加热炉

加热炉腾龙芳烃生产一部凝析油装置主讲：***版权所有，盗版必究一、概述加热炉是炼油厂和石油化工厂的重要设备之一，它是利用燃料在炉膛内燃烧产生高温火焰与烟气作为热源，来加热炉管中流动的油品，使其达到工艺操作规定的温度，以供给原油或油品进行分馏、裂解或反应等加工过程所需要的热量，保证生产的正常进行。近年来，随着石油化工行业的迅速发展，管式加热炉的技术越来越引起人们的重视。管式加热炉消耗着大量的能量，是油品进行蒸馏、裂解、转化的核心设备。加热炉操作的好坏直接关系着装置乃至整个工厂产品质量、收率和平稳运行放图片二、石油化工加热炉特点（1）被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体或液体。而且，这些气体或液体通常都是易燃易爆的烃类物质，同锅炉加热水或蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多。（2）加热方式为直接受火式。（3）只烧液体（燃料油）或气体燃料。（4）长周期连续运转，不间断操作。三、加热炉分类目前加热炉的分类在国内外尚无统一的划分方法，习惯上最常用的有两种，一种是从炉子的外形来分，另一种是从工艺用途来分。1、按外形分类按外形大致上分为以下四类：箱式炉、立式炉、圆筒炉、大型方炉（本装置加热炉为江苏焱鑫制造的方型炉）。2、按用途分类按用途管式热加炉大致分为以下几类：炉管内进行化学反应的炉子、加热液体的炉子（本装置加热炉类型）、加热气体的炉子和加热气、液混相流体的炉子。箱式炉立式炉圆筒炉方炉四、加热炉结构管式加热炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器一级通风系统组成1、辐射室辐射室是加热炉的主要热交换场所，作为加热炉的最重要部位，承担着全炉70%~80%的热负荷。辐射室内的炉管，通过火焰或高温烟气进行传热，以辐射热为主，故称之为辐射管。它直接受火焰辐射冲刷，温度高，其材料要具有足够的高温强度和高温化学稳定性。2、对流室对流室是靠辐射室排出的高温烟气进行对流传热来加热物料。烟气以较高的速度冲刷炉管管壁，进行有效的对流传热，其热负荷约占全炉的20％-30％。对流室一般布置在辐射室之上，有的单独放在地面。为了提高传热效果，炉管多采用钉头管或翅片管。3、余热回收系统余热回收系统用以回收加热炉的排烟余热。回收方法有两类：一类是靠预热燃烧空气来回收，使回收的热量再次返回炉中；另一类是采用另外的回收系统回收热量。前者称为空气预热方式，后者通常用水回收称为废热锅炉方式。本装置采用放置地面上的管式空气预热器，并安装引风机。4、燃烧器燃烧器的作用是完成燃料的燃烧，为热交换提供热量。燃烧器由燃料喷嘴、配风器、燃烧道三部分组成。燃烧器按所用燃料的不同可分为燃油燃烧器、燃气燃烧器和油-气联合燃烧器。本装置采用了油-气联合燃烧器。即可以单独烧油或烧气，又可以油气混烧。通常情况下以瓦斯作为燃料，热量不足时，以燃料油补充燃烧。油气混烧时，一般维持燃料油恒定负荷，运用瓦斯量来控制油品路出口温度。燃料油枪长明灯尾气主瓦5、通风系统通风系统的作用是把燃烧用空气导入燃烧器，将废烟气引出炉子。它分为自然通风和强制通风两种方式。前者依靠烟囱本身的抽力，后者使用风机。五、加热炉的燃烧器及其他部件1、炉管管式炉炉管是物料摄取热量的媒介。按受热方式不同可分为辐射炉管和对流炉管，前者设置于辐射室内，后者设置于对流室内。为强化传热，对流管往往采用翅片管或钉头管。由于炉管长期处于高温、高压和腐蚀性介质中运行，因此炉管选用时应考虑材质耐温抗压和耐腐蚀能力。本装置初始由富台设计的炉管材质为Cr5Mo，由于投产后所炼油品硫含量较高，腐蚀严重，后于去年8月份将其材质更换为316L。旧炉管新炉管2、炉膛与炉墙炉膛是由炉墙、炉顶和炉底围成的空间，是对物质进行加热的地方。