加热炉运行培训课件

加热炉运行培训1加热炉运行培训2一、加热炉基础知识二、加热炉运行常见问题三、新区加热炉运行存在的主要问题四、加热炉管理制度宣贯一、加热炉基础知识3加热炉的主要工艺指标热负荷：它表示加热炉生产能力的大小。炉膛温度：炉膛温度是确保加热炉长周期安全运转的一个重要指标。炉膛热强度(或叫体积热强度)：当炉膛尺寸确定后，多烧燃料就必然会提高炉膛热强度，相应地，炉膛温度也会提高，炉管的受热量也就增多。一般管式加热炉的炉膛热强度为：在烧油时应小于124kw／m3；在烧气对应小于165kw／m3。炉管表面热强度：炉管表面热强度越高，在一定热负荷下．所需要的炉管就越少，炉子体积可减小，投资可以降低，所以要尽可能地提高炉管的表面热强度。但是，提高炉管的表面热强度也受到一定的限制，这是因为：①炉管热强度增加，管壁温度也会增加，靠近管壁处的油品就会因过热而裂解结焦，在结焦严重时，可能会引起炉管破裂。一、加热炉基础知识4②在圆筒炉内，为减小沿炉管长度的受热不均匀性，要选择合适的辐射室高径比，同时要选择合适的燃烧器，使火焰长度与炉管长度不能相差太大，这样炉管上下受热趋向均匀。③在立式炉内，有的在炉子侧面采用多喷嘴；有的在两排喷嘴间加花墙；也有的在炉子上部加喷嘴，以上措施都是为了改善炉管受热均匀。加热炉的热效率：热效率是衡量燃料消耗的指标，也把是加热炉操作水平高低的指标之一。热效率越高，说明燃料油的有效利用率越高，燃料耗量就越低。油品在管内的流速及压力降：油品在管内的流速不能太低，否则易使管内油品结焦而烧坏炉管。因为流速太低时，管内边界层厚度大，传热慢，管壁温度升高，且油品在管内停留时间长;油品在管内的流速也不能太大，否则压力降也大，而压力降受泵扬程的控制，故流速是根据允许的压力降而确定的,压力降也是判断炉管是否结焦的一个主要指标，因为结焦后，炉管内径变小，油品实际流速增加，压力降也就增加了。一、加热炉基础知识5如何判断加热炉操作的好与坏？加热炉操作好坏，按照以下几个方面来鉴别：介质总出口温度在工艺指标范围内各路介质流量及温度必须均匀各路炉管受热均匀，管内不结焦燃料消耗低，热效率高炉膛温度在工艺指标范围内辐射室出口负压在-20～-40Pa之间火焰的颜色为橘黄色，火焰成形稳定炉子烟囱不冒黑烟一、加热炉基础知识6加热炉正常操作时需要检查哪些项目？介质总出口温度、各路流量、温差及炉膛温度等是否符合工艺指标。辐射室出口的负压是否在-20～-40Pa之间各个燃烧器的燃烧情况，火焰的形状及颜色是否符合要求，火焰是否烧着炉管等各个炉管是否有弯曲、脱皮、鼓包、发红、发暗等现象；注意检查回弯头堵头、出入口阀门、法兰等处有无泄露。检查火盆砖、钓钩、拉钩、炉墙、衬里等变化情况燃料油压力、雾化蒸汽压力、瓦斯压力是否符合要求瓦斯罐要定时脱液，放空阀在脱完液后应立即关死。要经常检查炉膛内各点的温度变化情况，要做到心中有数。一、加热炉基础知识7影响炉出口温度变化的因素有哪些？燃料油压力变化、燃料油性质变化（如油的轻重不匀及带水等）；瓦斯压力不稳、组成变化、瓦斯带液；雾化蒸汽压力变化（如压力低，雾化不好，火焰变红发暗喷嘴喷油量增加，炉膛温度上升，烟囱冒黑烟；如压力高火焰颜色发白、火硬、变短，容易缩火、灭火）；进料量及进料温度变化、进料性质变化、油轻，吸热量大，炉出口温度下降；仪表失灵，造成燃料空气不匹配，炉温升高或熄火等（一旦仪表失灵，应立即改成手动或控制阀走副线）。一、加热炉基础知识85.加热炉的热效率加热炉的热效率η＝（有效吸热量/总放热量）xl00％，有效吸热量即为炉子的热负荷；总放热量一般为燃料的发热量。当炉子的热负荷不变时，热效率越高，则燃料用量越少。正平衡法：热效率η＝(热负荷/燃料发热量)xl00％反平衡法：热效率η＝(1—各项热损失热量/燃料发热量)x100％用正平衡法计算热效率时，需定出炉子的热负荷和燃料发热量，如果由于各种原因热负荷误差为1％时，热效率的误差也接近1％(这里假定燃料的发热量是准确的)。但在用反平衡法计算热效率时，由于各种热损失热量占的比例一般为10％～20％，所以即使测定误差为1％，对热效率的影响也仅为0.1％～0.2％。反平衡法测定也比较方便，现在采用较多。一、加热炉基础知识96.反平衡综合热效率简化计算方法反平衡综合效率的简化计算方法,适用于管式炉的日常操作调节和管理,不适用于管式炉的标定、考核、评价和分析。简化计算式：η=100-q

