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1、加热炉操作与维护,内容提要,维护保养,故障处理,加热炉的运行操作,管式加热炉简介,石油化工加热炉的种类、用途和主要指标,其他说明,1、概述2、分类3、主要技术指标4、加热炉炉型及表示方法5、热效率测试方法6、提高热效率的措施7、加热炉的吹灰控制,第一部分 管式加热炉基本知识,第一部分 管式加热炉基本知识,油田和长输管道管式加热炉系指用火焰直接加热原油、天然气、水及其混合物等介质的专用设备，是油、气生产和输送中广泛使用的设备。在油、气田的集油站、集气站和联合站等站(库)内，加热炉对原油、井产物、生产用水和天然气等介质进行加热，以满足油气集输处理工艺的要求。在原油和天然气长输管道中，通过加热炉对原
2、油和天然气进行加热，以满足原油和天然气长距离输送的要求。油气田和长输管线用管式加热炉，其对介质进行加热所要求达到的温度都不高，一般只几十度，且介质无化学变化，这是与石油炼制、石油化工所用加热炉不同之点。,1、概述,按外形分类 按外形大致上分为以下四类（16类）：箱式炉（6类）、立式炉（6类）、圆筒炉（3类）、大型方炉（1类）。这种划分法系按辐射室的外观形状，而与对流室无关。所谓箱式炉，顾名思义其辐射室为一“箱子状”的六面体。与它相比，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。圆筒炉、大型方炉的称呼也按同理而来。按用途分类 按用途管式热加炉大致分为以下几类：炉管内进行化
3、学反应的炉子、加热液体的炉子、加热气体的炉子和加热气、液混相流体的炉子。,第一部分 管式加热炉基本知识,2、分类,热负荷：单位时间内向炉管内被加热介质传递热量的能力。一般用KW表示。它表示加热炉生产能力的大小。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，简称为体积热强度，它表示单位体积的炉膛在单位时间内燃料燃烧所发出的热量。炉膛体积热强度不允许过大，一般控制在燃油时小于125 KW/m，燃气时小于165KW/m。辐射表面热强度：辐射炉管每单位表面积在单位时间内所传递的热量。对流表面热强度：含义同辐射热强度一样，但它是对对流室而言。,第一部分 管式加热炉基本知识,3
4、、主要技术指标,热效率：它表示向炉子提供的能量被有效利用的程度，可用公式表示为=被加热介质吸收的有效能量/供给炉子的能量。它是衡量燃料消耗、评价加热炉设计和操作水平的重要指标。炉膛温度：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，是加热炉操作中的重要指标。从保证加热炉长周期安全运转考虑，一般加热炉将这个温度控制在850以下。管内流速：流体在炉管内的流速越低，则边界层越厚，传热系数越小，管壁温度越高，介质在炉内停留的时间也越长。,第一部分 管式加热炉基本知识,3、主要技术指标,1）按基本结构：火筒式加热炉和管式加热炉。管式加热炉（立式圆筒、卧式圆筒、卧式异形）；火筒式加热炉（
5、直接加热炉、间接加热炉）。2）按被加热介质的种类：原油加热炉、井产物加热炉、生产用水加热炉、天然气加热炉。3）按燃料种类：燃气加热炉、燃油加热炉、燃油燃气加热炉。4）按照被加热介质的加热方式：直接加热炉（含管式直接加热炉、火筒加热炉）和间接加热炉（热媒间接加热炉、水套加热炉、真空加热炉）。,第一部分 管式加热炉基本知识,4、加热炉炉型及表示方法,加热炉型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。,第一部分 管式加热炉基本知识,4、加热炉炉型及表示方法,第一部分 管式加热炉基本知识,4、加热炉炉型及表示方法,表1 加热炉的基本结构形式代号,表2 被加热介质代号,表3 燃料种类代号,管式加热炉热效率
