【正文】 料沒(méi)有被充分燃燒或氧氣過(guò)剩，降低爐效率。由于燃料氣溫度影響其密度，在相同的加熱負(fù)荷下會(huì)影響其流量和壓力。燃料和霧化介質(zhì)的壓力測(cè)量點(diǎn)應(yīng)設(shè)在控制閥后到火嘴手閥之間，并在單個(gè)火嘴閥全開(kāi)的情況下檢測(cè)。該曲線由廠家通過(guò)專用設(shè)備來(lái)測(cè)得，火嘴特性曲線指示出保證燃料穩(wěn)定燃燒的燃料壓力范圍。由于采樣管線滲漏或堵塞會(huì)引起氧分析儀讀數(shù)波動(dòng)或產(chǎn)生誤差，從氣體燃燒產(chǎn)物冷凝下來(lái)的水進(jìn)入氧分析儀會(huì)導(dǎo)致儀器損壞，所以煙氣取樣管要進(jìn)行保溫，分析儀應(yīng)由儀表技術(shù)人員每月校正一次，或根據(jù)制造廠家的要求定期校正。氧含量測(cè)量可使用手提式氧分析儀或在線氧分析儀。過(guò)剩氧含量容易測(cè)量，用于代表過(guò)?？諝猓芊磻?yīng)出燃料的燃燒狀況。負(fù)壓的第三測(cè)量點(diǎn)在對(duì)流段煙氣出口處，一般設(shè)在煙道擋板下面，將這一測(cè)量點(diǎn)的壓力和爐膛的壓力值結(jié)合考慮，可以確定通過(guò)對(duì)流段管束的壓力損失，能幫助判斷對(duì)流段是否發(fā)生損壞或結(jié)垢。爐膛負(fù)壓的存在使空氣能夠通過(guò)火嘴或其它的開(kāi)口進(jìn)入爐體，熱的煙氣從煙道排出。煙氣直接預(yù)熱空氣按其特點(diǎn)可分為間壁式和蓄熱式兩大類。在對(duì)流室和煙囪之間裝設(shè)空氣預(yù)熱器回收煙氣余熱，這樣不但能提高加熱爐熱效率，節(jié)約燃料，而且空氣經(jīng)預(yù)熱后，燃燒時(shí)能降低噪音，減少燒油火嘴的結(jié)焦現(xiàn)象。 余熱回收設(shè)備提高加熱爐熱效率的措施之一是回收煙氣余熱。由于加熱爐是在微負(fù)壓的情況下操作的，空氣將通過(guò)所有的開(kāi)孔進(jìn)入爐體，為了保持加熱爐高效運(yùn)行，因此，在操作時(shí)，其它的開(kāi)孔應(yīng)盡可能最小或密封。管外積灰主要發(fā)生在對(duì)流室，在對(duì)流室采用翅片管和釘頭管的加熱爐或燒重油、污油的加熱爐，必須設(shè)置吹灰器以清除對(duì)流段爐管積垢。按燃燒的強(qiáng)化程度可分為普通燃燒器和高強(qiáng)燃燒器。燃燒道一是給火焰根部提供高溫?zé)嵩匆员ＷC燃燒穩(wěn)定；二是約束空氣，使之與燃料充分混合；三是與配風(fēng)器一起使用，使氣流形成理想的流型。燃料油噴嘴的主要任務(wù)是使燃料油霧化并形成便于與空氣混合的霧化炬。 加熱爐的種類加熱爐按按輻射室的外觀形狀大致分為：箱式爐、立式爐、圓筒爐等?；厥辗椒ǚ譃閮深?，一類采用空氣預(yù)熱方式回收熱量；另一類是采用余熱鍋爐回收熱量。對(duì)流室一般擔(dān)負(fù)全爐熱負(fù)荷的20%~30%，對(duì)流室吸熱量的比例越大，全爐的熱效率越高。2 規(guī)范性引用文件ISO13705 石油天然氣工業(yè)一般煉油裝置用火焰加熱爐SH3691 石油化工管式爐設(shè)計(jì)規(guī)范Q/Y502002 石油化工工藝加熱爐節(jié)能監(jiān)測(cè)方法Q/Y622003 煉油裝置節(jié)能監(jiān)測(cè)方法中油石油質(zhì)字[2003]279號(hào) 《管式加熱爐安全管理的若干規(guī)定》和《管式加熱爐操作規(guī)程編寫指南》3 術(shù)語(yǔ)及重要概念解釋 加熱爐及附件 加熱爐 加熱爐的一般結(jié)構(gòu)工藝加熱爐一般由輻射室、對(duì)流室、燃燒器、余熱回收系統(tǒng)以及通風(fēng)系統(tǒng)組成。煉油企業(yè)工藝加熱爐管理規(guī)范1 范圍本規(guī)范對(duì)工藝加熱爐的設(shè)計(jì)、操作、日常維護(hù)、常見(jiàn)故障診斷和處理、安全管理規(guī)定等內(nèi)容明確了基本概念和管理要求。