相变高效加热讲义.ppt

1 2009年2月 相变高效加热炉产品培训教案 2 第一部分炉体 一 相变高效加热炉产品的发展历程 二 相变高效加热炉产品简介 1 历史发展过程2 当前相变高效加热炉产品发展情况 1 相变炉技术的产生2 相变高效加热炉的工作原理3 相变高效加热炉的技术特点4 相变高效加热炉的结构5 相变高效加热炉的适用范围及主要类型6 相变高效加热炉主要关系式 三 相变高效加热炉故障及典型案例分析 3 一 相变加热炉安全操作规程 二 投产须知 三 维护与保养 第二部分电控 4 一 概述 二 燃烧器的工作过程 三 结构 第三部分燃烧器 四 燃烧器故障分析 五 案例分析 5 1 历史发展过程真空相变高效加热炉产品是大庆油田创业集团原弘阔总公司2002年与宁夏三新公司合作生产的产品 宁夏方负责设计 大庆方负责生产 销售和服务 截至2006年年底 已经累计合作生产120台 2006年8月 按照大庆石油管理局产业发展规划的要求 原弘阔总公司整建制划到大庆油田装备制造集团 并重新进行了整合和调整 组建了容器分公司 主要生产相变高效加热炉产品 2006年9月 集团公司蒋总来我集团考察时指示 将冀东油田相变高效加热炉业务全部移交给大庆油田 并提出将大庆油田装备制造集团建设成为中油集团相变高效加热炉生产基地的要求 2007年2月 集团公司召开专业会议 正式明确了划转 交接有关事宜 第一部分炉体一 相变高效加热炉产品的发展历程 6 2 当前相变高效加热炉产品发展情况在接收冀东油田相变高效加热炉业务以来 大庆油田装备制造集团在各级领导的关心和支持下 本着 市场不丢 生产不停 技术发展 的原则 在消化吸收冀东油田相变高效加热炉技术 相关人员培训 市场开发和售后服务等方面 做了大量艰苦细致的工作 经过不懈努力 大庆油田装备制造集团在相变高效加热炉 以下简称相变炉 热力计算 整体结构设计 电控系统设计等方面取得了很大进步 共完成了近200台的设计和制造任务 目前 已经具备了独立设计能力 实现了自行设计 自行生产 并且在冀东技术的基础上进行了初步改进 一 相变高效加热炉产品的发展历程 7 一 相变高效加热炉产品的发展历程 在集团公司领导的关心和大庆油田的大力支持下 总投资为15856万元的相变炉技术改造项目 于2007年7月16日正式开工 该项目是为了满足国内外油气集输加热炉市场需求 替代传统加热装置技术的一项技术改造项目 是大庆油田2007年确定的重点投资项目 也是落实蒋总指示精神 打造集团公司真空加热炉生产制造基地的一项重要举措 该项目已于2009年10月完工并形成生产能力 建成总面积为24024平方米的真空加热炉综合厂房 8 9 二 相变高效加热炉产品简介 1 相变炉技术的产生热超导技术是一项新兴的能量低损耗 或无损耗 传输技术 而真空加热炉技术则是热超导技术的产业化应用 它使用的是热管的工作原理 由于热管是一根内部为真空状态的直径为几个厘米的密闭管状元件 使其使用范围受到了限制 二十世纪八十年代 日本田熊公司根据热管的热传导原理 发明了燃油和燃气水介质真空锅炉技术 它将热管制成了锅炉形状 而其内部仍保持了热管的工作原理 并具有热管的 热超导 性能 它的成功应用是工业锅炉的又一次革命 10 二 相变高效加热炉产品简介 热管原理 热管 是一种具有极高导热性能的传热元件 它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量 它利用毛吸作用等流体原理 起到类似冰箱压缩机制冷的效果 具有很高的导热性 优良的等温性 热流密度可变性 热流方向酌可逆性 可远距离传热 恒温特性 可控热管 热二极管与热开关性能等一系列优点 并且由热管组成的换热器具有传热效率高 结构紧凑 流体阻损小等优点 由于其特殊的传热特性 因而可控制管壁温度 