延迟焦化装置主要设备及操作管理

1、第四章延迟焦化装置主要设备及操作管理延迟焦化装置主要设备有分馏塔、焦炭塔、加热炉、气压机、汽轮机等。由于其功能作用不同，因此在结构及使用方面有着自身的特点。加热炉炉的作用、构造（1）加热炉的作用加热炉是延迟焦化装置的重要设备，它在在整个装置的总投资中占着很大的比例。它的作用是将油品加热，使油品在焦炭塔里进行反应有足够的热量。为满足生产的需要，由于延迟焦化工艺条件的特殊，对加热炉有苛刻的要求：热传递速度快；高的原料油流速或者油品在炉管内停留时间短；压力降小；炉膛的热分配合理，表面热强度均匀等。（2）热量的传递加热炉的热量来源是燃料的燃烧，燃料一般用燃料气（瓦斯）或重质油（焦化原料渣油）。当燃料在

2、炉膛里燃烧时，产生1100以上的高温烟气。高温烟气用辐射传热方式将大量的热量传递给辐射室的炉管，被油品带走。炉墙吸收的热量，除少数被散热损失外，由于温度高也以辐射方式传递给炉管。炉膛里的传热方式，90%以上为辐射传热，所以叫辐射室。烟气在辐射室内给出热量以后，温度降到约700950,借助烟囱的抽力，继续上升到对流室。在对流室里，炉管是采用紧密的交叉排列，管内物料与管外烟气换热，烟气是以强制对流方式将热量传递给对流炉管内的油品的。烟气经过辐射、对流、过热蒸汽及注水预热炉管，然后约在200250c通过烟道烟囱排入空中。这么高温度的烟气排空，要带走大量的热量，烟气的温度越高，带走的热量就越多，加热炉

3、的热效率就越低。所以，如何减少热损失，提高加热炉的效率，对于炉型选用和设计、生产操作与管理都应该引起重视。（3）加热炉的构造炼油厂的加热炉型式很多，结构也不一样。但是，一个完整的加热炉，不管形式如何，大致都由以下部分组成。辐射室辐射室也称为炉膛，这是燃料燃烧和辐射放热（或油品吸热）的地方，辐射室排列着供油品加热用的炉管，炉管的编号顺序一般都是人下向上编排，即最下面的一根为第一根。炉管两端由管板和固定吊挂支撑，管板、吊挂因炉型结构不同而不同。对流室对流室也称对流段，是高温烟气对流放热（或油品吸热）的地方。立式炉和无焰炉都把对流室放在辐射室的顶上，对流室排列着供油品加热的对流炉管，对热蒸汽管和注水

4、预热管，靠各式管板固定在对流室内。炉体从外表看，对流定比辐射室体积小得多。但是，内部排列着密密麻麻的炉管，目的是强化对流传热，降低烟气温度，提高炉的热效率。燃烧器燃烧器也称火嘴，是加热炉提供热量的部件，各种气体（或液体）燃料通过各式火嘴来燃烧发热。火嘴是根据炉型、燃料种类和每个火嘴提供热量的多少而选择的。如图4-1-1图4-1-3所示。烟道及烟囱烟道和烟囱是加热炉烟气集合和排放的地方，立式炉和无陷炉的烟道烟囱均放在对流室的上面。烟囱的粗细和高度是根据烟气量和烟气阻力来设计的。弯头及弯头箱每根炉管之间是靠弯头连结的，目的为了换管和检修方便。根据炉管尺寸、材质、流向以及生产条件选择合适的弯头型号规

5、格，一般焦化加热炉的辐射炉管回弯头是25级的，材质是铬钼合金，如图4-1-4所示。回弯头系列中按压力分为25Mpa、65Mpa、100Mpa三种通径有60、89、102、114、127、152、219mm七种，壳体材质有ZG25、30CrMoA、Cr2Mo、Cr5Mo四种。回弯头的代号表示方法为：级数转向（90或180）通径管心距侧管规格。如：251800127215，即是25级、180转向、通径127mm、管心距215mm。又如65900102,即是65级、90转向、通径102mm的回弯头。90异径变头表示方法为25900152/127，180焊接弯头表示方法为251800102203（焊）

6、。四联弯头表示为250必102172（四联）.回弯头的选用是根据加热炉的操作温度、压力等级标准而定。回弯头压力、温度等级如表4-1-1所示。弯头箱是弯头集中的长方箱,立式炉辐射弯头箱在两侧,无焰炉弯头箱在中间。目的为了检修拆卸弯头方便。炉墙和钢架钢架固定在基础上,构成炉体的主要框架,炉体的一切重量完全通过钢架支撑在基础上,除炉管外钢架是加热炉耗钢较多部分,所以,合理选择炉型是节约投资的关键。炉墙是用耐火保温材料（砖）砌挂在钢架上的,它有保温密封的作用。加热炉的热量损失大小与炉墙的砌筑质量关系很大。一般要求炉墙严密保温性能好，热损失不大于5%左右为佳。表4-1-1回弯头压力、温度等级公称压力Py

7、回弯头和堵头材质压紧螺栓支承架的材质介质工作温度/4125550操作压力/Mpa2.5ZG2535Cr2.52.01.430CrMoACr2MoCr5Mo30CrMoA3.52.53.83.82.52.51.61.66.5ZG2535Cr6.55.03.530CrMoACr2MoCr5Mo30CrMoA6.55.07.07.04.05.55.54.04.02.82.810.0Cr2MoCr5Mo30CrMoA10.010.08.08.06.06.04.04.0辅助设备加热炉除上述主要组成部分外,还有确保安全以及借供操作检修方便的一些辅助设备。如防爆孔、看火孔、爬梯、平台、烟道挡板及调节手柄等。

8、（2）立式管式加热炉立式管式加热炉是焦化装置用的较多的一种炉型,结构如图4-1-5所示。立式炉的炉膛为长方形,辐射炉管排列在靠近炉墙的两侧,火嘴等到距离的分布在炉底中心线的两侧,为了提高辐射能力及避免两侧火焰互相干扰,还在炉底中心线上（即两排火嘴之间），用耐火砖砌有一道高约1.31.5m的花墙。从图4-1-5看出,物料在立式炉辐射室的流向,都是上进下出,然后集合在一起去焦炭塔。从外表看,这种流程不必要,既耗费钢材,又消耗动力。但是,仔细分析一下却不然。从炉膛燃烧热量分配角度看,立式炉火嘴虽在下面,但高温烟气却在上面大量伟热,下面是以辐射炉墙传热为主。换句话说,就是辐射室的上部热量大,下部热量少

