【正文】 節(jié)風(fēng)機流量的大小。 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。具體作法為采用氧化鋯分析儀（一般量程為1％—25％），測出氧含量，然后根據(jù)氧含量求出過剩空氣系數(shù)α。將煙氣抽出分析時，因煙氣中所含水分已經(jīng)冷凝，基本為干煙氣。 煙氣氧含量測量 為了保持加熱爐高效運行，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，又防止空氣量過大帶走熱量使加熱爐效率降低，并影響燃燒器的性能。從安全角度考慮，為避免流體在爐管內(nèi)結(jié)焦，調(diào)節(jié)閥一般選用事故開閥（FO）。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)確定合適的進料量。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。在燃燒器前設(shè)置壓力開關(guān)能正確反應(yīng)燃燒器壓力，缺點為在開工時必須將此開關(guān)“旁路掉”，才能正常開工。 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。 4）加熱爐的前饋—反饋控制 加熱爐有時會遇到生產(chǎn)負(fù)荷即進料流量、溫度變化頻繁，干擾幅度又較大的情況，此時采用串級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。 b. 當(dāng)主要干擾是燃料的熱值變化（即組分變化）時，其他串級控制方案的副回路無法感受。這樣就把原來滯后的對象一分為二，副回路起超前作用，當(dāng)干擾因素反應(yīng)到爐膛溫度時就迅速調(diào)節(jié)，保持被加熱物料出口溫度的平穩(wěn)。在使用燃料油作為燃料時，因為物料粘度比較大，雖然可用以下方法測量燃料油流量，但都不太理想： a. 采用銳孔板，沖灌隔離液（需加強保溫伴熱，操作、維護麻煩）； b. 采用銳孔板，注入沖洗油（沖洗油隨燃料燃燒，不經(jīng)濟）： c. 采用靶式流量計（簡單易行，但—次投資偏大）； d. 采用整體楔式流量計（不能在線拆裝）； e. 采用齒輪流量計（一次投資偏大，同時流量計對燃料清潔度要求高） 基于上述原因，同時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，如工藝對流量沒有特殊要求，這時可采用燃料油壓力調(diào)節(jié)作為副回路。 2）加熱爐物料出口溫度—燃料的流量/壓力串級控制 對于大多數(shù)被加熱物料出口溫度要求比較嚴(yán)格，同時進料各類參數(shù)穩(wěn)定的加熱爐，主要可控干擾因素是燃料熱值，而對于性質(zhì)穩(wěn)定的燃料來說，熱值控制可轉(zhuǎn)化為燃料流量的控制。石油化工加熱爐對物料出口溫度控制指標(biāo)的要求相當(dāng)嚴(yán)格，一般要求波動小于1～2℃。如果供給物料的熱量全部為顯熱，則測溫點安裝在爐出口管上；如果供給物料的熱量大部分為潛熱，則測溫點應(yīng)向前移至溫度反應(yīng)快的地方。 DN40的法蘭及配對的法蘭蓋和螺栓、螺母，根據(jù)到貨的熱電偶直徑，在法蘭蓋上現(xiàn)場鉆孔，待熱電偶安裝調(diào)整完插入深度后再與法蘭蓋滿焊。 表面熱電偶的測量精確度取決于熱電偶的安裝位置及安裝方法。因此采用表面熱電偶測量爐管表面溫度是必不可少的。多煙囪式的加熱爐在每個煙囪內(nèi)部都應(yīng)有溫度測量點。排煙溫度又不能過低，因為排煙溫度受入爐油品溫度的限制，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，對流室傳熱效果就不好。 2）對流段溫度 對流段溫度測量，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)。所以爐膛溫度是保證加熱爐長周期安全運行的指標(biāo)之一，一般控制在820～870℃以下。