加热炉管理、操作技术和常见故障分析及排除-张绍良PPT课件

-,1,加热炉管理、操作技术和常见故障分析及排除,中海炼化惠州炼油分公司：张绍良2011.3,-,2,目录,1、加热炉管理意义、内容、要求2、加热炉操作技术3、加热炉常见故障及处理4、如何编写操作规程(供参考)5、加热炉的几个事故原因的分析例子,-,3,1-加热炉管理意义、内容、要求,1、加热炉在石化工业中的作用规模：几乎参与了各类工艺过程；特别在乙烯、制氢、合成氨成为裂解、转化反应的心脏设备。能耗：占装置能耗5060%,占炼油厂总能耗的3050%。投资：炼油装置1020%；重整、制氢25%；乙烯、化肥35%。安全：明火加热，易燃易爆（与锅炉相比危险性大）。数量：数量多、种类多。环保：噪声污染；大气污染。加热炉普遍存在的问题及产生的原因,-,4,加热炉管理意义、内容、要求(问题及产生的原因),设备检查对五家企业共检查加热炉45台，其中在运的34台。在运加热炉五家平均热效率为87.21%，88%以上的有21台，占在运总数61%，其中90%以上的有14台，占在运总数的40%；88%以下的有13台，占在运总数的39%平均氧含量为5.34%。控制在5%以下的有24台，占在运总数的70%。超过5%的有10台，占检查总数的30%平均排烟温度为194.7,170以下的有20台，占在运总数的60%；170以上的有14台，占在运总数的40%。,-,5,加热炉管理意义、内容、要求(问题及产生的原因),-,6,加热炉管理意义、内容、要求(问题及产生的原因),CO含量偏高或氧含量过低产生的原因,-,7,加热炉管理意义、内容、要求(问题及产生的原因),-,8,加热炉管理意义、内容、要求(问题及产生的原因),计量及显示仪表不完善。降低排烟氧含量，排烟温度意义十分重要排烟氧含量每降低3，热效率可提高约1；排烟温度每降低20，热效率可提高约1。惠炼加热炉设计热负荷约为1324MW,热效率若提高1%,年可节省标油近10000t,效益十分可观。,-,9,管理设备对象：,-,10,炼油加热炉绝大部分为管式加热炉（习惯称加热炉）。管式炉（加热炉）一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器以及通风系统组成。其结构包括盘管及其支承、钢结构、炉衬、余热回收系统、燃烧器、吹灰器、烟囱挡板、各种蝶阀、门类（看火门、人孔门、防爆门、清扫孔门和装卸孔门等）和仪表接管（热电偶套管、测压管、灭火蒸汽管、氧分析仪接管和烟气采样口接管等）等主要零部件。焚烧炉主要用于硫磺回收装置与污水处理装置中，燃烧炉主要用于催化装置中作辅助室，锅炉有燃油燃气锅炉和回收烟气余热的余热锅炉。,加热炉管理意义、内容、要求（加热炉结构）,-,11,加热炉管理意义、内容、要求（管式炉与锅炉的差别）,-,12,加热炉管理意义、内容、要求（管式炉与锅炉的差别）,同样是以加热方式进行工作的管式炉、锅炉，由于被加热介质的不同、燃料以及用途的区别，二者之间就存在着很大的差别。所有这些区别的原因：燃烧室结构的不同更主要的是所加热的介质，如油和水，在流体力学和热力学性能上的巨大差异不能用计算工艺加热炉的方法去设计锅炉，也不能用计算锅炉的方法去核算加热炉。,-,13,加热炉管理意义、内容、要求(内容与要求),“加热炉管理事业部设备检查资料”加热炉的日常管理应当由三种型式的管理组成：组织管理信息资料管理运行管理,-,14,加热炉管理意义、内容、要求（组织管理）,建议事业部制定“加热炉管理规定”，作为基本准则。各单位应结合“管理规定”针对本企业的具体实际加以制定更详细的内容，使其更具有针对性和可操作性。,-,15,加热炉管理意义、内容、要求（组织管理）,首先是各级领导的重视，必须建立行之有效的组织机构和管理网络，责任到人，奖罚分明，有力度。组织形式落实了，其他工作也就好做了。加热炉操作弹性较大，不像机泵、压缩机、反应器等对状态要求的严格，因此容易在管理上松懈。但要注意的是，放松对加热炉的管理是会带来许多问题的，其中包括能耗的上升。加热炉热效率的目标已迫近90%。实现这样的指标除了节能措施的水平要大幅提升外，管理尤其不能松懈，稍有松懈，就会使燃料的消耗明显上升。,-,16,加热炉管理意义、内容、要求（信息资料管理）,信息和资料包括基础数据、运行状况、检修改造记录、技术成果评价、事故分析以及图纸等相关资料。信息资料分为静态和动态两种。