【正文】 四、雙燃料燃燒器如第一章第一節(jié)所述，當燃油或燃氣供應不穩(wěn)定、鍋爐供熱（氣）又十分重要時，可考慮用雙燃料，即燃油和燃氣進行切換燃燒，所采用的燃燒器即為雙燃料燃燒器。如圖325和圖3—26。圖3—25整體式雙燃料燃燒器圖3—26分體式雙燃料燃燒器鍋爐配置雙燃料燃燒器運行時應當注意對停用燃料噴嘴的保護，防止其過熱。五、調風器（配風器）如上所述，為了使燃油和燃氣得到好的燃燒，必須將燃油霧化，將燃氣分流。但僅此還不能完全達到使燃料與空氣得到即時而充分地混合。所以在燃燒器中，都設有用來調節(jié)空氣流的分布、加強燃料與空氣的混合、并可以調節(jié)火焰形狀的裝置，就是調風器或配風器。因此，完整的燃燒器是調風器與油槍或燃氣分流器的有機配合。按產生氣流的特點，調風器可分為直流式和旋流式兩種。直流式調風器又稱平流式。這種調風器的原理是使空氣流以較高的速度穿入燃料和火焰之中，從而強化空氣的擴散，達到與燃料的良好混合，如圖327。常用的直流調風器有直筒式和文丘里式兩種，如圖328和圖3—29所示。圖3—28和圖329的中心管（油槍或氣噴嘴套管）端部都各有一個葉輪（或錐形體）。這是直流調風器必備的一種“鈍體”。因為燃燒器運行時，如果空氣量增大，就會使風速增高；而高風速有可能導致噴嘴的脫火或爐膛熄火，這是非常危險的?！扳g體”的作用就是在噴嘴附近造成一個火焰和高溫煙氣的回流區(qū)，使燃料從燃燒器噴出后立即就被高溫的回流點燃，這就保證了燃燒的穩(wěn)定性。如圖3—30。所以，通常就將這種“鈍體”稱為穩(wěn)燃器。為使回流區(qū)的燃燒不缺氧，在“鈍體”上一般都開有隙孔，以此來供給火焰根部少量的空氣。根據“鈍體”的作用原理，實用上有平盤縫葉型、錐形和葉輪型各種穩(wěn)燃器。直流式調風器形成的火焰一般呈細長形狀。與直流式調風器不同，旋流式調風器是使空氣形成旋轉的空氣流而射出。其結構型式有蝸殼式，切向葉片式和軸向葉片式等，如圖3—31，圖3—32和圖3—33。旋轉進入爐膛的空氣流，因受離心力的作用，其中心就形成了一個低氣壓區(qū)，而爐內壓力相對地要高于該負壓區(qū)，所以火焰和高溫煙氣就“乘虛而入”，形成了一個對噴入燃料理想的點火源，如圖3—34所示。圖3—33軸葉片式調風器 圖3—34葉輪產生的旋轉回流為適應負荷變化，供給噴嘴出口適量的空氣（特別是對油的燃燒，如果火焰根部缺氧，就會造成碳氫化合物的熱分解而產生碳黑）以及冷卻中心管等，通常也在油槍端部裝設“鈍體”（對燃氣燃燒器一般可不設“鈍體”）。旋流式調風器形成的火焰形狀，相對直流式而言，是粗短形。六、燃燒器的點火燃料著火燃燒必須要有一定的溫度。燃油燃氣燃燒器的點火，就是為燃油或燃氣提供一個高溫熱源，使其溫度升高并著火，燃燒。從燃油和燃氣的燃燒過程已知，燃油的燃燒要先將油蒸發(fā)成油蒸氣，而燃氣則沒有這一過程。所以，一般燃油所需的點火熱能比燃氣要高得多。也就是燃氣的點火比燃油要容易得多。常用的點火熱源有電火花，熱絲和點火火焰等。這幾種點火源都可直接用于燃氣的點火，其中以電火花點火用得最為普遍。對于熱功率較小的燃燒器（），常將點火、油泵及油槍或氣槍及鼓風調風裝成一個整體，形似手槍，通常稱為“槍型”燃燒器。如圖3—35。對于容量較大的燃氣燃燒器和大部分油燃燒器，一般都采用氣體火焰點火，也就是所謂的自動點火裝置。自動點火實質上就是一個容量很小的電火花點火的氣體燃燒器，它是用電火花點燃可燃氣體，然后再用此火焰將主燃燒器的燃料點燃。