對于溫度、壓力等信號除了應(yīng)有遠(yuǎn)傳信號外，還應(yīng)安裝就地儀表以便就地檢測。 b. 維持一可以控制的燃料燃燒效率。（3）管式爐輻射室的體積熱強度，在燃油時應(yīng)小于124kw/m3；燃?xì)鈺r應(yīng)小于165 kw/m3。（2）管內(nèi)冷油流速和結(jié)垢熱阻可按下表選用。 工藝流體參數(shù)有流量、降壓、進出口溫度，這些參數(shù)都要進行監(jiān)測。當(dāng)爐管溫度上升時，爐管的強度變差，為了安全操作，延長爐管壽命，避免爐管損壞，必須限定爐管表面的溫度。這是需要調(diào)節(jié)煙道或風(fēng)道擋板以及火嘴的風(fēng)門來改變空氣量。較重的液體燃料可用溫度來控制液體的粘度。燃料氣溫度可以是低于燃料自燃溫度的任何值。燃燒器特性曲線應(yīng)由制造商進行實際測定并提供給客戶。通過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，燃料壓力是影響燃料和空氣混合的主要動力。手提式氧分析儀用于現(xiàn)場煙氣分析，在煙氣入口一般都有一個干燥劑腔，可以吸收水蒸汽保護分析儀內(nèi)腔，這種儀器提供了煙氣的“干基”分析。為了保證氧氣測量的準(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。加熱爐爐膛負(fù)壓可以通過調(diào)節(jié)煙道擋板來控制。爐膛負(fù)壓的第一測量點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)壓即可確保整個加熱爐內(nèi)為負(fù)壓。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。在加熱爐排煙溫度大于500℃時，安裝余熱鍋爐回收煙氣余熱效果顯著?；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。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)常對這些部位進行檢查和堵漏。常用吹灰器包括蒸汽吹灰器、聲學(xué)吹灰器和激波吹灰器。 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，操作和維護不易，而且爐管表面熱強度和熱效率都較低，因此，選用大能量的、高強化燃燒器是實現(xiàn)加熱爐大型化的關(guān)鍵。 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。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。 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械裝置。通風(fēng)系統(tǒng)的作用是將燃燒用空氣導(dǎo)入燃燒器。為了盡量提高傳熱效果，對流室多采用釘頭管和翹片管。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。1 范圍 本范圍規(guī)范對工藝加熱爐的設(shè)計、操作、日常維護、常見故障診斷和處理、安全管理規(guī)定等內(nèi)容明確了基本概念和管理要求。 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)計規(guī)范 Q/Y502002 石油化工工藝加熱爐節(jié)能監(jiān)測方法 Q/Y622003 煉油裝置節(jié)能監(jiān)測方法 中油石油質(zhì)字[2003]279號 《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、對流室、燃燒器、余熱回收系統(tǒng)以及通風(fēng)系統(tǒng)組成。對流室一般擔(dān)負(fù)全爐熱負(fù)荷的20%～30%，對流室吸熱量的比例越大，全爐的熱效率越高?；厥辗椒ǚ譃閮深悾活惒捎每諝忸A(yù)熱方式回收熱量；另一類是采用余熱鍋爐回收熱量。 