9、。从热传递的道理讲,是希望温度较低的油品首先在高温区吸热较好。由于温度差（热传递的推动力大）,在相同流量和时间内油品所获得的热量就多,热利用也就好。据上述分析可知,这种流程的好处是：上进下出的流向可以保证油品在单位时间里取得最多的热量，满足焦化工艺过程中对加热炉传递速度的要求。上进下出的流向，可以保证油品在高速状态下经过临界反应区，单吸热而少发生反应，避免加热炉出口几根炉管和转油线结焦。生产实践证明，第七根至炉出口到转油线这一段结焦很薄，有时还不结焦。立式炉设计在我国已系列化，根据热负荷的大小有800、1000、1200GJ/h等多种，由于立式炉具有供热能力大，操作方便，容易调节，金属耗量少，

10、占地面积小，投资少等优点，发展很快，应用较广。立式炉设计参数如表4-1-2所示。（3）无焰板式燃烧炉（无焰炉）无焰板式燃烧炉（无焰炉）如图4-1-6所示。由图4-1-6可知，火嘴排在两边构成炉墙，气体燃料通过喷嘴在26400个小孔里燃烧，形成极短的火焰，把火嘴砖加热烧红，从而炉墙就成了两个均匀的发热面，达到理想的传热效果。我国第一座大型无焰炉是1964年在大庆石油化工总厂建设投产，其他炼油厂也相继建成和投产。实践证明，无焰炉结构简单、省钢材、占地面积小、效率高、无噪音、操作方便、调节灵活。立式管式加热炉及无焰炉的炉管排列及油品流向，各套装置不一样，见图4-1-7至图4-1-9。但总的指导思想都

11、是从传热、热分配均匀、增加炉管表面热强度、减少结焦角度出发。表4-1-2立式炉原设计参数表序号12名称辐射对流注水过热辐射对流注水过热蒸汽蒸汽介质渣油渣油软化水蒸汽渣油渣油软化水蒸汽进口温度/390/5230/1060/25120/2390/25230/1090/28150/10出口压力510/5370/4250/25220/2510/5370/4250/25220/10/Mpa00060*4000060*60炉管尺寸（外102*10102*10*11480102*8127*10127*8*11480127*8径*壁厚*有效*11480*11480*11480*11480*11480*1148

12、0长度）/mm76152112107296568炉管数/根33044012036炉管面积/近Cr5Mo10号10号10号Cr5Mo10号10号10号炉管材质加热炉公称能6694460777力/(MJ/h)效率/%77.2炉膛温度/880冷油流速1.531.1/(m/s)烟囱（内径*01650*1590高)/mm4.1.2加热炉的操作4.1.2.1烘炉凡是新建加热炉或炉膛经过大修、翻新、改造的，在开工前都要进行烘炉。（1）烘炉的目的烘炉的目的是为了缓慢除去炉墙砌筑过程中积存的水分，并使耐火胶泥得到充分烧结。否则这些水分不去掉，开工时炉温上升很快，水分要急剧蒸发汽化，会造成砖缝膨胀裂纹，耐火胶泥脱

13、落，甚至于炉墙倒塌。（2）烘炉的操作事先应当做好烘炉的准备，对炉体应做全面的检查，包括：对施工质量进行验收；检查炉墙砌筑（砖缝、烟道、膨胀缝）情况；检查炉墙及保护层的质量如何；检查炉管、回弯头、堵头、顶丝、花板、吊板、防爆门、看火孔及火嘴安装情况；准备好燃料油或瓦斯的供应工作；准备好点火工具及消防安全器材；炉管及管线贯通完毕。完成以上几项工作后，然后按烘炉升温曲线一步步地进行。烘炉升温曲线如图4-1-10所示。烘炉过程中要严格执行升温曲线，防止超温超压，要严格控制每个阶段的升温和降温速度，在降温过程中要作好焖炉，烘炉结束后要认真检查耐火胶泥有无裂纹、脱落，炉管管架有无变形，基础是否下沉等。点火

14、加热炉的点火是开炉生产的第一步，点火前后准备工作很重要。（1）准备工作关好人孔、防爆门、回弯头箱门，根据平常开炉经验和季节气候变化调好烟道挡板，约开一半为宜。引瓦斯赶空气，采样分析含氧量小于1%,否则点火易回火，甚至爆炸伤人，损坏设备。如果用燃料油，可事先加热至8090左右，脱干净水，并启动燃料油泵循环，在寒冷的北方要特别注意燃料油的伴热线保持畅通。炉管通汽扫净，准备进油。（2）点火方法加热炉点火不同于平时点火那么简单，要遵守一定的操作方法和点火步骤：向炉膛吹蒸汽赶瓦斯向炉膛吹蒸汽赶瓦斯先要严格检查炉前瓦斯总阀门是否关严，把各火嘴的瓦斯阀门也关死，打开炉膛两边的来火蒸汽阀门，向炉膛大量吹汽，把

15、炉膛内残留或因阀门不关串进来的瓦斯全部赶走。这样，不易因空气和瓦斯混合达到爆炸极限而遇火发生爆炸。炉膛吹汽赶瓦斯是否干净，应当采样分析或者以烟囱冒汽为准，吹汽时间长短应根据具体情况而定，一般约1015min。点瓦斯火嘴点瓦斯火嘴时应稍开二次风门，把用柴油浸透的棉纱缠成点火棒点着，由点火孔送入火嘴前，缓慢开火嘴瓦斯的小阀门，看到着火后，再开大瓦斯阀，取出点火棒，关好点火孔门，然后适当调节瓦斯、风门。点油火嘴点油火嘴时应稍开二次风门，放净雾化蒸汽中的凝结水，再慢开油阀、蒸汽阀，使燃料油雾化喷出，迅速把点火棒点着送到火嘴前，从看火也前看到点着后再适当调节油、汽配比。油火嘴一般比瓦斯火嘴难点，有时几次