避免露点腐蚀 但价格相对较高 11 二 相变高效加热炉产品简介 真空加热炉是在成熟的真空锅炉技术基础上 专为石油工业油气集输而研制开发的一种新型加热炉 九十年代初 真空锅炉产品取得了国家专利 其产品已经应用于油田及民用采暖 以热效率高 节约能源 自动调控 安全性高等特点成为部分传统加热炉的换代产品 1997年又开发了真空加热炉 真空加热炉技术发展到今天已经趋于成熟 成为油田加热设备的首选设备 12 二 相变高效加热炉产品简介 相变高效加热炉的产品演变过程 真空锅炉 真空加热炉 相变高效加热炉 13 二 相变高效加热炉产品简介 热量传递的三种基本形式 14 二 相变高效加热炉产品简介 2 相变高效加热炉的工作原理 1 相变加热炉的基本工作原理燃烧器将燃料充分燃烧 热量经加热炉火筒 辐射受热面 及烟管 对流受热面 传递给锅壳内中间介质水 水受热沸腾由液相变为气相蒸发 水蒸汽逐步充满炉体的气相空间 由于盘管内被加热介质及管壁温度低于蒸汽温度 从而使蒸汽在盘管外壁冷凝 并把热量传递给盘管内介质 冷凝后的水在重力作用下落回水空间 如此循环往复 实现了相变换热过程 15 二 相变高效加热炉产品简介 2 介绍相变换热的优势相变传热的传热系数非常大 所以中间介质和盘管温差即使很小也可以满足传热要求 当盘管的管内热阻和被加热介质的物性比较合适时 中间介质水和蒸汽甚至可以低于100 即气相空间压力低于大气压 壳体内保持低真空状态 形成所谓 真空加热炉 条件不合适时 中间介质水可能需要100 以上 气相空间压力高于大气压 形成微正压 压力相变高效加热炉 但即使这样 中间介质水的温度仍然远远低于传统的导热油炉 此可见 相变高效加热炉核心是采用相变传热 而不是 真空 16 3 相变高效加热炉的技术特点 安全可靠 节能节水 负压工作 可免除爆炸危险 炉内燃烧 系统不结垢 采用波纹管做烟管 其自身为热补偿元件 具有热胀冷缩自洁作用 不易结垢 热效率高 环保节能 采用正压燃烧式设计 保证高效传热 燃料利用率高达99 以上 与传统锅炉相比 燃料可节省17 左右 氮氧化物和一氧化碳生成量低 使烟气排放洁净 对环境无污染 适用广泛 天然气尤佳 控制完备 按需配置 1 介绍相变炉的主要技术特点 二 相变高效加热炉产品简介 17 二 相变高效加热炉产品简介 2 相变炉与传统炉型的技术指标比较 18 二 相变高效加热炉产品简介 4 相变高效加热炉的结构 1 盘管2 本体3 烟囱4 烟箱5 操作间6 燃烧器7 火筒8 烟管9 回烟室10 防爆门 1 整体式加热炉 19 二 相变高效加热炉产品简介 2 分体式加热炉 总图 1 操作间2 蒸汽管路3 回水管4 蒸汽发生器5 换热器6 梯子平台7 调压管路8 燃气管路 2 3 5 4 6 1 7 8 20 二 相变高效加热炉产品简介 分体式加热炉 蒸汽发生器 1 筒体2 火筒3 燃气预热管路4 烟管5 回燃室6 人孔接管 1 2 5 4 3 6 21 二 相变高效加热炉产品简介 分体式加热炉 换热器 1 管箱2 换热器筒体3 管板4 介质进出口 2 1 3 4 22 二 相变高效加热炉产品简介 1 相变加热炉的类型相变高效加热炉的适用范围包括 掺水 热洗 外输 油气混输 脱水 收油 取暖 伴热等 所加热的介质包括油气集输中的各种介质 例如 水 污水 油 油水混合物 天然气等 5 相变高效加热炉的适用范围及主要类型 23 二 相变高效加热炉产品简介 适用于采暖伴热 对水质适应性强 传热系数高 体积小 露天安装 经济性好 一炉多用 可将生产加热与采暖伴热在一炉上实现 24 二 相变高效加热炉产品简介 该加热技术采用了分体模块化结构 赋予了加热装置非常灵活的可塑性和功能拓展性 这是该加热技术区别于其它加热方式的显著特点 另一显著优势在于其更方便维修 换热器只需采用机械清垢或维修 