輻射室也稱為爐膛，包括燃燒器和風(fēng)道，爐管和爐管支撐，耐火襯里等。為了盡量提高傳熱效果，對(duì)流室多采用釘頭管和翹片管。通風(fēng)系統(tǒng)的作用是將燃燒用空氣導(dǎo)入燃燒器。 燃燒器（火嘴）燃燒器是將燃料和空氣混合，發(fā)生燃燒，釋放出工藝所需要熱量的機(jī)械裝置。外混式燃料氣噴嘴將燃料氣分散成細(xì)流，并以恰當(dāng)?shù)慕嵌葘?dǎo)入燃燒道，以便與空氣良好混合。按所用燃料的不同，燃燒器可分為燃料油燃燒器、燃料氣燃燒器和油氣聯(lián)合燃燒器三大類。隨著加熱爐大型化的發(fā)展，如果采用一般燃燒器，不但數(shù)量多，管線復(fù)雜，操作和維護(hù)不易，而且爐管表面熱強(qiáng)度和熱效率都較低，因此，選用大能量的、高強(qiáng)化燃燒器是實(shí)現(xiàn)加熱爐大型化的關(guān)鍵。常用吹灰器包括蒸汽吹灰器、聲學(xué)吹灰器和激波吹灰器。加熱爐爐體由于有爐管、彎頭箱、觀火孔、防爆門、人孔等設(shè)施，必須經(jīng)常對(duì)這些部位進(jìn)行檢查和堵漏?；厥諢煔庥酂岬耐緩绞抢玫蜏亟橘|(zhì)吸收煙氣的熱量，如加熱工藝介質(zhì)、發(fā)生蒸汽或預(yù)熱爐用燃燒空氣。在加熱爐排煙溫度大于500℃時(shí)，安裝余熱鍋爐回收煙氣余熱效果顯著。工藝加熱爐通常使用間壁式空氣預(yù)熱器，間壁式空氣預(yù)熱器是指煙氣將熱量連續(xù)不斷地通過(guò)固體壁傳給空氣的預(yù)熱器，如管式空氣預(yù)熱器、熱管式空氣預(yù)熱器、板式空氣預(yù)熱器等。爐膛負(fù)壓的第一測(cè)量點(diǎn)一般在輻射段的頂部即爐膛拱頂部位，保持此處很小的負(fù)壓即可確保整個(gè)加熱爐內(nèi)為負(fù)壓。加熱爐爐膛負(fù)壓可以通過(guò)調(diào)節(jié)煙道擋板來(lái)控制。為了保證氧氣測(cè)量的準(zhǔn)確性，應(yīng)從輻射段出口即爐膛拱頂部位采煙氣樣，采樣探頭應(yīng)深入到距爐壁460毫米或更遠(yuǎn)的位置。手提式氧分析儀用于現(xiàn)場(chǎng)煙氣分析，在煙氣入口一般都有一個(gè)干燥劑腔，可以吸收水蒸汽保護(hù)分析儀內(nèi)腔，這種儀器提供了煙氣的“干基”分析。 燃料的流量和壓力通過(guò)控制燃料的流量和壓力，可以控制加熱爐的燃燒放熱量，調(diào)節(jié)加熱物流的工藝溫度。當(dāng)火嘴安裝在加熱爐以后，燃料壓力上下限值應(yīng)該重新檢查，通常只檢查壓力的下限值，在壓力下限以下時(shí)，供應(yīng)到火嘴的燃料量不足，不能保證加熱爐安全操作?！?MPa，數(shù)值的大小取決于長(zhǎng)明燈火嘴的種類。溫度低，燃料氣管線上會(huì)有凝液產(chǎn)生，所以需要?dú)庖悍蛛x設(shè)備，避免液體帶入火嘴，影響火嘴正常運(yùn)行。這時(shí)需要調(diào)節(jié)煙道或風(fēng)道擋板以及火嘴的風(fēng)門來(lái)改變空氣量。 爐管溫度當(dāng)爐管溫度上升時(shí)，爐管的強(qiáng)度變差，為了安全操作，延長(zhǎng)爐管壽命，避免爐管損壞，必須限定爐管表面的溫度。 工藝流體參數(shù)工藝流體參數(shù)有流量、壓降、進(jìn)出口溫度，這些參數(shù)都要進(jìn)行監(jiān)測(cè)。單面輻射、單管排輻射管表面平均設(shè)計(jì)熱強(qiáng)度管式爐名稱平均設(shè)計(jì)熱強(qiáng)度w/m178。（4）～ Kg/m178。b. 維持一可以控制的燃料燃燒效率。對(duì)于溫度、壓力等信號(hào)除了應(yīng)有遠(yuǎn)傳信號(hào)外，還應(yīng)安裝就地儀表以便就地檢測(cè)。所以爐膛溫度是保證加熱爐長(zhǎng)周期安全運(yùn)行的指標(biāo)之一，一般控制在820～870℃以下。2）對(duì)流段溫度對(duì)流段溫度測(cè)量，是為了監(jiān)控加熱爐效率及把操作溫度限制在爐管及支撐管板的材質(zhì)所允許的范圍以內(nèi)。