静态：主要是指资料、数据、图纸、记录等，是供管理人员、设计人员了解和分析炉子的状况以及对炉子检修改造决策时的重要数据。动态：一般应该是能实时反映加热炉状况的数据的采集及传输。动态系统应当是为运行管理中机算机管理系统执行软件功能的数据来源。,-,17,加热炉管理意义、内容、要求（信息资料管理）,实时的数据：依靠可靠的检测仪器获得，比如温度、压力、流量、氧含量、阀门挡板的开度，一氧化碳分析，烟尘浓度，火焰检测等。信息资料需要整理、输入、甚至文字记录，这都需要责任心很强的人士来完成，不能有丝毫的马虎，否则就会失去它本来的意义。,-,18,加热炉管理意义、内容、要求（运行管理）,检测仪器的管理氧分析仪安装在合适的位置：1、监视炉内燃烧用空气的过剩量，可以安装在辐射段顶部，但也不能完全说明问题。如，有几个火咀停用但风还能漏进炉内，且量不小。而在用的火咀的风门已关的不能再小，几乎冒烟了（多数会冒烟），可是检测表明过剩氧仍然不低，这就必须进行综合分析。不能单凭炉顶烟气中的氧含量来判断在用火咀的状况。2、对全炉系统进行热效率再线测定，就必须在空气预热器后部的烟道上再设置一个测氧仪，在这里检测得出的数据能比较真实地反映热效率的状况。因为烟气出辐射段后，直到排烟口还是会漏进一些空气的。对专为加热炉配置的空气预热器的效果带来影响。,-,19,加热炉管理意义、内容、要求（运行管理）,负压计：1、加热炉一般都是负压操作，辐射顶部是全炉压力最高点。因负压只要有细小的缝隙都会漏进空气，会对传热产生不利影响。只要漏风处离开燃烧器所在位置，对燃烧是没有任何帮助，且会产生负作用。如控制炉顶压力维持在微负压，比如在-10-20Pa，那末应当说从火咀以外的地方进入炉内的空气将会相对来说降低到最少，对热效率的影响也就明显减少了。如果维持炉顶压力在正压，尽管压力很低，也会造成烟气漏到炉外，可能出现其他意外，当然彻底堵漏也是非常必要。2、掌握火咀进风状况，便于可靠调节和了解空气预热器的灰垢堵塞情况，也可以在辐射室底部和空气预热器前后烟道上安装负压计。,-,20,加热炉管理意义、内容、要求（运行管理）,热电偶：炉膛温度（火墙温度）：工艺计算采用的是罗伯伊万斯方法。该方法中使用的一个虚拟概念叫火墙温度，辐射段顶部或对流段底部的空间中。该温度是非常重要的，在工艺卡片中有明确的限制。一般情况下，我们要求热电偶端部离开炉衬表面至少500毫米远，否则温度将不够准确。安装在辐射段底部的热电偶测出的温度对控制炉子正常运行没有太多的意义，在非正常状况下具有参考意义。,-,21,加热炉管理意义、内容、要求（运行管理）,空气预热器进出口温度：在烟气离开对流室的位置以及空气预热器前后烟道上设置的热电偶则是对对流段和空气预热器的换热效果进行监视的重要手段。有时在空气预热器的前部不装热电偶，取决于烟道的自然状况。热空气温度：还有加热后的空气温度也是一个重要的参数，加热炉标定时，必定用到它。,-,22,加热炉管理意义、内容、要求（运行管理）,一氧化碳监测仪：为了更准确地把握燃烧是否完全？避免损失更多的燃料。如果能在烟道的适当位置安装在线的一氧化碳监测仪是更为理想的。但炼油炉上几乎还没有看到。一般不定期地用便携式仪器进行检测。氮氧化物监测：使用低氮氧化物火咀，定期进行烟气排放的监测是十分必要的。一般也是使用便携式的监测仪器。,-,23,加热炉管理意义、内容、要求（运行管理）,烟尘黑度的监测：更准确地了解炉子的热效率，对烟气的烟尘黑度进行测试也是必要的，有助于掌握燃烧状况。有时虽然没有测出一氧化碳但能看到冒烟，说明机械不完全燃烧却还存在。一般采用林格曼烟尘黑度计进行比较，可以大致换算出机械不完全燃烧带来的损失。如留意的话，可以在自己所在的工厂看到并不鲜见的加热炉冒烟。,-,24,加热炉管理意义、内容、要求（运行管理）,燃烧器的检查和维护：1、每天都要对使用的火咀的外观检查，当发现有火焰偏斜、火焰拖得过长、火焰发红或冒烟、甚至漏油和结焦，都要及时进行调整和处理。2、油枪要经常清洗，建议每周一次。瓦斯枪也要清洗，可以每月或更长一些时间一次。当发现有磨损、喷孔变形、堵塞，要及时更换。才可以保持火咀良好的燃烧状况。3、对于暂时不投入运行的燃烧器，必须关闭小风门的挡板，防止漏风进去，必要时单个火咀的小风门要用盲板与供风系统隔断。,-,25,加热炉管理意义、内容、要求（运行管理）,采用节能自动控制系统始终保持高效率1、建议有条件的加热炉，特别是大炉子，应当采用加热炉优化自动控制系统。