16、点不着，或点着冒大火等。其原因可能有：刚开炉时，炉膛温度低，特别是寒冷的北方冬季开炉时更突出；燃料油带水或油温太低黏度大，雾化不好；油和蒸汽的配比不当，给汽过大易来，给汽太小又容易喷油冒大火。所以，开炉点火时，一般是先点瓦斯嘴（指有燃料气的地方），等炉膛温度上升时，再来瓦斯火点油火。点火应注意安全无论点什么火嘴，点火操作时人不能面对火嘴，要侧着身子，以免回火伤人。点火顺序立式炉和无焰炉的火嘴数量都很多，而且根据加热炉的升温速度也不能一下全点着。所以，在逐渐升温增加火嘴的时候，要两边一样多，先点两头后中间，对称交错点火为宜，目的是为了保证从开工点火起，不要因炉管或部件受热不均而影响使用寿命。正常

17、操作及调节加热炉进料流量和出口温度是延迟焦化的重要工艺指标，它直接影响到整个装置的产品质量、产率、处理能力和开工周期。所以，要想实现装置长周期安全平稳生产，必须保证加热炉进料量和出口温度的平稳。加热炉的进料量和进料温度是靠进料油泵出口压力和分馏塔底的温度平稳来保证的；靠操作人员的高度责任心，严格的岗位责任制和过硬的基本功来实现的。为此必须做到燃料正常燃烧，加强检查和及时细心调节。（1）燃料的正常燃烧燃料燃烧的好和坏，给人的直观感觉是火焰。火焰是燃料正常燃烧的标志火焰好是正常燃烧的标志。但是，正常燃烧并不完全等于火焰好，要想达到火焰好，在正常燃烧的基础上还要做很大努力才能实现。（2）火焰好坏的判

18、断方法火焰好坏的判断是：燃烧完全，炉膛明亮清晰，炉墙炉管表面没有显著明暗阴影；瓦斯火陷呈蓝白色，油火焰呈淡黄色；火焰高度一致，不干扰、不偏斜，不打圈、不扑炉管，做到多嘴、短焰、齐火苗；烟囱冒烟无色或淡蓝色。（3）正常燃烧的影响因素燃料性质的变化。随着燃料油馏分的轻重或燃料气的贫富组成的变化，都会影响燃料燃烧发热量，从而影响炉温的波动；燃料压力变化。燃料压力的变化说明进炉的燃料量发生变化，对同一燃料热值而言，发热量就要变化，也引起炉温波动。燃料中的杂质及是否带水。如果燃料油带水会使火焰冒火星、喘息，甚至熄火，同时因水发生汽化而吸热，火焰温度降低，燃烧速度下降；如果燃料气带油，由于油的汽化燃烧也造

19、成火焰不好，同时在相同的喷嘴孔径情况下，油进入炉膛容易使炉内满膛大火，严惩时将影响安全生产。燃料和空气的混合。立式炉无论烧油还是烧瓦斯，均需适量的雾化蒸汽，使瓦斯与空气混合良好。配汽量过小雾化不好，火焰尖端发软发飘无力，呈暗红或黄色，燃烧不完全；配汽量过大，火焰发白，短小有力，容易灭火，浪费燃料和蒸汽。无焰炉烧的是高压瓦斯，故不用配汽，靠瓦斯的高速喷射携带空气达到混合的目的。入炉空气量的变化。燃料燃烧的三要素之一是氧气充足，氧气用量平时是以入炉空气量来衡量的。入炉空气量太小，燃烧不完全，炉膛发暗，火焰发红；入炉空气量过大，炉膛虽呈淡黄色，但火焰上烟气乱窜，炉管氧化脱皮厉害。入炉空气量是通过几门

20、和烟道貌岸然挡板开度大小来调节的。除此之外，还受外界气温风力大小变化的影响，炉漏风更为明显。调节方法与主要工艺指标的分析（1）加热炉进料量和炉子出口温度的关系在正常操作的情况下，应当保持进料量平衡。进料量大小与处理量高低有关，大幅度的提量或降量，除特殊情况外是不允许的。如果想控制循环比不变，分馏塔底温度由于焦炭塔的预热和切换等操作可能发生变化，这时若要保证炉出口温度平衡，除了搞好正常燃烧外，必须适当暂时的降一点进料量。否则就会出现炉出口温度烧不上去，火焰加大，炉膛温度升高等不良倾向。如果想保持进料量和炉出口温度不变，只有用改变循环比的办法，保证分馏塔底温度不变来达到。（2）炉膛温度和炉出口温度

21、的关系炉膛温度一般指烟气离开辐射室的温度，也叫火墙温度。燃料燃烧产生的热量，在炉膛内是通过传导、辐射和对流三种方式传给炉管内油品，其中辐射热量占90%左右，传热量的大小与炉膛温度和管壁温度有关。辐射室传热公式为Q=19.623必人辐（T/100）4-（0/100）4+4.187hA辐（T-0）kJ/h式中Q辐射室总传热量，kJ/h；辐必一一系数，与炉型、火焰情况、炉管排列等有关；A辐辐射室炉管外表面，mT炉膛膛浓度，K;0炉管温度，K;h对流给热系数，kJ/（m2h）。从公式可以看出，在辐射室内辐射传热量大小与炉膛温度四次方和炉管壁温度四次方之差成正比。简单地讲炉膛温度高，辐射室的辐射和对流传

22、热量就大。所以，炉膛温度变化曲线与炉出口温度变化曲线一致。炉膛温度高低，在进料温度和流量不变的情况下，主要由燃料量和火焰调节好坏决定的。有时因调节火焰不当，致使炉膛温度某一点升高或下降，就是这个道理。从数学公式角度看，炉膛温度越高越好。但是，不能无限提高炉膛温度。炉膛温度过高，辐射炉管表面热强度（每平方米炉管表面积每小时所传递的热量）过大，引起管壁温度升高，炉管易于结焦，同时进入对流室烟气的温度也过高，对流炉管也容易变形烧坏。另外由于炉管结焦造成传热系性能（传热系数）大大下降，要达到相同加热炉出口温度有必要使炉膛温度更高，这样形成一个恶性循环，对焦化炉长周期运转十分不利。所以，在延迟焦化装置正

