加热炉管理导则三联合

1、第三離合车闻加熬炉管理导则第三联合车间2019年7月一、概述二、加热炉结构及附件介绍2.1加热炉的分类2.2加热炉一般结构2.3加热炉附件介绍三、加热炉运行参数3.1排烟温度3.2过剩空*系数（烟*氧含量）3.3烟*C0含量3.4炉体外壁温度3.5炉膛负压3.6炉膛温度（火墙温度）3.7露点温度与露点腐蚀3.8加热炉热负荷3.9加热炉热效率3.10燃料的发热值3.11炉管表面热强度3.12管内流速四、加热炉操作要求4.1主要控制指标4.2进料温度控制4.3炉出口温度和分支出口温度控制4.4炉膛温度控制4. 5排烟温度控制4.6过剩空*系数（氧含量）控制4. 7炉膛负压控制4.8火焰燃烧状况调节

2、，最终达到的标准4.9通过排烟情况，判断燃烧是否正常4. 10点火和升温4.11紧急停炉操作要点4.12工艺自保联锁说明五、加热炉日常维护5.1日常内部检查5.2日常外部检查5.3性能参数检查5.4检查问题的处理办法5.5燃烧器的维护5.6挡板、风门机构维护5.7看火门维护5.8仪表维护六、常见故障排除与分析七、安全技术措一、概述利用燃料燃烧产生的热量将物质加热，这样的设备叫做“炉子”，例如 冶金炉、焚烧炉和蒸汽锅炉等，而*加热炉大多为“管式加热炉”，其特点 是被加热介质在管内流动，故仅限于加热*体或液体。加热炉是*装置耗能大户，其能耗占企业总能耗的约64%。加热炉热 效率每提高1%,企业总能

3、耗降低约0.6%,因此提高加热炉热效率、降低 燃料消耗具有较大的经济效益。目前加热炉正向规模大型化、高效率、低排放发展。随着炼*需求的日益增长，管式加热炉的规模也在不断向大型化发展。 据了解，单台加热型管式炉，国外己建成的最大规模的热负荷达250MW,国 内完全自主的也达到了 8090Wo管式炉的大型化并不是简单的结构尺寸 放大，是科技发展和综合技术水平的提高。热效率是衡量管式炉的重要指标之一，关系着整个装置乃至全厂的能 耗高低。提高热效率的最大难点，就是露点腐蚀问题。大*污染问题，对于不完全燃烧的产物如一氧化碳、粉尘等目前己基 木解决，然而氮氧化物0乂问题，目前开发和推广使用各种规格的低NO

4、x燃 烧器，并不断更新。至于硫化物，主要取决于燃料中的硫和重金属组成。二、加热炉结构及附件介绍2.1加热炉的分类2. 1. 1加热炉可分为两大类：管式炉和非管式炉。管式炉：顾名思义，就是炉内有炉管的加热炉。*化工装置的绝大多 数炉子，都是管式炉。非管式炉：炉膛内没有炉管，用于特殊的功用。如催化裂化装置用的 辅助燃烧室，硫磺装置用的制硫炉、焚烧炉等。这类炉子一般都与卧式容 器相似，因此也称为“卧式炉”。第三联合车间共有16台加热炉，均为管式加热炉。2.1.2管式炉分类：（1）管式炉，按用途分两大类：加热型管式炉、加热反应型管式炉。加热型管式炉管内介质仅被加热，被加热介质在炉管内吸收热量, 到后续

5、设备中传质、传热、分憎和化学反应等。如常压炉、减压炉、分懈塔 进料加热炉、塔底重沸炉、热载体炉、焦化炉、重整炉、加氢炉等，第三联 合车间所有加热炉均为加热型管式炉。管内介质的状态可以是：纯液相、纯*相、*液两相等（*、液、固 体三相流的现象目前仅在煤液化装置里出现过）。加热反应型管式炉一一管内介质一边吸热，一边进行着复杂的化学 反应。炉管不仅是传热的媒介，同时也是直接火焰加热的反应器。这类管 式炉有制氢炉、合成氨一段转化炉、乙烯裂解炉、醋酸裂解炉等。（2）按辐射室外形分四类：箱式炉、立式炉、圆筒炉、大型方炉。（3）其它类的分法：按受热段：纯辐射型、辐射对流型。按辐射受热方式：单而辐射、双而辐射

6、、部分单而+部分双面辐射。按组合形式：单辐射室、多辐射室。按燃烧器位置：底烧、顶烧、侧烧。2.2加热炉一般结构*加热炉一般由辐射室、对流室、燃烧器、余热回收系统及通风系统 五部分组成。2.2.1辐射室：辐射室也称炉膛，包括炉管及其支撐、燃烧器和风道、 耐火衬里等，其主要传热方式是通过火焰和高温烟*进行辐射传热，它直 接受到高温火焰冲刷，温度最高。这部分承担全炉7080%的热负荷，是 加热炉的主体部分，一个炉子是优是劣主要看它的辐射室性能如何。2. 2.2对流室：对流室是靠由辐射室出来的烟*进行对流传热的部分, 但实际也有一部分辐射传热。对流室内布置多排炉管，烟*以较大速度冲 刷这些管子。对流室

7、吸热越大，全炉热效率越高。对流室包括遮蔽管、对 流管、耐火衬里、管线支撐和挂钩等。对流室承担全炉2030%的热负荷。 为尽量提高传热效率，对流室多采用钉头管和翘片管。2. 2.3燃烧器：燃烧器产生热量，由于火焰猛烈必须重视火焰与炉管 的间距，尽可能使火焰不冲刷炉管，并实现低氧完全燃烧。为此要合理选 择燃烧器型号。2.2.4烟*余热回收系统：烟*余热回收系统的作用是从离开对流室 的烟*中进一步回收余热。回收方法分为两大类：一类是采用预热空*方 式回收热量，称为“空*预热”；另一类是采用余热锅炉回收热量，因为通 常使用水回收，称为“废热锅炉”。2.2.5通风系统：通风系统的作用是将燃烧用空*导入燃

