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1、 管式加热炉与换热器培训讲义加 热 炉 及 换 热 器培训讲义2011年4月月目 录第一部分 加加热炉基本知知识2一、概述2二、管式加热炉炉的主要技术术参数3三、油田用加热热炉的炉型及及表示方法4四、管式加热炉炉设计的基础础数据5五、加热炉热效效率测试方法法6六、提高加热炉炉热效率的措措施6七、加热炉的吹吹灰控制9第二部分 管管式直接加热热炉简介10一、管式直接加加热炉的原理理、性能特点点、遵守的标标准规范及应应用10二、管式直接加加热炉结构形形式及特点11三、管式加热炉炉的运行与操操作14四、管式加热炉炉故障处理17五、管式加热炉炉的维护与保保养19第三部分 水水套加热炉简简介21一、水套加
2、热炉炉的工艺原理理、性能特点点及遵守的标标准规范21二、水套加热炉炉结构形式描描述22三、水套加热炉炉运行注意事事项23五、U形管式换换热器简介24一、U形管式换换热器的结构构特点、设计计规范及型号号表示24二、换热器的维维护和检修26第一部分 加加热炉基本知知识一、概述油田和长输管线线加热炉(以以下简称油田田加热炉)系系指用火焰加加热原油、天天然气、水及及其混合物等等介质的专用用设备，是油油、气生产和和输送中广泛泛使用的设备备。在油、气田的集集油站、集气气站和联合站站等站(库)内，加热炉炉对原油、井井产物、生产产用水和天然然气等介质进进行加热，以以满足油气集集输处理工艺艺的要求。在在原油和天
3、然然气长输管道道中，通过加加热炉对原油油和天然气进进行加热，以以满足原油和和天然气长距距离输送的要要求。应该指出，油气气田和长输管管线用加热炉炉，其对介质质进行加热所所要求达到的的温度都不高高，一般只几十度，且且介质无化学学变化，这是是与石油炼制制、石油化工工所用加热炉炉不同之点。二、管式加热炉炉的主要技术术参数 1、热热负荷单位时间内向炉炉管内被加热热介质传递热热量的能力称称为热负荷，一一般用KW表示。它它表示加热炉炉生产能力的的大小。2、热效率加热炉输出有效效热量与供给给热量之比的的百分数叫热热效率。它表表示向炉子提提供的能量被被有效利用的的程度，可用用公式表示为为=被加热介质质吸收的有效
4、效能量/ 供给炉子子的能量。热效率是衡衡量燃料消耗耗、评价炉子子设计和操作作水平的重要要指标。早期期加热炉的热热效率只有660%700%，最近已已达到85%88%，最最新的技术水水平已接近992%左右。3、炉膛体积发发热强度燃料燃烧的总发发热量除以炉炉膛体积，称称之为炉膛体体积发热强度度，简称为体体积热强度，它它表示单位体体积的炉膛在在单位时间内内燃料燃烧所所发出的热量量，一般用KKW/m3为为单位。炉膛大小对燃料料燃烧的稳定定性有较大影影响，如果炉炉膛体积过小小，则燃烧的的空间不够，火火焰容易舔烧烧炉管，炉膛膛温度也高，不不利于长周期期安全运行。因因此，炉膛体体积热强度不不允许过大，一一般控
5、制在燃燃油时小于1125 KWW/m3，燃燃气时小于1165KW/m3。4、辐射表面热热强度辐射炉管每单位位表面积在单单位时间内所所传递的热量量称之为炉管管的辐射表面面热强度，单单位常为W/m2。它表表示辐射炉管管传热强度的的大小，与管管内介质的特特性、流速、炉炉管材质、炉炉管尺寸、炉炉管的排列方方式等因素有有关。5、对流表面热热强度含义同辐射热强强度一样，单单位也为W/m2，但它它是对对流室室而言。对流流表面热强度度是根据管内内和管外的各各种数据计算算出来的，与与对流传热系系数的关系较较大。管外：烟气流速越越大，外膜传传热系数越高高；对流平均均烟气温度越越高，外膜传传热系数也越越高；对流管管
6、外径越小，外外膜传热系数数也越高。管管内：介质的的流速越大，内内膜传热系数数越高；介质质的粘度越小小，内膜传热热系数也越高高。当管内为为液体，控制制总传热系数数的主要因素素还是管外条条件，管内条条件影响不大大。6、火墙温度（炉炉膛温度）指烟气离开辐射射室进入对流流室时的温度度，它表征炉炉膛内烟气温温度的高低，是是加热炉操作作中的重要指指标。火墙温度高，说说明辐射室传传热强度大。但但火墙温度过过高，则意味味着火焰太猛猛烈，容易烧烧坏炉管、管管板等。此外外，进入对流流室的烟气温温度也会越高高，对流炉管管也容易烧坏坏。从保证加加热炉长周期期安全运转考考虑，一般加加热炉将这个个温度控制在在850以下。