6、的测定有标定测定和操作测定两种。标定测定时应对正、反平衡式所涉及的各参数都进行准确的测量，由于工作量大又比较麻烦，因此，只有评价某台加热炉或为获得设计数据时才采用。而操作测定则比较简单，它只测量反平衡计算式中涉及的各参数，一般只对烟气离开体系时的组成和温度进行分析和测量，用反平衡法计算出热效率或用连续测定仪直接显示出热效率，以作为调节操作参数的依据。,第一部分 管式加热炉基本知识,5、加热炉热效率测试方法,降低排烟温度降低过剩空气系数以减少排烟热损失 减少不完全燃烧损失 减少散热损失 强化对流段 使用辐射涂料强化辐射传热 改进燃烧器,第一部分 管式加热炉基本知识,6、提高加热炉热效率的措施,燃
7、料在加热炉中燃烧时不但释放热量，与此同时将生成烟气和灰尘。灰尘中的细小灰粒随烟气逸出炉膛，其中一部分将以各种形式沉积在随后的对流受热面上。受热面上的积灰与结渣增加了受热面的传热热阻，因而使加热炉效率降低，增加烟气流动阻力，加热炉的排烟温度升高，甚至积灰影响到加热炉的出力与安全运行。吹灰时间、吹灰次数、启动方式均可调整，吹灰半径1.2m，气源压力0.51.0Mpa。注意：在长时间停炉不使用吹灰机时，应该每周至少开动一次。,第一部分 管式加热炉基本知识,7、加热炉的吹灰控制,1、工作原理2、性能特点3、相关标准及规范4、结构形式及说明5、系统组成6、加热炉设计参数一览表7、燃烧器8、氮气灭火系统9
8、、供气吹灰系统10、除尘系统,第二部分 管式加热炉简介,管式直接加热炉采用直接受火加热的方式，被加热介质在炉管内流动，燃料在加热炉炉膛内燃烧，产生高温烟气。高温烟气在辐射室炉膛内通过辐射传热将热量传给辐射段炉管内的被加热介质和在对流室通过对流传热将烟气中的热量传递给对流段炉管内的被加热介质，将被加热介质加热到所要求的温度后，烟气通过烟囱排入大气中。,第二部分 管式加热炉简介,1、工作原理,第二部分 管式加热炉简介,管式加热炉工作原理示意图,结构合理紧凑，传热效率高，露天安装，全天候运行。使用操作简单，运行费用低。优化热工工艺方案，采用多项节能技术，热效率设定适当，当热负荷小于4MW，热效率85
9、%，当热负荷大于4MW，热效率90%。传热结构布置与热工参数确定合理，传热均匀，确保管内介质物性不受损伤，炉管使用寿命长。配套设备数量少，占地面积小，有效的节约空间。,第二部分 管式加热炉简介,2、性能特点,具有成熟的抗低温露点腐蚀，延长加热炉尾部受热面的使用寿命。管式加热炉由辐射室、对流室、烟囱、转油线、燃烧器等组成。各大部件厂内组装成撬、部件供货，现场只需简单组装即可，现场工作量小。卧立式（八角）炉型易于布置吹灰装置，能获得较为理想的吹灰效果，常用于燃烧粘度高、灰份大的低质燃料油，如原油、渣油、高标号重油等。安全自控技术先进可靠,第二部分 管式加热炉简介,SY0031石油工业用加热炉安全规
10、程SY0538管式加热炉规范SY/T0540石油工业加热炉型式与基本参数SY/T0404加热炉工程施工及验收规范GB9948石油裂化用无缝钢管GB50017-2003 钢结构设计规范JB/T4730-2005 压力容无损检测GB13271-2001 锅炉大气污染物排放标准,第二部分 管式加热炉简介,3、相关标准及规范,第二部分 管式加热炉简介,结构示意图,部件说明：1、燃烧器 2、辐射室 3、对流室 4、梯子平台5、烟囱 6、烟囱挡板操作机构 7、转油线8、吹灰器,8,第二部分 管式加热炉简介,第二部分 管式加热炉简介,第二部分 管式加热炉简介,第二部分 管式加热炉简介,第二部分 管式加热炉简