8、烧器，通风 方式分为自然通风和强制通风两种。其附件设备包括火嘴、风门、防爆门、 观火孔、烟囱、烟道挡板、空*预热器、鼓风机或引风机、吹灰器等。2.3加热炉附件介绍2. 3. 1炉管炉管置于高温中，管内有介质、温度、压力和腐蚀的联合作用，因此对 炉管要求很高，一般要考虑炉管材料的耐热性和耐腐蚀性。耐热性是指材 料耐高温氧化和脆化性能；耐腐蚀性主要结合原*性质和燃料性质决定。 结合硫和环烷酸腐蚀时的炉管选材原则，见下表1。表1、硫和环烷酸腐蚀时的炉管选材:腐蚀类别轻微腐蚀严重硫腐蚀环烷酸腐蚀硫含呈（垂） %0.5酸值，mgKOH/ g油0.50.5340 C 400 C碳钢Cr5MoCr5Mo（汽

9、化段TP316）400 C500 CCr5MoCr5Mo. Cr9Mo500 C 600 CCr5Mo. Cr9MoCr9Mo66 2.3.2回弯头与集合管回弯头将炉管连接成一个整体，它使炉管内介质流向回转180,常用 的回弯头有180和90两种（在进出口有回转90。的），其材质一般与炉管相 同，考虑到介质冲蚀时，其壁厚比炉管多2mm。集合管，在重整炉、制氢炉和过热蒸汽盘管上广泛采用“集合管”连 接炉管，其支路接口多则几十个。2. 3. 3炉管支撐件常用炉管支撑件是管板和管架。对流室的炉内和两端、辐射室卧管两 端设置管板，辐射室炉管设置管架、拉钩、吊钩等。2. 3. 4火嘴（燃烧器）燃烧器是将

10、燃料和空*混合发生燃烧，释放热量的机械装置，通常包 括喷嘴、配风器和燃烧道三个部分。喷嘴是供给燃料并使燃料完成燃烧前准备的部件。外混式燃料*喷嘴 将燃料*分散成细流，并以恰当的角度导入燃烧道，以便与空*良好混合。 预混式燃料*喷嘴是将燃料*和空*均匀混合后供给燃烧的。配风器调节并引入空*,使空*和燃料良好混合，形成一定火焰形状。燃烧道一是给火焰根部提供高温热源以保证燃烧稳定；二是约束空*, 使之与燃料充分混合；三是与配风器一起使用，使*流形成理想的流型。燃烧器分类：按所用燃料的不同，燃烧器可分为燃料*燃烧器、燃料 *燃烧器和*-*联合燃烧器三大类。按供风方式的不同，可分为自然通风 燃烧器和强制

11、通风燃烧器。按发热量大小，可分为小能量和大能量两种， 一般5. 5 MW以上的属于大能量燃烧器。2. 3. 5炉体、炉墙和耐火衬里加热炉有钢梁结构支撐的钢板外壳，钢结构内部有耐火衬里。炉体通 常不是密封的，有很多开口如看火孔、防爆门、炉管开孔、弯头箱、火嘴 开孔和人孔等。由于加热炉在微负压下操作，空細会通过开孔进入炉内，-7-7- - 因此，对这些部位必须经常检查和封堵。炉墙也称炉衬，其作用是耐火和隔热。常用炉衬有耐火砖、衬里浇注 料、耐火陶瓷纤维三种结构。耐火陶瓷纤维具有隔热性好、重量轻、便于施 工、抗冲击、抗震和吸音效果，目前广泛应用，但其不能承受机械荷载。耐火衬里，可以有效保护钢结构不被

12、烧坏，并减少热损失。耐火衬里 的颜色可以粗略衡量炉膛温度分布是否均匀一一耐火衬里的暗色条纹表示 有空*进入,使炉膛冷却了耐火衬里。2. 3. 6吹灰器炉管表而沉积灰垢，热阻明显增大，使热效率降低。炉管受热面上的 积垢还将吸收烟*中的SO：和SOs ,并在吸收水分后形成硫酸，加剧对炉管 的腐蚀。管外积灰主要发生在对流室，在对流室采用翅片管或钉头管或烧 渣*的加热炉，必须设置吹灰器。常用吹灰器包扌舌蒸汽吹灰器、声学吹灰 器和激波吹灰器。2. 3.7三门一板“三门一板”是指燃烧器的风门、*门、汽门和烟道挡板，是合理调 配燃烧所需的燃料、雾化蒸汽和空*量的工具，可以保证燃料正常燃烧， 保证加热炉高效运

13、行。正常操作时，应通过调节烟道挡板，使炉膛负压维持在目标值-10 -40 Pa o当烟道挡板开度过大时，炉膛负压过大，造成空*大量进入炉内， 生成的烟*量增加，排烟温度上升，热效率降低，同时也会使“炉管氧化 剥皮”而缩短使用寿命。烟道挡板开度过小或炉子超负荷运行，炉膛呈正压，易回火伤人。对 流室长期不清灰，阻力增加，也会使炉膛出现正压，并且降低了传热效果， 因此运行中要加强炉管吹灰，以减少对流阻力。烟*氧含量决定了过剩空*系数，直接影响炉子热效率。烟*含氧量过 小，表明空*量不足，燃烧不充分，热效率降低，氧含量太大，表明入炉88 空*量过多，降低了炉膛温度，又增加了排烟热损失，因此要根据烟*氧

14、 含量，動调风门。要获得合适的抽力和过剩空*系数，烟道挡板、燃烧器二次风门、引 风机和鼓风机应联合调节。表2、“三门一板”调节方法监测情况调节方式咼（）2及咼负压关小烟道挡板，或降低引风机转速高a及低负压关小燃烧器风门，或降低鼓风机转速低a及低负压开大烟道挡板，或增大引风机转速低o及高负压开大燃烧器风门，或增大鼓风机转速三、加热炉运行参数3.1排烟温度排烟温度，是指烟*排入大*的温度，是衡量加热炉热能利用率的参 数之一，是反映加热炉热效率的重要指标。排烟温度越高，带入大*的热 量越多，炉效率降低；但若排烟温度过低，虽然炉效率升高，但会加剧烟 *露点腐蚀。引起排烟温度高的主要原因：一是热管空*预