更换换热器的方式 加热器可以做到免维修 XGF分体相变高效加热炉 25 二 相变高效加热炉产品简介 适用于高压天然气加热的炉型 可用于气井采出气的加热节流减压 可一炉带多井 可在无电条件下自控运行 26 二 相变高效加热炉产品简介 这种加热方式的优点是设备数量减少 占地面积小 便于管理与维护 设备投资比其它加热方式减少20 30 燃烧器用量减少 系统运行故障率显著降低 采用先进的自控技术 提高集输加热的自动化水平 27 二 相变高效加热炉产品简介 6 加热炉主要关系式 加热炉功率 平均比热 t 流量 平均密度 热功率Ptc 传热系数k 换热面积Ac 传热温差 tm 103 28 三 加热炉炉体故障及典型案例分析 29 三 加热炉炉体故障及典型案例分析 07年自主设计的外输炉 投产调试过程中发现换热器有异响 经过反复的分析研究并咨询有关专家 确定是因为换热器的回水不畅造成换热器间歇式回水 对换热器的折流板等造成冲击产生异响 维修前现场情况 1 水位计堵塞严重 浮球不能自由浮动 不能观察水位 信号失灵 自控失效 2 两台真空炉真空度保持不住 3 仪表经常出现误报 迟报现象 4 烟箱内的耐火层脱落 5 燃烧器振动 有抖动现象 6 用户要求为其余两台炉子加装燃烧器远程遥控器 1 储运公司南一油库3台2300kW分体加热炉 30 三 加热炉炉体故障及典型案例分析 冀东06年技术结合和设计的加热炉 07年容器公司生产制造 该炉07年11月底投产 先后出现了一些点火 密封方面的问题 经过处理能够正常工作 2008年2月中旬 该炉发生第一次烟管渗漏 经过现场打压试验 发现加热炉最下面3根烟管的螺纹加工处有漏点 烟管的锈蚀比较严重 用户提出是烟管材质方面的问题 现场切割下的烟管也确实存在壁厚不均匀的现象 容器公司紧急派人进行现场更换 更换后加热炉能够正常工作 2008年7月初 该炉第二次发生烟管渗漏 2 采油十厂朝十二转油站290kW外输炉 31 三 加热炉炉体故障及典型案例分析 这台1200kW的加热炉是07年由宁夏三新公司设计大庆油田装备制造集团容器制造公司生产的加热炉 用于采油九厂作业大队职工洗澡的热水供应 2007年8月投产后 首先出现的是供液不足的问题 经过反复的分析查找 最后证明问题出在供液管线上 由于施工过程中管线内的杂物清除不彻底 导致管线堵塞 清理出近20公斤的砖瓦 碎石及杂物后供液能力得到保证 后来出现了温升不够的现象 经过售后服务人员得多次调试问题仍得不到解决 至2007年11月底 容器公司成立专门处理真空加热炉疑难问题的专家组后 经专家组反复的研究分析 于2007年12月19日 经过调整天然气调压装置和燃烧器 控制加热炉被加热介质流量等手段使加热炉达到设计参数要求 3 采油九厂作业大队1200kW洗澡热水炉 32 三 加热炉炉体故障及典型案例分析 宁夏三新公司设计的采暖炉 现场的情况是 加热炉管程压降大 达到0 17MPa 超过正常0 1MPa的范围 炉膛背压高 前面板过热并有明显的过热痕迹 表面涂刷的银粉都被烤焦 4 采油三厂萨北50 站800kW采暖炉 33 5 采油八厂新升二转油站300kW加热炉 三 加热炉炉体故障及典型案例分析 采油八厂新升二转油站加热炉型号为XG0300 N 1 0 Q 2007年生产制造 燃烧系统内出现大量的冰 燃烧头已经被打开 防爆门已经打开 人孔已经打开 燃烧系统损坏严重 控制系统温度达到设定值时不能自动启动 34 三 加热炉炉体故障及典型案例分析 6 采油八厂 转油站350kW加热炉 现场情况 根据站内人员反应 本台加热炉有以下几种状况 1 烟箱中有水流出 站内人员打开烟箱门发现前封头与烟管的焊接处有部分焊接处出现腐蚀 有漏点出现 站内人员自行修补后还有水从烟箱中流出 说明炉体内的烟火管有漏点或裂纹 2 