炉墙结构主要有耐火砖结构、衬里结构和耐火纤维结构砖结构有砌砖、挂砖、吊砖和拉砖等四种；衬里（浇注料）结构由粘结剂、骨料和掺和料组成的浇注料经搅拌—加水—再搅拌后，通过喷涂、捣制或涂抹成的炉墙叫衬里；耐火陶瓷纤维结构质地轻，可减轻钢结构荷载，导热系数小，可使炉衬薄而保温效果好，结构简单，施工方便。3、吊钩、拉钩、管架吊钩、拉钩一般用于靠墙布置的炉管，吊钩在上部吊在盘管的弯头上，而拉钩位于炉管的中下部，起牵拉作用，使炉管在热作用下不至于发生较大的位置偏离。管架一般用于受双面辐射的卧管辐射管的支撑，有上吊式和下支撑式两种形式。4、钢结构钢结构主要包括：炉底钢结构、辐射室钢结构、炉顶钢结构、对流室钢结构、对流室弯头箱、烟囱、梯子平台等。钢结构的作用：一是支撑和包容所有加热和受热以及监测的设施；二是支撑炉衬，作为衬里的骨架；三是一些辅助和附加作用。5、看火门：观看炉膛内所有火嘴的整个火焰；观看辐射管、底排遮蔽管的受热状况，管壁被氧化的情况，炉管的弯曲程度等。防爆门：负压自重式防爆门，平时靠自重关闭，当炉内压力增高时，防爆门即被打开。人孔门：进行安装及检修等工作。13-H-341自P-343来转油线至C-341对流室辐射室吹扫蒸汽和N2对流室炉管六、加热炉操作、管理和维护加热炉的正常操作与管理不仅要保证炉温的稳定，而且还要尽可能的提高炉子热效率，降低燃料消耗。加热炉操作的好坏，将直接影响到塔的操作，从而影响到产品质量和收率。在安全上，要防止仪表失灵或其它原因使炉温超高烧坏炉管或结焦，要避免操作不当造成回火。在正常操作条件下必须控制好的主要工艺参数有炉出口温度、分支出口温度、炉膛温度、炉内负压和烟气温度等，各参数的控制必须严格按照工艺卡片执行。1、炉内正常燃烧现象在正常操作状态下，燃料与空气混合充分，燃料能完全燃烧，在炉内呈以下现象：炉膛明亮，火焰短，火苗齐，不扑炉管、炉墙，燃烧稳定。烧燃油时，火焰呈黄白色。烧燃料气时，火焰呈蓝白色。烟囱排烟呈无色或淡蓝色。2、影响加热炉平稳操作的主要因素1）供热系统的主要影响因素A、燃料油的压力、温度、流量和性质B、瓦斯压力和性质C、入炉空气量D、雾化蒸汽压力及用量2）吸热系统的主要影响因素a、进料量b、进料性质C、进料温度3、加热炉的开停工操作加热炉的开工主要包括四个步骤：1）吹扫、试压和设备检查阶段：吹扫和试压主要包括燃料油系统、瓦斯系统、物料系统。吹扫试压完毕后要对加热炉系统设备再作一次全面的检查，重点检查加热炉各附件、附属设备是否完好，确认具备开工条件。2）点火阶段：A、引瓦斯及燃油。B、炉膛吹扫。C、爆炸性气体测试。D、点火3）升温阶段；4）平稳及优化操作阶段。4、加热炉开工过程中的注意事项1、引燃料油及瓦斯前一定要将各油嘴和瓦斯嘴阀门关闭；2、点火一定要在爆炸测试合格后方可进行，一次点不着则须向炉内吹入大量蒸汽赶走可燃气体方可再点；有长明灯的必须先点燃长明灯后再点火。3、注意各路进料，不可偏流；4、注意保持各路分支温度的均衡，要及时增点火嘴，以免火嘴火焰过大；5、升温速度不得过快，严防超温；6、多作现场检查，发现问题及时处理。5、加热炉的停炉操作正常停炉操作：1）根据停工过程降温要求，逐步停熄油嘴、瓦斯并及时扫线。降温过程不得过快，一般在50℃/h左右，要保证火嘴燃烧正常，各分支温度均匀。2）温降至350℃以下时，风机停运，改自然通风。3）油嘴及瓦斯嘴全部熄灭后，对所有油嘴及瓦斯嘴进行扫线，扫线汽同时作炉膛吹扫汽，打开炉膛消防蒸汽。4、燃料油及瓦斯系统扫线。紧急停炉操作：1）由于加热炉本身设备故障及其它原因需立即熄火时，迅速关闭燃料油和燃料气调节阀及手阀，切断燃料油和燃料气。炉熄火后打开炉膛消防蒸汽和各火嘴扫线蒸汽、向炉内吹汽。不须立即熄火时，可迅速将温控调节阀和瓦斯压控改成手动并关小之，然后逐个关小各火嘴燃料油阀和瓦斯阀、关死的油嘴随即扫线。最后留一两个瓦斯嘴维持小火燃烧，或保留长明灯，以方便再次开工，这时可适当向炉内吹汽。2）炉膛改自然通风，风机停运。3）听候车间指令作其他处理。6、烘炉操作加热炉在新建或大修后，而且炉墙采用耐火砖或者是轻质耐火混凝土衬里时，都要进行烘炉。烘炉的目的是为了缓慢脱除炉墙内耐火材料的内部水分，使耐火泥充分烧结。