自动控制系统有一个很好的软件程序，使用起来既灵活有又可靠，并且可以和生产装置的DCS系统建立通讯，互相传输数据。2、为使自动控制系统能够正常工作，加热炉的硬件系统必须满足以下条件：有可靠的烟气氧含量、负压、温度、燃料流量等的在线检测及数据传输，烟囱或烟道挡板以及风道蝶阀，鼓引风机等能够通过信号指令进行有效的控制。3、自动控制系统根据采集到的数据进行分析和判断，然后发出指令给执行机构，通过执行机构的不断动作，进行优化控制。由于控制是在线的，因此可以保持系统始终处于最佳、高效率状态。对节省燃料会起到重要的作用。,-,26,加热炉管理意义、内容、要求（运行管理）,关注环保，减少NOx的排放烟气中的NOx来源有两个，一个是燃料中本来就含有的N元素，在燃烧中生成的NOx而且很难必免。因为它们的生成温度较低，大约在600700C左右。第二个来源则是在高温下助燃空气中的氮直接和氧化合生成NOx。比较权威的报导指出，只要燃烧温度不超过1400C，NOx的生成量很少。因此在二次空气进入处，引导周围烟气回流，将明显降低燃烧区域内的过剩氧和降低火焰温度。或者采取逐段配风的方式，也会达到同样的效果。NOx的危害和SO2一样是造成酸雨的祸根，形成严重的大气和地面的污染。在节能减排的大环境下，这也是一个非常重要的治理任务，因此采用低NOx火咀有着非常积极的意义。,-,27,加热炉管理意义、内容、要求（运行管理）,进行周期性检查的内容：定期检查，以降低非计划停工的可能。检查在何时为好？有机会就应该进行检查。如非加热炉的原因造成装置停运期间，就应当对加热炉的内部和外部进行全面检查。1、外部检查：在炉子外部观查是否有内部衬里问题在外部形成的征兆，如油漆变色、起泡、壁板变形。用红外热像仪检查炉外表面，可以获得完整的内部衬里状况的图像；检查火咀、安全阀、调节阀、挡板是否符合工艺要求，检查有无腐蚀和机械损伤，对燃料切断阀作泄漏试验，检查安全循环线以及联锁动作是否准确。,-,28,加热炉管理意义、内容、要求（运行管理）,2、内部检查：检查衬里有无表面损坏、空洞和宽的裂缝。炉管可以用肉眼观查、要检查炉管表面有无颜色变化、胀大、氧化及表面坑点。用超声波探伤仪确定炉管的剩余厚度，检查有无裂纹存在。金相分析可以作表面的，也可以作断面的，作断面时需要取样及恢复。水压试验可以对材料的强度，以及炉管焊缝和盘管整体状况进行检验。,-,29,加热炉管理意义、内容、要求（运行管理）,对加热炉的效率、炉管温度、衬里、烟气露点温度等的监测：可以了解运行中烟气参数是否正常，炉管的表面热负荷是否均匀，炉管是否结焦，衬里是否完好，预热器是否存在露点腐蚀等状况。它对于节能降耗，提高加热炉的热效率，特别是对延长生产周期，降低加热炉的故障，具有重大的意义。,-,30,加热炉管理意义、内容、要求（管理指标要求）,-,31,加热炉管理意义、内容、要求（管理指标要求）,-,32,2-加热炉操作技术（点火）,A、点火操作注意的问题1、开工（点火）前的检查及条件确认，加热炉系统是否达到开工要求新炉、旧炉检修后开工前应进行的检查：1.1炉内检查辐射炉管及托架、导向杆或支座有无异常，导向管内是否有杂物，若有应及时清出。耐火衬里有无破损、脱落、包括炉顶、侧壁、炉底等，必要时应及时修补。火盆砖有无缺损，安装是否符合要求。对流段顶部有无污物、或检修时遗留的异物，若有在封闭对流顶人孔前清理干净。火咀喷头安装是否正确，有无偏斜或位置高低不符要求，燃烧器风筒内有无杂物，若有应及时清出。,-,33,加热炉操作技术（点火）,1.2烟道、风道及风机的调节系统检查烟囱调节档板、分隔挡板、烟道蝶阀、引风机控制用导向器或挡板等，其开度位置是否与指示位置相符。调节执行机构是否灵活？最大输出力矩是否足够？引风机如有变频器是否经过校验和测试。分隔挡板关闭时是否严密，挡板轴必须灵活，需要打开时能迅速作出反应。调风门状况，包括火咀风筒内或外部的调风小蝶阀、大风道上的快开风门或蝶阀、鼓风机的导向叶片等，其开度位置与指示仪是否相符？有隔断功能的挡板、阀门等，能否在外部指示的位置关严或全开？,-,34,加热炉操作技术（点火）,1.3检查火咀及燃料系统燃烧器外筒是否与地面垂直（防止火焰偏斜），保温有无缺损，燃烧器与底板（或侧板、顶板）的焊接是否牢靠。与燃烧器联接的所有接管（硬管或金属软管）的接头是否可靠，应当用压缩空气或蒸汽进行气密试验，以不泄漏为合格。阀门检查。从调节阀前后的截止阀、副线阀、止回阀一直到火咀前的调节用小阀，启闭是否灵活，关闭后试压时的泄漏量是否符合安全要求？