【正文】 物體吸收熱量，如果沒有熱量損失，也沒有從系統(tǒng)外吸收熱量，那么，系統(tǒng)內(nèi)溫度較高物體放出熱量的總和等于所有溫度較低物體吸收熱量的總和，這就叫熱平衡。其單位是KJ/kg比熱容是指單位質(zhì)量的物體，溫度升高或降低1攝氏度時所吸收或放出的熱量。例如我們可以說加熱爐進口處的溫度是多少，油從進口到出口吸收了多少熱量。溫度和熱量是互相聯(lián)系而又不相同的兩個概念。常用的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)和絕對溫標(biāo)。溫度是表示物體冷熱程度的量。F=℃＋32三、熱力學(xué)的有關(guān)概念物體吸收或放出熱的多少叫熱量。兩種溫度的換算關(guān)系如下：ｔ℃＝（5／9）（176。F，冰點為32 176。⑴攝氏溫度：以水在一個大氣壓下開始沸騰時的溫度（即沸點）為100℃，水開始結(jié)冰時的溫度（即冰點）為０℃，中間分成100格，每格為１攝氏度。F表示）來表示。絕對溫度的零度為零下273攝氏度℃）。測量溫度常用的單位是攝氏度，用℃表示。一般爐膛出口保持負(fù)壓２～３mmH2O。負(fù)壓與大氣壓力之比的百分?jǐn)?shù)，稱為真空度，即。 MPa（大氣壓力）。表壓力不是實際壓力，因為當(dāng)壓力表指針為零時，實際上已受到周圍一個大氣壓力的作用力，所以壓力表指的數(shù)值，是指超過大氣壓力的部分。工程上常用工程大氣壓，它是每千克質(zhì)量的物質(zhì)作用在1cm2面積上的力，數(shù)值是 MPa（工程上常把二者簡化為同一數(shù)值， MPa）。0℃176。大氣壓力是指空氣作用在地球表面上的質(zhì)量力。輻射傳熱量與溫度的四次冪成正比，同時與物體表面黑度及換熱面積有關(guān)。 △t—換熱溫差℃ F—換熱面積m2熱能不依靠任何物體傳遞而以電磁波的形式直接發(fā)射出去，在空間進行傳播，當(dāng)遇另一物體時，則全部或部份地被吸收為熱能，這種傳熱方式稱輻射換熱。α—對流放熱系數(shù)，根據(jù)流態(tài)及流體物性計算，單位為w/m2對流換熱時，物質(zhì)的分子相互變動位置，如管式加熱爐煙氣流過對流爐管，水套加熱爐盤管內(nèi)原油與殼內(nèi)熱水都是對流換熱。平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱計算用下式式中：λ—材料的導(dǎo)熱系數(shù)w/m物質(zhì)導(dǎo)熱能力的大小用導(dǎo)熱系數(shù)表示，其單位為w/m導(dǎo)熱也叫熱傳導(dǎo)，是相互接觸的物體之間發(fā)生的熱傳遞或從物體的高溫部分向低溫部分傳熱的現(xiàn)象，如用熨斗熨衣服。凡有溫差存在就一定有熱傳遞發(fā)生。兩段連續(xù)書寫，相互銜接。第二段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示盤管或爐管設(shè)計壓力為若干MPa；火筒式直接加熱爐第二段不表示。型號的第二部分分為兩段，其間以斜線相隔。第二段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示加熱爐的額定熱負(fù)荷為若干千瓦。油田加熱爐產(chǎn)品型號由三部分組成，各部分之間用短橫線相連。⑶相變加熱爐:①真空相變加熱爐:②微壓相變加熱爐:③帶壓相變加熱爐油田加熱爐按被加熱介質(zhì)的種類可分為：⑴原油加熱爐：⑵井產(chǎn)物加熱爐；⑶生產(chǎn)用水加熱爐；⑷天然氣加熱爐。油田加熱爐按基本結(jié)構(gòu)可分為三大類，即火筒式加熱爐、管式加熱爐和目前新型的真空相變加熱爐⑴火筒式加熱爐分為：①火筒式直接加熱爐；②火筒式間接加熱爐。國外有關(guān)加熱爐的安全保護和運行控制均實現(xiàn)了自動化，可實現(xiàn)加熱爐運行無人值守。，火筒式間接加熱爐的單位鋼耗量一般達14t/MW左右；而國外有關(guān)加熱爐的單位鋼耗量為4t/MW～7t/MW左右。％左右，加熱爐熱效率較低；而國外有關(guān)加熱爐的運行熱效率為85％以上。