烟箱保温在站内人员检查维修时已经拆除 3 烟箱排水接管已经堵塞 站内人员建议现在烟箱排水接管的折弯处改用弯头连接 避免堵塞无法清理的情况再次出现 4 操作间内燃气管线在法兰的连接处有漏气现象 5 控制系统的炉体压力在运行中没有响应 35 第二部分电控一 相变加热炉安全操作规程 相变加热炉是利用相变传热原理设计制造的高效加热炉设备 设备的操作使用及维护请遵循如下规程 1 加热炉应配备专职操作者 负责设备的安全运行和日常维护保养工作 2 操作者须经过培训 掌握设备的工作原理 操作与维护方法 以及常见故障的诊断排除技能 36 一 相变加热炉安全操作规程 1 炉前应清洁 无杂物和易燃物品 炉前应通风良好 有照明设施 2 密封性检查 燃气管路应保证密封性 不得有漏气现象 否则应进行检漏和维修 检查减压阀 放散阀能否正常工作 燃气管路应保证畅通 过滤器两侧无明显压降 否则须彻底解决 炉本体 工艺管路应保证密封性 阀门开关灵活 3 燃气压力应符合规定要求 一般为0 15 0 3MPa 特殊可采用二级减压 3 设备运行前 须做以下检查和调整 37 一 相变加热炉安全操作规程 4 减压后燃气温度应满足0 40 5 加热炉及工艺管路仪表完好 工作正常 电器元件接线可靠 无松动 6 检查加热炉液位计指示液位 应在正常范围内 7 检查加热炉锅壳上的各阀门均处于关闭状态 38 一 相变加热炉安全操作规程 8 检查核实燃烧机上各参数设定值是否正常 控制柜上各设定参数是否正常 参照使用说明书 9 通电检查风机运转方向是否正确 10 检查燃气预加热盘管两支阀门的开闭状态 冬季应使燃气入炉加热 夏季燃气可不加热走直通管路 39 一 相变加热炉安全操作规程 4 给燃烧器送电 闭合运行开关 使燃烧器进入运行程序 5 燃烧器按照程序自动点火运行 由小火转入大火运行状态 若点火失败 应检查原因重新点火 直至点火成功 若发生爆膛等异常问题 应认真查找原因或咨询厂家专业服务人员 6 初次点火运行 应先排净锅壳内的空气 以实现高效换热 7 为使锅壳内的中间传热水迅速升温实现排气 应先关闭加热炉盘管进口 或出口 但禁止同时关闭进出口 40 一 相变加热炉安全操作规程 8 当炉体内水蒸汽压力大于0 05 0 08MPa时 真空阀会自动打开排气 9 排气时间自水蒸气以柱状连续高速排出开始计时 连续排放10 15分钟后 打开盘管进出口阀门 使被加热介质进入炉内换热 水蒸气遇冷后 温度迅速降低 真空阀即刻自动关闭 完成排气 10 由厂家人员将控制柜转为自动运行状态 在触摸屏上设定相应的被加热介质出口温度 用于天然气介质加热的产品 根据所需要的被加热介质出口温度 在触摸屏上设定相应的锅壳温度 41 一 相变加热炉安全操作规程 11 加热炉正常运行后 操作者应每2小时巡检一次 主要检查管线密封情况 仪表 应按照油田相应的规定定期检定 保证仪表在鉴定周期内正常工作 显示正常情况 燃烧器 阀门工作情况 发现问题及时处理 12 操作者应按照使用说明书的规定进行日常保养 13 根据燃气质量 应定期清理过滤器和减压阀 14 设备暂时停用 应做好防冻工作 可采取间断启动运行的方式 维持锅壳内水温高于凝固点 15 设备长期停用 应关闭炉体上的所有进出口 防止氧气进入造成腐蚀 排净锅壳内存水以防冻结 42 二 投产须知 一 投产的调试运行 1 检查与炉体相联接的各种管线的连接部件是否安装紧固稳妥 2 检查防爆门是否启动自如 不可有卡死故障 3 检查排污阀门是否处于关闭位置 4 检查系统是否通电正常 相变高效加热炉在投产运行前应做好相应准备工作 主要进行下列检查 43 二 投产须知 1 打开进气阀门 2 打开补水阀门向炉内加水 3 注意观察液位计的指示 当磁翻柱翻红至 60mm时关闭补水阀门 完成上述检查后便可按下述步骤给炉内加水 注 