【正文】 四、雙燃料燃燒器如第一章第一節(jié)所述，當(dāng)燃油或燃?xì)夤?yīng)不穩(wěn)定、鍋爐供熱（氣）又十分重要時(shí)，可考慮用雙燃料，即燃油和燃?xì)膺M(jìn)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(yùn)行時(shí)應(yīng)當(dāng)注意對(duì)停用燃料噴嘴的保護(hù)，防止其過(guò)熱。五、調(diào)風(fēng)器（配風(fēng)器）如上所述，為了使燃油和燃?xì)獾玫胶玫娜紵?，必須將燃油霧化，將燃?xì)夥至?。但僅此還不能完全達(dá)到使燃料與空氣得到即時(shí)而充分地混合。所以在燃燒器中，都設(shè)有用來(lái)調(diào)節(jié)空氣流的分布、加強(qiáng)燃料與空氣的混合、并可以調(diào)節(jié)火焰形狀的裝置，就是調(diào)風(fēng)器或配風(fēng)器。因此，完整的燃燒器是調(diào)風(fēng)器與油槍或燃?xì)夥至髌鞯挠袡C(jī)配合。按產(chǎn)生氣流的特點(diǎn)，調(diào)風(fēng)器可分為直流式和旋流式兩種。直流式調(diào)風(fēng)器又稱平流式。這種調(diào)風(fēng)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(qiáng)化空氣的擴(kuò)散，達(dá)到與燃料的良好混合，如圖327。常用的直流調(diào)風(fēng)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(gè)葉輪（或錐形體）。這是直流調(diào)風(fēng)器必備的一種“鈍體”。因?yàn)槿紵鬟\(yùn)行時(shí)，如果空氣量增大，就會(huì)使風(fēng)速增高；而高風(fēng)速有可能導(dǎo)致噴嘴的脫火或爐膛熄火，這是非常危險(xiǎn)的?！扳g體”的作用就是在噴嘴附近造成一個(gè)火焰和高溫?zé)煔獾幕亓鲄^(qū)，使燃料從燃燒器噴出后立即就被高溫的回流點(diǎn)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(kāi)有隙孔，以此來(lái)供給火焰根部少量的空氣。根據(jù)“鈍體”的作用原理，實(shí)用上有平盤(pán)縫葉型、錐形和葉輪型各種穩(wěn)燃器。直流式調(diào)風(fēng)器形成的火焰一般呈細(xì)長(zhǎng)形狀。與直流式調(diào)風(fēng)器不同，旋流式調(diào)風(fēng)器是使空氣形成旋轉(zhuǎn)的空氣流而射出。其結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)進(jìn)入爐膛的空氣流，因受離心力的作用，其中心就形成了一個(gè)低氣壓區(qū)，而爐內(nèi)壓力相對(duì)地要高于該負(fù)壓區(qū)，所以火焰和高溫?zé)煔饩汀俺颂摱搿保纬闪艘粋€(gè)對(duì)噴入燃料理想的點(diǎn)火源，如圖3—34所示。圖3—33軸葉片式調(diào)風(fēng)器 圖3—34葉輪產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)回流為適應(yīng)負(fù)荷變化，供給噴嘴出口適量的空氣（特別是對(duì)油的燃燒，如果火焰根部缺氧，就會(huì)造成碳?xì)浠衔锏臒岱纸舛a(chǎn)生碳黑）以及冷卻中心管等，通常也在油槍端部裝設(shè)“鈍體”（對(duì)燃?xì)馊紵饕话憧刹辉O(shè)“鈍體”）。旋流式調(diào)風(fēng)器形成的火焰形狀，相對(duì)直流式而言，是粗短形。六、燃燒器的點(diǎn)火燃料著火燃燒必須要有一定的溫度。燃油燃?xì)馊紵鞯狞c(diǎn)火，就是為燃油或燃?xì)馓峁┮粋€(gè)高溫?zé)嵩?，使其溫度升高并著火，燃燒。從燃油和燃?xì)獾娜紵^(guò)程已知，燃油的燃燒要先將油蒸發(fā)成油蒸氣，而燃?xì)鈩t沒(méi)有這一過(guò)程。所以，一般燃油所需的點(diǎn)火熱能比燃?xì)庖叩枚?。也就是燃?xì)獾狞c(diǎn)火比燃油要容易得多。常用的點(diǎn)火熱源有電火花，熱絲和點(diǎn)火火焰等。