法兰垫片的选用是否符合要求（耐压、耐油、耐热等），确认燃料管线所加盲板位置。,-,35,加热炉操作技术（点火）,1.4炉外观检查防爆门是否严密，看火门的视窗、隔热衬里、拉手、铰轴是否完好，拉开后能否很容易关严？空气预热器是否有漏风处？燃料油线、蒸汽线及伴热线的保温是否完好？（防止散热、避免烫人）。对流段弯头箱内是否有有效杜绝烟气串流的措施（如填满耐热隔热材料等），弯头箱门板是否严密（可在负压下检验）。炉区地面和炉顶的杂物是否已清理？开工前应当达到文明作业的条件。1.5检查工艺物料、燃料等的流量计是否准确，压力表和热电偶的效验是否合格？1.6控制系统的调校是否合格？联锁动作是否准确。1.7所有检查出的问题都应向相关部门汇报，按职能部门的裁决执行。,-,36,加热炉操作技术（点火）,1.8临时停炉后再度开工前应进行的检查：燃料系统是否处于完全切断状态（对瓦斯泄漏应有充分估计）？烟囱分隔挡板是否处于开启状态（如没有应尽快打开）？鼓风机启动前快开风门全部打开。工艺物料系统是否正常？其他必须检查的内容。,-,37,加热炉操作技术（点火）,2、吹扫无论新炉旧炉，点火前都必须进行认真吹扫，清除炉内可能存在的可燃物。在加热炉很少配置有空气预热器的年代中(自然通风)，点火前的吹扫完全依靠蒸汽。配有鼓风机的炉子（强制通风），用鼓风机来吹扫可以获得同样的效果。但蒸汽吹扫还是必要的，它对隔绝空气、防止事故状态扩大是相当重要的。,-,38,加热炉操作技术（点火）,有的公司要求用鼓风机全量吹扫30分钟，这对于可能有某些死角而难于全面吹扫的立式炉是有利的。有的公司认为向炉内通入整个加热炉系统的（包括炉体、火咀风道、烟囱等）总的空间容积8倍的空气量（用鼓风的形式）是安全的。如果用蒸汽吹扫，则要在烟囱口冒出蒸汽达5分钟之后停止吹汽。这期间所需要的时间即为安全吹扫周期。然后停鼓风机，打开快开风门和烟囱分隔档板，作点火前的准备。,-,39,加热炉操作技术（点火）,3、引燃料到炉前（引入前盲板已拆除），瓦斯引到炉前与点火前间隔的时间不宜过长，否则可能在炉内有泄漏燃料的蓄积。4、点火前还要确认炉管内有介质流动（进料泵已启动），而且通过仪表确认各路流量基本均匀。空气预热器放置在对流顶部的模式，则必须保证点炉前通入空气（启动鼓风机），在对流段上部设置有水热媒或其他热媒的取热管时，在点火前就要开始介质循环，鼓风机也要启动，在这种情况下，快开风门仍为开启状态。加热炉火咀如果为顶烧模式，则必须启动引风机。,-,40,加热炉操作技术（点火）,5、点火时不可能同时点燃所有的火咀，应当是逐个点燃，均匀分布。有的炉子设置有电子发火装置，应当检验其可靠性及点火位置。有的要使用火把，火把也分伸入式液化气点火枪和其他手持的浸油式火把。点火时关小风门和烟道挡板（防止吹灭火头），火把伸入后打开通往准备点火的那只火咀的燃料小阀，长明灯点燃后，再用长明灯点燃主燃料喷嘴，此时火头要控制的小一些，根据需要逐一点燃后，启动引风机，逐渐关闭烟囱分隔挡板，同时关闭快开风门，将空气预热器投入运行。,-,41,加热炉操作技术（点火）,此时再根据燃烧状况和炉温、以及介质温度变化反复进行调整，使其达到最佳状况。有自动优化控制系统的炉子，必须等到基本稳定后再跟据具体情况切换到自动控制系统进行微调控制。点炉后，进料量就应保持在允许最低流量以上，否则会出现意想不到的问题。如果点火过程拖的太长（即火咀通入燃料开始到点着火），也会造成炉内可燃物的蓄积。根据经验，要求长明灯的点火过程不宜超过10秒，主喷头的点火过程维持在不超过1020秒为宜。,-,42,加热炉操作技术（点火）,第一只火咀的点火尤为慎重，如果点火失败，原则上应当关闭燃料，再度吹扫后重新开始。后续火咀依次点火过程中，如果遇到不顺利而拖延时间的应关闭该火咀的燃料小阀，等待一些时间（致少5分钟以上），然后再度开阀点火。燃油喷咀点火时，先少许打开油阀，再开一点雾化蒸汽小阀，被长明灯点着后，再逐渐加大，至火焰明亮、不冒烟为佳。之后再进行调整，直到所需要的状况为止。燃油喷咀点火不顺利时，可能会有油淌进火咀的风箱底部，应当及时加以清理，打开排油孔检查。否则再度点火后，可能会引起火咀底部燃烧。,-,43,加热炉操作技术（点火）,如果加热炉的燃烧器不止一台，应当将所有在用的燃烧器的火焰大小调整到一致，这样便于用主风道上的调节手段进行调控。6、一般说来点火要防范几个可能出现的情况:一是点火时延迟时间过长；二是正压回火；三是油喷嘴向下淌油；四是虽然个别火嘴已点着，其他火嘴漏进瓦斯还会出现爆燃。