15、热器效率低或部分失效; 二是对流段或余热回收系统积灰大，吹灰器效果差或无效果；三是对流炉 管换热面积不够；四是加热炉超负荷运行。排烟温度测量点，依据粋化工加热炉节能监测方法，应设在离开最 后传热而处，即烟*余热回收段的烟*出口处。无烟*余热回收段时，则 设在对流段烟*出口处，测温探头应插至烟道截面中心位置。3.2过剩空*系数C*氧含:过剩空*系数a反映了氧含量高低，且与炉膛负压密切相关，直接影 响炉效率。氧含量高则过剩空細系数高。具体体现在配风是否合理、炉体 是否漏风等。a过小，化学不完全燃烧和机械不完全燃烧损失增大，表而看炉效率 提高，但实际上最终热效率并未提高。但a过大，排烟量增大，排烟热

16、损 失增大，热效率降低，此外，还会加剧炉管的氧化腐蚀、露点温度提高腐 蚀范围增大，并且还会促进NOX的形成而污染环境。引起a偏高的主要原因：一是供风量偏大；二是炉体漏风或余热回收 系统漏风；三是在线氧分析仪不完好。需要说明的是，加热炉状况、燃料类型、燃料组成、工艺操作水平以 及环境条件等都影响a，不可能为所有加热炉推荐一个目标值，因此只根 据氧含量来控制燃烧还有缺陷，应在辐射室拱顶处同时监测氧含量和CO含 量。最高效率点CO含量一般认为在100150PPm,同时烟*氧含量一般控 制在3.0%以下。氧含量测量，可使用手提式氧分析仪或在线氧分析仪。手提式氧分析 仪用于现场烟*分析，在烟*入口一般都

17、有一个干燥剂腔，可以吸收水蒸 汽保护分析仪内腔，这种仪器为“干烟*”分析。利用氧化鉛在线分析，因烟*中含有水蒸*，称之为“湿烟*”。由于 对流段可能漏入空*的部位较多，因此从辐射段出口采样要比对流段出口 采样更能代表燃烧的状况，所以在线氧分析仪应设在辐射段出口。烟材氧含量、CO含量取样口，依据*化工加热炉节能监测方法，应 设在对流段烟*出口 lm处左右。过剩空*系数a的计算：（1）根据“烟*氧含量”计算：因氮N?不参与燃烧，故也可从烟*中的6 “体积百分数”计算a ：21 0.06270a = -21 Q适用干烟林，如采样、便携式氧分析仪等。21 + 0.1160,a =-21-0.适用湿烟材

18、，如氧化诰在线分析等。- -10-10-计算说明： 计算a,要用辐射室出口 0含量(拱顶部位)。 便携式仪表为干烟*,因为便携式氧分析仪在烟*入口都有一个干 燥腔，可以吸收水蒸*保护其内腔，故该仪器提供了 “干烟*”。 氧化鉛分析仪为“湿烟*”，因氧化鉛分析仪烟*中含有水蒸*。 对流段漏入空材较多，辐射室出口更能代表燃烧状况，所以在线分 析仪应设在辐射室出口。为避免烟*冷凝下来的水进入在线氧分析仪导致 仪器损坏，取样管要保温。(2)*化工加热炉节能监测方法中的计算式：_ 29 x x CO2 /44 + (H2O + W)/18 + 5O2 / 64 + A2 / 281CC 7 7 H H

19、1 1(21-O2)XL,0：烟*氧含量，v%；co?-一C02生成量，Kg/Kg燃料；H：0-一液态水或汽生成量，Kg/Kg燃料W 一雾化蒸汽量，Kg/Kg燃料；so?-一S02生成量，Kg/Kg燃料；Nz氮生成量，Kg/Kg燃料；Lo理论空*量，Kg/Kg燃料。3.3烟*C0含量它反映燃料不完全燃烧损失，是燃烧状况及配风是否合理的重要指标。CO含量高，说明燃烧不完全且产生大量烟細，相当于燃料直排大*。主要 措施是既要合理配风，控制过剩空*系数，又要兼顾不完全燃烧损失，闵 此烟*氧含量并不是越低越好。3.4炉体外壁温度它直接反映炉体保温情况，炉体外壁温度高，散热损失大，其主要原 因一是设计表

20、面温度高；二是内衬保温材料脱落或局部保温效果差。- -1111 - -依据*化工加热炉节能监测方法，炉体外表面温度的测量点，应 具有代表性，一般12n?设一个测点，取各测点温度的算术平均值。测点 布置应避免受高温辐射和溢*的影响，看火孔、炉门、火嘴孔、热偶孔、 上烟道及余热器等附近边距300mm范围内不应布置测量点。3. 5炉膛负压炉膛负压，是指炉内压力与同标高处炉外大*压之差，是由于炉内烟 *密度与大*的密度差而引起的。负压大小反映了炉膛抽力的大小。炉内 负压不足甚至炉膛呈正压，则入炉空*困难，烟*不能及时排出，严重时 引起回火甚至炉膛爆炸。炉膛负压过大，将导致空*大量进入炉内，热量 损失大

21、效率降低，同时也会引起炉管氧化剥皮。炉膛负压，主要由风门与烟道挡板开度、或引风机和鼓风机转速决定。 炉膛负压，可以间接体现炉体漏风量的大小，与烟*氧含量控制有直接关 系。炉膛负压值是炉内烟*压力最高点一一炉膛拱顶部位的压力。要求辐 射室拱顶部位负压目标值在T0-40Pa之间，亦即-2-4mmH20o炉膛负压的存在，使空材能够通过火嘴或其它的开口进入炉体，热的 烟*从烟道排出。炉膛负压的测量：炉膛负压的第一测量点，一般在辐射段的顶部即炉 膛拱顶部位，保持此处很小的负压即可确保整个炉内为负压。此处要安装 负压表。第二测量点在火嘴平面上，这一点能够监控所有的火嘴有充足的 抽力，使燃烧空*供应正常。第