這幾種點(diǎn)火源都可直接用于燃?xì)獾狞c(diǎn)火，其中以電火花點(diǎn)火用得最為普遍。對(duì)于熱功率較小的燃燒器（），常將點(diǎn)火、油泵及油槍或氣槍及鼓風(fēng)調(diào)風(fēng)裝成一個(gè)整體，形似手槍，通常稱為“槍型”燃燒器。如圖3—35。對(duì)于容量較大的燃?xì)馊紵骱痛蟛糠钟腿紵?，一般都采用氣體火焰點(diǎn)火，也就是所謂的自動(dòng)點(diǎn)火裝置。自動(dòng)點(diǎn)火實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)容量很小的電火花點(diǎn)火的氣體燃燒器，它是用電火花點(diǎn)燃可燃?xì)怏w，然后再用此火焰將主燃燒器的燃料點(diǎn)燃。如圖3—36。各種燃燒器的點(diǎn)火能量和點(diǎn)火方式，要根據(jù)燃料性質(zhì)和燃燒器容量進(jìn)行設(shè)計(jì)配制。第四章 油田加熱爐基本結(jié)構(gòu)第一節(jié) 火筒式加熱爐基本結(jié)構(gòu)油田和長(zhǎng)輸管線用的火筒式加熱爐基本結(jié)構(gòu)。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(nèi)，設(shè)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(zhì)在殼體內(nèi)，由火筒直接加熱被加熱介質(zhì)的火筒式加熱爐，簡(jiǎn)稱火筒爐?；鹜彩介g接加熱爐系指被加熱介質(zhì)在殼體內(nèi)的盤(pán)管中，由中間載熱介質(zhì)加熱盤(pán)管中的介質(zhì)，而中間載熱介質(zhì)由火筒直接加熱的火筒式加熱爐；中間載熱介質(zhì)通常為水時(shí)，簡(jiǎn)稱水套爐。殼體在常壓下工作的水套爐稱為常壓水套爐。火筒是火管和煙管的總稱。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(duì)流換熱的加熱部件稱為煙管?；鹜彩郊訜釥t被加熱介質(zhì)為原油、天然氣和生產(chǎn)用水，使用的燃料為液體或氣體燃料。；，盤(pán)管設(shè)計(jì)壓力不大于32MPa，在工藝計(jì)算中應(yīng)按殼體工作壓力確定水浴溫度。火筒式加熱爐分類：：⑴.油、氣井口水套加熱爐。油井井口加熱爐對(duì)井產(chǎn)物加熱，殼內(nèi)熱水自然循環(huán)供油嘴套保溫；氣井井口加熱爐，對(duì)氣層氣加熱以防止節(jié)流減壓時(shí)產(chǎn)生水化物。⑵.計(jì)量站雙盤(pán)管水套加熱爐。小直徑盤(pán)管對(duì)單井井產(chǎn)物加熱計(jì)量，大直徑盤(pán)管對(duì)其余井組混合液量加熱外輸。殼內(nèi)熱水供值班房采暖。⑶.接轉(zhuǎn)站水套加熱爐。對(duì)進(jìn)站液量加熱外輸，殼內(nèi)熱水自然循環(huán)供室內(nèi)采暖及油雛保溫。⑷.聯(lián)合站水套加熱爐。對(duì)來(lái)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(zhì)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?xì)馑准訜釥t。燃料為油井氣或氣層氣。該種爐型用于井口、計(jì)量站、接轉(zhuǎn)站及集氣管網(wǎng)。⑵.燃油水套加熱爐。用于聯(lián)合站和外輸管道。⑴.負(fù)壓燃燒水套加熱爐。燃料燃燒供風(fēng)阻力及高溫?zé)煔鈧鳠嶙枇Γ繜焽枳匀怀轱L(fēng)或引風(fēng)機(jī)克服的水套加熱爐屬此類。⑵.正壓燃燒水套加熱爐。與負(fù)壓燃燒水套加熱爐相反，流動(dòng)阻力由鼓風(fēng)機(jī)克服的就屬此類?；鹜彩郊訜釥t選用：當(dāng)被加熱介質(zhì)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(qiáng)；⑸油氣混合物；不符合上述介質(zhì)條件者宜選用火筒式直接加熱爐，即火筒爐；當(dāng)介質(zhì)條件都符合兩種爐型要求時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用火筒爐。