7、7、管内流速流体在炉管内的的流速越低，则则边界层越厚厚，传热系数数越小，管壁壁温度越高，介介质在炉内停停留的时间也也越长。其结结果，介质越越容易结焦，炉炉管越容易损损坏。但流速速太高又会增增加炉管内的的压降，增加加了系统管路路的动力消耗耗。在设计加加热炉时，应应在经济合理理的范围内力力求提高流速速。三、油田用加热热炉的炉型及及表示方法油田和长输管线线用的加热炉炉型式主要按按基本结构、被被加热介质种种类和燃料种种类进行分类类：1）按基本结构构分可分为两两大类，即火火简式加热炉炉和管式加热热炉。管式直接加热炉炉（立式圆筒筒、卧式圆筒筒、卧式异形形）、火筒式式加热炉（火火筒式直接加加热炉、火筒筒式间
8、接加热热炉）两大类类。2）按被加热介介质的种类可可分为：原油油加热炉、井井产物加热炉炉、生产用水水加热炉、天天然气加热炉炉。3）按燃料种类类可分为：燃燃气加热炉、燃燃油加热炉、燃燃油燃气加热热炉。另外，按照加热热炉中被加热热介质的加热热方式可分为为：直接加热热炉（含管式式直接加热炉炉、火筒加热热炉）和间接接加热炉（热热媒间接加热热炉、水套加加热炉、真空空加热炉）。4）油田加热炉炉的型号油田加热炉产品品型号由三部部分组成，各各部分之间用用短横线相连连。型号的第一部分分表示加热炉炉的基本结构构型式和额定定热负荷，共共分两段：第第一段用汉语语拼音字母代代表加热炉的的基本结构型型式，见表11；第二段用
9、用阿拉伯数字字表示加热炉炉的额定热负负荷为若干千千瓦。两段连连续书写，相相互衔接。型号的第二部分分分为两段，其其间以斜线相相隔。第一段段用汉语拼音音字母代表被被加热介质的的种类，见表表2；第二段段用阿拉伯数数字表示盘管管或炉管设计计压力为若干干Mpa；火筒式式直接加热炉炉第二段不表表示。型号的第三部分分由两段组成成：第一段用用汉语拼音字字母代表燃料料种类，见表表3；第二段段用阿拉伯数数字表示设计计次序，第一一次设计不表表示。两段连连续书写，相相互衔接。表1 加热炉的的基本结构形形式代号表2被加热介质质代号 表3燃料种种类代号四、管式加热炉炉设计的基础础数据进行管式加热炉炉设计前，需需具备以下基
10、基础数据和资资料：l 加热炉热负荷大大小；l 加热炉设计压力力（指炉管）或或操作压力；l 操作介质的理化化性质：密度度、粘度、组组分、比热容容、热导率等等；l 操作介质的流量量、出入口条条件温度、压压力、汽化率率等；l 加热炉的热效率率；l 加热炉的允许压压降；l 燃料种类燃燃料气、燃料料油或油气混混烧，烧油时时的雾化剂种种类等；l 燃料性质：组成成、密度、粘粘度、热值、温温度、压力等等，烧油时还还应有雾化剂剂的性质如温温度和压力等等；混烧时液液体燃料和气气体燃料的比比例等；l 生产和检修的特特殊要求；l 气象和地质资料料，如环境温温度、风力、地地震、场土地地等；l 环境保护、职业业安全及其它
11、它要求等。五、加热炉热效效率测试方法法管式加热炉热效效率的测定有有标定测定和和操作测定两两种。标定测测定时应对正正、反平衡式式所涉及的各各参数都进行行准确的测量量，由于工作作量大又比较较麻烦，因此此，只有评价价某台加热炉炉或为获得设设计数据时才才采用。而操操作测定则比比较简单，它它只测量反平平衡计算式中中涉及的各参参数，一般只只对烟气离开开体系时的组组成和温度进进行分析和测测量，用反平平衡法计算出出热效率或用用连续测定仪仪直接显示出出热效率，以以作为调节操操作参数的依依据。 正平衡法：热效效率=热负荷/燃料发热量量x100%反平衡法：热效效率=（1-各各种热损失热热量/燃料发发热量）x1100