因此即使有多年司炉经验的操作人员也绝不可掉以轻心。,-,44,加热炉操作技术（停炉操作）,B、停炉操作注意的问题1、正常停炉指的是加热炉将按计划停止运行，进入备用或检修状态。停炉时，按照操作规程逐步进行，一般不会出现问题。2、紧急停炉,-,45,加热炉操作技术（停炉操作）,紧急停炉原则：(1)装置发生重大事故，如着火、爆炸等，经努力无法控制，并有蔓延和扩大的态势，不停炉可能会产生更大的事故。(2)发生漏油事故，不停工无法避免着火事故。(3)炉管破裂或炉体设备严重损坏，无法维持正常生产。(4)关键机泵故障，造成加热炉进料中断或需紧急切断加热炉进料的。(5)因停循环水、停电、仪表风长时间中断等。,-,46,加热炉操作技术（停炉操作）,紧急停炉步骤：(1)切断燃料油和燃料气。迅速关闭燃料油和燃料气调节阀的上游阀、副线阀，加热炉熄火后打开炉膛消防蒸汽和各火嘴的扫线蒸汽，然后再逐个关闭各火嘴前的燃料气、燃料油小手阀，防止停炉后燃料油或燃料气漏入炉膛内。(2)根据情况打开自然通风门和烟道挡板，停鼓风机和引风机。(3)听候车间指令以作进一步的处理。,-,47,加热炉操作技术（停炉操作）,注意点非炉管破裂需要紧急停炉时：1、必须立即切断燃料，关闭燃料总阀（用来控制温度的调节阀关闭时可以使火熄灭，但是可能做不到完全关闭、还会有燃料漏出来，特别是气体燃料，因此需要在现场将调节阀两端的截止阀人工关闭.2、及时打开烟囱分隔挡板(要防范打不开的极端情况)和快开风门，并向炉内通入适量蒸汽降温（如果因物料中断须防止管内结焦）。3、如果没有停电，用鼓风机向炉内送风冷却，等待指令作下一步的处理。,-,48,加热炉操作技术（停炉操作）,4、不管什么原因遇到炉子熄火，而工艺要求尽快恢复时，虽然关闭了控制温度的燃料调节阀，但燃料可能并未完全切断，此时如果不进行吹扫而决定重新点火，可能是有风险的。安全的作法是完全切断燃料后（切断的方法上边已叙述），立即进行吹扫，之后再引瓦斯点火，这个过程需要一点时间，工艺上应当作好安排。5、对于一些温度较高的炉膛，突然熄火后在暴露砖墙或衬里的某些位置温度较高时，若有瓦斯进入炉膛，也是存在危险的。,-,49,加热炉操作技术（停炉操作）,炉管破裂漏油着火时：征兆：物料为液体时会有浓烟甚至火苗窜出烟囱，看火门和防爆门都会喷出黑烟来，炉膛温度迅速升高，物料为气体或汽化的轻烃时，炉膛温度会迅速升高，炉内白亮或有烟冒出。原因：一般炉管破裂是因为炉管长时间失修，炉管膨胀鼓泡、脱皮、管色变黑以致破裂；炉管局部过热：如燃料油、燃料气带油喷入炉管上燃烧；火嘴不正，火焰直扑炉管；偏流，造成过热；炉管材质问题，高温氧化及油料的冲蚀腐蚀；检修遗留的质量缺陷。,-,50,加热炉操作技术（停炉操作）,处理：如炉管破裂应立即关闭燃料阀门，切断燃料气，装置自产低压燃料气改放空或去火炬；切断加热炉进出料油源。并及时汇报厂调度、报火警和有关单位。立即打开炉膛消防蒸汽阀。炉内通入大量灭火蒸汽，形成炉内空气隔绝并冷却炉膛。停鼓风机，适当关小烟道挡板，减少炉内空气量(但不能关得太小，以防炉膛爆炸)。,-,51,加热炉操作技术（停炉操作）,如果是减压炉着火，则立即着手恢复减压系统为常压，要及时向减压塔吹入蒸汽，关闭减顶一级二级减压真空喷射器蒸汽阀，关闭二级抽空冷凝器放空阀。注意此阀切勿打开，以防倒入空气造成减压塔爆炸。减压塔吹入蒸汽至常压，不要超压。其它按紧急停工处理。如果着火液体从炉底漏出，流向地面继续燃烧，则必须用大量消防泡沫阻止火焰蔓延，保护炉体不受损失。,-,52,加热炉操作技术（停炉操作）,对自动控制失灵，大量燃料油喷入炉膛以及蒸汽压力低，喷嘴雾化不好，燃料油大量进入炉膛等所产生现象不要误认为炉管破裂。这些都是我们所不希望看到的结果。我们必须养成严格按照规章制度和操作规程办事的习惯，同时也要掌握一些基本的有关加热炉各方面的知识，提高预防各类事故的能力。,-,53,3-加热炉常见故障及处理,1、油燃烧器的故障及处理(1)滴油原因：燃料油预热温度不够。燃料油中含泥、渣等不良重质成分。油枪喷头堵塞。处理措施：卸油枪清扫检查。提高燃料油预热温度。检查和调整喷枪安装高度及中心度等。,-,54,(2)点火困难，发生脱火或离焰原因：雾化蒸汽过多。一次空气量过多，把火道砖冷却了。处理措施：点火时抑制蒸汽量，直到确实点燃后再作调整。自然送风的燃烧器在低负荷下燃烧时，几乎可完全停止供给一次空气。