如圖3—36。各種燃燒器的點火能量和點火方式，要根據燃料性質和燃燒器容量進行設計配制。第四章 油田加熱爐基本結構第一節(jié) 火筒式加熱爐基本結構油田和長輸管線用的火筒式加熱爐基本結構。一、爐型及分類選用火筒式加熱爐系指在臥式金屬圓筒殼體內，設置火筒傳遞熱量的一種加熱爐?；鹜彩街苯蛹訜釥t系指被加熱介質在殼體內，由火筒直接加熱被加熱介質的火筒式加熱爐，簡稱火筒爐。火筒式間接加熱爐系指被加熱介質在殼體內的盤管中，由中間載熱介質加熱盤管中的介質，而中間載熱介質由火筒直接加熱的火筒式加熱爐；中間載熱介質通常為水時，簡稱水套爐。殼體在常壓下工作的水套爐稱為常壓水套爐?；鹜彩腔鸸芎蜔煿艿目偡Q。在火筒式加熱爐中，具有燃燒室功能，而且主要傳遞輻射熱的加熱部件稱為火管；與火管相連通，且主要傳遞對流換熱的加熱部件稱為煙管?；鹜彩郊訜釥t被加熱介質為原油、天然氣和生產用水，使用的燃料為液體或氣體燃料。；，盤管設計壓力不大于32MPa，在工藝計算中應按殼體工作壓力確定水浴溫度?；鹜彩郊訜釥t分類：：⑴.油、氣井口水套加熱爐。油井井口加熱爐對井產物加熱，殼內熱水自然循環(huán)供油嘴套保溫；氣井井口加熱爐，對氣層氣加熱以防止節(jié)流減壓時產生水化物。⑵.計量站雙盤管水套加熱爐。小直徑盤管對單井井產物加熱計量，大直徑盤管對其余井組混合液量加熱外輸。殼內熱水供值班房采暖。⑶.接轉站水套加熱爐。對進站液量加熱外輸，殼內熱水自然循環(huán)供室內采暖及油雛保溫。⑷.聯合站水套加熱爐。對來油加熱沉降、分離，含水油加熱脫水，凈化油加熱外輸。⑴.原油水套加熱爐。被加熱介質為油、氣水或它們的混合物。⑵.天然氣水套加熱爐。主要用于氣井井口、集氣站、輸氣干線等。熱水水套加熱爐。用于原油集輸三管伴熱流程、熱水回注、污水加熱等。⑴.燃氣水套加熱爐。燃料為油井氣或氣層氣。該種爐型用于井口、計量站、接轉站及集氣管網。⑵.燃油水套加熱爐。用于聯合站和外輸管道。⑴.負壓燃燒水套加熱爐。燃料燃燒供風阻力及高溫煙氣傳熱阻力，靠煙囪自然抽風或引風機克服的水套加熱爐屬此類。⑵.正壓燃燒水套加熱爐。與負壓燃燒水套加熱爐相反，流動阻力由鼓風機克服的就屬此類?；鹜彩郊訜釥t選用：當被加熱介質屬于下列情況之一者，宜選用水套爐：⑴天然氣；⑵稠油；⑶流量和壓力不穩(wěn)定；⑷腐蝕性強；⑸油氣混合物；不符合上述介質條件者宜選用火筒式直接加熱爐，即火筒爐；當介質條件都符合兩種爐型要求時，應優(yōu)先選用火筒爐。當被加熱介質為天然氣時，宜優(yōu)先選用常壓水套爐。二、火筒式加熱爐設計一般要求(1)火筒式加熱爐設計時，應明確以下工藝條件和數據：(a)被加熱介質種類、密度、比熱容、粘度、介質流量（包括最大、最小流量）、油氣比和含水率；被加熱介質在進出口處的操作溫度、操作壓力及允許的壓力降；(b)燃料的種類、元素組成、溫度、壓力、密度、粘度及燃料油霧化劑的種類、溫度和壓力等；(c)使用地區(qū)的基本風壓值、地震設防烈度、場地土類別、雪載荷、大氣壓力、風速和大氣溫度等；(d)環(huán)境保護要求和其他數據。