12、%计算热效率用反反平衡法准确确性相对较大大些，另外，测测点也比较方方便，故现在在采用较多。目前，国内管式式加热炉常用用的热效率测测试仪中分析析烟气成分的的仪表有：氧氧化锆测氧仪仪、磁导式氧氧分析仪和二二氧化碳测定定仪。在分析析烟气时，用用氧分析仪较较二氧化碳分分析仪要好些些。六、提高加热炉炉热效率的措措施措施一：降低排排烟温度。排烟损失在管式式炉的热损失失中占有极大大比例，一般般情况下排烟烟温度每升高高1720，加热炉的的热效率约下下降1%左右。当当加热炉热效效率较高（如如90%）时，排排烟损失占总总损失的700%80%，当加加热炉热效率率较低（如770%）时，排排烟损失占总总损失的比例例高达
13、90%以上，因此此，降低排烟烟温度是提高高加热炉热效效率的主要措措施。（中石石化在加热炉炉运行管理规规定中也明确确要求最终排排烟温度一般般应不大于1170。） 降低排烟温度的的主要措施有有以下几种： 1）减小末端温温差，即减小小排烟温度与与被加热介质质入对流室温温度之差。以以前末端温差差一般在1550200，现在末端端温差取500100比较适宜。 2）将将需要加热的的低温介质引引入对流室 有有些炼油装置置如常减压装装置，可以把把管式炉的对对流段作为换换热器，加入入换热流程中中一并优化，将将一部分冷油油料引入对流流室末端，而而将另一部分分需要换热的的热油品用来来预热空气。这这就是常讲的的冷进料热
14、油预热空空气的节能方方案。 3）除灰除垢，以以保证管式炉炉长期在高热热效率下运转转 不完全燃烧产生生的炭粒和燃燃料中的灰分分等烟尘均会会污染对流室室炉管的外表表面，增加热热阻，降低传传热效果。随随着积灰的增增加，排烟温温度迅速上升升，热效率显显著下降。为为了保证管式式炉长期在较较高的热效率率下运转，必必须坚持用吹吹灰器定期清清除积灰。 燃料油油燃烧后，盐盐分会沉积在在炉管外表面面，特别是辐辐射室炉管外外表面，这与与积灰一样会会增加热阻，降降低传热效果果。随着积盐盐的增加，火火墙温度增加加，排烟温度度也随之增加加，热效率下下降。所不同同的是积盐比比积灰更难清清除。目前，没没有太有效的的方法清除，
15、根根本的办法是是减少燃料中中的含盐量，即即要求原油脱脱盐达标。 4）采用空气预预热器以预热热空气 采用空气预热器器由烟气直接接预热空气的的优点是它自自成体系，不不受工艺流程程的约束。在在管式炉其他他参数不变的的情况下，空空气预热温度度每提高200左右，加热热炉热效率约约提高1%。值得指指出的是，随随着空气温度度的提高，燃燃烧产物中的的NOX增加，另另外，空气温温度过高，还还可能引起燃燃油喷头结焦焦或燃烧器过过大的变形等等问题。一般般空气预热温温度不宜超过过300。 用烟气预热空气气是管式加热热炉回收烟气气余热，提高高热效率的主主要方法，也也是最常用的的方法。 从理论上讲，排排烟温度可以以降到接
16、近环环境温度，这这时可以获得得最高的热效效率，但在工工程实际上是是不可能的，因因为排烟温度度的降低要受受经济和技术术两方面的限限制。随着排排烟温度的降降低，烟气余余热回收系统统的末端温差差越来越小，传传热效果也越越来越差，回回收余热的换换热面积也就就越来越大，一一次投资迅速速增加，因此此必须根据经经济评价确定定一个经济合合理的余热回回收末端温差差。 降低排排烟温度在技技术方面主要要受烟气露点点的限制。余余热回收换热热面的温度必必须高于烟气气的露点温度度。否则换热热面将受到露露点腐蚀而损损坏。另外，换换热面在露点点下积的灰将将是“粘灰”。粘灰是很很难清除的。这这种粘灰越积积越多，烟气气侧的阻力迅
17、迅速增加，甚甚至使余热回回收系统难以以操作而被迫迫停运。措施之二：降低低过剩空气系系数以减少排排烟热损失 管式炉炉是靠燃料燃燃烧供给热量量的。在工业业炉中，燃料料不可能在化化学平衡的空空气量（理论论空气量）下下完全燃烧的的，总是要在在有一定过剩剩空气量的条条件下才能完完全燃烧。燃燃烧所用的实实际空气量与与理论空气量量之比叫做过过剩空气系数数。一般炼油油管式炉正常常的过剩空气气系数在烧气气时为1.0051.15，烧烧油时为1.151.25。在在实际操作中中，如果过剩剩空气量增加加，排烟时大大量的过剩空空气将热量带带走排入大气气，使排烟热热损失增加，热热效率降低。由由于过剩的空空气是在排烟烟温度下