近十幾年，通過優(yōu)化加熱爐的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用先進的燃燒技術(shù)和傳熱技術(shù)等，國內(nèi)已研制開發(fā)出結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進和性能優(yōu)越的多種結(jié)構(gòu)形式的油田加熱爐，而且有些加熱爐的爐型結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)已接近和達到了國際先進水平。，自控程度低。，要求壓力降小。、耗能低。、安裝方便，投資少。（一）油田油氣集輸工藝對加熱爐的要求，將一定量的介質(zhì)加熱至一定溫度。加熱爐也是一種高耗能設(shè)備，正確地操作使用加熱爐，對提高熱效率、降低燃料消耗具有重要意義。油田加熱爐是一種直接受火焰加熱的受壓設(shè)備，其工作條件十分惡劣。它是油氣集輸系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種油田專用設(shè)備，其作用是將原油、天然氣，油水混合物、油氣水混合物加熱至工藝所需要溫度，滿足油氣集輸工藝及加工工藝的要求。 油、氣田加熱爐培訓(xùn)資料山東駿馬石油設(shè)備制造集團有限公司編制編制；李慶銀電郵：sddyjunmalqu91 / 95目 錄第一章 概述 1第一節(jié) 油田加熱爐 1一、油田和長輸管線加熱爐的用途 1二、油田加熱爐的技術(shù)裝備現(xiàn)狀 2第二節(jié) 油田加熱爐的爐型及基本結(jié)構(gòu) 2一、油田加熱爐的爐型 2一、熱傳遞的基本概念 5二、壓力和溫度 6三、熱力學(xué)的有關(guān)概念 7四、管式爐的工作參數(shù) 8五、水套爐的工作參數(shù) 10六、相變加熱爐的工作參數(shù) 11第三章 燃油、燃氣及其燃燒 12第一節(jié) 燃油及其主要特性 12一、燃油 12二、燃油的化學(xué)成分 13三、燃油的主要使用特性及油質(zhì)指標(biāo) 14第二節(jié) 燃氣及其主要特性 21一、燃氣 21二、燃氣的組成成分—組分 21三、燃氣的主要使用特性及質(zhì)量要求 24第三節(jié) 燃油、燃氣的燃燒 27一、燃燒所需空氣量和生成的煙氣量 27二、燃油的燃燒方式 29三、燃氣的燃燒方式 35四、雙燃料燃燒器 38五、調(diào)風(fēng)器（配風(fēng)器） 38六、燃燒器的點火 40第四章 油田加熱爐基本結(jié)構(gòu) 42第一節(jié) 火筒式加熱爐基本結(jié)構(gòu) 42一、爐型及分類選用 42二、火筒式加熱爐設(shè)計一般要求 43三、火筒式加熱爐基本結(jié)構(gòu)形式 46第二節(jié) 管式加熱爐基本結(jié)構(gòu) 48一、爐型及選用 48二、管式加熱爐基本結(jié)構(gòu) 49三、幾種管式加熱爐基本結(jié)構(gòu)形式簡介： 51第三節(jié) 加熱爐新爐型及技術(shù)特點 52一、火筒式加熱爐新爐型及技術(shù)特點 52二、管式加熱爐新爐型及技術(shù)特點 57第五章 調(diào)參、管理和維護 63第一節(jié) 爐子的燃燒管理 63一、爐子的點火和升溫 63二、油燃燒器的故障及處理 63三、氣體燃燒器的故障及處理 65四、燃燒調(diào)節(jié)的任務(wù)和指標(biāo) 66五、燃燒操作的安全規(guī)程 66六、燃燒過?？諝饬康谋O(jiān)控 67第二節(jié) 爐子的操作范圍 71一、工況調(diào)節(jié) 71二、熱效率和操作負(fù)荷的關(guān)系 74三、提高加熱爐熱效率 75第三節(jié) 管內(nèi)結(jié)焦和燒焦 77一、結(jié)焦的形態(tài) 77二、結(jié)焦的速度 78三、影響結(jié)焦的因素及防止措施 78四、爐管的燒焦 80第四節(jié) 爐管的損壞 81一、爐管報廢標(biāo)準(zhǔn) 81二、爐管損壞的原因 81三、預(yù)防爐管損壞的措施 82四、由氧化減薄引起的損壞 83第六章 油田加熱爐的安全管理 84一、安全附件 84二、運行參數(shù)控制 84三、水套加熱爐的操作與管理 85四、管式加熱爐操作與管理 87第一章 概述第一節(jié) 油田加熱爐一、油田和長輸管線加熱爐的用途油田和長輸管線加熱爐（以下簡稱油田加熱爐）系指用火焰加熱原油、天然氣、水及其混合物等介質(zhì)的專用設(shè)備。