(2)火筒式加熱爐設計壓力系指在相應設計溫度下用以確定殼體、火筒和加熱盤管計算壁厚及其受壓部件尺寸的壓力，火筒式加熱爐的設計壓力按下列規(guī)定確定：(a)火筒爐、且不低于安全閥開啟壓力；(b)水套爐加熱盤管的設計壓力應按下表（表4—1）確定：表4—1加熱盤管設計壓力最高工作壓力Pw/MPa設計壓力p/MPa最高工作壓力Pw/MPa設計壓力p/MPaPw≤＜Pw≤4Pw＋4＜Pw≤8Pw＞8Pw＋(c)當受壓部件受液柱靜壓力大于最高工作壓力的5%時，該受壓部件的設計壓力計算應計入液柱靜壓力值；(d)火筒式加熱爐殼體的公稱壓力等級和盤管設計壓力等級還應符合《石油工業(yè)加熱爐型式與基本參數》標準中的系列要求。(3)設計溫度，系指火筒式加熱爐在正常工作過程中，在相應設計壓力下殼壁或部件金屬可能達到的最高溫度。當各個部位在工作過程中可能產生不同溫度時，可取設計的不同溫度作為各相應的設計溫度。設計溫度一般可按下列規(guī)定確定：(a)不受火焰輻射熱和不與熱煙氣接觸的受壓部件，設計溫度應不低于該元件所接觸的介質最高溫度；(b)熱煙氣接觸的受壓部件（不包括火筒），其設計溫度為部件接觸的被加熱介質的最高溫度加50℃，且不低于250℃；(c)火筒設計溫度不應低于250℃。(4)火筒式加熱爐的設計熱負荷，一般應取計算熱負荷，同時應滿足《石油工業(yè)加熱爐型式與基本參數》標準中加熱爐熱負荷系列的要求。(5)火筒式加熱爐熱效率應符合下列規(guī)定：(a)殼體散熱損失不應大于2%；(b)設計熱負荷小于630kW時，η≥75%；(c)設計熱負荷大于或等于630kW時，η≥80%。(6)燃燒過剩空氣系數應按下列數值選用：(a)。(b)。(c)。(d)～。(e)～。(7)火筒式加熱爐受熱面熱強度：(a)受熱面平均熱強度推薦值：火筒爐：介質為清水或污水時：18kW/ m2～22kW/ m2； 介質為原油時：15kW/ m2～18kW/ m2。水套爐：介質為清水時：15kW/ m2 ～18kW/ m2。(b)受熱面最大熱強度推薦值：火筒爐應不大于31 kW/ m2；水套爐應不大于37kW/ m2。(8)火筒橫截面熱強度，使用自然通風式燃燒器時，應不大于8600kW/ m2。(9)為了防止產生低溫腐蝕，應合理選取排煙溫度（包括最低熱負荷），燃氣火筒式加熱爐，排煙溫度應不低于下列規(guī)定：(a)氣體燃料不含硫，煙囪不保溫時為120～150℃；(b)%～%（體積）時： —煙囪不保溫150～210℃； —煙囪保溫120～180℃。(10)煙囪出口處的煙氣流速，可根據安裝地區(qū)的風速確定，推薦值如下：(a)自然通風時取5m/s～8m/s,在最低熱負荷時不低于3m/s。(b)強制通風時取12m/s～20m/s，在最低熱負荷時不低于5m/s。(11)采用自然通風的火筒式加熱爐，煙囪所需的抽力。(12)煙囪高度除了滿足克服煙氣流程的有關阻力要求外，還必須符合國家或地區(qū)大氣污染物排放標準的有關規(guī)定。(13)爐體保溫層應有良好的隔熱和防水性能，并保證殼體散熱損失低于規(guī)定的標準。(14)火筒式加熱爐設計壽命，除有特殊要求外，一般按10年考慮。三、火筒式加熱爐基本結構形式火筒爐的基本結構是臥式內燃兩回程的火筒煙管結構形式，這是國內外火筒爐的主流爐型，火筒布置在殼體的中部空間，煙管布置在火筒的另一側，火筒與煙管形成U形結構?；鹜矤t的基本結構見圖4—1。水套加熱爐就是燃料燃燒產生的熱能，通過中間媒介水將熱能傳遞給盤管內被加熱介質的加熱設備，簡稱水套爐。水套加熱爐由以下幾部份組成，見圖41。(1)火筒煙管火筒也稱爐膽，按主導傳熱方式也叫輻射段．其作用有二：其一給燃料提供恰當的燃燒空間（即燃燒室）；其二以輻射傳熱方式將燃料燃燒產生的熱量傳遞給中間媒介水。