排煙溫度又不能過(guò)低，因?yàn)榕艧煖囟仁苋霠t油品溫度的限制，排煙溫度和入爐油品溫度應(yīng)有一定溫差（100～150℃），若溫差太小，對(duì)流室傳熱效果就不好。多煙囪式的加熱爐在每個(gè)煙囪內(nèi)部都應(yīng)有溫度測(cè)量點(diǎn)。因此采用表面熱電偶測(cè)量爐管表面溫度是必不可少的。表面熱電偶的測(cè)量精確度取決于熱電偶的安裝位置及安裝方法。 DN40的法蘭及配對(duì)的法蘭蓋和螺栓、螺母，根據(jù)到貨的熱電偶直徑，在法蘭蓋上現(xiàn)場(chǎng)鉆孔，待熱電偶安裝調(diào)整完插入深度后再與法蘭蓋滿焊。如果供給物料的熱量全部為顯熱，則測(cè)溫點(diǎn)安裝在爐出口管上；如果供給物料的熱量大部分為潛熱，則測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)向前移至溫度反應(yīng)快的地方。石油化工加熱爐對(duì)物料出口溫度控制指標(biāo)的要求相當(dāng)嚴(yán)格，一般要求波動(dòng)小于1～2℃。2）加熱爐物料出口溫度—燃料的流量/壓力串級(jí)控制對(duì)于大多數(shù)被加熱物料出口溫度要求比較嚴(yán)格，同時(shí)進(jìn)料各類參數(shù)穩(wěn)定的加熱爐，主要可控干擾因素是燃料熱值，而對(duì)于性質(zhì)穩(wěn)定的燃料來(lái)說(shuō)，熱值控制可轉(zhuǎn)化為燃料流量的控制。在使用燃料油作為燃料時(shí)，因?yàn)槲锪险扯缺容^大，雖然可用以下方法測(cè)量燃料油流量，但都不太理想：a. 采用銳孔板，沖灌隔離液（需加強(qiáng)保溫伴熱，操作、維護(hù)麻煩）；b. 采用銳孔板，注入沖洗油（沖洗油隨燃料燃燒，不經(jīng)濟(jì)）：c. 采用靶式流量計(jì)（簡(jiǎn)單易行，但—次投資偏大）；d. 采用整體楔式流量計(jì)（不能在線拆裝）；e. 采用齒輪流量計(jì)（一次投資偏大，同時(shí)流量計(jì)對(duì)燃料清潔度要求高） 基于上述原因，同時(shí)考慮到燃料油流量的變化可以線性體現(xiàn)為燃料油管線壓力變化，如工藝對(duì)流量沒(méi)有特殊要求，這時(shí)可采用燃料油壓力調(diào)節(jié)作為副回路。這樣就把原來(lái)滯后的對(duì)象一分為二，副回路起超前作用，當(dāng)干擾因素反應(yīng)到爐膛溫度時(shí)就迅速調(diào)節(jié)，保持被加熱物料出口溫度的平穩(wěn)。b. 當(dāng)主要干擾是燃料的熱值變化（即組分變化）時(shí)，其他串級(jí)控制方案的副回路無(wú)法感受。4）加熱爐的前饋—反饋控制 加熱爐有時(shí)會(huì)遇到生產(chǎn)負(fù)荷即進(jìn)料流量、溫度變化頻繁，干擾幅度又較大的情況，此時(shí)采用串級(jí)控制方案難以滿足生產(chǎn)要求，而采用前饋—反饋控制系統(tǒng)，往往是行之有效的。2）常明燈燃料的壓力 使用燃料氣的加熱爐通常設(shè)置常明燈，常明燈燃料氣的壓力由自力式壓力調(diào)節(jié)閥維持正常。在燃燒器前設(shè)置壓力開(kāi)關(guān)能正確反應(yīng)燃燒器壓力，缺點(diǎn)為在開(kāi)工時(shí)必須將此開(kāi)關(guān)“旁路掉”，才能正常開(kāi)工。假如燃料油壓變化較大，單采用霧化蒸汽（空氣）壓力控制將不能保證燃料油得到良好的霧化，可采用如下控制方案：a. 根據(jù)燃料油閥后壓力與霧化蒸汽（空氣）壓力之差來(lái)調(diào)節(jié)霧化介質(zhì)；b. 采用燃料油閥后壓力與霧化蒸汽（空氣）壓力比值控制。根據(jù)不同工藝及爐型，應(yīng)有不同的合適的冷油流速，即應(yīng)確定合適的進(jìn)料量。從安全角度考慮，為避免流體在爐管內(nèi)結(jié)焦，調(diào)節(jié)閥一般選用事故開(kāi)閥（FO）。 