’-q

’-q

’1

2

31q

’=(0.0083+0.031*α)（(Tg+1.35+Tg2*10-4)+(5.67+4.7*Tg*10-3)*W*1.1)/((1+3.4*10-4*(ta-15.6)+0.0657*W))2q

’=((4.043*α+0.025)*10-4*CO)/((1+3.4*10-4*(ta-15.6)+0.0657*W))q

’应根据被测炉子日常积累的测试数据及操作热负荷选取适当的数值。3α—过剩空气系数干烟气α=（21-0.0627*O2）/(21-O2)湿烟气α=（21+0.116*O2）/（21-O2）式中η—综合效率，%q

’--排烟损失，% q

’--不完全燃烧损失，%1

23q

‘--表面散热损失，%一、

加热炉基础知识10对燃烧器的基本要求燃烧器是管式加热炉的关键设备之一，其好坏直接关系到加热炉的热效率及工艺过程，因此对燃烧器提出以下要求：适应不同炉型的需要，保证炉膛必须的热强度。要保持连续稳定的燃烧，就应具有一定的形状、长度、平稳而不熄的火焰。燃油火焰为桔黄色、燃气火焰为蓝色，其回火或脱火的可能性小。过剩空气系数小，燃烧完全，燃料与雾化介质完全、均匀地混合。