18、排入入大气的，所所以排烟温度度越高，过剩剩空气带走的的热量就越多多，对热效率率的影响也就就越大。在不不同排烟温度度下过剩空气气系数每增加加0.1，过剩剩空气系数太太大不仅使热热效率降低，还还有其他有害害之处，例如如加速炉管和和炉内构件的的氧化，增加加对流室、提提高SO2向SO3的转化化率从而加剧剧低温露点腐腐蚀等。 降低过剩空气系系数的方法有有： 11）选用性能能良好的燃烧烧器以及加强强燃烧器的维维修 22）在操作中中管好三门一一板（风门、气气门、油门和和烟囱挡板）3）封堵漏风炼油管式炉几乎乎都是负压操操作的，如果果看火门、人人孔门、弯头头箱门等关闭闭不严或炉墙墙有泄露之处处。从这些地地方漏入
19、炉内内的空气一般般都不参与燃燃烧而白白带带走热量。平平常通俗讲，针针眼的孔，斗斗大的风。不不能轻视堵漏漏问题，据国国外资料介绍绍对一台299.26MWW的加热炉，在在辐射段炉底底每平方英尺尺（930ccm2）漏缝即可可导致28332m3/h的空气漏漏入，使过剩剩空气率增加加8%，并使加加热炉热效率率下降1%。从另一一角度讲，折折合一下即44 cm2漏缝即可导导致12.22m3/h的空气漏漏入，这样的的空气漏入量量够1kg燃料油油在过剩空气气系数为1.2时燃烧所所用空气量。 4）完善监测控控制系统 根据对对烟气含氧监监测控制加热热炉的抽力和和进风量是炼炼厂传统作法法。但是，由由于加热炉漏漏风的影
20、响，烟烟气中的含氧氧量可能增高高甚多，因此此，认为单独独或主要依靠靠烟气含氧分分析进行加热热炉的进风控控制是不够完完善的。 措施三： 减少少不完全燃烧烧损失 由于不完全燃烧烧而造成的化化学热损失，一一方面降低热热效率，另外外造成大气污污染。机械不不完全燃烧产产生的炭粒还还会造成对流流室炉管表面面积灰，影响响传热效果。 减少不不完全燃烧损损失的措施首首先是选用性性能良好的燃燃烧器并精心心维护。目前前加热炉不完完全燃烧损失失一般都较少少，为6%左右。 措施四：减少散散热损失 管式炉炉外壁以辐射射和对流两种种方式向大气气散热。散热热量与炉外壁壁温度、环境境温度和风速速等有关。当当内壁温度一一定时，炉
21、墙墙材质、结构构和尺寸也一一定时，环境境温度下降，炉炉外壁温度也也降低，实际际温差变化不不大，散热损损失变化也不不大。同样，环环境风速增加加，外壁温度度也降低，但但对流传热系系数增加，因因此散热量变变化也不大。也也就是说，环环境温度和风风速对炉外壁壁温度影响较较大，而对散散热损失虽然然有影响，但但是影响并不不大。 目前新新建的炼油管管式炉的热损损失并不大，一一般仅占炉子子总供热量的的1.53%。但对于于已经使用多多年，炉墙已已有损坏的炉炉子，及时修修补炉墙对减减少散热损失失，提高热效效率却是很有有必要的。用用表面热流计计，我曾经测测试过几台旧旧的加热炉，最最高的表面散散热损失为66%左右措施五
22、：强化对对流段 增大大对流段热负负荷占加热炉炉总负荷的比比重，可以降降低辐射段的的操作强度和和排烟温度，因因之缓和了加加热炉热效率率对过剩空气气系数的敏感感性，提高了了加热炉热效效率和扩大加加热炉能力。增增强加热炉对对流段的能力力，除了在工工艺流程上采采用冷进料等等措施外，在在设备方面常常用的措施如如下： 11）扩大对流段段换热面积 首先考虑虑利用对流段段的预留或多多余空间增加加管排数目。用用翅片管或钉钉头管代替原原来的光管。 22）加强清灰.措施六：使用辐辐射涂料强化化辐射传热 使用碳碳化硅辐射涂涂料涂抹在炉炉壁上是石油油加热炉的一一项新的节能能技术，起特特点是简单、易易行，不消耗耗动力。日
23、本本在这方面应应用较多。措施七：改进燃燃烧器 七、加热炉的吹吹灰控制燃料在加热炉中中燃烧时不但但释放热量，与与此同时将生生成烟气和灰灰尘。灰尘中中的细小灰粒粒随烟气逸出出炉膛，其中中一部分将以以各种形式沉沉积在随后的的对流受热面面上。受热面面上的积灰与与结渣增加了了受热面的传传热热阻，因因而使加热炉炉效率降低，增增加烟气流动动阻力，加热热炉的排烟温温度升高，甚甚至积灰影响响到加热炉的的出力与安全全运行。为此，油田用加加热炉常用浙浙江温岭的WWQD-型气动旋转转式吹灰器进进行吹灰。它它是利用压缩缩空气对加热热炉灰尘进行行吹灰的自动动脉冲喷气旋旋转式吹灰设设备，与控制制器配套使用用。其原理为为控制