煙氣氧含量測(cè)量 為了保持加熱爐高效運(yùn)行，希望保持正確的燃料／空氣之比，既維持足夠的空氣量以保證燃料能完全燃燒和安全操作，又防止空氣量過(guò)大帶走熱量使加熱爐效率降低，并影響燃燒器的性能。將煙氣抽出分析時(shí)，因煙氣中所含水分已經(jīng)冷凝，基本為干煙氣。具體作法為采用氧化鋯分析儀（一般量程為1％—25％），測(cè)出氧含量，然后根據(jù)氧含量求出過(guò)剩空氣系數(shù)α。2）煙囪擋板 設(shè)置在加熱爐的直立煙囪上，用于控制煙囪抽力，保持爐膛負(fù)壓通常為2～3mmH20。3）風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)門 為了維持加熱爐合適的過(guò)剩空氣系數(shù)，就要根據(jù)煙氣氧含量，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)流量的大小。采用高、低選擇器的聯(lián)合動(dòng)作，在負(fù)荷增加時(shí)，使空氣先于燃料增加；而在負(fù)荷減小時(shí)，使空氣滯后于燃料減小。為了解決上述問(wèn)題，在加熱爐上常采用火焰檢測(cè)器來(lái)準(zhǔn)確反應(yīng)加熱爐內(nèi)火焰的狀況。各類燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生光譜對(duì)比表序 號(hào)燃 料紅外線可見(jiàn)光紫外線l23天然氣煉廠氣煉廠油低低高中高高高高中如果投資允許，也可采用爐膛火焰電視監(jiān)視裝置?？梢杂刹僮魅藛T糾正的接近極限的一次儀表與執(zhí)行報(bào)警的儀表分開(kāi)，盡管有時(shí)測(cè)量點(diǎn)相同；為了保證聯(lián)鎖系統(tǒng)的高度可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮如下幾點(diǎn)：a. 系統(tǒng)應(yīng)為事故安全型（失電動(dòng)作）；b. 系統(tǒng)的安全等級(jí)與裝置的安全等級(jí)相匹配；c. 合理考慮輸入／輸出卡件的冗余配置和現(xiàn)場(chǎng)一次動(dòng)作元件的冗余設(shè)置；d. 有足夠的操作員接口，有自動(dòng)／半自動(dòng)（手動(dòng)）靈活的操作手段；有足夠的旁路維修。4）霧化蒸汽壓力低當(dāng)使用燃料油時(shí)，霧化蒸汽壓力低會(huì)引起火焰減弱甚至熄火狀況。對(duì)于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，直接輸出切斷信號(hào)至電動(dòng)切斷閥，切斷燃料；對(duì)于氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)產(chǎn)生切斷信號(hào)時(shí)，三通電磁閥線圈失電，凈化風(fēng)放空，執(zhí)行機(jī)構(gòu)閉斷燃料、氣動(dòng)切斷閥可選用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，對(duì)于泄漏量要求嚴(yán)格的場(chǎng)合，可選用氣動(dòng)切斷球閥或氣動(dòng)切斷閘閥。3）排煙溫度高 排煙溫度高一般是由不良操作引起，也可能由加熱爐管泄漏、空氣頂熱裝置損壞造成。如果刀刃式表面熱電偶和爐管表面脫開(kāi)，也會(huì)導(dǎo)致溫度讀數(shù)高。 檢查、檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)置 儀表接管應(yīng)根據(jù)下列條件設(shè)置測(cè)溫和測(cè)壓儀表接管應(yīng)設(shè)在空氣預(yù)熱器煙氣和空氣的進(jìn)出口管道處； 煙氣和空氣通道上的儀表接管應(yīng)按下列規(guī)定設(shè)置 1）； 2）對(duì)流室加熱多種介質(zhì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要在每種介質(zhì)的進(jìn)出口部位裝設(shè)測(cè)溫點(diǎn)； 3）圓筒爐輻射室盤管節(jié)圓直徑大于6m或節(jié)圓直徑大于4m、且有幾路并聯(lián)盤管時(shí)，在爐膛的適當(dāng)部位宜裝設(shè)高溫?zé)犭娕紲y(cè)溫點(diǎn)（僅有一個(gè)燃燒器時(shí)除外）； 4）輻射室和對(duì)流室煙氣側(cè)的儀表接管，除應(yīng)符合本條第二和第三款的要求外，其數(shù)量不應(yīng)少于下表的規(guī)定。