23、常生产中如果炉膛温度上升的快，表明炉管结焦严重，应该引起注意。当然炉管结焦不完全是因为炉膛温度高造成的，还与局部过热、炉管排列、油品流向、原料性质等多种因素有关。加热炉炉膛温度不但是生产的主要指标，也是设计中的重要工艺参数，通常设计人员是根据加热炉热负荷和炉管材质而计算规定的。所以，操作过程中，不能长期超过规定指标。一般焦化立式炉炉膛温度800850左右，无焰炉在750780左右。（3）注水量与炉膛温度的关系焦化加热炉一般采用注水的方法来提高油品在炉管内的流速，缩短停留时间，减少结焦。注水有增加流速、缩短停留时间、减少结焦的好处；但也有增加加热炉负荷、压力降等缺点。注水量的大小与焦化原料性质、

24、处理量、设备负荷有关。所以注水量大小要选择合适，大体为处理量的2%左右。炉膛温度在其他条件不变时，随着注水量的增加而要提高。因为1kg35的水加热到500,需要热量为3347kJ/kg。如果注水量为每小时1500kg，那么需要热量为5020MJ/h,约占有效热负荷的10%。由于不适当提高注水量引起炉膛温度升高也是炉管结焦的一个因素。炉管结焦后，管径变小，油品流速增加，压力降也要增加。在保证进料量不变情况下，注水压力也必须上升。为此，从注水压力上升速度也可以判断炉管结焦程度。在设计规定的加热炉辐射炉管入口压力范围内时，还可以继续生产，当超过压力（或安全阀定压）时，就得停工，或者降辐射进料量，或者

25、降注水量。（4）风门开度与全炉热效率的关系燃料燃烧是燃料中的碳和氢的氧化过程，产生二氧化碳、水，并放出热量。1kg的燃料完全燃烧需用的理论空气量视燃料的组成不同、种类不同，其计算公式也不同。理论计算空气量不能保证完全燃烧，实际上入炉空气量总比理论计算值大一些。二者之比叫做空气过剩系数，常以a表示。a=L实际/L理论式中L实际一一实际入炉空气量（质量），kg空气/kg燃料；L理论一一理论计算的空气量（质量），kg空气/kg燃料。从公式中看到过剩空气系数a有大于1,等于1或者小于1三种情况。在正常的情况下过剩空气系数总是大于1的，但过剩空气系数太大有如下的缺点：进炉空气太多，炉膛、火焰温度下降，炉

26、出口温度烧不上去。烟气量增加，带走热量也增多，降低了全炉热效率，又浪费了燃料。炉管容易氧化脱皮、管子损失加快。空气是由火嘴的一、二次风门进入的,进入量的多少,是由炉膛负压（或烟道挡板开度）及风门开度的大小决定的。由此可见,风门和烟道挡板开度与加热炉热效率有关,操作中不能随便调节风门,特别是烟道挡板更不能乱调乱动,应该看准再调。加热炉炉管的烧焦炉管结焦的判断炉管结焦的判断方法是凭实际操作经验和查仪表的记录指示。具体情况如下：炉管的局部结焦可以从炉管表面颜色不一样来判断。结焦的地方,由于焦炭、盐垢的传热系数小,而使炉管表面温度高,颜色发暗红色,或者有一些灰暗的斑痕,而其他地方炉管则呈黑色。发现这种

27、局部结焦时,就要注意多观察多检查,把局部结焦的炉管左右火嘴的火焰适当调小,防止继续发展。多数炉管结焦在炉辐射进料量和其他指标不变时,炉膛各点温度逐渐升高,使炉管颜色发暗红、阻力降增加,注水压力上升；或者炉膛温度升高,炉辐射出口温度步去,焦炭塔顶温度下降、焦炭质量不合格。如果温度反应不灵,证明温度控制热偶保护套管结焦严重。出现这种大量严重结焦时,就应该停工烧焦。若还要坚持生产,那就应该降量,增加循环比,认真参考其他各点的温度（25根炉管温度,焦炭塔底的温度）、焦炭质量来控制加热炉出口温度。空气蒸汽烧焦的原理炉管内的结焦（焦炭和盐垢）,在高温下和空气接触燃烧,利用蒸汽控制烧焦的速度并带走多余的热量

28、,防止局部过热、保护炉管。同时,由于空气、蒸汽和燃烧的气体以较高速度在炉管内流动,将崩裂和粉碎的焦粉和盐垢,一同带出炉管。空气蒸汽法清焦的原理流程如图4-1-11所示。烧焦烧焦的准备工作停加热炉，350后熄火，用1Mpa蒸汽吹扫炉管内存油，放掉压力和冷凝水拆卸炉管堵头（预测结焦较厚的几根炉管堵头）,检查焦厚,做好数据记载和分析,为清焦和烧焦作参考。装上仪表,给上堵头,改好烧焦流程,准备好燃料、工业风、蒸汽。炉管正工烧焦前,有时采用热水泡焦冲洗。用热水先冲洗,然后再烧焦有很多优点,既回忆了烧焦速度,又处长了炉管的寿命,就根据具体情况适当选择水冲洗的条件。点火升温准备工作完成后，点火以50/h升温

29、，到炉膛温度时，再以300升温到500左右。在炉膛达到550c以前可以大量吹汽，把脱落崩裂的焦粒带走，防止在通风的时候堵管。在炉膛达到550时，减少吹汽量，少量开始通风。每半小时左右关掉风阀，大量给汽吹扫一次。经反复多次通风吹扫，慢速烧焦、焦粉减少，炉管温度可升高到660，适当开汽通风，加大风量。从储焦场见到盐垢焦块直径不大于7mm以上时，说明风量较大，烧焦速度太快,容易堵管,应减少风量。经过中速烧焦，炉管内的结焦大部分烧完，但还可能有些硬焦不好烧。这时应当再提炉膛温度到630左右（最高不大于650）,加大风量,减少蒸汽,进行快速烧焦,直到烧完为止。空气蒸汽清焦炉温曲线如图4-1-12所示。烧

30、焦和烧焦已净的判断方法（1）烧焦正常的判断通风后，炉管温度由低到高，自通风方向炉管颜色稍微变红，并逐步前移，这说明炉管内焦炭已经烧着。如果呈暗红色或桃红色，说明通风量太大，应当减少风量加大吹汽量。烧焦速度以每次烧12根为宜，不要太快，烧焦速度用风量控制。所以烧焦过程中要严格控制风量和蒸汽量配比及通风时间，通常司炉工都用风阀、汽阀的开度大小来灵活掌握，做到心中有数。从储焦场看到吹出焦块粉直径小于7mm,冒出的烟汽发黑并夹带大量的粉末。（2）烧焦的异常现象和判断司炉工对烧焦工作应特别细心。这个工作看起来很简单,如果没有一定实际经验,碰到以下问题就很难解决。通风后焦烧不着判断方法是通风时间长炉管不变