22、三测量点在对流段烟*出口处，一般设在 烟道挡板下面，将这一测量点的压力和炉膛的压力值结合考虑，可以确定 通过对流段管束的压力损失，能帮助判断对流段是否损坏或结垢。仪表导压管漏或堵塞，导压管内存有燃烧生成的水，都会使负压表产 生误差，所以要定期对负压表进行检查和校验。3. 6炉膛温度（火墙温度）火墙温度，也称炉膛温度，是指烟*离开辐射室进入对流室的温度，1212 代表炉膛内烟*温度，它比较灵敏反映了炉内状况。炉膛温度高，辐射室传热量就高；炉膛温度增加100C,辐射传热增加 约54%,所以辐射传热影响很大，这与对流传热有很大差别。因为辐射传 热量与绝对温度的四次方成正比，而对流传热与温度差的一次方

23、长正比。 正因为如此，一般在辐射室内，不考虑对流传热。辐射传热量：Q = 5.67-S (L /100 ) 4- (T2 /100 )4 )式中Q单位时间内传递的辐射热量，W；S -传热而积，m:；T】热而温度，K (C+273)；T:冷而温度，K (C+273)。对流传热量：Q = a S (t3 - ti)式中Q单位时间内流体传给固体壁面热量，W；a对流传热系数，表示对流热强度，W/m2CS -传热而积，m:；(t3 - tj -传热温差，Co炉膛温度过高，辐射管热强度过大，炉管易结焦，同时进入对流室的 烟*温度也过高，所以炉膛温度是保证加热炉长周期安全运行的重要指标。3.7露点温度与露点

24、腐蚀随着节能工作的深入，加热炉排烟温度越来越低，但空*预热器换热 而上的低温露点腐蚀成为提高热效率的主要障碍。3. 7.1烟*低温露点腐蚀的机理烟*低温露点腐蚀是由于燃料含硫，在燃烧中氧化生成SO：,由于有过 量氧存在，少量SO：又进一步氧化为SO3。S03与烟*中水蒸*结合生成硫 酸比S(蒸汽，使烟*露点大为升高，当受热面壁温低于露点时，硫酸蒸汽 就会凝结到受热而上，产生“低温硫酸腐蚀”。3.7.2露点温度的影响因素露点温度与燃料中的硫含量、过剩空*系数、水蒸*含量有直接关系。-13-13-广图1、H：S03浓度与腐蚀速度图2、壁温与腐蚀速度(1)烟*中H2O量的影响：燃料中含出量高或用雾化

25、蒸汽，则烟*中的水蒸汽含量多，露点温度则升高。(2)烟*中的SO?和SO3量的影响：燃料中含硫或硫化氢越多，SO3生 成量增大，露点温度升高。若过剩氧多，则SO2转化成SO3的量增多，露 点温度升高。在烟*中的水蒸汽含量一定时，燃料中含S量愈多，露点温 度愈高，则在受热而上冷凝液体中硫酸浓度愈大。3.7.3露点腐蚀速度与H：S03浓度和壁温的关系露点腐蚀速度与换热而上的H：SOs浓度、壁温有直接关系。如下图1, 浓硫酸对钢材腐蚀速度很慢；50%浓度的硫酸对钢材腐蚀速度最大；浓度 较低时腐蚀速度大幅降低。如下图2,在壁温较高而未结露时，腐蚀速度很低；开始结露时，由于 结出的露中硫酸浓度过大，虽然

26、壁温较高，但腐蚀速度不是很高；温度再 低一些，虽然壁温降低，但硫酸浓度变稀，腐蚀速度加快且达到一峰值； 此后，硫酸浓度降低，壁温也较低，腐蚀速度降低；最后由于壁温很低， 水蒸*大量凝结，腐蚀速度又比较强烈。3. 7.4防止烟*低温露点腐蚀的措施：(1)提高“空*预热器”入口的空*温度。最常用方法是采用空*再 循环方法，即把预热后的空*一部分再循环至引风机入口与冷空*混合。(2)采用耐腐材料，如耐低温露点腐蚀的XD钢、烟*侧热管外表面增加防腐涂层等。-14-14 2020404060608080 & &1 1 y y浓戊：/%806040208060402070709 90 01 110101

27、130301 15050换热面址温/95 5 4-34-3 2 2 1 1 LL - -L L OOOOOOOOOO (SE/M(SE/MS S聲谴IH17W2M131211wIH17W2M131211w 9 9 h47h47 I411I411 - - : : JJJJ丄- -1515 （3）采用低氧燃烧器，控制过剩空*量，能有效减少SOs的生成量，降低露点温度。（4）燃料脱硫。燃料*脱硫处理20PPm以下，可显著降低烟*露点温 度，减少低温腐蚀。3. 7. 5露点温度的确定（1）常用经验方法确定（摘自管式加热炉P529）影响露点温度的因素很多，并且各因素又与实际操作条件有关，所以 理论计算露

28、点温度非常困难，目前用经验方法确定，如下图3所示。使用方法： 根据燃料*含硫量w%和过剩空*系数得到A点；自A点画水平线与 SOs含量交于B点；根据烟*中水蒸*含量得到C点；连接BC两点即可得到“露点温度” D点。 图3是根据燃料*的硫含量w%或燃料*的H2S含量w%查岀的，例 如燃料*硫含量为2.0%,则S=2.0%；对燃料*,根据燃料*和燃料* 产生的烟*中S0：体积百分含量相同，可用下式将燃料*中的H2S含量折算 成燃料*中硫含量Sw%： S = 0.44H：S （V*/ V*Q式中：H2S燃料*中日野含量，w%V林lKg*燃烧后的烟*体积Nm7Kg（一般可按V* = 16Nm3/Kg计

29、算）V林lKg*燃烧后的烟*体积Nm3/Kg燃料r见式（131131）a2ts*r*_r3图3、烟林露点温度“线算图”（2） Muller曲线法条件：烟*中$。3*体浓度己知，根据烟*中$。3*体浓度查下图4,得到烟*硫酸露点。图4 Muller酸露点曲线图针对烟*低温露点腐蚀问题，SEI经过多年经验积累，独立开发了组合 式余热回收系统，即高温段因为腐蚀性极低或不腐蚀，采用热管或板式预 热器，低温段采用极其耐腐蚀的铸铁板或其它耐腐蚀材料的预热器，将引 风机放在中间。（3）SEI估算公式式中V为瓦斯中的H=S体积百分比血尬（1.013輙仍轴眇（LQ13轴Vtf3.8加热炉热负荷单位时间内向炉管内