(4)对于液体燃烧器，在要求调节的范围内能使各种燃料油均匀雾化。(5)满足工艺要求，操作弹性大，调节性能好，操作简单、可靠，工作时无噪音。

(6)不堵塞、不漏油、不结焦。(7)结构简单、紧凑、体积小、重量轻。

(8)操作费用小，维修、更换方便。一、加热炉基础知识118．对燃烧器火焰颜色及形状的要求从节能角度出发，要求加热炉燃烧器燃烧的火焰成形、稳定，烧气时火焰呈蓝色、烧油时呈桔黄色就可以了。9．燃烧器一、二次风的作用对于油气联合燃烧器火道的作用：形成高温区、稳定燃烧火焰；约束空气与燃料良好混合。火道可分两次供风，一次风从内层火道砖进入，二次风从外层火道砖进入。一次风开大，二次风关小，则火焰较短，反之火焰较长。一次风解决着火、稳燃和减少碳黑生成等问题，一次风占燃烧空气量的10～30%。一、加热炉基础知识12燃油燃烧器火焰不正常的原因在加热炉操作过程中，常常碰到燃烧器火焰燃烧不正常的情况，如火焰出现火星、发黑、火焰不稳定，出现脉动和爆音。产生上述现象的原因是：燃料油粘度太大；雾化蒸汽量不足或过热度不够，甚至大量水或燃料油，以及雾化蒸汽线连接反了等，都会使雾化不好，出现火星或烟囱冒黑烟。燃料油中含有机械杂质、沥青沉淀、喷头结焦等，尤其在刚开工的管线中存在杂质，都会引起喷孔堵塞，使火焰出现异常现象。燃料油大量含水或轻组分多的燃料被过分预热，会形成气化而破坏燃料油流的均匀性，引起火焰脉动和爆音。(4)瓦斯带液、组分变化大，我公司一般变现为氢含量过高，超过50%时燃烧情况变坏。一、加热炉基础知识1311.自然通风和强制通风自然通风燃烧器是利用炉膛内与大气之间的压力差将空气吸入的。外界大气为常压，而在燃烧器处一般均有98帕左右的负压，这个压差足以克服燃烧器的阻力降而供给燃烧所需的空气。强制通风设置送引风机，优点：可以设置空气预热器，回收烟气能量，降低排烟温度，提高锅炉效率。一、加热炉基础知识1412．目前石化行业加热炉炉衬结构型式有哪些？炉墙外壁温度一般要求控制在多少度？目前石化行业加热炉炉衬结构型式主要有：砖结构、浇注料和耐火纤维、复合结构（两层或多层，即有前面几种结构的组合）。为了减少加热炉辐射室及对流室的炉壁散热损失，API560或ISO17951-2003《规范一般火焰加热炉设计》中规定，在外界气温为27℃和无风条件下，要求加热炉本体和空气预热器外壁温度不超过82℃、炉底温度不超过91℃。一、加热炉基础知识15加热炉烟气取样点设在哪些位置?辐射室取样点，对有两个或两个以上的辐射室加热炉，每个辐射室的相应位置应安装烟气取样点，单室炉可以不装。进对流室前设置烟气取样点，利用此点检查供给燃烧所需空气量的实际情况，控制燃烧器的风量。出对流室设置烟气取样点，利用此点检验对流室的漏风情况，对于无余热回收的加热炉利用此点的过剩空气系数计算炉子的热效率。采用余热回收系统时，在空气预热器的前后均应设置烟气取样点，检查对流出口至空气预热器前和后段漏风情况，并利用空气预热器出口部位的烟气温度、氧含量（过剩空气系数）和一氧化碳含量计算炉子的热效率。