31、色,出口无焦粉、温度不上升。原因可能是：通风量小、通汽量大；炉膛温度低,焦没有达到燃烧温度；炉管结焦坚硬,含盐多；风压不足,风量不够。炉管内焦烧一半就灭了判断方法是炉管暗红一半再不前移了。这种现象容易在开始发生。原因可能是：炉膛温度低,达不到燃烧条件；炉管结焦不均匀,中间有断条的地方；反复通风、通汽的配比和时间不当；块焦和粉焦堵住；风压不足,风量不够。堵管判断方法是：通汽、通风的流量表指示回零；通风通汽后管线没有介质的流动声音；排汽口不见冒汽。原因可能是：烧焦速度太快；风量大、时间长,结焦大量崩裂；通汽量小,时间短,崩裂的焦块吹不动、吹不走、吹不干净；结焦质量松软,易脱落崩裂,个别弯头结焦太多

32、,不畅通。堵焦的位置一般是根据烧焦过程中炉管的颜色变化明显的交界处来判断哪根炉管堵了。有时,也不堵在炉管中,而是在弯头处,这就不太好找,只有先判断堵的范围,在范围内一根根敲打堵头,通汽试找。转油线焦烧不着判断方法是：用破布或棉纱往转油线上试一下,看破布棉纱是否能烧着。原因是：转油线在炉体外,热损失大,温度低,达不到焦炭燃烧温度；转油线粗,通风量小；转油线结焦很薄不好烧。（3）烧焦干净的判断烧焦彻底不彻底,对检修和开工都有关系。力争每次烧焦彻底干净,给检修清焦创造有利条件。但是,实际上烧焦常常因炉管结盐或烧焦技术不熟练,而影响烧焦质量。判断方法是：炉管的颜色经烧焦后,依次由前至后,全部由暗红变黑

33、,证明焦已烧完；排焦口经反复吹扫无黑灰焦粉。降温熄火根据上述方法，判断烧焦完了后，可以停汽，保持炉膛温度，大量通风10山（目的是最后检查焦是否已烧净）。然后以50/h降温，当炉膛温度降到350时熄火，然后打扫干净开始检修。加热炉的简单工艺计算计算的目的加热炉的工艺核算,是为了剖析加热炉在生产使用中的性能情况,找出存在问题,提出解决的办法,以便给加热炉改造提供依据。加热炉的计算有以下两种情况：（1）设计计算根据装置的加工能力和原料性质,通过全面设计计算来合理地选用炉型、规格尺寸及各部分的工艺指标。这种设计计算比较麻烦。它包括基础数据的收集；计算总热负荷；燃烧过程计算辐射段计算；对流段计算；炉管压

34、力降计算及烟囱的设计和计算等。（2）简单核算简单核算也叫标定，根据实际生产操作数据，计算出加热炉的热负荷、炉管表面热强度、热效率、油品流速及过剩空气系数等，结合操作，对比原设计，加以综合分析，找出存在矛盾，提出改进措施。无论设计计算或者简单标定核算，都必须在一定的基础数据之上进行。加热炉标定核算的原始数据收集如4-1-13及表4-1-3所示。表4-1-3加热炉设计计算基础数据项目表项目数据项目数据原料性质相对密度（d2。）4粘度/（mPas）馏程处理量/（kg/h）入炉温度/出炉温度/出炉汽化率/%出炉压力/Mpa燃料性质燃料密度/（kg/m3）燃料黏度/（mPas）燃料油C/H燃料气组成过剩

35、空气系数（a）辐射段对流段计算步骤（1）燃烧过程计算燃料的热值计算燃料的热值与燃料的组成有关，燃料发热值Q是每公斤燃料油或每标米燃料气完全燃烧所放出的热量。热值一般分高热值及低热值两种，高热值是燃料完全燃烧后所生成的水已冷凝为液体水的状态时计算出来的热值，低热值燃料完全燃烧后所生成的水的状态时计算出来的热值，低热值燃料完全燃烧后所生成的水为蒸汽状态时的热值。在计算中常常用到低热值这个概念。液体燃料的高、低发热值由下列公式求出：Q高=81C+300H+26（S-0）Q低=81C+H+26（S-O）-6W式中Q高Q低液体燃料的高、低热值，J/kg（燃料）；C,H,O,S,H燃料中的碳、氢、氧、硫和

36、水的质量分数。气体燃料的高低热值由下式计算：Q高二EqhiyiQ低二Eqeiyi式中Q高,Q低气体燃料的高、低热值，J/Nm3（燃料气）；qhi,qei气体燃料中各组分的高、低热值，kJ/Nm3yi气体燃料中各组分的体积百分率。各种气体燃料组分高、低热什如表4-1-4所示；常用几种炼厂气的热的热值如表4-1-5所示。如果不知道燃料油的元素组成，只知道标准比重（d204）或者比重指数（API）可以用表4-1-6作内插法求出（偏差较大）。常用几种液体燃料油的热值如表4-1-7所示。表4-1-4燃料气的高低热值气体组分重量热值/(J/kg)体积热值/(J/Nm3)高热值Qhi低热值qei高热值口/低

37、热值qei甲烷133001195495008529乙烷12300113501640015186丙烷1200110702300021742异丁烷109042830026100正丁烷11800109323000028281异戊烷117001081332200正戊烷1160010840-34818正己烷115001078042100正庚烷-107374720043700正辛烷107055400050000乙烯1210011272-14204丙烯118001094220638异丁烯1158110835-27400乙炔120001160013483苯101009698-34870氢34500294502

38、650一氧化碳-2420-3018硫化氢395036503710乙醚8900-表4-1-5炼厂气的热值气体种类低热值/(J/m3)高热值/(J/m3)密度/(kg/m3)湿裂化气16850182501.48干裂化气10650117000.916湿炼厂32干炼气11600127001.04表4-1-6燃料油的热值API度d204低热值/(J/kg)高热值勤/(J/kg)250.90021000019050140.969897301850081.0117956018100表4-1-7常用几种液体燃料油的热量名称热值/(J/kg)名称热值/(J/kg)原油104001100