,加热炉常见故障及处理,-,55,加热炉常见故障及处理,(3)火道砖积炭多发生在燃料油含有极重质成分及其他胶质、残渣等成分时，在这种情况下应提高油预热温度。也可能是因为油枪与火道砖的安装位置不符图纸要求，油喷到火道砖上去了。(4)火焰冒火星原因是雾化蒸汽过少或燃烧用空气过多。(5)火焰过长或过短火焰过长时，有必要增加一次空气量或增加雾化蒸汽量。火焰过短时，要反过来减少一次空气量或减少雾化蒸汽量。,-,56,加热炉常见故障及处理,(6)火焰脉动、“喘气”原因：喷头结垢了。燃料油中存在水分或异物。每个燃烧器所烧的燃料过少。燃料油中含有较多轻组分而又被过度地预热，形成蒸气层。(7)从烟囱排出黑烟原因：雾化蒸汽量不足或蒸汽过湿、过热度不够。氧含量不足，形成不完全燃烧。燃料油线和蒸汽线在燃烧器上被接反了。,-,57,2、气体燃烧器的故障及处理(1)回火回火的含义为：气体燃料和预混空气的混合物流出火孔的速度小于火焰传播速度。处理措施：提高瓦斯压力。对含氢量高的气体燃料只推荐采用外混式气体燃烧器。(2)脱火脱火的含义为：气体燃料和预混空气的混合物的流出火孔的速度大于脱火极限，使燃料气离开喷头一段距离以后才着火。处理措施：改进燃烧器结构，加设稳焰器。降低瓦斯压力等。,加热炉常见故障及处理,-,58,加热炉常见故障及处理,(3)熄火原因：一次空气量过大把火吹灭。处理方法是几乎把一次空气风门关死。瓦斯压力波动。瓦斯中混入了液相组分。(4)火焰脉动原因：烟囱抽力过小。瓦斯压力波动。空气量不足，应马上开大烟囱挡板。,-,59,加热炉常见故障及处理,(5)燃烧器能力不足原因：空气量过多。瓦斯流量不足。瓦斯喷孔尺寸过小等。(6)发生二次燃烧炉子燃烧不完全时烟气中产生CO。烧气时难以判断。在尾部烟道、空气预热器等部位CO有可能引起二次燃烧。产生二次燃烧时应立即快速开大燃烧器的通风挡板或通风装置，如果全开所有风门后空气量仍然不足，则只好减少燃烧器的燃烧量，让炉子降量操作。,-,60,加热炉常见故障及处理,3、炉膛正压故障原因：(1)炉膛充满油气，点火发生爆燃时，炉膛回火并出现正压。(2)炉膛燃烧不好、烟气不能及时排出时，炉膛会出现正压。(3)加热炉超负荷。(4)燃料气带油或燃料气入炉量突然增大。(5)烟道挡板开得过小。(6)烟气系统发生故障。,-,61,处理措施：(1)避免出现回火现象，加强瓦斯切液，适当开大烟道挡板或引风机入口蝶阀。(2)如风机跳闸迅速打开烟道挡板，联系有关单位迅速排除电器故障。(3)降低处理量，严禁加热炉超负荷运行。,加热炉常见故障及处理,-,62,加热炉常见故障及处理,4、加热炉炉管出现损坏、泄漏故障的处理原因：(1)传热恶化，表面温度过高，造成局部过热。(2)火焰长期舔炉管。(3)管内结焦。(4)管内介质的冲刷腐蚀以及管内、外腐蚀等。(5)因仪表失灵等造成偏流、干烧。(6)炉管使用周期长、原料劣质化，造成炉管强度下降。(7)炉管选材不当、焊接质量不合格等。,-,63,加热炉常见故障及处理,处理措施：(1)调整炉火，保持各点温度均匀，防止火焰直接舔炉管。(2)保持一定的注水(汽)量和炉管内介质的流速，防止炉管结焦。(3)在紧急停炉等非正常操作时，吹扫尽炉管内的物料，防止炉管结焦。(4)控制好吹灰频率，防止对流结灰、烟气偏流造成腐蚀。(5)选择合适的炉管材质，减少腐蚀的影响。(6)定期对加热炉的运行状况和炉管情况进行检测。(7)烧穿呈小孔时，进行降温停炉。,-,64,(8)严重烧穿时，进行紧急停炉，停炉步骤是：投用紧急停炉联锁，确认联锁内容动作无误。关鼓风机出口挡板。关辐射进料泵出口阀、主火嘴手阀、长明灯前手阀。炉管内油品扫净后，进料隔断阀后给小吹汽，停炉管注汽。待炉膛温度降至油品自燃点以下，关炉膛灭火蒸汽手阀。炉膛改自然通风(此时现场应留人观察炉膛情况，防止再度自燃)，炉膛降温至常温，化验分析合格后进人检修炉管。其它部分按停工处理。(9)更换炉管，提高炉管材质等级。,加热炉常见故障及处理,-,65,加热炉常见故障及处理,5、加热炉炉墙内衬脱落的处理原因：(1)耐火砖挂钉腐蚀脱落。(2)衬里进水，烘炉升温过快，炉墙龟裂脱落。处理方法：(1)脱落面积小，不影响生产时，可加强监控继续运行加热炉，并有计划停炉检修。(2)脱落面积大，对安全生产造成威胁时，应进行紧急停炉。,-,66,6、炉管及空气预热器上积灰问题及对策原因：燃料中的不可燃烧杂质及某些杂质的衍生物，腐蚀产物，一些很难燃尽的有机物缩合形成的残碳。不完全燃烧时形成的烟灰。