一、加热炉基础知识16烟气取样点的安装需要注意哪些问题?在取样点的位置及附近不能漏风。取样点最好伸至烟气流通截面的中部，有困难时，有困难时伸入长度至少在500mn以上(3)控制燃烧供风的取样点必须放在进对流室前。(4)测定热效率的取样点应放在最后一级受热面的非涡流区。15.加热炉的烟气中氧和一氧化碳含量应控制在什么范围?对于烧气的加热炉，烟气中的氧含量一般控制在2～4%；对于燃油炉则控制在3～5%。而在加热炉的烟气中，一氧化碳(CO)的含量应控制在0.015～0.025％，即150～250PPm。当烟气中的一氧化碳含量过低或消失时，则说明炉内空气过多；反之，如果一烟气中的一氧化碳含量高于此值，则说明炉内燃烧不完全。因此，可以根据烟气分析对加热炉进行调节，使燃料燃烧接近于最佳状态。一、加热炉基础知识17什么叫过剩空气系数α?燃料在燃烧时需要氧气，在空气中氧气体积约占21％，氮气约占79％，所以燃料在燃烧时需要供给空气。1kg燃料油在燃烧时所需理论空气量(α＝1时)约为14．2kg(11Nm3)。在加热炉的实际操作中，由于从燃烧器进入的空气不可能全部都参与燃烧，另外，也由于从炉子其它不密封处漏入了空气，所以实际进入炉内的空气量总是比理论空气量多，前者与后者之比叫作过剩空气系数，即：α＝实际空气量/理论空气量，过剩空气量为(α—1)，例如：α＝1.35，则过剩空气量为0.35，即为35%。过剩空气系数α太大有什么害处?在加热炉的排烟温度一定时，α大则排烟量大，因而通过烟囱排入大气的热量就多，这样就大大降低了炉子的热效率。例如：在排烟温度每增加10℃，热效率约下降1%，氧含量每增加2%，热效率约下降1%。α大还会加剧炉管的氧化腐蚀；提高烟气的露点温度，加大低温腐蚀范围；另外，还会促进N0x的形成而加剧环境的污染。一、加热炉基础知识18减小过剩空气系数α应该注意什么问题?如何减小过剩空气系数?减小过剩空气系数虽然有许多好处，但一个重要的前提是：必须保证燃料完全燃烧，否则会加大化学不完全燃烧和机械不完全燃烧的损失，在表面上看来减少了α，提高了热效率，实际上加大了不完全燃烧热损失，炉子最终热效率并末得到提高，很可能燃料烧得更多了。那么如何减小α呢：全面堵漏，将没有点火的燃烧器的一二次风门、人孔门、看火门、防爆门、对流及辐射弯头箱等处的不密封处全部堵死，尽量减少炉内的漏风量。控制烟囱挡板，使炉内既不出现正压，也不要负压过大。一般加热炉都不是根据正压条件设计及施工的，炉内出现正压会使高温烟气漏出，加大热损失，还可能使炉外钢结构过热或烧坏，引起其他事故。炉内负压越大，空气漏入得越多。改进燃烧器，采用性能良好的燃烧器，空气与燃料完全混合。采用强制送风燃烧器，提高进风流速，改善进风方式，也可以降低过剩空气系数。一、加热炉基础知识1919.什么是低温露点腐蚀?它与哪些因素有关?燃料在燃烧时，其中的氢和氧化合生成水蒸气，而燃烧器采用蒸汽雾化时，炉子中的烟气带有大量的水蒸气;而燃料中的硫在燃烧后生成SO2