當(dāng)被加熱介質(zhì)為天然氣時(shí)，宜優(yōu)先選用常壓水套爐。二、火筒式加熱爐設(shè)計(jì)一般要求(1)火筒式加熱爐設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)明確以下工藝條件和數(shù)據(jù)：(a)被加熱介質(zhì)種類、密度、比熱容、粘度、介質(zhì)流量（包括最大、最小流量）、油氣比和含水率；被加熱介質(zhì)在進(jìn)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(fēng)壓值、地震設(shè)防烈度、場(chǎng)地土類別、雪載荷、大氣壓力、風(fēng)速和大氣溫度等；(d)環(huán)境保護(hù)要求和其他數(shù)據(jù)。(2)火筒式加熱爐設(shè)計(jì)壓力系指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下用以確定殼體、火筒和加熱盤(pán)管計(jì)算壁厚及其受壓部件尺寸的壓力，火筒式加熱爐的設(shè)計(jì)壓力按下列規(guī)定確定：(a)火筒爐、且不低于安全閥開(kāi)啟壓力；(b)水套爐加熱盤(pán)管的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)按下表（表4—1）確定：表4—1加熱盤(pán)管設(shè)計(jì)壓力最高工作壓力Pw/MPa設(shè)計(jì)壓力p/MPa最高工作壓力Pw/MPa設(shè)計(jì)壓力p/MPaPw≤＜Pw≤4Pw＋4＜Pw≤8Pw＞8Pw＋(c)當(dāng)受壓部件受液柱靜壓力大于最高工作壓力的5%時(shí)，該受壓部件的設(shè)計(jì)壓力計(jì)算應(yīng)計(jì)入液柱靜壓力值；(d)火筒式加熱爐殼體的公稱壓力等級(jí)和盤(pán)管設(shè)計(jì)壓力等級(jí)還應(yīng)符合《石油工業(yè)加熱爐型式與基本參數(shù)》標(biāo)準(zhǔn)中的系列要求。(3)設(shè)計(jì)溫度，系指火筒式加熱爐在正常工作過(guò)程中，在相應(yīng)設(shè)計(jì)壓力下殼壁或部件金屬可能達(dá)到的最高溫度。當(dāng)各個(gè)部位在工作過(guò)程中可能產(chǎn)生不同溫度時(shí)，可取設(shè)計(jì)的不同溫度作為各相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度。設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)溫度應(yīng)不低于該元件所接觸的介質(zhì)最高溫度；(b)熱煙氣接觸的受壓部件（不包括火筒），其設(shè)計(jì)溫度為部件接觸的被加熱介質(zhì)的最高溫度加50℃，且不低于250℃；(c)火筒設(shè)計(jì)溫度不應(yīng)低于250℃。(4)火筒式加熱爐的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，一般應(yīng)取計(jì)算熱負(fù)荷，同時(shí)應(yīng)滿足《石油工業(yè)加熱爐型式與基本參數(shù)》標(biāo)準(zhǔn)中加熱爐熱負(fù)荷系列的要求。(5)火筒式加熱爐熱效率應(yīng)符合下列規(guī)定：(a)殼體散熱損失不應(yīng)大于2%；(b)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷小于630kW時(shí)，η≥75%；(c)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷大于或等于630kW時(shí)，η≥80%。(6)燃燒過(guò)?？諝庀禂?shù)應(yīng)按下列數(shù)值選用：(a)。(b)。(c)。(d)～。(e)～。(7)火筒式加熱爐受熱面熱強(qiáng)度：(a)受熱面平均熱強(qiáng)度推薦值：火筒爐：介質(zhì)為清水或污水時(shí)：18kW/ m2～22kW/ m2； 介質(zhì)為原油時(shí)：15kW/ m2～18kW/ m2。水套爐：介質(zhì)為清水時(shí)：15kW/ m2 ～18kW/ m2。