30、介质传递热量的能力，称为热负荷。它体现了加 热炉供热能力大小，热负荷越大，炉子生产能力就越大，是加热炉重要的 工艺指标之一。管内介质吸收的热量用于升温、汽化或化学反应，都是有效利用热。 管式炉的有效热也称“热负荷”，它是各种被加热介质（*料、蒸汽、 锅炉给水等）的热负荷总和。热负荷等于被加热介质质量流量乘以出入口 状态下的热焙差。管内介质入炉为液相，岀炉为汽液混相时，其热负荷按下式计算：有效热负荷 Q = F （eHv + （1-e） HL - Hj + Q式中Q有效热负荷，W；F -介质流量，Kg/h；e汽化率，Hv炉出口温度下的*相热焙，KJ/Kg；HL炉出口温度下的液相热焙，KJ/Kg；

31、Hx炉入口温度下的液相热焙，KJ/Kg；Q其它热负荷如过热蒸汽、反应热、注水汽化热等，W。加热炉的设计热负荷，通常取计算值Q的1. 151. 2倍。3.9加热炉热效率燃料燃烧放出的热量，包括有效热负荷、烟*带出热量及全炉热损失。 全炉有效热负荷与燃料燃烧放岀的热量之比，称为加热炉热效率，它反映 加热炉整体运行水平。热效率越高，完成相同加热量所需燃料越少。加热炉热效率的计算：（1）热效率H = Q有效/BQ燃料=（1- Q烟/BQ燃料- Q损/BQ燃料）式中Q有效一一炉管内介质获得的有效热负荷，WQ燃料燃料的低发热值，KJ/KgQ烟烟*带出的热量，WQ损一一全炉损失的热量，Wo该数值与炉型和结构

32、等因素有关，一 般为入炉总热量的38%。B燃料用量，Kg/h式中“Q烟/BQ燃料”表示烟*带出的热量占燃料总发热量的百分率，可 由下图5曲线查得。借助图5中曲线，热效率主要取决于烟*出炉热焙，100 + 0.04iZ.Ar而热焙又取决于烟*出炉温度和过剩空*系数。注：该图计算误差较大，详细汁算要参见其它资料（2）反平衡算法的简化式，根据*化工加热炉节能监测方法:(0.006549 + 0.032685c )(+1.3475 x 1OJ, ) 0.0705/ =1 + (4.0430.252)x2 Rs100 + 0.04a.3式中：a过剩空*系数（要用最终排烟的氧含量0：% ）；tg排烟温度。

33、C；to基准温度，推荐to=15.6C；CO排烟中CO含量PPm （若实测为零一般按IPPm计算）。Nt当外界热源预热空*时，热空材温度与基准温度的温差。 当用自身烟*预热空*时Zlt = O （散热损失统一按3%计算）（3）当用自身烟*预热空*、在不考虑CO含量、散热损失取3%时，可 进一步简化为： 0 07 7 6 6图5、烟材带走热量口分率图（一摘自炼*过程及设备P163- -1818 - -(0.006549 + 0.032685a)亿 +1.3475 x lOY,)_ 0.0705/,i003说明：上式为综合效率的简化计算法，适用于加热炉H常操作和管理, 也可用于微机综合效率显示，但

34、不适用于加热炉的标定、考核和分析。影响加热炉热效率的主要因素有：排烟温度高低。过剩空*系数 大小。炉体散热损失。燃料完全燃烧的程度包括化学不完全燃烧损失 和机械不完全燃烧损失。此外，炉膛负压也直接影响氧含量，进而影响热效率。3.10燃料的发热值燃料的发热值，是指单位质量或体积的燃料完全燃烧所放出的热量， 单位KJ/Kg或KJ/Nm3o分为高发热值和低发热值，高发热值是指燃烧产物 中的水呈液态时放岀的热量，低发热值是指燃烧产物中的水呈汽态时放出 的热量。高低发热值之差为水的汽化潜热。因为烟*排入大*时，水都为蒸汽状态，所以都采用“低发热值”。*体燃料的热值常用INn? （0C、1标准大*压下*体

35、的体积）的燃料 完全燃烧所放出的热量来表示。计算公式：Q,= E（qY,）式中QL燃料*的低发热值，KJ/ Nm3 ;qL单一*体的低发热值，KJ/ Nm3 ;Y,单一*体的体积百分率V%,如H：占20%,则Y, = 0.2 o表3单一衬体燃料的密度、发热值、理论空*量V。:低发热值G系数（计算烟杠量）粉体名称 分子式密度Kg/ Nm5理论 空*量 NY 空 */Nm3体积热值KJ/ Nm3质量热值KJ/Kg质量热值Kcal/Kgab氢*H H2 20. 08982. 38107401196402862209硫化氢H H2 2S S1. 53927. 112338015190363400. 5

36、3一氧化碳coco1. 25012. 38126401011021191.570甲烷CHCH4 40. 71629. 523571049860119282. 752. 25乙烷C2H6C2H61. 342316. 666358047366113322. 931.8乙烯C2H4C2H41. 252311. 285947047488113613. 141.29乙块c c2 2H H2 21. 162311.95645048567116193. 390. 69丙烷CsHsCsHs1. 968523.891030462431106331.64-19-19 丙烯C3H61.878522. 4286410

37、45999110053. 141.29丁烷C4HO2. 594630. 9111841045637109183. 031.55丁烯C C4 4H H8 82. 50462& 5611371045400108613. 141.29戊烷C C5 5H H12123. 220838. 0814578045262108283. 061.5戊烯C C5 5HH0 03. 130835.713837044196105733. 141.29注：理论空細量 Nn?空*/Nn?转化为 Kg/Kg,如氢* = 2. 38 *1. 293/0. 0898 Kg/Kg3.11炉管表面热强度单位时间内炉管表面积传递的热