24、器按吹吹灰参数设定定程序将压缩缩空气从吹灰灰管喷嘴中以以一系列的持持续高压空气气脉冲喷出，持持续时间约22秒。在每次次喷气中，吹吹灰管借助于于吹灰机中的的棘轮机构进进行转动，使使炉内的灰尘尘全部吹掉。吹灰时间、吹灰灰次数、启动动方式均可调调整，吹灰半半径1.2mm，气源压力力0.511.0Mpaa。注意：在长时间间停炉不使用用吹灰机时，应应该每周至少少开动一次。第二部分 管管式直接加热热炉简介一、管式直接加加热炉的原理理、性能特点点、遵守的标标准规范及应用管式直接加热炉炉采用被加热热介质直接受受火加热的方方式，被加热热介质在炉管管内流动，燃燃料在加热炉炉炉膛内燃烧烧，产生高温温烟气。高温温烟气
25、在辐射射室炉膛内通通过辐射传热热将热量传给给辐射段炉管管内的被加热热介质和在对对流室通过对对流传热将烟烟气中的热量量传递给对流流段炉管内的的被加热介质质，将被加热热介质加热到到所要求的温温度后，烟气气通过烟囱排排入大气中。被被加热介质在在炉管内长周周期连续运行行，不间断操操作（特殊要要求可实现间间断操作），可可实现仪表监监测、人工控控制或自动化化仪表监控运运行。管式加热炉技术术性能特点：l 结构合理紧凑，传传热效率高，露露天布置，全全天候运行。使使用操作简单单，运行费用用低。l 优选热工工艺方方案，采用多多项节能技术术，热效率设设定适当，热热负荷小于44MW，热效效率85%，热热负荷大于44M
26、W，热效效率90%。l 结构布置与热工工参数确定合合理，传热均均匀，确保管管内介质物性性不受损伤，炉炉管使用寿命命长。l 具有成熟的抗低低温露点腐蚀蚀，延长加热热炉尾部受热热面的使用寿寿命。l 安全自控技术先先进可靠。管式直接加热炉炉在设计、制制造、检验、安安装、使用、修修理及改造等等必须遵循的的主要法规和和规范如下：SY0031-2004 石油工业业用加热炉安安全规程SY/T05338-20004 管式加热热炉规范SY/T05440-94 石油工业业加热炉型式式与基本参数数SY/T04004-98 加热炉工工程施工及验验收规范GB9948-1988 石石油裂化用无无缝钢管GB500177-2
27、0033 钢结构设设计规范JB4730-2005 压力容无损检检测GB132711-20011 锅炉大气气污染物排放放标准管式直接加热炉炉热功率范围围300KWW6000KKW。广泛应应用于长输管管道原油加热热、油田油气气集输、轻烃烃回收、原油油稳定、分子子筛再生气加加热、罐区及及管网伴热、以以及化工工艺艺气加热等生生产过程，产产品遍及石油油、石化、化化纤、轻工等等行业。二、管式直接加加热炉结构形形式及特点1、概述管式加热炉作为为方箱炉、火火筒炉的替代代产品，已被被广泛应用在在原油长输管管道上。其主主要特点是高高效、快装和和自动化程度度高。目前该该类型加热炉炉按结构形式式可分成两类类。一类称之
28、之为卧立炉型型，其明显特特点是辐射室室为卧式布置置，有圆筒形形和八角形两两种；对流室室为立式方形形结构；若辐辐射室为圆筒筒形，则对流流室独立坐落落在基础上，与与辐射室以烟烟道相连；若若辐射室为八八角形，为其其配备的对流流室则坐落在在辐射室后部部钢结构上。另另一类称之为为立式炉型，这这类加热炉为为立式结构。辐辐射室和对流流室叠加布置置，一般用于于化工厂或炼炼油厂的装置置中，用于加加热工艺介质质。管式加热炉具有有实现加热炉炉全自动运行行功能的控制制系统和安全全附属设备。具具备自动点火火、火焰监测测、炉膛吹扫扫、炉管吹灰灰、负荷自动动调节、炉膛膛灭火、运行行参数监控和和与站控系统统通讯等功能能。主要
29、由直直接管式加热热炉、氮气灭灭火系统、吹吹灰供气系统统、燃烧系统统和仪表控制制系统组成。各各部分均相对对独立，单独独成撬。2、加热炉结构构形式及特点点管式加热炉为轻轻型快装卧管管式结构，由由辐射室、对对流室、烟囱囱、烟囱挡板板操纵机构、对对流室梯子平平台、转油线线、燃烧器等等组成。八角型管式直接接加热炉总图图如下： 1、燃烧器 2、辐射室 3、对流室 4、梯子平台5、 烟囱 6、烟囱挡板操操作机构 7、转油线辐射室为八角形形，辐射炉管管沿轴向水平平蛇形布置，并并沿圆周均匀匀排列。形成成燃烧场所，被被称为炉膛，燃燃料在此燃烧烧，产生高温温烟气，与辐辐射炉管内的的原油进行以以辐射为主的的换热过程。