11、介,5、系统组成,第二部分 管式加热炉简介,6、设计参数一览表,第二部分 管式加热炉简介,7、燃烧器,第二部分 管式加热炉简介,7、燃烧器,第二部分 管式加热炉简介,第二部分 管式加热炉简介,7、燃烧头,第二部分 管式加热炉简介,7、燃烧器,第二部分 管式加热炉简介,7、燃烧器,第二部分 管式加热炉简介,7、燃烧器,第二部分 管式加热炉简介,燃烧器为双燃料燃烧器，型号：GRP-700M-。燃料油来油压力为0.2-0.3MPa，经过滤器过滤、电加热器加热，使其达到燃烧器正常工作所需的黏度。点火装置采用原油油点火，通过机械凸轮机构调节油量和风量，从而达到调节负荷的目的。燃烧器具有自动点火、自动关断
12、、火焰监测、伴热等功能。燃油系统主要由来回油流量计、油气分离器、过滤器、阀门、管线等组成。具有加热、过滤、计量等功能。,第二部分 管式加热炉简介,8、氧化锆氧量分析器,被测气体（烟气）通过传感器进入氧化锆管的内侧，参比气体（空气）通过自然对流进入传感器的外侧，当锆管内外侧的氧浓度不同时，在氧化锆管内外侧产生氧浓差电势（在参比气体确定情况下，氧化锆输出的氧浓差电势与传感器的工作温度和被测气体浓度呈函数对应关系）该氧浓差电势经显示仪表转化成与被测烟气含氧量呈线性关系的标准信号，供RHO仪表显示和输出。,第二部分 管式加热炉简介,氮气灭火系统由氮气储罐及减压阀、灭火电磁阀、过滤器等装置组成。氮气储存
13、于储罐中，经出口管线上的减压阀、电磁阀、过滤器等部件，分为几路通往加热炉炉膛内，加热炉在运行过程中，如发现异常情况（如排烟温度过高报警），炉控系统将对制氮系统电磁阀发出信号，通过加热炉的电磁阀将打开，进行灭火操作。氮气灭火系统管线上各个接头全部采用法兰连接形式，能有效地避免氮气的大量泄露，延长氮气的使用时间。,9、氮气灭火系统,第二部分 管式加热炉简介,氮气灭火系统示意图,氮气储罐,第二部分 管式加热炉简介,供气吹灰系统由供气吹灰撬、储气罐撬、空气过滤器、球阀等组成，并作为供货单元。为防止对流管积灰，每台加热炉设置了6台气动旋转式吹灰器,安装在对流室侧门上，由供气吹灰系统提供空气，定时对对流炉
14、管进行吹灰作业；吹灰器型号：WQD-型,10、供气吹灰系统,第二部分 管式加热炉简介,供气吹灰系统,空压机,空气储罐,第二部分 管式加热炉简介,第二部分 管式加热炉简介,11、除尘系统,1、点火前的准备2、点火操作3、负荷调节4、停炉操作5、供气吹灰使用6、氮气灭火使用7、运行监控8、注意事项,第三部分 加热炉的运行操作,检查燃烧道是否光滑、平整,有无杂物等。检查压力表、温度计等是否清洁完好。检查炉体及相连管道的保温防护是否完好,人孔门、看火视镜等是否完好并关闭。检查燃烧器是否处于完好状态。燃料供应是否满足燃烧器运行的要求。检查系统各阀门有无泄漏,是否完好。检查设备上各排放口是否关闭。,1、点
15、火前的准备,第三部分 加热炉的运行操作,设备点火前炉管内介质必须首先进行循环,且流量不小于50m3/h。检查仪表及控制系统，确保系统工作正常，一次表及执行器完好。按燃烧器使用说明书的要求作好其点火前的准备，并启动燃烧器上的供风系统，进行大风吹扫炉膛。注意：每次停炉再启炉时均应重复上述操作，以保证系统及人员的安全。,第三部分 加热炉的运行操作,手动调节回油阀使入燃烧器之前的压力为0.2-0.3MPa,入燃烧器前的燃料油温度在40左右。按仪表控制系统说明书和燃烧器说明书启动点火程序，实现加热炉点火和操作。,2、点火操作,第三部分 加热炉的运行操作,通过调节燃烧系统的复合调节器来调节燃烧所需的油量和