冬季加水时应注意观察液位计冻结情况的发生 如发生液位计冻结的情况 应采用热水缓解的办法 以确保液位计能正常工作 加水过程中 应注意观察炉本体接口法兰 螺纹等连接处的密封情况 如有渗漏 应进行整改 保证炉本体的密封效果 至此真空加热炉运行前的准备工作完成 44 1 使燃烧器电源及所有控制开关均处于断开位置 2 燃气管路上的所有手动阀应处于关闭位置 所有电动控制阀应处于失电位置 3 按技术协议的要求 设定好所有压力验证开关 温度控制点及锅炉水位等参数 4 检查各限位开关的触点位置是否合适 二 全自动燃烧器的运行 二 投产须知 45 5 检查所有热继电器的整定值是否合适 断路器开关应合上 6 使燃烧器机壳与安装座铰链连接到位 销轴插上锁紧 7 检查用户管路上的燃气压力是否符合技术协议中的规定 并要求保持稳定 8 检查锅炉水位是否正常 必须是正常水位才能准备点火 二 投产须知 46 系统真空处理即排气操作相变高效加热炉在投产运行时或在炉体进行补水后都必须按下述步骤进行系统真空处理及排气操作 三 相变高效加热炉的运行 二 投产须知 1 关闭工艺流程管线 关闭加热炉盘管进口 或出口 但禁止同时关闭进出口 2 系统上电 按下运行按钮 将出口温度设定值设为120 3 燃烧器点火成功后将火力转至大火 需用户指定的经过培训的人员操作 47 二 投产须知 4 当炉筒内压力升至0 05 0 08Mpa时 真空控制器将自动开启 炉筒内蒸汽将从真空控制器排气口排出 5 炉体排气10 15分钟 视加热炉热功率大小而定 后 打开工艺流程管线 即将盘管的进出口阀门打开 6 将火力转至小火一分钟 7 观察炉体压力是否为负压 正常负压值为 0 03Mpa以上为最好的工作压力 此时将出口温度设定值设为需要值 系统排气完成 真空操作过程中 应注意观察炉本体接口法兰 螺纹等连接处的密封情况 如有渗漏 应进行整改 保证炉本体的密封效果 系统排气完成后便可进入正常运行 48 1 无论是在自动或手动运行状态下 均可通过旋动 停止 按钮关闭燃烧器 2 加热炉炉体内中间介质液位低于极限最低液位时自动关闭燃烧器 极限最低液位为 80mm 3 自动运行方式下加热炉炉体内压力超过0 06Mpa 自动关闭燃烧器 4 加热炉出口盘管内介质温度超过设置温度15 时自动关闭燃烧器 5 加热炉供气装置发生燃气泄漏时自动关闭燃烧器 天然气浓度达到爆炸极限的40 二 投产须知 四相变高效加热炉的停炉操作 自动停炉 49 1 加热炉盘管内工质压力超过盘管设计压力或工艺设计压力时应关闭燃烧器 2 加热炉盘管内工质温度超过盘管设计温度或工艺额定温度时应关闭燃烧器 3 加热炉真空控制器排空过程中排气时间超长 或经常自动排气应关闭燃烧器 4 加热炉发生异常时应关闭燃烧器 二 投产须知 手动停炉 50 出口温度参数设定 以单台加热炉控制系统为例 如是两台以上先点 功能菜单 其他步骤同下 1 屏幕左下角的 菜单 图1 2 点击 参数设定 图2 二 投产须知 五触摸屏上的参数设置 图1 图2 51 3 点击 处 点击输入键盘 输入 1111 再按键盘上的 ENT 再点击 确认 图3 4 点击 0 0 图4 二 投产须知 图3 图4 52 5 请用显示的键盘输入您想设定的温度值 例如 80 后再点击 ENT 再按右下角的 返回 就完成了出口温度的设定 图5 二 投产须知 图5 53 1 先点击图6右下角的报警查阅 2 查看图7发生故障的报警器 可以查看五个报警中 哪个发生报警 报警时该按钮变红 所有的报警都会使燃烧器停止工作 解除报警 条件满足后 燃烧器重新工作 二 投产须知 六 控制柜故障报警的查阅及简单故障的排除 图7 图6 当控制柜出现报警时 以单台加热炉控制系统为例 54 1 出口温度发生报警 会提示您出口温度超高 原因是实际的出口温度高于出口温度设定值15 以上 