30、辐辐射炉管由辐辐射室前后墙墙穿出，用无无缝弯头连成成一体。辐射射室外的炉管管和弯头位于于辐射室前后后弯头箱内，辐辐射室前、后后墙弯头箱采采用法兰式连连接，便于检检修和更换弯弯头和炉管。辐射室结构简图图对流室结构简图图对流室为立式矩矩形结构，座座落于辐射室室后部，通过过法兰连接与与辐射室形成成一体。对流流炉管采用钉钉头管强化传传热，烟气垂垂直冲刷错列列的对流炉管管，实现管内内原油与烟气气对流换热。由由于采用钉头头管作为对流流炉管，强化化了对流传热热，因而减小小了对流室结结构尺寸。为为便于检修对对流室，对流流室侧墙为活活动式，可开开启。弯头箱箱也采用法兰兰式连接，便便于检修。对对流室结构图图如下：
31、烟囱座落在对流流室上部，通通过天园地方方过渡短节与与对流室出口口相连。烟囱囱内设置了烟烟囱挡板及操操纵机构，可可通过调节烟烟囱挡板的开开度来调节炉炉膛的内压力力，控制燃烧烧气氛，操作作方便可靠。为便于对加热炉炉进行日常维维护和检修，在在辐射室后墙墙和天园地方方上设有人孔孔，检修人员员可进入炉内内对炉管进行行检查和维护护。除此以外外，对流炉管管和辐射炉管管上的弯头均均位于炉外的的弯头箱内，与与高温烟气不不接触，一方方面避免烟气气对弯头和焊焊缝的腐蚀；另一方面弯弯头位于炉外外便于检修和和更换炉管，为为了避免弯头头箱结露现象象，在弯头箱箱法兰间采用用浸石墨的石石棉编织带密密封垫片。在在本加热炉设设计
32、中，还在在对流室上部部设置了操作作平台。为加加热炉操作和和维护提供方方便。为了确保管式加加热炉的安全全运行、延长长其使用寿命命，在加热炉炉的设计与制制造方面必须须着重考虑加加热炉炉体结结构尺寸、炉炉管选型、保保温形式等因因素。1）关于炉体结结构尺寸。如如果炉膛体积积过小，则燃燃烧的空间不不够，火焰容容易舔烧炉管管，炉膛温度度也高，炉膛膛体积发热强强度也高，不不利于加热炉炉长周期安全全运行。2）关于炉管的的选用。炉管管材质应根据据管壁温度、设设计压力和工工作介质合理理选用，炉管管采用20#无缝钢管，GGB99488，炉管最小小壁厚必须符符合管式加加热炉规范中中的要求。3）关于对流室室中钉头管的的
33、制造，必须须保证钉头底底部有85%以上的面积积与炉管金属属熔合在一起起，否者会影影响钉头的使使用寿命以及及加热炉的热热效率。4）在保温结构构设计中，加加热炉一般采采用复合型保保温结构，在在不同位置，根根据需要采用用适用的保温温结构和保温温材料。在全全炉保温中基基本上是采用用轻质保温材材料，为硅酸酸铝耐火纤维维针刺平铺毯毯、硅酸铝耐耐火纤维针刺刺折叠毯或硅硅酸铝耐火纤纤维毡。而燃燃烧道则采用用耐火浇筑料料或耐火成型型砖,钉对加加热炉人孔或或看火视镜过过热问题，采采用了含锆纤纤维异形件，其其特点是质地地坚硬，抗风风蚀强；低蓄蓄热，热损失失小，抗热震震性强；可直直接接触火焰焰用于耐热面面。5）全炉除
34、烟囱囱和梯子平台台外均采用内内保温，可有有效阻止炉体体散热，采用用这种保温结结构处理的加加热炉，除炉炉体上各开口口处外，其余余部位表面温温度在环境温温度为25和无风条件件下，炉体和和热烟风道的的外表面设计计温度均不高高于80，炉体上的的人孔及看火火孔等处采用用异型模块，其其几何尺寸准准确、耐压强强度高、使用用寿命长、热热损失少、具具有优良的抗抗震性能等特特点。而对于于外保温的加加热炉，由于于炉体直接受受高温烟气的的冲刷，炉体体表面本身的的温度高，容容易发生高温温氧化，严重重影响加热炉炉的使用寿命命，因此，对对于外保温结结构的加热炉炉不推荐使用用。三、管式加热炉炉的运行与操操作操作管理人员要要熟
35、悉加热炉炉的结构特点点及自动控制制系统操作特特性,掌握操作技技能,执行操作规规程,操作人员和和维修人员必必须经过技术术培训方可上上岗操作。1、点火前的准准备工作l 检查燃烧道是否否光滑、平整整,有无杂物等等。l 检查压力表、温温度计等一次次表及执行器器件是否清洁洁完好。l 检查炉体及相连连管道的保温温防护是否完完好,人孔门、防防爆门、看火火视镜等是否否完好并关闭闭。l 检查燃烧器是否否处于完好状状态,燃料供供应是否满足足燃烧器运行行的要求。l 打开为灭火系统统供气的氮气气瓶角阀，调调节减压器，使使汇流排出口口压力为0.3Mpa，为氮氮气灭火操作作做好准备。l 检查各系统阀门门有无泄漏,是否完好