38、量，称为炉管表而热强度，单位W/m：。 炉管表而热强度越大，相同表面积的传热量就越大，也是加热炉的重要工 艺指标之一。因此大多希望炉管具有较高的热强度，但在较高的热强度下 操作，炉管烧坏的可能性大。限制炉管热强度提高的因素有：炉管材质、管内介质结焦限度、炉膛 内传热的不均匀性。改善炉管热强度的途径：（1）增加双而辐射炉管或改成双而受辐射炉 管；（2）增加辐射墙（如炉顶辐射锥）；（3）增加辅助火嘴；（4）操作上尽 量做到多火嘴、短火焰、齐火苗。3.12管内流速管内流速越低，边界层流越厚，传热系数越小，管壁温度越高，介质 停留时间越长，其结果是介质易结焦、炉管易损坏；但流速过高，管内压 力降增大，

39、增加了管路动力消耗。管内流速一般用质量流速，Kg/m： so管内流速G = W /nF式中W管内介质流量，Kg/sn管程数；F -单根炉管截而积，m2表4、管内冷*流速和结垢热阻选用表。管式炉名称冷水水流速Kg/m2 s结垢热阻m2C/w常压蒸谓炉100015000. 0005减压蒸镭炉10001500 （*化前）0. 00070. 0012催化裂化炉100015000. 0005-20-20-焦化炉120018000. 00070. 0012催化重整炉90 2000. 00026预加氢炉2505000. 000260. 00052减粘加热炉140020000. 00070. 0012加氢精制

40、炉2505000. 000170. 00034脱蜡林炉120015000. 00034丙烷脱沥青炉120015000. 00034氧化沥青炉120015000. 00070. 0012酚精制炉120015000. 00034糠醛精制炉120018000. 00070. 0008注：减压蒸馅炉出口炉管应按等温*化的要求扩径，并且其流速不得 超过临界流速的80% o四、加热炉操作要求 连续重整装置4.1主要控制指标表5、圆筒炉主要控制指标项目单位预加氢反应加热 炉 F-1101蒸发塔塔底加热 炉 F-1102脱戊烷塔塔底加 热炉F-1205炉出口温度C260-330220-260200-230炉膛

41、最高温度CW850W750W750排烟温度C110-160110-160110-160烟林氧含量%1. 0-2. 51. 0 2. 51.0 2.5炉膛负压Pa-10 -40-10 -40-10-40热效率%292三92392表6、四合一炉主要控制指标项目单位重整反应加热 炉 F-1201重整反应加热 炉 F-1202重整反应加热 炉 F-1203重整反应加 热炉F-1204炉出口温度C460-549460-549460-549460-549炉膛最高温度CW750W750750W750排烟温度C110-160110-160110-160110-160烟材氧含量%1. 0-2. 51. 0 2.

42、 51. 0 2. 51.0 2.5炉膛负压Pa-10-40一0 -40一0 _4o-10 -40热效率%292292$92$92-21-21-4.2进料温度控制预加氢反应加热炉进料，经与进料换热器E-1101换热，因此其进料温 度取决于预加氢进料量的大小和与换热器换热后的温度。要及时调整，以 保证各路分支换热温差不得超过3Co蒸发塔塔底加热炉进料温度直接取决于蒸发塔塔底温度，保证各分支 进料量稳定和蒸发塔塔底温度稳定。脱戊烷塔塔底加热炉进料温度直接取决于脱戊烷塔塔底温度，保证各 分支进料量稳定和脱戊烷塔塔底温度稳定。重整反应进料加热炉进料先与进料换热器换热，后进入加热炉，或从 上一反应器岀至

43、加热炉，因此其进料温度取决于重整反应进料与换热器换 热后的温度，稳定重整进料量、各加热炉出口温度，避免影响其后面加热 炉出口温度。4.3炉出口温度和分支出口温度控制（1）炉出口温度波动将导致整个装置操作波动，正常生产中要严格控制 炉出口温度波动范围在2C以内，各分支出口温度波动范围在2C以内。 如遇系统波动时要及时调节，炉出口温度波动范围不超过4C,各路分支 出口温度波动范围在5C以内。（2）通过调整“三门一板”，严格控制炉膛负压和烟*氧含量，使炉内火 焰燃烧良好。（3）根据炉子负荷大小决定点燃的火嘴数量，火焰高度不大于炉膛高度 的三分之二，炉膛各部受热要均匀。（4）尽可能调整瓦斯压力稳定。（

44、5）进料量、进料温度或性质变化时，可根据情况提前12min调节。（6）调节好引风机和鼓风机转速，保证供风量及温度稳定。不要随意调 整火嘴风门和烟道挡板，即便调节时幅度要小。（7）切换火嘴时，要间隔对换火嘴，不可集中在一个方向对换。切换的-22-22 - - 方法是：先将原火焰缩短，开启切换火嘴的阀门，待切换火嘴点燃后，再 关闭原火嘴的阀门。（8）火嘴要定期检修。4.4炉膛温度控制明确要求：炉膛中同一截面内的各点温度控制要均匀，其温差不得超 出30C。如果出现超出30C范围，内操要及时通知外操现场调整火焰大小, 最终使炉膛同一水平面各点温度均匀。实际运行中，要重点做到以下几点：-是进料量和进料温

45、度的变化对炉膛温度影响较大。当进料量大或进 料温度较低时，炉膛温度升高，此时应该及时降低高压瓦斯入炉压力。二是遇有瓦斯压力波动或组成变化大时，要及时改手动操作，并且瓦 斯入炉调节阀要有调节余地。三是火焰燃烧变化时，要及时调节火焰燃烧正常。炉膛温度不均匀如何调整?（1）要使炉膛温度均匀，首先应保证各路进料量一致。（2）各路燃烧器个数应该一致，并调节好各路燃烧器火焰。（3）经常检查校验各路热电偶指示是否正确。4.5排烟温度控制排烟温度升高，加热炉热效率降低；排烟温度过低，会加剧烟*的露 点腐蚀，因此正常生产中在热管预热器未失效前提下，根据季节*温变化 调整排烟温度在110160C指标内。圆筒炉排烟