在PLC程序内部已设定此条件 可以重新设定出口温度 设定的值大于显示的温度值减15即可 其他原因 出口温度变送器出现故障 PLC内部程序出现故障 分析错误温度变送器来的信号电流 注 正常情况下 设定出口温度 设定的值小于显示的温度值减15即发生报警 可用此方式来检测系统报警功能正常否 例如 显示80 设定65 以下 则立即出现报警 即证明温度报警功能正常 二 投产须知 55 2 炉体压力出现报警 会提示您炉体压力超高 原因是实际的炉体压力高于0 06Mpa以上 3 炉体水位低限报警 炉体水位低限报警说明加热炉炉内的水位可能低于 80mm 此时需对炉体补加软化水 只要补加到 80mm以上 报警就会解除 当磁翻柱翻红至 60mm时关闭补水阀门 4 天然气浓度超高报警 说明操作间内的天然气浓度已达到爆炸极限的40 需要到操作间检查漏点 重新拧紧或重新安装后 再用肥皂水进行试漏 二 投产须知 56 1 放空阀 排污阀手动放汽 放水试验每三个月至少一次 2 真空阀自动放气试验每三个月至少一次 3 液位计及其接管每个月必须清洗一次 4 高 低水位报警连锁 超压 超温报警连锁每六个月至少做一次报警连锁试验 5 注意观察燃烧器进风口是否有异物堵塞 如有请及时清理 二 投产须知 一 加热炉保养 57 三 维护与保养 6 使用湿气的用户需经常检查供气管路上的各排污口 及时排出管路内的残液 及时清理过滤器和调压阀内的污垢 7 注意检查防爆门是否有卡死现象 如有应及时排除 8 注意观察加热炉烟筒排烟状况 如发生排放黑烟现象请及时停炉并与厂方联系 改变燃料压力或种类等 特别是干气改湿气 湿气改干气时必须与厂方联系 58 三 维护与保养 9 冬季注意检查炉体压力表和压力变送器的连接管路和仪表阀是否结冻 如发生结冻请用开水浇灌解冻 10 冬季补水时注意检查液位计是否结冻 11 炉体补水后注意检查补水阀门是否关闭牢靠 12 运行中发生异常现象时请及时与厂家联系 59 三 维护与保养 13 在加热炉运行中遇到下列情况之一时 应立即手动 强制 停炉 a 中间介质液位低于极限最低液位时 b 壳体压力超过0 05MPa 而真空控制装置仍不排气时 c 真空控制装置排气后 壳体压力超过0 1MPa时 d 工质压力超过盘管设计压力或工艺额定压力 采取措施仍不能使之下降时 60 三 维护与保养 e 工质温度超过盘管设计温度或工艺额定温度 采取措施仍不能使之下降时 f 壳体或盘管发生裂纹 鼓包 变形 渗漏等危及安全的缺陷时 g 真空控制装置 压力表及真空压力表 液位计等泄漏或失效 危及安全运行时 h 燃烧器或燃烧控制装置损坏或失效时 i 发生其他危及加热炉安全运行的情况时 61 1 管路上压力表和阀门要每半年至少核验一次 2 天然气管路要每个月用肥皂水进行试漏试验 3 每个月对操作间内部的天然气管路进行清理 4 冬季运行时 应将天然气走预热盘管管路进行加热 否则 燃料气温度过低水蒸气凝结成水滴 燃烧过程中会产生异响 严重时会引起爆膛事故 5 注意检查燃气供气压力 燃气供气压力值 表压 应保持在0 08Mpa以上 三 维护与保养 二 天然气管路的维护 62 燃烧器作为相变高效加热炉的核心部件 它长期处在高温的工作状态 当停炉时 必须对燃烧器进行一次检修 主要针对燃烧头 稳焰盘 探针 点火管 高压接头 点火电极和点火变压器 电机 电磁阀 风气配比装置等进行检修 三 维护与保养 三 燃烧器的保养 1 检查燃烧头在长期的高温工作下是否有烧损 2 检查稳焰盘在长期的高温工作下是否有烧损 3 检查探针在长期的高温工作下是否有烧损 4 检查点火管是否有被湿气腐蚀的现象 63 三 维护与保养 5 检查高压接头是否漏电的现象 6 检查点火电极和点火变压器是否可以产生电弧 7 检查电机是否有异常响动 轴承磨损情况 8 