(b)受熱面最大熱強(qiáng)度推薦值：火筒爐應(yīng)不大于31 kW/ m2；水套爐應(yīng)不大于37kW/ m2。(8)火筒橫截面熱強(qiáng)度，使用自然通風(fēng)式燃燒器時(shí)，應(yīng)不大于8600kW/ m2。(9)為了防止產(chǎn)生低溫腐蝕，應(yīng)合理選取排煙溫度（包括最低熱負(fù)荷），燃?xì)饣鹜彩郊訜釥t，排煙溫度應(yīng)不低于下列規(guī)定：(a)氣體燃料不含硫，煙囪不保溫時(shí)為120～150℃；(b)%～%（體積）時(shí)： —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(jù)安裝地區(qū)的風(fēng)速確定，推薦值如下：(a)自然通風(fēng)時(shí)取5m/s～8m/s,在最低熱負(fù)荷時(shí)不低于3m/s。(b)強(qiáng)制通風(fēng)時(shí)取12m/s～20m/s，在最低熱負(fù)荷時(shí)不低于5m/s。(11)采用自然通風(fēng)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(guān)阻力要求外，還必須符合國(guó)家或地區(qū)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。(13)爐體保溫層應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)。(14)火筒式加熱爐設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)形式火筒爐的基本結(jié)構(gòu)是臥式內(nèi)燃兩回程的火筒煙管結(jié)構(gòu)形式，這是國(guó)內(nèi)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(cè)，火筒與煙管形成U形結(jié)構(gòu)?；鹜矤t的基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4—1。水套加熱爐就是燃料燃燒產(chǎn)生的熱能，通過(guò)中間媒介水將熱能傳遞給盤(pán)管內(nèi)被加熱介質(zhì)的加熱設(shè)備，簡(jiǎn)稱水套爐。水套加熱爐由以下幾部份組成，見(jiàn)圖41。(1)火筒煙管火筒也稱爐膽，按主導(dǎo)傳熱方式也叫輻射段．其作用有二：其一給燃料提供恰當(dāng)?shù)娜紵臻g（即燃燒室）；其二以輻射傳熱方式將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量傳遞給中間媒介水。煙管也叫對(duì)流段，其作用是將燃燒產(chǎn)物—煙氣熱量以對(duì)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(pán)管加熱盤(pán)管是對(duì)被加熱介質(zhì)進(jìn)行加熱的中間傳熱元件，介質(zhì)在管內(nèi)流動(dòng)換熱。因此加熱盤(pán)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(pán)管組合為一個(gè)有機(jī)的整體，構(gòu)成一座完整的加熱設(shè)備。(4)支座支座的作用是承受整座加熱爐質(zhì)量，方便運(yùn)輸及安裝。(5)煙囪燃料燃燒及其產(chǎn)物，沿火筒煙管流動(dòng)傳熱時(shí)，要產(chǎn)生一定的流動(dòng)阻力，煙囪提供一定抽力，部份或全部克服上述流動(dòng)阻力，保證加熱爐正常燃燒、運(yùn)行，同時(shí)將燃燒產(chǎn)物（煙氣）導(dǎo)向排放。(6)燃燒器燃燒器是將燃料燃燒的專用設(shè)備，將燃料儲(chǔ)藏的化學(xué)能轉(zhuǎn)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(jì)等。水套爐的基本結(jié)構(gòu)也是臥式內(nèi)燃兩回程的火筒煙管結(jié)構(gòu)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(cè)，火筒與煙管形成U形結(jié)構(gòu)；加熱盤(pán)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(jié)構(gòu)如圖4—2所示?