，其中少量的SO2又进一步氧化成SO3，SO3与烟气中的水蒸气结合生成硫酸。含有硫酸蒸汽的烟气露点大为升高，当受热面的壁温低于露点时，含有硫酸的蒸汽就会在受热面上凝结成含有硫酸的液体，对受热面产生严重腐蚀。因为它是在温度较低的受热面上发生的腐蚀，故称为低温腐蚀。由于只有在受热面上结露后才发生这种腐蚀，所以又称露点腐蚀。露点温度的高低除与燃料中的含硫量有关外，还与过剩空气系数和SO3的生成量等因素有关。炉膛温度越高，过剩空气越少，燃烧中的硫生成的SO2被氧化成SO3的份额就越小，露点温度就越低。一般资料上提供的露点温度与燃料含硫量的关系并不完全相同就是这个原因。根据我公司燃料的含硫量情况，露点温度一般在105～130℃范围内。在实际操作过程中，如果受热面与烟灰接触面的壁温低于露点，除产生腐蚀外，还会使烟灰附着在受热面上，这种粘性积灰很难用一般吹灰的方法除去。由于积灰的存在，不但影响了传热效果，增加了烟气侧的流动阻力，还会加剧腐蚀，严重时金属腐蚀物和积灰还会堵塞通路。因此，在烧含硫燃料时，采用措施使与烟气接触的金属温度高于露点是十分重要的。另外，影响腐蚀速度的因素有硫酸的浓度和壁温。浓硫酸的腐蚀速度很低，而当浓度为50％左右时，硫酸的腐蚀速度最大。对壁温来说，温度高时，化学反应速度较快，腐蚀速度加快。所以，由于各个低温部位硫酸浓度和壁温不同，腐蚀速度是有差别的。一、加热炉基础知识20减少低温露点腐蚀的措施有哪些?减少低温露点腐蚀，最重要的是使管壁壁温高于露点。提高壁温可以通过提高管外或管内的介质温度来达到，例如低温油进料的入炉温度在100℃以上时，空气预热器应采用暖风加热器用蒸汽将入口空气温度提高到60℃以上，燃料中硫含量越高露点温度越高，腐蚀越严重，另外，减少过剩空气量降低烟气氧含量也能减少腐蚀。吹灰器目前新区加热炉用的吹灰器是声波吹灰器，用压缩空气作动力。用以清除炉管外表面的积灰。当加热炉对流室的炉管为光管时，可以不装吹灰器，当对流室为钉头管或翅片管时，对流室都必须装吹灰器，空气预热器容易产生积灰，必须安装吹灰器。一、加热炉基础知识21炉管结焦的原因及解决方法结焦原因火焰不均匀，使炉膛温度不均匀，造成炉管局部过热进料量变化太大或突然中断等火焰偏斜烧炉管，造成局部过热。解决方法保持炉膛温度均匀保持进料稳定，各路流量均匀，如发生进料中断应及时熄火调节火焰，使火焰成形、稳定，不烧炉管炉管在破裂前常出现鼓泡或变形，炉管颜色出现桃红色，炉管爆破后会出现：管内的油流入炉内着火，但由于空气不足燃烧不完全，造成烟囱冒黑烟。管内介质的出口压力下降，介质出口温度升高。一、加热炉基础知识2223.引起腐蚀和积灰的影响因素燃料中硫、灰分、钒、镍、铁、铝等金属元素或其他杂质的含量燃料或烟气的添加剂烟气水蒸汽含量燃烧温度受热面的清洁度燃烧器的设计空气预热器的设计燃烧操作（不完全燃烧、过氧燃烧）未安装吹灰器（或未投用）或吹灰器吹灰效果差一、加热炉基础知识23如何防漏？向外漏的部位发生在正压操作的供风系统，也可能出现在操作不正常的辐射室顶部和对流室。如果高温烟气从炉内漏出，就会造成热量的大量损失，并导致钢结构的局部过热。向内漏包括漏水和漏气。雨水或蒸汽渗入炉内，损坏衬里，腐蚀炉管。空气的大量漏入会加剧炉管的氧化、降低炉膛温度和加热炉的热效率。通常大量空气是从辐射室和对流室的弯头箱门处漏入。阴天下雨及刮风加热炉操作时应注意什么？侧烧嘴的炉子，风大的一面要关小风门避免火焰发偏，若风太大时还应调节烟道挡板以控制平稳操作。底烧火嘴的炉子，风的大小对炉子操作影响不大，但风太大时也必须关小烟囱挡板，以免抽力太大影响操作。阴雨天时气压低，烟囱抽力受到影响，必须开大烟囱挡板增加抽力，才能满足要求。一、加热炉基础知识24烟囱挡板的日常维护烟囱挡板长期处于加热炉出口烟气中，故易出现烟气露点腐蚀，还容易出现弯曲变形、卡死等现象。因此烟囱挡板的日常维护工作是定期检查烟囱挡板轴承及执行机构杠杆系统的转动是否灵活、并定期对轴承及杠杆铰接部位清洗加油、定期校对调节机构与挡板实际开度是否一致。管外积灰与清除管外积灰主要发生在对流室和空气预热器部位，严重时辐射炉管也会出现积灰。（1）灰垢的种类和成分“垢”是燃料燃烧后残留下来的不可燃的组分，主要是钠、钾、钒镁等金属的固体盐类。“灰”是燃料油中的可燃组分——碳元素在燃烧不完全的情况下残留下来的微粒，“灰”又可分为“细烟灰”和“粗烟灰”。一、加热炉基础知识25细烟灰——燃料油中已经汽化的烃如果同空气混合不充分，燃烧不完全，这时生成的未燃颗粒。他的粒径很小，但活性很强，容易在传热面上附着，通常堆积到空预器等尾部受热面上，容易引起二次燃烧。粗烟灰——燃料油中不能蒸发汽化的那部分烃受热后发生热分解，留下残碳形成的颗粒决定灰垢生成量的主要因素是：燃料油品质、燃烧器的雾化质量、空气温度（影响不大）积灰对传热的影响.增加了热阻，使炉子的排烟温度升高，热效率下降；.减少了烟气的流通面积，使烟气流速升高，烟气流动的阻力增大.在尾部低温受热面，积灰后的管壁更容易吸附烟气中所含的硫酸蒸汽，加剧露点腐蚀。(4)管外积灰的清扫方法.在线清灰如使用吹灰器。.停工清灰如水冲洗、化学清洗、干冰清洗二、加热炉运行常见问题26火焰过长、过短烧瓦斯是火焰过长通常是进入瓦斯枪的瓦斯压力过大、瓦斯带液引起的。火焰过长是由于雾化蒸汽量小或油量大、通风量小而造成的。应适当开大雾化蒸汽或关小油门，加大通