检查电磁阀是否有污垢堵塞的情况 9 检查风气配比装置是否运转自如 10 燃油燃烧器还要检查喷油部分 油泵 油泵调节阀 滤网 油预热器 电磁阀 喷油嘴 回油调节阀等部件是否有堵塞和损坏情况 注意事项 燃烧器的检修必须由厂家的专业人员进行 每年停运待重新启动时 必须进行一次检修 64 第三部分燃烧器一 概述 加热炉的功能 从本质上说 它是一种能量的转化和传递设备 燃烧器实现了能量的转化 炉体则完成了能量的传递 炉体完成热量的传递 根据传热的形式 可以分为直接式和间接式加热炉 如普通的火筒炉 热量直接传递给被加热介质 这种加热炉称为直接式加热炉 另外一种加热炉 热量首先传递给中间介质 再由中间介质传递给被加热介质 如普通水浴 套 炉 属于间接加热式加热炉 65 一 概述 真空加热炉属于间接式加热炉 它继承了水套炉加热均匀 不结焦等优点 同时 由于采用了相变传热技术 实际可加热的温度较水套炉要高 而且锅体压力呈现负压 较水套炉更安全 对于原油集输过程中的加热 真空加热炉是一种比较完美的解决方案 66 一 概述 燃烧器是将燃料的化学能转变为热能的设备 燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备 从其实现的功能可分为五大系统 送风系统 点火系统 监测系统 燃料系统 电控系统 67 一 概述 一 送风系统送风系统的功能在于向燃烧室里送入一定风速和风量的空气 其主要部件有 壳体 风机马达 风机叶轮 风枪火管 风门控制器 风门档板 扩散盘 1 壳体 是燃烧器各部件的安装支架和新鲜空气进风通道的主要组成部分 壳体的组成材料一般为高强度轻质合金铸件 顶盖上的观火孔有观察火焰作用 2 风机马达 主要为风机叶轮运转提供动力 某些小功率燃烧器采用单相电机 功率相对较小 大部分燃烧器采用三相电机 电机只有按照确定的方向旋转才能使燃烧器正常工作 有带动风叶作用 电机一般是2800转 3 风机叶轮 通过高速旋转产生足够的风压以克服炉膛阻力和烟囱阻力 并向燃烧室吹入足够的空气以满足燃烧的需要 它由装有一定倾斜角度的叶片的圆柱状轮子组成 其组成材料一般为高强度轻质合金钢 所有合格的风机叶轮均具有良好的动平衡性能 4 风枪火管 起到引导气流和稳定风压的作用 也是进风通道的组成部分 一般有一个外套式法兰与炉口联接 其组成材料一般为高强度和耐高温的合金钢 有风速调节作用 5 风门控制器 是一种驱动装置 通过机械连杆控制风门档板的转动 目前 燃烧器多采用伺服马达驱动控制 特点 工作稳定 控制精确 风量变化平滑 6 风门档板 主要作用是调节进风通道的大小以控制进风量的大小 其组成材料有合金 合金档板有单片 双片 三片等多种组合形式 7 扩散盘 又称稳焰盘 其特殊的结构能够产生旋转气流 有助于空气与燃料的充分混合 同时还有调节二次风量的作用 68 一 概述 二 点火系统点火系统的功能在于点燃空气与燃料的混合物 其主要部件有 点火变压器 点火电极 电火高压电缆 1 点火变压器 分电子式和机械 电感 式两种 是一种产生高压输出的转换元件 其输出电压一般为 25KV 26KV 27KV 输出电流一般为15 30mA 2 点火电极 将高压电能通过电弧放电的形式转换成光能和热能 以引燃燃料 一般有单体式和分体式两种 一般点火针是用不锈钢材料耐800度高温 而镍铬丝能耐1500度高温 注意点火棒不能与金属接触 3 点火高压电缆 其作用是传送电能 可以耐150万伏电压 69 一 概述 三 监测系统监测系统的功能在于保证燃烧器安全的运行 其主要部件有火焰监测器 压力监测器等 1 火焰监测器 其主要作用是监视火焰的形成状况 并产生信号报告程控器 火焰检测器主要有三种 光敏电阻 紫外线UV电眼和电离电极 A 光敏电阻 不适用于气体燃烧器 B 电离电极 多用于燃气燃烧器上 