煙管也叫對流段，其作用是將燃燒產物—煙氣熱量以對流傳熱方式傳遞給中間媒介水?；鹜矡煿茴愃棋仩t的爐膽、煙管。(2)加熱盤管加熱盤管是對被加熱介質進行加熱的中間傳熱元件，介質在管內流動換熱。因此加熱盤管類似換熱器中的管束。(3)殼體殼體類似鍋爐的鍋筒（鍋殼），其作用是將火筒煙管與加熱盤管組合為一個有機的整體，構成一座完整的加熱設備。(4)支座支座的作用是承受整座加熱爐質量，方便運輸及安裝。(5)煙囪燃料燃燒及其產物，沿火筒煙管流動傳熱時，要產生一定的流動阻力，煙囪提供一定抽力，部份或全部克服上述流動阻力，保證加熱爐正常燃燒、運行，同時將燃燒產物（煙氣）導向排放。(6)燃燒器燃燒器是將燃料燃燒的專用設備，將燃料儲藏的化學能轉換為熱能。(7)儀表及安全附件附件包括安全閥、壓力表、液位計等。水套爐的基本結構也是臥式內燃兩回程的火筒煙管結構形式，火筒布置在殼體的下部空間，煙管布置在火筒的另一側，火筒與煙管形成U形結構；加熱盤管布置在殼體的上部空間；燃燒器和煙囪一般布置在水套爐的前部。水套爐基本結構如圖4—2所示?；鹜彩郊訜釥t的結構應便于檢修、維護和更換，結構各部分在運行過程中應能自由膨脹。加熱爐殼體封頭一般采用橢圓封頭。加熱爐支座一般采用鞍式支座，并盡可能按兩個支座進行設計，同時一個支座應是滑動支座。火筒爐應在火筒下部設置介質分配裝置，使介質分配均勻，同時可在殼體上部設置介質收集裝置。從安全方面考慮，火筒式加熱爐的最低安全液位應高于火筒最高點150mm；在容易爆炸部位應有可靠的防爆措施，并應有良好的密封性；受壓部件結構形式、開孔和焊接的布置應避免或減少復合應力和集中應力?；鹜布訜釥t殼體上應開設必要的人孔、手孔和檢查孔，其數量應根據安裝、檢查、檢修和清掃的要求確定。人孔直徑應不小于450mm，手孔直徑應不小于l00mm，洗爐孔直徑應不小于50mm?；鹜彩郊訜釥t宜采用U形火筒，也可采用其他型式的火筒。對于大負荷的加熱爐，一般可采用一根火管和幾根煙管組成的火筒。U形或類似結構型式的火筒應有可靠的固定裝置，以保證火筒不產生非軸向位移，且不得限制火筒的自由膨脹。當火筒式加熱爐采用幾組火筒時，每緝火筒宜有獨立的燃料系統(tǒng)和煙囪。水套爐的加熱盤管一般采用蛇形管，為了在有限的空間內，增加盤管換熱表面積，其直徑不宜大于DN100；在加熱礦化度較高或雜質含量較高、或懸浮物較多的介質時，加熱盤管應充分考慮被加熱介質的結垢和雜質懸浮物在管內沉積的因素，其直徑不宜小于DN40。根據工藝要求，水套爐設計可采用單組或多組加熱盤管，各組盤管應依據各自設計參數進行設計。加熱盤管可采用單管程或多管程，在多管程盤管設計中，應盡可能使各管程的壓力降相等；匯管截面積與各管程截面積和之比，當管內介質為液體時，應為1～，當為氣體時，應不小于1。加熱盤管必須采用花板支承，其壁厚不宜小于8mm，花板間距應根據盤管的允許饒度確定。第二節(jié) 管式加熱爐基本結構油田及長輸管線用管式加熱爐基本結構形式。一、爐型及選用管式加熱爐系指在爐膛中用火焰直接加熱爐管中的原油、天然氣、水及其混合物等介質的加熱爐，簡稱管式爐。管式爐主要由輻射加熱室（簡稱輻射室或爐膛）和對流加熱室（簡稱對流室）兩部分組成。具有燃燒室功能，且主要向爐管中的被加熱介質傳遞輻射熱的部分稱為輻射室；與輻射段相連通，且主要向爐管中的被加熱介質傳遞對流換熱的部分稱為對流室。油田管式爐按輻射段的結構形式和布置形式分為立式圓筒管式加熱爐（