一些低熔点的金属或非金属氧化。比如催化油浆中混有一些助剂，燃烧后会生成像锑的氧化物一类熔点很低（655）、在烟气中呈液滴状的物质，遇到炉管时会冷凝附着，形成均匀的白色灰垢。另外还有空气中的灰尘，所以不论烧油或烧瓦斯都会积灰，只是程度不同。如果有露点腐蚀存在，则在该处会形成有粘性的灰，时间长了甚至会变的很厚，吹灰器也难以奏效。,加热炉常见故障及处理,-,67,对策：停炉时清除炉管表面的积灰，人工的方式，坚硬的灰垢应当用机械的方法；可用干冰、或化学的清洗方法。保持完全燃烧、避免黑烟产生；必须燃用重油时，应选择合适的燃烧器，而且要有符合条件的雾化蒸汽，尽量不要使用掺有各种助剂的油浆或其他劣质燃料。安装吹灰器，选择适宜（声波、激波、蒸汽或混合型）吹灰器，坚持每班吹灰一次。停工时预热器应全面清理，包括用热水冲洗；预防露点腐蚀，采用热管空气预热器时，避免热管管壁温度低于露点；在低温段可以采用部分搪瓷管、铸铁换热元件，同时安装有热水冲洗设施，防止粘性灰垢积多后会降低换热效果，且又会堵塞烟气通道。,加热炉常见故障及处理,-,68,加热炉常见故障及处理,7、炉管变形与腐蚀的原因及对策出现变形的原因：设计不合理，炉管过长，支座和吊架布置欠佳，由于失稳而弯曲变形；支吊架或炉管拉钩损坏，导致弯曲变形；温度的影响；腐蚀的原因。,-,69,加热炉常见故障及处理,温度的影响：超负荷运行、结焦、偏流或干烧、有火焰直接冲击炉管等。超负荷运行，炉物料量超过了设计指标。炉管热强度增大，要增大热强度，必须提高炉膛温度，炉管管壁温度随之升高，当超过允许的金属温度后，就会带来不良的影响。如变形、金相组织变差、强度下降等，当管内因内膜温差太大导致生焦时，状况就更糟糕了。结焦必然导致炉管金属温度升高，有资料介绍，当管内结焦厚度达3毫米时，管壁金属温度会比介质温度高出200C左右。,-,70,当物料分数路进入炉内时，一旦流量分配不均匀，就容易形成所谓偏流，而流量偏少的炉管则会由于流速过低而结焦，严重时会完全堵死炉管，不仅仅重油会结焦，即使很轻的石脑油也一样，后果是比较严重的。火焰直接冲击炉管时，会使炉管表面局部位置温度升高许多，同样带来不良后果。对策：保持在合理的热负荷下运行，各路流量分配均匀，火焰整齐而不会冲击炉管，防止火焰舔炉管、火焰偏斜、火焰过大过长、炉管偏流、结焦、杂物堵塞、或分支流量失控等。,加热炉常见故障及处理,-,71,加热炉常见故障及处理,腐蚀问题1）、管内的腐蚀：由介质的性质决定，比如介质温度、硫含量、氯含量、有机酸或其他能够引起腐蚀的原因等。原油含硫量在1%左右，且不含有有机酸时，蒸馏、重整、焦化等装置加热炉的炉管选用Cr5Mo材料是可以满足要求的。但当硫含量达到23%时，Cr5Mo材料就要用Cr9Mo材料来取代。Cr5Mo具有较好的耐热和抗氢能力，但抵抗硫化氢腐蚀的能力不算太好，在较高一些的温度下，比如重整工艺和加氢工艺中，普遍使用高温强度较高的2.25Cr1Mo材料和抗硫能力较强的Cr9Mo材料。,-,72,加热炉常见故障及处理,奥式体不锈钢的炉管在耐热、抗氢、抗硫化氢都是没有问题的，因此得到广泛的应用。但这一类材料对许多物质敏感，容易发生应力腐蚀和应力腐蚀开裂，如氯离子、苛性碱、连多硫酸、沸水等，因此在使用中要格外小心。不锈钢的炉管在试压时应当选用除盐水以免后患，如果原油中含有有机酸，特别是含有环烷酸，当酸值不大于0.81.0左右时，可以选用含钼2%左右的奥式体不锈钢，如316型的材料制做炉管，如果酸值更高，还可以用含钼量更多的317型的材料做炉管。,-,73,2）、管外的腐蚀分高温和低温两种情况，高温腐蚀最常见的是炉管在烟气中的氧化和矾腐蚀（这是指燃料油中含钒时所造成的）。低温腐蚀即通常所说的烟气露点腐蚀，这种腐蚀一般出现在对流室的上部或空气预热器上。露点腐蚀是人所共知的，其危害是明显的，防止露点腐蚀一要降低燃料中的硫含量，二是过剩氧要低，三是入炉物料的温度不能太低。,加热炉常见故障及处理,-,74,加热炉常见故障及处理,8、炉内吊挂件的故障与损坏炉管吊挂件是支撑炉管的关键部件，长期在高温下（8001000C甚至还高），其安全可靠性是很重要的。由于吊挂件一般都是用耐热的高合金材料制做的，对它的腐蚀主要还是钒的化合物造成的。每次检修时，都应对吊挂件进行仔细检查，重点要检查烧重油的炉子，查看吊挂件表面有无蚀坑和裂纹。为了阻止钒的化合物对炉管吊架造成腐蚀，可以采用在燃料中加入专门的添加剂，提高钒的化合物的熔点，使其以固态的形式接触到吊挂件的表面，从而避免腐蚀。