36、。l 检查设备上各排排放口是否关关闭。l 按燃烧器使用说说明书的要求求作好其点火火前的准备，并并启动燃烧器器上的供风系系统，进行大大风吹扫炉膛膛。注意：每次停炉炉再启炉时均均应重复上述述操作，以保保证系统及人人员的安全。2、点火操作l 将烟囱挡板关闭闭一定角度（445左右）；l 按仪表控制系统统说明书和燃燃烧器说明书书启动点火程程序，实现加加热炉点火。l 待燃烧稳定后，通通过复合调节节器调节燃料料油油量和风风量，同时调调整烟囱挡板板的开度，从从而调整合适适的油、风量量和炉膛负压压，直至燃烧烧正常。3、负荷调节l 通过调节燃烧系系统的复合调调节器来调节节燃烧所需的的油量和风量量。l 提升加热炉负
37、荷荷时，应通过过复合调节器器开大风门和和调节旋转油油阀，使其处处于增大流量量的位置；降降低负荷时，应应通过复合调调节器关小风风门和调节旋旋转油阀，使使其处于减小小流量的位置置（以上过程程均为自动控控制）。 l 正常燃烧时，火火焰稳定，形形状为近似长长纺锤形，火火焰颜色为亮亮桔黄色，炉炉膛内明亮，烟烟囱不冒黑烟烟（加热炉刚刚开始烘炉时时除外）。4、停炉操作41 正常停停炉l 停炉时应按先降降温、后停炉炉的顺序进行行。一般应提提前4小时通知加加热炉岗位工工作人员。l 关闭燃料阀门，并并停止送风。l 火焰熄灭后，应应将烟囱挡板板关闭，使炉炉膛缓慢降温温。l 停炉过程中，炉炉管内介质应应继续循环，待待
38、炉温降到660C以下时再关关闭进、出口口阀门。4.2 紧急停停炉当遇到下列情况况时，应采取取紧急停炉措措施：l 发现炉内炉管有有烧穿、鼓包包、变形等异异常现象；l 介质流动突然中中断；l 炉体突然受到严严重破坏；l 燃料气中断；l 发生二次燃烧；l 进、出口压力表表、温度计等等仪表失灵，无无法显示各参参数。紧急停炉按以下下步骤进行：l 停止燃烧器运行行，自动关闭闭气电磁阀；l 关闭加热炉燃料料气入口总阀阀；l 打开加热炉紧急急放空阀口；l 关闭炉管进口阀阀；l 关闭炉管出口阀阀并进行炉管管扫线；l 关闭燃烧器进风风阀；l 用蒸汽或氮气进进行炉内灭火火；5、供气吹灰系系统的使用为了防止对流炉炉管
39、积灰，影影响加热炉运运行热效率，需需定期对对流流炉管吹灰。吹吹灰周期为每每4小时吹灰灰23次。吹吹灰器正常工工作压力为00.9Mpaa左右。正常常工作时，吹吹灰管线上的的球阀应打开开。空气压缩机通过过压力开关的的启停自动对对空气储罐供供气，使空气气储罐内的压压力维持在00.9Mpaa左右。定期期启动吹灰器器时，将空气气储罐内的空空气吸入，经经吹灰器上的的吹灰管将空空气排出，对对对流炉管吹吹灰。6、氮气灭火系系统的使用按照汇流排使用用说明书，调调节氮气瓶上上的减压阀，设设定出口压力力为0.3MMpa；打开开截止阀及氮氮气汇流排出出口相连的QQ41F-166C、DN550的球阀，使使该系统进入入待
40、机状态；若炉膛内意外着着火，整个系系统紧急停炉炉，燃油电磁磁阀被切断，风风机停运。氮氮气灭火电磁磁阀由控制柜柜内相应的电电器开关控制制自动开启，系系统内喷出氮氮气，覆盖火火焰，阻断火火焰与空气接接触，实现炉炉膛灭火功能能。每次灭火后，置置换氮气。加热炉运行中应应至少每个月月通过观看压压力表检查一一次汇流排的的出口压力表表指示值，其其值不能低于于设定值。每次使用氮气灭灭火后，应及及时更换掉空空氮气瓶或重重新填充氮气气，保证每个个氮气瓶始终终处于充满状状态，以保证证下次灭火时时使用。7、运行监控管式加热炉配置置了仪表检测测系统，可以以在就地和控控制室内得到到加热炉的主主要运行参数数，如原油进进出口
41、温度与与压力、炉膛膛排烟温度、燃燃料油温度与与压力、排烟烟温度等。操操作人员应定定期巡视，记记录各参数，发发现数据异常常应及时查明明原因，迅速速处理，避免免事故发生。 8、运行中注意意事项l 按燃烧器使用说说明书进行点点火操作。当当点不着时,应全面检查查系统中的各各个环节，仔仔细查找原因因,不得盲目强强行点火,待排除故障障后再次点火火。每次点火火不成功，再再次点火前，均均应进行大风风吹扫，将炉炉膛内的油气气吹扫干净。l 炉膛温度的升高高不宜过快，且且应低负荷运运行一段时间间。第一次点点炉时温升应应控制在1000C/h左右，以以利于烘干炉炉膛。l 正常燃烧时,火火焰中不应有有明显的火星星,火焰不