46、温度调整：一是调整入炉空*旁通阀HIC140873和鼓风机入口阀HIC140871的开 度。旁通阀HIC140873属于预热器空*侧的副线，正常情况下应关闭；而 入口阀HIC140871主要用于调节冷空*入“鼓风机”的温度，以减少冷端 的低温腐蚀，因此该旁通阀可以调节排烟温度。二是通过调整引风机入口蝶阀开度HIC140872,实现炉膛负压调节，可 以很敏感地调节排烟温度一一关小该蝶阀，炉膛负压值减小，排烟温度很 快降低（原因是烟*流量减小）。三是烟道挡板开度越小，炉膛负压值越小，排烟温度降低。四是调节引风机或鼓风机转速。四合一炉排烟温度调整：一是调节引风机转速一一引风机转速越小，烟*量减少，排

47、烟温度也 会降低。二是烟道挡板开度越小，炉膛负压值越小，排烟温度降低。4.6过剩空*系数（氧含量）控制加热炉状况、燃料类型和组成等都影响过剩空*系数a ,所以不可能 为所有加热炉推荐一个目标值，为此只根据氧含量来控制燃烧还有缺陷， 应在辐射室拱顶处同时监测氧含量和CO含量。烟*氧含量反映过剩空*系数大小和完全燃烧的程度。一般来说，氧 含量高则过剩空*系数高，热效率低；氧含量低燃烧不完全，会出现冒黑 烟现象，长时间缺氧容易引起闪爆。最高效率点CO含量一般认为在100150PPm左右。考虑到炉子工况经 常变化，烟*氧含量一般控制在12. 5%范围内，最终要求过剩空*系数 Wl. 15o圆筒炉调节风

48、门或鼓风机、引风机入口蝶阀或转速实现，四合一炉调 节引风机入口蝶阀HIC140891实现。4.7炉膛负压控制炉膛负压，是指炉内压力与同标高处炉外大*压之差。负压大小反映 炉膛抽力的大小。控制负压是为了提供火嘴足够的压力差，使之得到足够 的空*,继而进入加热炉的过剩空*量最小，这有助于提高热效率。炉膛负压过大，将导致空*大量进入炉内，过剩空*系数增大，热量-24-24- - 损失大，导致炉效率降低，同时也会引起炉管氧化剥皮。但若炉膛负压过 小，抽力不足，炉膛岀现正压，空*入炉困难并且烟*不能及时排出，严 重时引起回火甚至炉膛爆炸。炉膛负压值是炉内烟*压力最高点一一炉膛拱顶部位的压力。要求辐 射室

49、拱顶部位负压目标值在T0 -40Pa之间，亦即-2 -4mmH20o圆筒炉炉膛负压调整：一是通过调整引风机入口蝶阀开度，实现炉膛负压调节，可以很敏感 地调节排烟温度一一关小该蝶阀，炉膛负压值减小。二是烟道挡板开度越小，炉膛负压值越小。四合一炉炉膛负压调整：一是通过调整引风机转速一一引风机转速越小，炉膛负压值减小。55二是烟道挡板开度越小，炉膛负压值越小。具有引风机、鼓风机、空*预热器的加热炉典型压力曲线，如下图60 该图可以直观反映炉膛负压变化：56穿过正负压线，说明由正压到负 压的突变；67压力升高，代表辐射室烟囱效应；78对流段斜率变 化；910空*预热器斜率变化。-25-25 - -图6

50、、有鼓风机、引风机、空林预热器的典型炉子压力变化曲线图4.8火焰燃烧状况调节，最终达到的标准（1）炉膛内各点温度均匀，炉膛明亮，烟囱排烟呈无色或淡蓝色，烟 囱不冒黑烟。（2）多火嘴，短火焰，齐火苗，火焰强劲有力，火焰不扑炉管。（3）烧“燃料*”火焰呈黄白色，烧“高压瓦斯”呈蓝白色，烧“低 压瓦斯”呈黄色。（4）根据炉子负荷大小决定点燃的火嘴数量，火焰高度适当（圆筒炉不能 大于炉膛高度的2/3,不能短于炉膛高度的l/4）o4.9通过排烟情况，判断燃烧是否正常（1）正常情况下，加热炉烟囱排烟呈无色或淡蓝色；（2）间断冒小股黑烟，其原因是：加热炉负荷过大，则适当降低加热炉负荷。（3）冒大量黑烟，其原

51、因是： 燃料突增或仪表失灵，来不及完全燃烧而冒黑烟。 炉管严重烧穿，按紧急停工处理。（4）冒灰色烟，其原因是瓦斯压力增大；（5）冒黄烟，说明燃烧不完全，时着时灭，此时应平稳燃料压力。4.10点火和升温4. 10. 1点火前重点检查确认（1）燃料*系统吹扫干净，*密试验合格，“阻火器滤网”己清理或更换。-26-26 - -（2）进装置阀门己加装盲板，且处于“盲位”。（3）看火孔、点火孔、看火门、风门、防爆门等关闭完好。（4）燃料*各火嘴一二次手阀关闭，连接软管己拆下。（5）确认长明灯线不受“压控阀”控制。（6）烟道挡板、风道挡板、引风机和鼓风机入口蝶阀开关灵活，方向正确。（7）可燃*体报警仪测试

52、合格。4. 10.2置换空*,燃料*测氧，要求燃料*中的氧含量1.0%为合格。4. 10. 3炉膛蒸汽吹扫：（1）向炉膛吹扫蒸汽不少于15分钟，烟囱顶部见汽5分钟以上。（2）吹扫结束的10分钟内，必须对炉膛内可燃*体采样分析。安全提示：如果炉膛衬里采用了陶纤炉衬，不允许长时间使用大量蒸汽吹扫。4. 10.4炉膛内可燃*体分析：（1）化验人员采用专用爆炸性*体分析仪进行分析，操作人员采用便携 式可燃*体分析仪。采样器自采样孔插入深度应不低于500mm。（2）吹扫结束的10分钟内，必须对“炉膛内可燃*体”采样分析。（3）从开始采样，到分析结束并下达分析单到装置的时间，应在30分钟 内完成。（4）炉