支吊架也可以用合金成份更高的材料制做，比如用IN-657(Cr50Ni48NbN)，但价格很高，或用耐火混凝土将其包覆，则花费要低得多。,-,75,4-如何编写操作规程,1.操作规程的编写原则2.管式加热炉操作规程的主要内容点火、停炉、正常操作、特殊操作、事故处理、附图3、编写格式4、操作规程的使用和管理附：管式加热炉操作规程（样本）,-,76,Uhde&SEI型转化炉出口管系焊缝开裂：高合金管段与低合金管段、或低合金管段与非合金管段的连接焊缝开裂.,5-加热炉的几个事故原因的分析例子案例1,-,77,典型的冷壁出口管系1：Uhde型,国外大型转化炉的发展趋势(续),-,78,Uhde型转化炉焊缝开裂Uhde解决办法,加热炉的几个事故原因的分析例子案例1,-,79,Technip型转化炉出口管系Tee焊缝开裂（扬子BASF）,加热炉的几个事故原因的分析例子案例2,-,80,加热炉的几个事故原因的分析例子案例2,-,81,典型的冷热壁结合出口管系：Linde&Technip型,国外大型转化炉的发展趋势,-,82,典型的冷热壁结合出口管系：Linde&Technip型,国外大型转化炉的发展趋势,-,83,国外大型转化炉的发展趋势,典型的冷热壁结合出口管系：Linde&Technip型,-,84,MONIFOLDTEEDAMAGE,原始设计(大约2002-11-9)，没设支撑,-,85,MONIFOLDTEEDAMAGE,修改设计：(在另一套转化炉设计中采用)增加支撑直径变粗(对应炉管内径ID110)(大约在2007-1-18),-,86,MONIFOLDTEEDAMAGE,重大变化：五通与离心铸造管连接坡口厚度一样。在连接同样多炉管的情况下，集气管直径由ID132增加到ID160。(可能有误，需要落实BASF对应炉管内径。该五通连接炉管内径ID110),(在后来设计的另一套转化炉设计中采用),-,87,MONIFOLDTEEDAMAGE,修改设计:1.加支撑2.五通变七通(大约2008-11-09变更),-,88,MONIFOLDTEEDAMAGE,重大变化：七通与离心铸造管连接坡口厚度增加到25mm，比五通时的20mm增加了5mm。,原设计最终修改,-,89,MONIFOLDTEEDAMAGE,-,90,MONIFOLDTEEDAMAGE,经验教训：热璧出口集气管没有支撑是失效的关键，尽管炉管重量理论上已由弹簧或平衡锤100%吸收，但出口集气管自重仍可以对TEE附近的焊缝产生弯矩，另外由于工程上的误差，导致炉管可能有部分重量仍作用在出口集气管上，加重了这种破坏。静态浇注的TEE补焊同样出现问题。补焊不但不能防止裂纹的再出现，反而加剧了裂纹的产生。静态浇注的TEE与离心浇注集气管的连接坡口厚度应为离心浇注集气管坡口厚度的1.151.25倍，以补偿静态铸造许用应力低于离心铸造的问题，保证等强度连接。在后来的设计中采用大直径集气管，可能也是减小TEE附近焊缝弯矩的办法之一。,-,91,REFORMERREPAIR,Damageonsteamreformerexitduetostiffnessintheinletpigtails由于入口猪尾管的刚性导致转化炉出口损伤,Stresspointsinoriginaldesign原设计应力点,加热炉的几个事故原因的分析例子案例3,-,92,REFORMERREPAIR,Repairedpigtails,reformertubesandexitheaderafterredesign重新设计后修复的猪尾管、转化炉管和出口集气管,Stress-freenewdesign无应力新设计,-,93,REFORMERREPAIR,经验教训：刚性入口猪尾管可以导致转化炉出口损伤。采用柔性入口猪尾管可能是最佳选择，柔性入口猪尾管可以弥补考虑不周的问题。本例虽然炉管出口柔管变形弯曲，但出口集气管的TEE附近并没有出现焊缝开裂现象，TEE附近的支座起了关键作用。出口柔管变形弯曲，可能是由于固定支座限制热璧集气管不能随冷壁集气管侧移导致的。,-,94,加热炉的几个事故原因的分析例子案例4,大连石化公司2x20万标立/小时制氢装置由Topse公司设计，采用兰科板式空气预热器。于2008年8月2日投产，2008年11月12日之前生产负荷提不上来，引风机负荷达到100%，空气预热器换热效果不理想。车间分析空气预热器有可能堵塞。11月15日停工后，