39、0汽油1045011250重油970010750煤油1030011000柴油1000010700理论空气量燃料的燃烧实质上就是碳、氢、硫的氧化反应，生成二氧化碳、水和二氧化硫，并放出热量的过程。反应方程式如下：C+O2fCO21232442H2+O2f2H2O43236S+O2fSO2323264即1kg碳燃烧完全需要32/12=2.67kg氧气；1kg氢燃烧完全需要32/4=8kg氧气；1kg硫燃烧完全需要32/32=1kg氧气。如果以C、H、S表示燃料中含碳、氢、硫的质量分数，那么燃烧1kg燃料时所需要的氧气量为67C+8H+S)/100。因为空气含氧量为23.2%(质量分数)，故燃烧1k

40、g燃料所需的空气量(理论空气量)为：Lo=(2.67C+8H+S)/100*(100/23.2)kg空气/kg燃料经过整理后如下式：L0=0.116C+0.348H+0.0435Skg空气/kg燃料又因为空气的密度为1.293kg/Nm3,换算成体积为：V0=L0/1.293kg/Nm3空气/kg燃料式中V0燃料的理论空气量(体积)，Nm3空气/kg燃料。L0燃料的理论空气量(质量)，kg空气/kg燃料。同理，气体燃料所需要理论空气量L0可用下式计算：L0=0.0619/P0.5H2+0-5CO+(m+n/S+L5HzS-OJ式中P气体燃料的的密度，kg/Nm3；m,n气体燃料中碳、氢的原子数

41、。H2、CO、CmHn、H2S、O2等均为气体燃料组成的体积分数。过剩空气系数实际进入炉膛空气量与理论空气量之比，叫做过剩系数(a)。a=L实/L0过剩空气系数过大或过小都不好，一般立式炉在1.11.25左右；无陷炉在1.011.1之间。过剩空气系数的大小，在操作中，司炉员可根据火焰颜色、炉膛颜色大约判断或调节。核算时可从烟气分析结果，按下式计算：a=21/(21-79O2/N2)式中02、N2烟气中氧、氮的体积分数，。知道烟所中氧含量时也可以用图4-1-14直接查出a值。炉效率在单位时间内炉子有效热负荷与燃料供热量的比叫做热效率。由下列两式均可计算n=(100-qie-qi1)或n=Q有效/

42、(B*Q低)式中n加热炉热效率，；q1e辐射段加对流段总热损失，;q11烟气出对流段带走的热量，;Q有效炉子有效热负荷，kJ/h；B燃料用量,kJ/h或Nm3/h；Q低燃料的低发热值，kJ/kg或kJ/Nm3。根据过剩空气系数和烟气出对流段的的温度，由图4-1-15可查出烟气带走的热量q11(即q1/Qn)。用图4-1-15查得烟气带走热量的百分率，再根据立式管式炉的辐射段热损失约1%3%，对流段热损失约1%2%,就可算出全炉的热效率。在已知燃料量和热值、有效负荷的情况下可用后式计算。燃料用量燃料用量可用下式计算B=Q总/（Q低*n）kg/h（2）热负荷计算总热负荷计算Q总:Q对+Q辐+Q失对

43、流段热负荷在延迟焦化加热炉对流段由原料预热管，过热蒸汽管和注水管三部分组成。即或Q对二Q原+Q过+Q注kJ/h或Q对二对原料（q辐原料出-q对原料入）+G对过（q对过出-q对过入）+G对注水（q对注水出-q对注水入）式中G对原料G对过G对注水一一原料、过热蒸汽、注水量，kg/h；（入口）温度下的热焓值,kJ/kgq辐原料出q辐原料出q对原料入q对过出q对过入q对注水出q对注水入原料油、过热水蒸汽、注水的出口辐射段热负荷辐射段热负荷计算比较复杂，偏差较大。因为在焦化炉管内注水又有化学等一系列的反应，使气化率猜不准，但根据几个厂的核算结果表明大约在38%40%左右。Q焦化二G进eq气焦出+（1-e

44、）（q液焦出-q液焦入）+G注水（q注出-q注入）J/h式中G进，G注水一一辐射段进料和注水量，kg/h；q气焦出q液焦出q液焦入q注出q注入一炉出口气相部分、液相部分、注水在炉出入口温度下的热焓值，kJ/kg；e炉出口温度下油品的汽化率，热损失热损失一般按3%5%计算。炉管表面热强度单位时间内每平方米炉管表面积所吸收（或放出）的热量kJ/（m：h）称为炉管表面热强度。（1）对流管表面热强度对流管表面热强度由下式计算q对表Q对/F对式中q对表一一对流管表面热强度，kJ/（m：h）；Q对一一对流管（段）的热负荷，kJ/h;F对对流管的表面积，m，F对二n刀Dl式中n一对流段炉管根数，根；刀圆周率

45、（3.1416）;D一对流段炉管外径，m；1一对流段炉管有效长度,m。综合以上两式得：q对表二Q对/n刀Dl（2）辐射段、注水管、过热蒸汽管的表面热强度用同样公式可计算出辐射段、注水管、过热蒸汽管的表面热强度。q焦表二Q焦/n刀Dlq注水表二Q注水/n刀Dlq过热表二Q过热/n刀Dl油品流速（1）重量流速W重二G/（3600*0.758*d2*n）kg/（m：s）式中w重一一油品流量，kg/h；d炉管内径，m；n炉管分支数（2或4）。（2）体积流速W体二W重/ptm/s式中Pt油品密度，kg/m3。4.2焦炭塔焦炭塔的作用、特殊性及结构（1）焦炭塔的作用焦炭塔是延迟焦化装置的主要设备。焦炭塔是

46、焦化反应和得到产品的地方，是延迟焦化装置的重要标志，所以它的作用仅次于加热炉。（2）焦炭塔的特殊性由于焦化工艺过程的特殊性，对焦炭塔来讲也应该相适应。所以，无论在平面布置、设备尺寸、材质、制作安装、操作维护及辅助设备等都对焦炭塔提出了要求。为了减少加热炉阻力、热损失要求焦炭塔在平面布置上紧靠加热炉。为了保证焦化反应在塔内有充分的反应时间、温度和压力，根据装置的加工能力大小，在一定的允许线速下，要选择一个合理的直径与高度。焦炭塔周期性生产，在一个循环周期内要经过试压、预热，切换生焦、冷却、除焦等频繁操作步骤，要求选择热强度高不易腐蚀的优质钢材，国内都采用20号锅炉钢；制造、安装、焊缝质量都必须符