53、膛内可燃*体含量小于0.2 V%为合格，方可进行点火操作。（5）可燃*体采样分析合格15分钟内必须完成点火。超过15分钟必须 重新采样分析。（6）若5秒钟内点火不成功，严禁二次直接点火，必须按规定吹扫炉膛, 重新进行可燃*体采样分析，分析合格后，在规定的时间内重新点火。4. 10.5长明灯点火：（1）点火前，必须由专业人员用“加长管便携式可燃*体分析仪”进行 监测和复查。（2）火嘴二次风门开度在1525%,烟道挡板开25% （四分之一），自 然通风口稍开。（3）软管连接的长明灯火嘴，点火前拿出炉外，点燃后再送入炉膛。（4）固定式长明灯点火，借助点燃的点火棒，通过点火孔伸入炉膛内， 对准长明灯头

54、。另一人在看火窗确认点火棒己点着后，缓慢打开该火嘴长 明灯一、二次阀。（5）每个长明灯应在5秒内点燃。若5秒钟内点火不成功，严禁二次直 接点火，必须按规定吹扫炉膛，重新进行爆炸性*体采样分析，分析合格 后，在规定的时间内进行重新点火。（6）要求点着的长明灯稳定燃烧15分钟以上，以证实其稳定性。安全提示：每个长明灯要求在5秒内点燃，并稳定燃烧15分钟。4. 10.6点燃料*主火嘴：长明灯点燃后，再点该火嘴的主燃料*。此时己有长明灯在燃烧，如 果5秒钟内该主火嘴没有点燃，要立即关闭该火嘴手阀，不需再向炉膛吹 扫蒸汽，但要等5分钟再点火。表6、点火时间记录时间/数据记录关键点火步骤常压炉F101减压

55、炉F701瓦斯或天然衬中的氧含量，V%炉膛给蒸汽吹扫结束时间月H 时分月 日时分炉膛内可燃*水体釆样时间月H 时分月日时分炉膛内可燃衬体含量，V%便携式可燃桂体分析仪数值，V%长明灯点火时间月 日时分月日时分4. 10. 6增点或切换火嘴（1）禁止同时点燃两个以上火嘴。（2）禁止用相邻火嘴点燃另一个火嘴！（3）需要增点多个火嘴时，要求熄灭一个，增点一个，不能多个火嘴同 时熄灭后再增点多个火嘴。（4）切换火嘴时，要间隔对换火嘴，不可集中在一个方向对换。切换的方法是：先将原火焰缩短，开启切换火嘴的阀门，待切换火嘴点燃 后，再关闭原火嘴的阀门。（5）如果炉膛采用陶纤炉衬，不允许使用大量蒸汽对炉膛进行

56、吹扫，可 用氮*或空*通风。（6）点火必须在爆炸性*体分析合格后15分钟内，否则必须重新分析， 直至合格。（7）必须按照对称均匀分布的顺序点火嘴，闲置火嘴定期切换。4.11紧急停炉操作要点加热炉快速熄火降温的处理原则： 若加热炉没有问题，则炉膛熄火降温时，要保留长明灯。 若是炉管严重破裂、瓦斯大量泄漏、炉膛闪爆等事故，要全部熄火，不留明火。（1）若加热炉没有问题，立即熄火降温，保留长明灯,操作要点如下：I 一快速关闭各加热炉瓦斯调节阀；I 一快速开大各加热炉烟道挡板；P 现场关闭加热炉瓦斯火嘴手阀，但长明灯正常燃烧。P 一调整保留的长明灯大小，控制炉膛温度在200300Co:I 一引风机和鼓风

57、机保持低速运转，确保炉膛内有一定负压。（2）若是加热炉问题，则要熄灭全部明火，打开炉膛吹扫蒸汽,操作要 点：I 一快速关闭各加热炉瓦斯调节阀；I 一快速全开各加热炉烟道挡板；P现场关闭加热炉火嘴及长明灯瓦斯手阀；一熄火后，向炉膛吹入大量蒸汽不少于15分钟，烟囱顶部见汽5分钟以上。P 一停运引风机和鼓风机。-29-29 - -（3）视具体情况，确定是否切断原*进装置，炉管内介质是否蒸汽吹扫。4.12工艺自保联锁说明4. 12. 1预加氢反应加热炉F1101自保联锁说明：（1）主燃料*低压联锁：当瓦斯入炉压力PTU0301. PS110302A.BW0. IMPa时（三取二），主燃料*切断阀UV1

58、10301A报警，用手动停炉按钮关 燃料*阀 UV110301Ao（2）长明灯低压联锁：当瓦斯长明灯入炉压力PT110303.PSU0304A. B W0. 05MPa时（三取二），长明灯切断阀UV110301A. B报警，用手动停炉按钮 关燃料*阀UV110301A、长明灯阀UV110301B。（3）循环氢入口流量低限联锁：当预加氢循环氢入口流量FT110202A.B W4150NM/H （二取二）时，主燃料*切断阀UV110301A关闭。4. 12. 2蒸发塔塔底加热炉F1102自保联锁说明：（1）主燃料*低压联锁：当瓦斯入炉压力PT110801. PS110802A.BW0. IMPa时

59、（三取二），主燃料*切断阀UV110801A报警，用手动停炉按钮关 燃料*阀 UVllOSOlAo（2）长明灯低压联锁：当瓦斯长明灯入炉压力PT110803.PS110804A. B W0. 05MPa时（三取二），长明灯切断阀UV110801A. B报警，用手动停炉按钮 关燃料*阀UV110801A、长明灯阀UVllOSOlBo（3）入口流量低限联锁：当F-U02入口四路流量FT110602A.B.C.DW 21974Kg/H （四取二）时，主燃料*切断阀UV110801A报警，用手动停炉按 钮关燃料*阀UVllOSOlAo4. 12. 3脱戊烷塔底加热炉F1205自保联锁说明：（1）主燃料

60、*低压联锁：当瓦斯入炉压力PT121701. PS121702A.BW0. IMPa时（三取二），主燃料*切断阀UV121701A报警，用手动停炉按钮关 燃料*阀 UV121701Ao（2）长明灯低压联锁：当瓦斯长明灯入炉压力PT121703.PS121704A. B W-30-30- 0. 05MPa时（三取二），长明灯切断阀UV121701A. B报警，用手动停炉按钮 关燃料*阀UV121701A、长明灯阀UV121701Bo（3）入口流量低限联锁：当F-1205入口四路流量FT121301A.BW 16472Kg/H （二取一）时，主燃料*切断阀CT121701A报警，用手动停炉按 钮关