般热负荷较小，采用圆筒炉结构形式。而转化炉不仅加热转化物料，向转化反应提供热量，同时还是进行转化反应的场所，其热负荷一般非常大，有顶烧箱式炉或侧烧无焰炉等形式。
9．4．2圆筒炉的结构
圆筒炉的炉膛为立式圆筒形，辐射炉管沿炉膛四周垂直排列，燃烧器装在炉子底部；对流炉管在炉子上部横向排列，烟囱立在对流窒的顶部。物料一般先进入对流炉管进行预热，然后再到辐射炉管加热。圆筒炉外壁用钢板卷制，内壁砌筑耐火砖或者用保温钉加耐火纤维喷涂。如简图9-7所示。
图9-7 圆筒炉结构简图 9．4．3燃烧器
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9．4．3．1燃烧器的类型
燃烧器是将燃料和空气在期望的速度、湍流程度和空气/燃料比引入，以建立和保持适当点火和稳定燃烧的设备。燃烧器类型通常用不同的方法来描述： （1） 由燃料种类：高压瓦斯、低压瓦斯气体燃烧器，重油、轻油液体燃烧器，
天然气燃烧器等等；
（2） 由供风方式：强制通风燃烧器，自然通风燃烧器等；
（3） 由排放物要求，主要指NOX的排放指标：如普氮燃气燃烧器、低氮燃气
燃烧器、低噪音燃烧器；
（4） 据火焰形状来描述的：环形焰、圆柱焰、扁平焰、扇形焰、附墙焰燃烧器； （5） 根据空气与燃料混合形式或雾化形式来描述的：半预混气体燃烧器，全预
混气体燃烧器，外混式、内混式，Y型、机械雾化燃烧器等等。 9．4．3．2气体燃烧器及操作 （1） 外混式燃烧器：
外混式气体燃烧器应适用燃料气压力范围、燃料组成、密度和热值变化范围宽的燃料气，其燃料气组成变化范围可从高含氢到高分子量的高含烃类燃料，还可含有一定量惰性物质（如CO2、N2、水、蒸汽）和不饱和烃类，例如制氢装置的脱附气等。外混式气体燃烧器不适用于燃料气中含有液滴或不饱和烃多的情况，这是因为易在喷头处结焦和生成聚合物，堵塞喷孔。
外混式燃烧器调节范围较大，对于单一的燃料组成，外混式气体燃烧器可在调节比5：1范围内操作
过剩空气：外混式气体燃烧器，下列过剩空气（已包括空气泄漏量）可保证良好燃烧。
单个燃烧器 多个燃烧器
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自然通风 10～15% 15～20% 强制通风 5～10% 10～15%
火焰性质：火焰形状是由燃烧器砖、喷头开孔和燃烧器的空气动力学性质决定的，圆形的燃烧器砖，产生同心的或圆柱形的火焰。矩形的燃烧器砖产生扁平火焰（直扁平火焰与斜扁平附墙火焰），其火焰形状象鱼尾，火焰接近炉墙或与炉管的间距受到限制时使用此燃烧器。火焰的颜色偏黄（与预混式比较）。 （2） 预混燃烧器
预混式燃烧器要求燃料气压力和组成相对稳定，利用燃料压力将空气吸入喷头前的文丘利管，空气与燃料气预混后在喷头处点火。
在适宜的操作条件下，预混式气体燃烧器的火焰非常稳定且紧密。燃料和空气混合物离开喷头处的速度必须大于火焰的速度。否则，火焰会返回文丘利管（回火）。当使用高含氢这样的高火焰速度的燃料气时，燃烧器调节严重受到限制。总体来讲，燃料气的含氢量超过70%（mol）时，一般不使用预混式气体燃烧器。
如果燃料气的组成变化，预混式气体燃烧器的调节比将受到限制。烧高含氢燃料气时，调节比通常受到在文丘利管内回火的限制。当燃烧的燃料比设计工况的燃料重得多时，燃烧器会达不到其最大放热量。因为燃料气的低压造成空气量的吸入不足。必须提供更多的二次风，以弥补此缺陷。
对于单组分燃料气的预混使气体燃烧器常规的调节比为3比1。 过剩空气：由于预混式气体燃烧器的燃料/空气混合情况比外混式气体燃烧器好，它可在较低的过剩空气系数下操作。单个燃烧器的过剩空气系数可达到5%～10%。
单个燃烧器 多个燃烧器
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