47、合设计和规范要求；操作人员要有严格的科学态度和熟练过硬的基本功；有关辅助设备（四通阀、堵焦阀、进料阀、循环阀等）都必须切换开关灵活，严密不漏不窜。（3）焦炭塔的结构焦炭塔实际上是一个大的反应器，里面没有什么内部构件，整个塔体由锅炉钢板拼凑焊接而成。根据各段生产条件不同，自上而下分别由24、28、30mm三种厚度钢板组成。在上封头开有除焦口、油出口、放空口及泡沫小塔口；下部30斜度的锥体，锥体下端设有为除焦和进料的底盖。底盖用35CrMo钢铸造后，应经过热处理以满足热应力要求。用56个30CrMoA,M30*220的螺栓固定在锥体法兰上，进料口短管在底盖的中心垂直向上，塔侧筒体上在不同高度装有钴

48、60放射性料面计及为循环预热用的瓦斯进口。其结构如图4-2-1所示。焦炭塔的正常操作对一炉四塔装置正常生产时总是有两个焦炭塔处在生产状态，其他两个处在准备除焦和油气预热阶段，每24h有两次除焦，两次切换焦炭塔。焦炭塔生产周期（生焦时间）的长短，是根据焦炭塔的容积、原料性质、处理量、循环比等情况变化而安排的，而工序可根据具体条件安排。在安排生焦和各工序的操作时间时，要尽量全面考虑，在同一时间内不要有两个焦炭塔同时油气预热或冷焦、除焦。以免造成后部分馏系统波动大，无法平稳生产，除焦最好都放在白天进行。焦炭塔操作生产周期工序如图4-2-2所示，其操作有五大步骤。4.2.2.1新塔准备（1）赶空气试压

49、脱水水力除焦完毕，经认真检查塔内无焦，开开堵焦阀、进料阀、用汽吹扫试通，避免在除焦放水中有焦块堵住。当底盖、泡沫网人孔、除焦孔（用阀门可关死）、进料短管法兰都上紧后，塔顶改放空塔（或去冷焦水隔油池），在塔底通蒸汽赶走塔内空气，为下面的油气预热打基础。否则空气赶不净放瓦斯预热易爆炸，所以要求赶空气必须彻底。为防止给汽太快造成空气与蒸汽混合不易赶净，开始给汽时一定缓慢进行，时间适当加长，在塔顶排放阀见汽后（或凭自己的经验）关闭放空大（小）阀进行减压。试压标准根据设计条件和安全阀定压大小决定，试压标准一般在0.180.22Mpa,不能大于0.3Mpa,以仪表室的压力记录为主，参照塔顶压力表。试压时一

50、定要指派专人负责，防止超压、串汽。超压是操作不允许的，是违反操作规程的，超压可把安全阀顶开或损坏垫片，超压的原因除了人为的因素外，还与压力表导管堵、冻凝有关。串汽是生产中分馏塔底液面波动的原因之一，串汽可能是阀门结焦、堵焦或损坏关不严，也可能是误操作开错阀门造成的。试压到指标后少量给汽恒压，检查除焦过程拆装的人孔法兰垫片等有无渗漏的地方，如果有轻微的渗水可再紧一下螺栓，否则要重新换垫片把紧试压。试压结束应根据具体情况决定是否用蒸汽预热，若不用蒸汽预热时马上停汽脱水准备放瓦斯。脱水是将赶空气试压过程中的大量冷凝水排出塔外，塔内积水多耽误预热新塔和浪费大量油气。脱水时开开塔底去隔油池（沉淀池）的阀

51、，到塔内还有0.010.05Mpa压力时关闭放水阀。（2）放瓦斯放瓦斯是油气预热的第一步。所谓放瓦斯是把生产塔（老塔）去分馏塔的430435c高温油气自新塔顶引入，达到新塔、老塔压力先平衡气和预热平衡的目的。放瓦斯时除通知班长外，还要告诉分馏塔操作员调节好因放瓦斯热量不足造成分馏塔温度下降影响产品质量，但反过来，也要求焦炭塔操作员在放瓦斯时要慢、稳、密切配合，尽量避免由此而产生的操作上的波动。放瓦斯操作流程中图4-2-3所示，图中以焦炭塔1生产，焦炭塔2预热为例说明。焦炭塔2的堵焦阀3开着，在试压前已用汽封扫一下，畅通灵活。开焦炭塔2的出口阀1，让油气自焦炭塔1顶出后，一部分经阀2、阀1倒入焦

52、炭塔2内，因为焦炭塔2内压力小于焦炭塔1或分馏塔，所以要求慢开、少开、勤开，分多次开完，特别是开前56扣更要小心。操作员在开阀1的同时，注意焦炭塔2压力是否有上升趋势，焦塔1压力是否有微小的变化，同时还要注意听一下声音是否有油气通过。当焦炭塔2、焦炭塔1压力基本平衡后，可快开阀1到开完为止，一般约需用45min左右。这里要分析一下为什么一定要开阀1，而不开阀3呢？因为在试压时塔内蒸汽凝结水一部分存在在焦炭塔2出口线里，用开阀1使油气往回倒的办法可以将水加热汽化顶回去，不至于影响下步油气循环和水串入分馏塔引起波动。在新塔焦炭塔2内虽也有水，但是，通过缓慢预热汽化，对分馏塔影响相应减少。也有采用阀

53、1阀3同时开的。这要特别注意，严格控制阀门的开度，搞不好容易造成放瓦斯快，后部波动大的后果。（3）油气预热新塔焦炭塔2放进瓦斯后，塔内油气不流动，塔体温度仍不能继续上升，这时要开始油气预热（或称瓦斯循环）。逐渐打开焦炭塔2的瓦斯循环阀3，开完后，因焦炭塔2内压力平衡都大于分馏塔的压力，所以，焦炭塔1的高温油气进入焦炭塔2的量较小，这时就要采取逐渐关小焦炭塔1出口阀2的措施，让油气少去分馏塔而通过循环阀3进入焦炭塔2内。当油气预热新塔进行1.5h左右，新塔底已有大量的凝缩油产生，如不甩出就会影响新塔顶预热速度，这时准备甩油（或称拿油）。甩油开始又不能太快，防止抽空带瓦斯。甩油操作好坏与新塔预热速