16、风量。提升加热炉负荷时，应通过复合调节器开大风门和调节旋转油阀，使其处于增大流量的位置；降低负荷时，应通过复合调节器关小风门和调节旋转油阀，使其处于减小流量的位置（以上过程均为自动控制）。正常燃烧时，火焰稳定，形状为近似长纺锤形，火焰颜色为亮桔黄色，炉膛内明亮，烟囱不冒黑烟（加热炉刚开始烘炉时除外）。,3、负荷调节,第三部分 加热炉的运行操作,4.1正常停炉停炉时应按先降温、后停炉的顺序进行。一般应提前4小时通知加热炉岗位工作人员。关闭燃料阀门，并停止送风。火焰熄灭后，应将烟囱挡板关闭，使炉膛缓慢降温。停炉过程中，炉管内介质应继续循环，待炉温降到60C以下时再关闭进、出口阀门。,第三部分 加热
17、炉的运行操作,4、停炉操作,4.2紧急停炉 当遇到下列情况时，应采取紧急停炉措施：发现炉内炉管有烧穿、鼓包、变形等异常现象；介质流动突然中断；炉体突然受到严重破坏；燃料气中断；发生二次燃烧；进、出口压力表、温度计等仪表失灵，无法显示各参数。,第三部分 加热炉的运行操作,紧急停炉按以下步骤进行：停止燃烧器运行，自动关闭气电磁阀；关闭加热炉燃料气入口总阀；打开加热炉紧急放空阀口；关闭炉管进口阀；关闭炉管出口阀并进行炉管扫线；关闭燃烧器进风阀；用氮气进行炉内灭火；,第三部分 加热炉的运行操作,为了防止对流炉管积灰，影响加热炉运行热效率，需定期对对流炉管吹灰。吹灰周期为每4小时吹灰23次。吹灰器正常工
18、作压力为0.9Mpa左右。正常工作时，吹灰管线上的球阀应打开。空气压缩机通过压力开关的启停自动对空气储罐供气，使空气储罐内的压力维持在0.9Mpa左右。定期启动吹灰器时，将空气储罐内的空气吸入，经吹灰器上的吹灰管将空气排出，对对流炉管吹灰。,第三部分 加热炉的运行操作,5、供气吹灰系统,首先将氮气储罐充满氮气（1.3MPa），调节氮气储罐出口减压阀，设定出口压力为0.3Mpa；打开截止阀及氮气汇流排出口相连的Q41F-16C、DN50的球阀，使该系统进入待机状态；若炉膛内意外着火，整个系统紧急停炉，燃油电磁阀被切断，风机停运。氮气灭火电磁阀由控制柜内相应的电器开关控制自动开启，系统内喷出氮气，
19、覆盖火焰，阻断火焰与空气接触，实现炉膛灭火功能。每次灭火后，置换氮气。,第三部分 加热炉的运行操作,6、氮气灭火系统,管式加热炉配置了仪表检测系统，可以在就地和控制室内得到加热炉的主要运行参数，如原油进出口温度与压力、炉膛排烟温度、燃料油温度与压力、排烟温度等。操作人员应定期巡视，记录各参数，发现数据异常应及时查明原因，迅速处理，避免事故发生，各检测点额定负荷条件下的工艺参数详见使用说明书。,第三部分 加热炉的运行操作,7、运行监控,按燃烧器使用说明书进行点火操作。当点不着时,应全面检查系统中的各个环节，仔细查找原因,不得盲目强行点火,待排除故障后再次点火。每次点火不成功，再次点火前，均应进行
20、大风吹扫，将炉膛内的油气吹扫干净。炉膛温度的升高不宜过快，且应低负荷运行一段时间。第一次点炉时温升应控制在100C/h左右，以利于烘干炉膛。,第三部分 加热炉的运行操作,8、注意事项,运行中应每天观察燃烧器的燃烧状态,观察火焰的长度和雾化角,严禁火焰舔烧炉管。运行中应保证各看火视镜清洁明亮,能够清楚的观察炉内的燃烧情况及各部件的使用状况,一旦污染应及时擦净。定期检查空压机、油泵、电加热器是否工作正常。当氮气储罐内氮气压力低于03MPa时，则需填充氮气。定期打开吹灰器对加热炉进行吹灰操作，以避免炉膛积灰。仪表自动控制部分见仪表自控说明书。,第三部分 加热炉的运行操作,加热炉运行中的故障多发生在燃烧系统中,操作人员除了解说明书外,还应在实际操作中具体问题具体分析，掌握规律,消除隐患,保证加热炉安全运行。遇有下列情况之一时应立即停炉：(1)燃烧器损坏严重,不能正常燃烧；(2)炉管损坏严重；(3)炉体某连接部位密封失严,大量冷空气漏入炉内；(4)压力表、温度计之一失灵。,第四部分 加热炉的故障处理,1、概述,第四部分 加热炉的故障处理,2、常见故障处理方法,第四部分 加热炉的故障处理,谢谢,