應(yīng)用于油、氣田行業(yè)的加熱爐稱油田加熱爐。從采油井口至原油外輸整個集輸系統(tǒng)，各個環(huán)節(jié)都要使用加熱爐。設(shè)計、制造、檢驗、安裝及使用均必須遵循有關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。油、氣田和長輸管線用加熱爐，其對介質(zhì)進行加熱所要求達到的溫度都不高，一般只幾十度，且介質(zhì)無化學(xué)變化，這是與石油煉制、石油化工所用加熱爐不同之處。，使用壽命長。、維修方便。（二）油田加熱爐的特點同石油化工工業(yè)爐相比較，油田加熱爐有以下特點：。，溫升小。，低負(fù)荷運行多。二、油田加熱爐的技術(shù)裝備現(xiàn)狀目前國內(nèi)油、氣田和長輸管道中使用的加熱爐有數(shù)萬臺，是油、氣生產(chǎn)和輸送中的主要耗能設(shè)備。但總的來說目前國內(nèi)油、氣生產(chǎn)和輸送中使用的加熱爐，整體技術(shù)裝備水平相對不高，與國際先進水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)為：，熱負(fù)荷為1250kW以下的小型加熱爐約占加熱爐總數(shù)的90%以上。，；而國外有關(guān)加熱爐的燃燒過?？諝庀禂?shù)可控制在1．1以下。，但加熱爐的運行操作，特別是負(fù)荷調(diào)節(jié)和燃燒控制調(diào)節(jié)主要仍為手工操作。第二節(jié) 油田加熱爐的爐型及基本結(jié)構(gòu)一、油田加熱爐的爐型油田和長輸管線用加熱爐型式按基本結(jié)構(gòu)、被加熱介質(zhì)種類和燃料種類進行分類。⑵管式加熱爐分為：①立式圓筒管式加熱爐；②臥式圓筒管式加熱爐；③臥式異型管式加熱爐。油田加熱爐按燃料種類可分為：⑴燃氣加熱爐；⑵燃油加熱爐；⑶燃油燃氣加熱爐。型號的第一部分表示加熱爐的基本結(jié)構(gòu)型式和額定熱負(fù)荷，共分兩段：第一段用漢語拼音字母代表加熱爐的基本結(jié)構(gòu)型式，見表1—1。兩段連續(xù)書寫，相互銜接。第一段用漢語拼音字母代表被加熱介質(zhì)的種類，見表1—2。型號的第三部分由兩段組成：第一段用漢語拼音字母代表燃料種類，見表1—3；第二段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示設(shè)計次序，第一次設(shè)計不表示。表41加熱爐的基本結(jié)構(gòu)形式及代號加熱爐的基本結(jié)構(gòu)形式代號加熱爐的基本結(jié)構(gòu)形式代號火筒式加熱爐火筒式直接加熱爐HZ管式加熱爐立式管式加熱爐GL火筒式間接加熱爐HJ臥式管式加熱爐GW表42 被加熱介質(zhì)及燃料種類代號被加熱介質(zhì)代號燃料種類代號原油Y原油Y生產(chǎn)用水S天然氣Q天燃氣Q油氣兩用YQ井產(chǎn)物H 第二章 加熱爐工作參數(shù)一、熱傳遞的基本概念（一）熱傳遞熱能自動地由高溫物體傳向低溫物體的現(xiàn)象叫熱傳遞。熱傳遞有三種不同的形式：即導(dǎo)熱、對流和輻射。由于各種物質(zhì)的導(dǎo)熱能力不同，將導(dǎo)熱較好的金屬稱為良導(dǎo)體，將導(dǎo)熱較差的非金屬稱為不良導(dǎo)體?！妗！? △t—壁面溫度差℃δ平壁厚度mF平壁導(dǎo)熱面積m2Q導(dǎo)熱量W對流換熱是運動著的流體與其相接觸的固體壁面間的換熱遞過程。對流換熱量用下式計算 其單位為：W式中?！妗Ｈ缣柟馍湎虻孛婢褪且焕?。二、壓力和溫度(一)壓力壓力是指垂直作用在單位面積上的力，實際上是壓強，用符號P表示，單位是“MPa”。