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。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。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。按燃燒的強化程度可分為普通燃燒器和高強燃燒器。管外積灰主要發(fā)生在對流室，在對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)置吹灰器以清除對流段爐管積垢。由于加熱爐是在微負(fù)壓的情況下操作的，空氣將通過所有的開孔進入爐體，為了保持加熱爐高效運行，因此，在操作時，其它的開孔應(yīng)盡可能最小或密封。 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。在對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，燃燒時能降低噪音，減少燒油火嘴的結(jié)焦現(xiàn)象。煙氣直接預(yù)熱空氣按其特點可分為間壁式和蓄熱式兩大類。爐膛負(fù)壓的存在使空氣能夠通過火嘴或其它的開水口進入爐體，熱的煙氣從煙道排出。負(fù)壓的第三測量點在對流段煙氣出口處，一般設(shè)在煙道擋板下面，將著一測量點的壓力和爐膛的壓力值結(jié)合考慮，可以確定通過對流段管束的壓力損失，能幫助判斷對流段是否發(fā)生損壞或結(jié)垢。過剩氧含量容易測量，用于代表過?？諝?，它能反應(yīng)出燃料的燃燒狀況。氧含量測量可使用手提式氧分析儀或在線氧分析儀。由于采樣管線滲漏或堵塞會引起氧分析儀讀數(shù)波動或產(chǎn)生誤差，從氣體燃燒產(chǎn)物冷凝下來的水進入氧分析儀會導(dǎo)致儀器損壞，所以煙氣取樣管要進行保溫，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。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，供應(yīng)到火嘴的燃料量不足，不能保證加熱爐的安全操作?！?，數(shù)值大小取決于長明燈火嘴的種類。溫度低，燃料氣管線上會有凝液產(chǎn)生，所以需要氣液分離設(shè)備，避免液體帶入火嘴，影響火嘴正常運行?？諝獾臏囟茸兓瑫鹈芏鹊淖兓?，影響火嘴的正常供氧量，造成燃料沒有被充分燃燒或氧氣過剩，降低爐效率。實際生產(chǎn)中應(yīng)避免冷空氣對預(yù)熱器的低溫露點腐蝕。爐管局部過熱的清洗方法：一是在平衡其它段爐管進料量的情況下，增加過熱段爐管的介質(zhì)流量，加快爐管內(nèi)的對流傳熱，降低爐管表面溫度；二是增加過?？諝庖詼p少在輻射區(qū)的換熱效果，降低氣體傳遞到爐管的能量；三是如果爐管局部過熱是由火焰舔爐管造成的，應(yīng)關(guān)小或關(guān)閉該處火嘴閥門，對燃燒器進行檢查處理。4 管理內(nèi)容與要求 對工藝加熱爐的設(shè)計要求 工藝參數(shù)優(yōu)化 （1）輻射管表面平均設(shè)計熱強度應(yīng)根據(jù)已有的設(shè)計經(jīng)驗確定，單面輻射、單管排可按下表選用；雙面輻射、。℃/W常壓蒸餾爐1000～1500減壓蒸餾爐氣化前1000～1500～催化裂化爐1000～1500焦化爐1200～1800～催化重整爐90～200預(yù)加氫爐250～500～減粘加熱爐1400～2000～加氫精制爐250～500～脫蠟油爐1200～1500丙烷脫瀝青爐1200～1500氧化瀝青爐1200～1500～酚精致爐1200～1500糠醛精致爐1200～1800～注：減壓蒸餾爐出口爐管應(yīng)按等溫氣化的要求擴徑，并且其流速不得超過臨界流速的80%。 控制系統(tǒng)設(shè)計要求 一般來講控制系統(tǒng)的主要目的有如下三點：a. 維持對物料熱傳遞的效率。以上這些變量通常用于控制、指示、記錄、報警、聯(lián)鎖等，在考慮這些變量的安裝位置時，除了應(yīng)能正確反應(yīng)加熱爐的實際工況外，同時應(yīng)考慮易于操作工人觀察、維修，以降低勞動強度。