防止在开工时炉膛温度急剧上升，水分大量汽化膨胀，造成衬里膨胀变形，产生裂纹甚至倒塌。烘炉操作：1）蒸汽烘烤炉膛。2）点火升温，当炉膛温度达130℃时，恒温48小时，脱除游离水。3）320℃时恒温24小时脱除结晶水。4）500℃时恒温24小时进行烧结。5）降温、熄火、闷炉结束烘炉。烘炉过程及烘炉后检查的注意事项：1）控好烟道档板，以保证升温速度；2）严格按点火规程进行点火，以防产生回火爆炸；3）以炉膛温度为准控制升温速度，严格按照升温曲线进行升温；4）升温过程中炉出口温度≯400℃，由入口蒸汽量来调节温度；5）作好烘炉记录。在烘炉过程中，要勤检查，细观察；6）烘炉完毕降温后作全面检查；7）加热炉冷却后，炉管应重新试压。7、吹灰器（1）吹灰目的加热炉是原油蒸馏装置中十分重要的设备，是生产中的重要环节，如何提高它的热效率对降低成本十分有意义。加热炉的燃料主要分为燃料油和燃料气，由于是长期连续生产，燃料燃烧会产生大量的灰尘。这些灰尘一部分被排出，一部分附着在炉内的加热管道上。随着加热管道上灰尘的增厚，加热炉的热效率也随之降低，从而增加燃烧成本。工艺上经常采用加装吹灰器的方法来解决这一问题，通过吹灰器定时或不定时的吹扫，使附着在加热管道上的灰尘及时从烟道排出。从而达到提高热效率、降低成本的目的。2、激波吹灰目前常用的主要吹灰方式有蒸汽、水力、钢珠、及声波和激波清灰等。我们装置加热炉安装的就是激波吹灰器。激波（燃气脉冲）吹灰器是一种性能先进的新一代除灰技术，它广泛应用于清除炉子受热面积灰，效果优异、经济性能好、运行可靠、操作维护简单，具有很好的推广应用价值。激波吹灰原理它是利用乙炔(煤气、天然气、液化气)等常用可燃气体和空气，经过各自的流量测控系统后，按一定比例进行均匀混合，然后送入燃烧室中燃烧。与常规的燃烧过程和燃烧方式有所不同，燃气脉冲燃烧是利用不稳定燃烧气体在高湍流状态下，产生压缩波，形成动能、声能、热能。这种燃烧速度较快，燃烧产生的气体压力被限制在一定的范围之内，在输出管的喷口处发射冲击波能与积灰状况适应。通过冲击波的作用使受热面上的积灰脱落，将被污染受热面上的灰尘颗粒、松散物、粘合物及沉积物除去，达到降低锅炉尾部排烟温度，提高锅炉热效率。8、风机引风机和鼓风机统称为通风机，通风机按其在管网中所起的作用来分,起吸风作用的称为引风机,起吹风作用的称为鼓风机。鼓风机位于系统进口端，工作状态属正压；引风机位于系统出口端，工作状态属正负压。鼓风机一般是将空气送入系统,工作温度在80度以内。而引风机,是将空气（烟气）从系统中抽出，一般工作温度要达到150度（最高250度）。因此，在一般情况下，引风机的叶轮等材料需要使用耐高温材料；轴承箱设有冷却水道，使用时需通水冷却。鼓风机与引风机其作用原理与基本结构都是相同的。安装风机，这是为了回收加热炉烟气预热，减少热损失，提高炉子效率。鼓风机引风机9、空气预热器空气预热器就是加热炉烟道中的烟气通过内部的散热片将进入炉前的空气预热到一定温度的受热面。用于提高炉子的热交换性能，降低能量消耗。我们装置使用的为热管式空气预热器。它结构主要包括热管束、隔板和外壳三大部分。隔板将热管的蒸发段和冷凝段隔开，同时也将烟气通道和空气通道隔开。为了强化管外传热，一般都采用翅片管。10、加热炉及风机连锁连锁是当需要控制的物理量超出的控制时，触发开启或关闭一些相应的设备，避免事故的发生会防止对设备或人身造成伤害。连锁的目的其实就是起保护作用。加热炉常规联锁项1）燃料压力低联锁燃料压力低于能使燃烧器保持稳定的压力。（长明灯压力低于0.02MPa，燃料气压力低于0.03MPa或高于0.3MPa，炉出口温度高于316℃时，关闭燃料气主火嘴、长明灯、燃料油火嘴电磁阀，加热炉熄火。）2）进料量低联锁炉管流量低于联锁值时，加热炉自动停车。（八路进料流量低于47.93m3/h,关闭燃料气火嘴、燃料油火嘴电磁阀。）3）烟风系统失灵联锁对带有强制通风设备（鼓、引风机）、空气预热器的加热炉，在风机故障或者预热器出、入口温度偏离联锁值时，如果允许自然通风操