；鹜彩郊訜釥t的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于檢修、維護(hù)和更換，結(jié)構(gòu)各部分在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)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(gè)支座進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)一個(gè)支座應(yīng)是滑動(dòng)支座?；鹜矤t應(yīng)在火筒下部設(shè)置介質(zhì)分配裝置，使介質(zhì)分配均勻，同時(shí)可在殼體上部設(shè)置介質(zhì)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(yīng)高于火筒最高點(diǎn)150mm；在容易爆炸部位應(yīng)有可靠的防爆措施，并應(yīng)有良好的密封性；受壓部件結(jié)構(gòu)形式、開(kāi)孔和焊接的布置應(yīng)避免或減少?gòu)?fù)合應(yīng)力和集中應(yīng)力?；鹜布訜釥t殼體上應(yīng)開(kāi)設(shè)必要的人孔、手孔和檢查孔，其數(shù)量應(yīng)根據(jù)安裝、檢查、檢修和清掃的要求確定。人孔直徑應(yīng)不小于450mm，手孔直徑應(yīng)不小于l00mm，洗爐孔直徑應(yīng)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(duì)于大負(fù)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(jié)構(gòu)型式的火筒應(yīng)有可靠的固定裝置，以保證火筒不產(chǎn)生非軸向位移，且不得限制火筒的自由膨脹。當(dāng)火筒式加熱爐采用幾組火筒時(shí)，每緝火筒宜有獨(dú)立的燃料系統(tǒng)和煙囪。水套爐的加熱盤(pán)管一般采用蛇形管，為了在有限的空間內(nèi)，增加盤(pán)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(zhì)含量較高、或懸浮物較多的介質(zhì)時(shí)，加熱盤(pán)管應(yīng)充分考慮被加熱介質(zhì)的結(jié)垢和雜質(zhì)懸浮物在管內(nèi)沉積的因素，其直徑不宜小于DN40。根據(jù)工藝要求，水套爐設(shè)計(jì)可采用單組或多組加熱盤(pán)管，各組盤(pán)管應(yīng)依據(jù)各自設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。加熱盤(pán)管可采用單管程或多管程，在多管程盤(pán)管設(shè)計(jì)中，應(yīng)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(dāng)管內(nèi)介質(zhì)為液體時(shí)，應(yīng)為1～，當(dāng)為氣體時(shí)，應(yīng)不小于1。加熱盤(pán)管必須采用花板支承，其壁厚不宜小于8mm，花板間距應(yīng)根據(jù)盤(pán)管的允許饒度確定。第二節(jié) 管式加熱爐基本結(jié)構(gòu)油田及長(zhǎng)輸管線用管式加熱爐基本結(jié)構(gòu)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(zhì)的加熱爐，簡(jiǎn)稱管式爐。管式爐主要由輻射加熱室（簡(jiǎn)稱輻射室或爐膛）和對(duì)流加熱室（簡(jiǎn)稱對(duì)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(zhì)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(zhì)傳遞對(duì)流換熱的部分稱為對(duì)流室。油田管式爐按輻射段的結(jié)構(gòu)形式和布置形式分為立式圓筒管式加熱爐（