爐膛溫度高，輻射室傳熱量就大，但爐管容易結(jié)焦，甚至燒壞爐管、爐襯和管架。爐膛中的介質(zhì)為高溫?zé)煔?，熱電偶套管在選材時應(yīng)選用能耐熱、抗氧化、抗酸的材質(zhì)，在石化行業(yè)一般選用GH3030為套管材質(zhì)的耐磨熱電偶，其長期使用最高溫度可達(dá)1100℃。排煙溫度高，煙氣帶走的熱量就多，熱效率就低。最好與煙道氣的取樣點布置在同一煙道截面上，這樣煙氣取樣和測溫可同步進行。同時應(yīng)把操作溫度限制在爐管材料限制范圍（例如抗蠕變或抗腐蝕性能）內(nèi)。一般采用CH3030型護套材料，、壁厚3mm、氧化鎂絕緣材料、IECK分度號的表面熱電偶在實踐中證明具有令人滿意的效果。 加熱爐壓力不高，同時為了能夠調(diào)整熱電偶伸入爐體長度，前三種熱電偶安裝形式，一般采用光桿式熱電偶?；谝陨显?，被加熱物料出口溫度是加熱爐被控變量中最為重要的，只有保持一個穩(wěn)定的數(shù)值，才能滿足下游工藝的要求。加熱爐對于溫度的響應(yīng)，過程本身較為緩慢，則調(diào)節(jié)器可以選用比例積分微分調(diào)節(jié)器，積分時間可置于幾分鐘，微分時間可相對短一些。采用此種方案，優(yōu)點為控制簡單，投資少；缺點為加熱爐將物料從幾十度加熱到幾百度，熱負(fù)荷很大，當(dāng)燃料的壓力和熱值稍有波動，爐出口溫度就會顯著變化；同時當(dāng)加熱量改變后，由于傳熱及測溫元件的滯后，調(diào)節(jié)作用不及時，爐出口溫度波動很大。同時，以燃料流量作為副回路的優(yōu)點在于可以了解燃料的消耗量，有利于裝置運行時試驗和核算?？梢园褷t膛溫度控制作為副回路，被加熱物科出口溫度控制為主回路組成串級回路。即不允許爐膛溫度有較大波動，以免損壞設(shè)備。d. 雙斜頂方箱式管式爐，其關(guān)鍵點為能找出溫度變化反應(yīng)快而又能代表爐膛溫度的測溫度點。為了檢測爐膛負(fù)壓值，一般分別在煙囪、對流段、輻射室安裝導(dǎo)壓管，利用一臺微差壓變送器在集合管上進行負(fù)壓測量，遠(yuǎn)傳至控制室來監(jiān)控。此方案缺點為不能正確反應(yīng)燃燒器入口壓力。在燃油壓力變化不大的情況下，采用霧化蒸汽（空氣）壓力定值調(diào)節(jié)可滿足燃燒要求。冷油流速大，有利于傳熱和防止?fàn)t管內(nèi)結(jié)焦，但油料通過加熱爐的壓降大；冷油流速小，不但影響傳熱，更重要的是易造成爐管結(jié)焦，縮短開工周期。一般選用孔板加差壓變送器進行流量測量，對于管徑較大的管道，孔板造價較高，可采用插入式流量計（阿扭巴、靶等）進行測量。具體作法為上游設(shè)備的液位調(diào)節(jié)器一般采用純比例控制，有時可用比例積分控制，比例度要大于100％，并且積分時間也要放得相當(dāng)大，不能加正微分作用，同時在控制區(qū)間規(guī)定一死區(qū)，當(dāng)液位在設(shè)備允許范圍內(nèi)波動時，調(diào)節(jié)器輸出不變，加熱爐進料可視為簡單定流量控制器進一步緩慢改變調(diào)節(jié)閥的開度，使液位與流量兩個變量都在規(guī)定范圍內(nèi)緩慢均勻的變化。一種是將煙氣抽出，用奧氏氣體分析器進行分析；另一種是利用氧化鋯分析儀直接插人煙氣中進行在線分析。為了減輕操作難度，在投資允許的情況下，一般采用煙氣氧含量分析儀來連續(xù)測量氧含量，作為手動或自動調(diào)節(jié)空氣入口擋板開度的依據(jù)。 附屬設(shè)備的控制 1）氣動自控快開風(fēng)門 以電信號為控制手段，以壓縮空氣為動力，配置在強制通風(fēng)燃燒器前的熱風(fēng)道上，在直形風(fēng)道上全方位安裝，在環(huán)形風(fēng)道上宜為頂面與底面（指開孔位置）安裝。如采用氣動控制，則應(yīng)選用氣動付線指示儀加長行程執(zhí)行機構(gòu)及擋板的型式，它可把控制信號轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)