42、应偏偏斜,烟囱不冒黑黑烟，严禁火火焰舔烧炉管管。l 定期检查空压机机、油泵、电电加热器是否否工作正常。l 当汇流排减压器器阀压力低于于03MPa时，则需更更换氮气瓶，或或重新填充氮氮气。l 定期打开吹灰器器对加热炉进进行吹灰操作作，以避免炉炉膛积灰。四、管式加热炉炉故障处理加热炉运行中的的故障多发生生在燃烧系统统中,操作人员除除了解本说明明书外,还应在实际际操作中具体体问题具体分分析，掌握规规律,消除隐患,保证加热炉炉安全运行。遇遇有下列情况况之一时应立立即停炉： (1) 燃烧器损坏坏严重,不能正常燃燃烧； (2) 炉管损坏严严重； (3) 炉体某连接接部位密封失失严,大量冷空气气漏入炉内；
43、(4) 压力表、温温度计之一失失灵。常见故障处理方方法如下表：故障现象产生原因处理方法1.主火焰检测测不到 油路阀门没有打打开 燃烧空气风机没没有启动 火焰扫瞄器故障障 燃油干线没有来来油 火焰监测器探头头脏污检查阀门检查燃烧器故障障检修火焰扫描器器检查燃油系统，将将燃油引到燃燃烧器入口清洁火焰监测器器探头2.排烟温度过过高 对流室积灰严重重 辐射炉管泄露，被被加热介质参参与燃烧 炉管内结焦或结结垢 炉管内断流 测温电偶失灵对流管清灰立即紧急停炉，进进入灭火程序序检修加热炉、清清洗炉管紧急停炉，大风风吹扫炉膛降降温检修或更换热电电偶3.压力表示值值不在规定范范围内 压力表失灵 管线工况异常更换
44、或鉴定压力力表检查工艺流程，消消除隐患4.被加热介质质出炉温度持持续过高 管输流量降低 管内断流 燃油旋转油阀失失灵， 降低加热炉负荷荷立即停炉，查明明原因。检查旋转油阀5.点火火焰无无法建立 点火电极间距离离太大、点火火电极受污及及受潮 点火变压器故障障 点火时风门开量量过大检修或更换点火火电极、变压压器检查电磁阀、球球阀关小风门6.热效率降低低 炉管表面积灰或或结焦影响换换热 燃料油性质变化化 助燃风量过大 年久保温材料性性质变化检修加热炉关小调节风门，合合理匹配风油油比例大修加热炉7.辐射炉管各各管程进口温温度相差较多多 燃烧火焰偏烧 某管程炉管结焦焦、堵塞 原油流量低于允允许的最小流流
45、量调整燃烧器安装装位置，清洗洗炉管调整流程使过炉炉原油流量满满足加热炉运运行要求8.炉体表面局局部过热（除除炉体上各开开孔附近） 保温层脱落 保温材料失效加热炉超负荷修复脱落的保温温层大修加热炉，更更新保温材料料将负荷降至加热热炉额定负荷荷以下9.炉膛发生爆爆炸，防爆门门开启 多次点火，没有有认真执行前前后吹扫过程程 炉内积有未燃烧烧燃油 炉管泄露，发生生二次燃烧每次点火不成功功，必须吹扫10分钟后再再进行第二次次点火，清除积油，查明明原因立即停炉，关闭闭进出口阀，放放空炉内介质质，检修炉管管。五、管式加热炉炉的维护与保保养加热炉使用单位位应制定日常常的管式加热热炉维护保养养规程，由操操作人员
46、对各各设备进行常常规维护。维维护保养按加加热炉维护保保养规程（QQ/GD01115-933），分为日日常维护保养养、季维护保保养与年维护护保养。各自自的保养的内内容分别如下下：1）日常维护保保养的内容与与要求：l 日常维护保养的的内容应按十十字作业（清清洁、润滑、调调整、坚固、防防腐）的要求求进行。l 加热炉炉墙、炉炉顶、梯子、平平台及栏杆应应清洁、卫生生，做到无油油污、无杂物物。l 加热炉管线、阀阀门及附件应应清洁，保温温完好，颜色色符合要求。l 检查加热炉各种种孔门应齐全全、完好并严严密不漏。l 采用旋杯式燃油油器的加热炉炉应按规定搞搞好燃油器的的调整和润滑滑，做到皮带带松紧适中，轴轴承润滑良好好。风阀、油油阀开关灵活活。l 检查管线、阀门门、法兰、喷喷油嘴等应无无渗漏，发现现渗漏及时处处理。l 检查燃烧器运行行工况，发现现喷油嘴或喷喷嘴砖结焦应应及时清理，调调整运行工况况。l 检查喷嘴砖、挡挡火墙损坏情情况，及时修修补。