风量来解决。若因处理量加大而造成火焰过长时，就应增加点燃火嘴的数目，火焰过短是由于雾化蒸汽量大或油量小，通风量过大而造成，应适当关小雾化蒸汽或开大油门，关小风门来解决。若因处理量降低而造成火焰过短时就应减少点燃火嘴的数目。火焰颜色发红或发白火焰发红是空气量不够造成的，燃油时还有可能雾化蒸汽量小造成的。应适当开大调节风门。注意监视炉膛负压，必要时可适当调节烟囱挡板。火焰发白是空气量过大造成的、应关小风门或调节风机风量。二、加热炉运行常见问题27火焰发生回火或缩火对于瓦斯火焰出现回火，是由于瓦斯压力过低或者一次风门开的过大而造成的，解决的方法应关小一次风门，提高瓦斯压力；如果瓦斯中氢组分过高（超过50%）时，长明灯容易发生回火。缩火一般是瓦斯抢（油枪）堵塞造成的。燃油时缩火是由于雾化蒸汽中带水，油中带水，雾化蒸汽量过大或者油温过低，炉膛温度过低。油压、汽压过低且波动不稳而造成的。应加强脱水，提高和稳定油压、汽压。炉膛发暗供风不足、负压过低造成的，调节烟囱挡板和风门增加供风量，调节炉膛负压到正常值。二、加热炉运行常见问题28炉膛出现正压或负压过大负压过大是由于烟囱挡板开度过大造成。负压过大造成燃烧器偏离设计工况，燃烧不稳定，容易发生拖火和息火。应关小烟囱挡板，使炉膛负压值维持在-10～-40Pa。出现正压是由于烟囱挡板开度过小或超负荷运行，易产生闪爆、烧坏炉门、炉墙，应及时开大烟囱挡板使负压值达到标准。有时由于对流炉管长期不清灰，积灰结垢严重，烟气阻力增大。也会使炉膛出现正压，应及时采取吹灰措施，减少对流段阻力。烟气中氧含量过高正常指标为2-4%，过高主要是由于空气量过大造成的，应减少供风量。可通过关小燃烧器风门和降低风机风量来减少供风量。另外未点主火嘴的燃烧器应关闭器其一二次风门，减少漏风。这方面我们做的不好，经常忘关。控制氧含量是提高加热炉热效率最重要的也是最可操作的手段。二、加热炉运行常见问题29负荷变动在保证炉出口温度要求的前提下，炉膛温度要随负荷的变化而缓慢均匀的变化，严禁急剧变化。炉子降量要根据降量幅度的大小，逐渐关小火嘴，关到极限时为防止缩火放炮，应停掉多余的火嘴。当降量幅度不大时，也可以关小挡板来解决。炉子提量要根据提量幅度的大小，逐渐开大火嘴或增加点燃火嘴的数量，风门、挡板都应配合调节，以满足提量的要求。烟囱冒黑烟可能原因有(1)炉管内介质泄露；(2)仪表失灵，瓦斯燃料油控制阀开度过大等造成燃料突增；(3)瓦斯带液；(4)雾化蒸汽压力突然下降或供风不足致使火嘴雾化不好；(5)烟囱挡板、一、二次风门及风机风门开度不合适，造成缺空气，使燃料燃烧不完全；(6)自动调节时进料量突然增加，三门一板调节位跟上。二、加热炉运行常见问题309.烟囱冒黑烟的处理方法(1)炉管烧穿，如果不大，则按正常停工处理；如严重烧穿，则按紧急停工处理

(2)仪表控制失灵，应立即改为手动控制(3)如果瓦斯带油，应及时与有关单位联系处理(4)在雾化蒸汽的压力下降后，应调整喷嘴燃料油的压力，使油达到良好的雾化

(5)根据燃烧的情况，调节烟囱挡板、风门及蝶阀的开度(6)提降量要缓慢控制二、加热炉运行常见问题31油嘴为什么漏油或淌油在加热炉操作过程中，经常碰到油嘴漏油或淌油，其原因有：油枪连接处密封不好；开工时由于火道砖和炉膛温度低，在油管内存有不易雾化的冷油或蒸汽中带水；燃料油温度低、油压升高或雾化蒸汽压力突然降低。防止油嘴漏油或淌油的办法是：采用密封好的连接结构。在开工点火之前，应放掉蒸汽管中的冷凝水。在运行过程中，必须保证燃料油的温度；油压及蒸汽压力要稳定；调节好油气比，使火焰成形、稳定；控制风门，使火焰的额色保持桔黄色。在停工后，必须把油枪及燃料油支管内的存油吹扫干净。三、新区加热炉运行存在的主要问题321.氧含量偏高(1)供风量偏大；(2)炉体漏风；

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