5）管式爐爐膛熱電偶末端插入爐膛的深度至少應(yīng)超過(guò)壁管50～l00mm，但熱電偶的懸臂長(zhǎng)度不宜大于600mm； 6）其他部位熱電偶的水平插入深度應(yīng)為插入部位寬度的三分之一，但懸臂長(zhǎng)度一般不大于800 mm； 7）輻射室和對(duì)流室的測(cè)溫點(diǎn)和測(cè)壓點(diǎn)，在穿過(guò)爐壁處應(yīng)設(shè)18Cr—8 Ni型不銹鋼管。故在無(wú)特殊要求時(shí)，在管式爐盤管系統(tǒng)的進(jìn)出口部位不設(shè)置儀表接頭。 燃燒器 1）除明確單燃油或單燃?xì)馔猓话銘?yīng)選用油、氣聯(lián)合燃燒器。自然通風(fēng)火炬式燃燒器的安裝位置 最小間距（m）單個(gè)燃燒器的最大放熱量（MW）ABCD燃燒器中心線至壁管中心線的橫向間距立燒時(shí)燃燒器至頂部爐管中心線間距燃燒器中心線至未排爐管的爐墻的橫向間距橫燒時(shí)，對(duì)燒燃燒器之間的距離燃油燃?xì)庾ⅲ孩贆M燒時(shí)，；②對(duì)于油氣混燒燃燒器，除液體燃料僅在開(kāi)工時(shí)使用外,所有間距都應(yīng)按燃油條件考慮；③表中c項(xiàng)不包括附墻火焰的燃燒器。9）燃燒器應(yīng)采取隔聲措施，爐區(qū)噪聲A級(jí)一般不應(yīng)大于90dB，并應(yīng)符合國(guó)家或地區(qū)環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定。3）滅火蒸汽管應(yīng)按以下規(guī)定設(shè)置：a. 輻射室滅火蒸汽管的數(shù)量一般應(yīng)按每100m3輻射室體積設(shè)置一個(gè)公稱直徑為40的滅火蒸汽管；b. 采用帶堵頭的回彎頭時(shí)，或在介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)、沖蝕性強(qiáng)的焊接彎頭箱內(nèi)，均應(yīng)設(shè)置滅火蒸汽管；4）立管爐上如無(wú)輻射管彎頭箱時(shí)，則每個(gè)輻射室的爐頂均應(yīng)設(shè)置爐管裝卸孔。各排的吹掃順序應(yīng)與煙氣流動(dòng)方向相一致。 防爆要求管式加熱爐在正常情況下是負(fù)壓操作的，而爐體結(jié)構(gòu)尺寸龐大，不可能按照受壓容器來(lái)設(shè)計(jì)，所以，一般加熱爐的輻射室均應(yīng)裝有防爆門，以便在爐內(nèi)發(fā)生爆炸事故時(shí)，泄掉爐內(nèi)壓力，保證爐體鋼結(jié)的安全。 向外漏的部位發(fā)生在正壓操作的供風(fēng)系統(tǒng)，也可能出現(xiàn)在操作不正常的輻射室頂部和對(duì)流室?？諝獾拇罅柯┤霑?huì)加劇爐管的氧化、降低爐膛溫度和加熱爐的熱效率。國(guó)內(nèi)過(guò)去的設(shè)計(jì)，從便于檢查彎頭有無(wú)漏油這點(diǎn)出發(fā)，彎頭箱門都設(shè)計(jì)成便于開(kāi)啟的鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，因此現(xiàn)在的加熱爐大部分都漏風(fēng)嚴(yán)重。如該處不加以密封，在較高的對(duì)流室內(nèi)，煙氣可能從下部管孔進(jìn)入彎頭箱內(nèi)，再由上部管孔返回對(duì)流室，煙氣的短路會(huì)影響對(duì)流室的傳熱，并使兩端管板和彎