程控器给电离电极供电 如果没有火焰 电极上的供电将停止 如果有火焰 燃气被其自身的高温电离 离子电流在电极 火焰和燃烧头之间流动 离子电流被整流成直流 并通过接地的燃烧器外壳到达火焰继电器使之工作 以保证燃烧器后序工作顺利进行 如果电离电极发生接地现象 那么产生的电流是交流而非直流的 火焰继电器将不工作 程控器锁定 另外 电离区火焰不稳定也会引起火焰还存在时燃烧器断路 可能是因为空气燃气比不合适 可以通过调节空气量或燃气量来解决 也可能是燃烧头上空气燃气分布不均匀 可以通过调节燃烧头的位置来解决 C 紫外线UV电眼 一般用于油气两用燃烧器上 该电眼只能感受到火焰中的紫外线 光谱范围190 270纳米 UV管不会对炉膛内闪烁的耐火材料日光 普通光线或炉内辉光物质作出反应 70 一 概述 三 监测系统2 压力监测器 一般用于气体燃烧器 主要有燃气高压 低压监测 以及风压监测 若燃烧器用于蒸汽锅炉 还有蒸汽压力监测 四 燃料系统燃料系统的功能在于保证燃烧器燃烧所需的燃料 燃气燃烧器主要有过滤器 调压器 电磁阀组 点火电磁阀组 1 过滤器 其作用是防止杂质进入电磁阀组和燃烧器内 2 电磁阀组 一般由安全电磁阀和主电磁阀组成 有分体式和一体式 一体式电磁阀组内一般还组合有稳压阀和过滤网 安全电磁阀一般为快开快闭式 主电磁阀一般为一级二级之分 并有快开快闭式和慢开快闭式之分 3 点火电磁阀组 一般有手动球阀 电磁阀组成 主要用于功率较大的燃烧器 4 调压器 主要用于调节和控制燃气流量的稳定 五 电控系统电控系统是以上各系统的指挥中心和联络中心 主要控制元件为程控器 针对不同的燃烧器配有不同的程控器 常见的程控器有 LFL系列 LAL系列 LOA系列 LGB系列 其主要区别为各个程序步骤的时间不同 71 二 燃烧器的工作过程 以比例式燃气燃烧器为例 其工作过程有四个阶段 准备阶段 预吹扫阶段 点火阶段和正常燃烧阶段 1 准备阶段 程控器得电后 开始内部程序自检 同时 伺服马达驱动风门到关闭状态 程序自检完毕后 处于待机状态 当恒温器 过高过低燃气压力开关 蒸汽锅炉蒸汽压力开关等限制开关允许时 程控器开始启动 进入预吹扫阶段 如果电磁阀组带有泄漏检测系统 该系统在上述限制开关允许时先进行阀门泄漏检测 检测通过后 才进入预吹扫阶段 2 预吹扫阶段 伺服马达驱动风门到大火开度状态 同时风机马达启动 开始送风 以吹入空气进行预吹扫 根据程控器的不同 约吹扫20 40秒后 伺服马达驱动风门到点火开度状态 准备点火 整个预吹扫阶段 空气压力开关测量空气压力 只有空气压力保持在一个足够高的水平上 预吹扫过程才能持续进行 72 二 燃烧器的工作过程 3 点火阶段 伺服马达驱动风门到点火开度状态后 点火变压器切入 并输出高电压给点火电极 以产生点火电火花 约3秒后 程控器送电给安全电磁阀和比例式电磁阀 阀打开后 燃气到达燃烧头 与风机提供的空气混合 然后被点燃 在阀打开后2秒内 电离电极应检测到火焰的存在 只有这样 程控器才继续后面的程序 否则 程控器锁定并断开电磁阀停止供气 同时故障提示 4 正常燃烧阶段 点火正常并稳定燃烧几秒后 伺服马达驱动风门到大火开度状态 达到稳定 高效燃烧的目的 此后 燃烧器根据各个限制开关的要求自动实现大小火转换和停机 此外 整个燃烧过程中 电离电极和空气压力开关对燃烧器实行监控 73 三 结构 燃烧器内部结构图 74 四 燃烧器故障分析 燃烧器故障多为自身的监测系统报警所致 燃烧器的具体故障可以在燃烧器安装使用的程序控制器显示窗中的记号所指示的故障类型和锁定发生的时间点读取 监测到故障时 程序控制器显示窗内的故障指示灯会点亮 只需轻按一下程序控制器上透明的锁定复位按钮 此时显示窗内的故障指示灯会熄灭 燃烧器会重新进行启动自检 燃烧顺序控制方式为自动 燃烧器将按以下基本程序