54、度有很大关系，应根据新塔预热出口温度上升情况可渐渐关小阀2，让油气进焦炭塔2保证新塔到切换时预热完毕准时交出。这样在操作中就会出现焦炭塔预热和分馏塔热量不足的矛盾，如何处理协作配合得好基本可以做到预热和不预热一个样。新塔的预热时间一般情况下不能小于8h，特殊情况例外，塔顶温度在380c以上（接近分馏塔底温度），各壁温度分布合理，塔底油基本甩净，说明新塔预热良好。另外，在甩油中往往不容易出现“拿不出油来”的现象，发现油拿不出来应分析原因，想办法处理。油拿不出来可以从下面几个现象判断：甩油时间很长，进料管温度很低，说明塔内存油多，流动不畅通。新塔预热速度显著减慢，老塔出口接近关完（指平时所关的扣数

55、）说明塔内存油多吸热影响温度上升。甩油泵半抽空，冷却水箱水汽化量不大，管路没有流体声音。生产实际证明，油拿不出来多数为除焦不干净，检查不严不细，造成新塔预热后焦块掉下来堵在进料线热电偶处引起的。处理办法：只有停泵用蒸汽吹扫进料管线，把焦块吹往塔内。一次不行吹二次，有时需反复几次。4.2.2.2切换焦炭塔四通阀是焦炭塔的重要辅助设备，也是焦化装置的关键设备。对于一个焦炭塔操作人员来讲，每天都切换一、二次，好像没啥，“熟能生巧”，但若疏忽了也是很危险的。延迟焦化装置最容易出问题的地方也在这一步。有几点值得注意：四通阀螺套松紧程度找的不合适或记错方向，容易在切换时卡住。四通阀的汽封中断，使四通阀芯和

56、阀体结焦而切换不动。进料短管给汽试通时检查不细，切换时容易憋压或者发生爆炸着火。甩油线阀忘关，切换后容易发生跑油串油。塔底油没拿出去，又不想办法处理，切换后容易造成冲塔。切换四通阀两个人配合不好，用力不均容易造成切换中途停止。切换后通汽小，堵焦阀忘关，容易造成结焦给下次准备带来麻烦。因此，我们工作要严肃认真，谦虚谨慎，戒骄戒躁，不管自己有多长的操作时间，有多少操作经验，每次切换四通阀前后都要认真负责，谨慎小心。（1）切换四通阀的条件新塔顶温度已经380以上；新塔塔底油甩净，温度已经在320以上；整个装置操作平稳；放空塔给水，联系、切换信号好用，消防设施、工具用具齐全。（2）切换四通阀步骤切换四

57、通阀的操作步骤和联系信号，各厂不完全相同，但大体做法相似，现以大庆石油化工总厂延迟焦化装置的切换步骤为例，如表4-2-1所示。表4-2-1切换四通阀步骤步骤四通阀平台（7.1m）堵焦阀平台（12.5山）.改好流程:1.开进料阀2.关甩油阀准备好关阀工具、消防工具二检查:通汽检查进料线和进料阀是否畅通无阴阻看:新塔、老塔压力及其他无异常变化三发信号：向12.5m平台发一信号，表示7.1m平台已准备就绪，并同时询问12.5m平台准备工作情况，待回信号回信号：向7.1m平台发回信号，说明一切正常，准备工作已完。四松动四通阀螺栓（顺时针）活动旋塞，灵活好用，看箭头方向快速切换到新塔进料，参看炉出口压力

58、无继续上升时，紧好螺套做好关老塔出口准备，等待信号五切换正常后，给12.5山平台信号，表示已切换完毕，吹扫前给汽，停甩油泵扫好甩油线听到信号后，关闭老塔出口阀注意老塔新塔压力变化，如老塔压力超高应用放空阀控制4.2.2.3老塔处理切换四通阀过后，原来生产的塔叫做老塔。老塔经过24（或36）h成焦，刚切换过去塔里温度仍然很高，约400420左右，必须进行冷却才能安全除焦。步骤如下：（1）汽提汽提又叫小量给汽。切换四通阀后开始用进料线上的吹扫阀给汽。一方面吹汽扫老塔的进料管、阀门以免存油结焦，同时给汽提焦层内的大量高温油气。流程如图4-2-4所示。汽提时油气从老塔顶出来经循环阀去新塔，这样操作一方

59、面将老塔高温油气赶入新塔，减少切换后的热量不足。而且由于老塔油气去新塔造成切后两塔压力稍有上升，这样不容易相起老塔内的重质（特别是泡沫层）组分迅速上涨冲塔和泡沫层的回升，也避免了新塔的热量少而影响分馏塔操作。汽提时间一般在3040min,时间不宜过长，时间太长容易使生产塔汽速提高，产生雾沫夹带。（2）大量吹汽改放空汽提完毕把新、老塔分开，新塔循环阀关死，堵焦阀关好并给上汽封，老塔出口改到放空塔去，自塔底开始大量吹汽。目的是：用大量蒸汽冷却焦层；汽提部分油气，改善焦炭质量。方法是：先打开一下放空阀，关小新塔循环阀，老塔稍为憋压时，迅速关新塔循环阀，同时迅速打开老塔去放空塔的放空阀，老塔底大量吹汽

60、。大量吹汽时间一般为3h左右，吹汽量和吹汽时间根据厂蒸汽供应情况，可长可短，可多可少，也有的厂焦化装置不大量吹汽就直接给水冷焦。（3）给水及放水给水是冷却焦层一个有效办法，用蒸汽冷却到老塔出口270280c左右温度，再就不容易下降了。这时准备给水，先通知低压泵司工把水泵启动起来建立正常循环，然后关小给汽阀慢开给水阀，水和汽一同进塔，靠汽的高速流动把水携带进去，注意水阀不能开得过大，防止水击，注意老塔给水压力上涨，以后再逐渐关掉汽阀开大水阀，控制住给水时塔的压力不大于0.2Mpa.给水时经常出现水给不进去的现象，原因有五点：开始给水时间长，量又小，造成焦层孔道被黏稠物堵住。水、汽配合不当，过早关