由于1m3空氣在０℃，所以地球上部的大氣層對地球表面有一定的壓力，這個壓力叫大氣壓力。的海平面上（即海拔零米處） MPa。另外，隨著使用的場合不同，度量壓力的單位還有水銀柱高度（mmHg）、水柱高度（mH2O）等，其換算關(guān)系如下： Mpa===10mH2O=1kgf/cm2 表壓力是指以大氣壓力作為測量起點，即壓力表指示的壓力。絕對壓力是指以壓力為零作為測量起點的，即實際壓力。表壓力與絕對壓力的關(guān)系：P絕=P表+（Mpa）P表= （Mpa）負(fù)壓是指低于大氣壓力（俗稱真空），用符號Ｐ真表示，Ｐ真=大氣壓力 P絕。通常負(fù)壓燃燒的鍋爐正常燃燒時，打開爐門會感覺到周圍空氣吸向爐膛，這是爐膛內(nèi)負(fù)壓的緣故。(二)溫度溫度是指物體冷熱的程度（通常用符號t表示）。在鍋爐設(shè)計計算中，常用絕對溫度單位，用Ｋ表示。如果以Ｔ表示絕對溫度的值，以ｔ表示攝氏溫度的值，其轉(zhuǎn)換公式為：Ｔ=ｔ＋273Ｋ溫度通常用攝氏溫度（用符號℃表示）和華氏溫度（用符號176。目前我國常用的是攝氏溫度。⑵華氏溫度：以水的沸點為212176。F，中間分成180格，每格為１華氏度。F －32）176。熱量的單位是J或KJ。測量溫度的標(biāo)準(zhǔn)叫溫標(biāo)。溫度的單位是K或℃。溫度是對狀態(tài)而言，而熱量是指物體狀態(tài)前后熱能的增減程度，是對過程而言。而不能說油在進口處有多少熱量或油從加熱爐中吸收了多少溫度。不同的物質(zhì)比熱容不同。℃或KJ/m3．℃。例如加熱爐內(nèi)被加熱介質(zhì)吸收的熱量加上各項熱損失等于燃料放出的熱量。式中：Q—熱負(fù)荷KW C—比熱容KJ/kg主要包括以下幾項。熱負(fù)荷分設(shè)計熱負(fù)荷和運行熱負(fù)荷，設(shè)計熱負(fù)荷為銘牌標(biāo)注的熱負(fù)荷，運行熱負(fù)荷是根據(jù)運行參數(shù)計算所得。爐管允許的最大運行壓力，此壓力不得大于銘牌標(biāo)注的設(shè)計壓力。在爐內(nèi)參予傳熱的爐管有效外表面積叫傳熱面積。單位為m2。容積熱強度一般為7000～9300KW /m2，其數(shù)學(xué)表達式為 式中：qv—爐膛容積熱強度kw/m2 B—燃料用量放 kg/h或m3/h QH—燃料發(fā)熱值 kJ/kg或kJ/m3 V—爐膛有效容積 m3單位面積的輻射爐管所傳遞的熱量叫輻射爐管表面熱強度，單位為KW/m2式中:qR—輻射爐管表面熱強度 kw/m2 QR輻射室傳熱量 KW AR—輻射爐管傳熱面積 m2油田管式加熱爐輻射爐管表面熱強度一般為23～29kw/m2。當(dāng)熱強度過高時，會使?fàn)t管局部過熱甚至管內(nèi)結(jié)焦，過低時則會使?fàn)t子結(jié)構(gòu)笨重、增大投資。煙氣離開輻射室進入對流室時的溫度即擋火墻溫度。煙氣離開對流室進入煙囪時的溫度即排煙溫度。排煙溫度一般為200～350℃。該值是衡量加熱爐性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)，與設(shè)計、制造、操作維護都有關(guān)系。爐管內(nèi)介質(zhì)流速應(yīng)控制在合理的范圍。流速高傳熱性能好，安全可靠，但管程壓力降增大。五、水套爐的工作參數(shù)所謂經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)是指加熱爐的技術(shù)性能和經(jīng)濟性能。熱負(fù)荷是燃料燃燒產(chǎn)生的熱量扣除排煙熱損失、不完全燃燒損失、爐體散熱損失后，供給被加熱介質(zhì)的有效熱量。允許的最大操作運行壓力。、煙管傳熱面積。煙管傳熱面積也稱對流傳熱面積。它是根據(jù)殼內(nèi)熱水溫度、介質(zhì)物性、介質(zhì)流量、介質(zhì)進出爐溫度、加熱爐熱負(fù)荷等參數(shù)設(shè)計計算確定的。管程壓力降是介質(zhì)通過加熱盤管的阻力。水套加熱爐的殼程必須裝設(shè)安全閥、以防殼內(nèi)運行壓力大于工作壓力損壞火筒。六、相變加熱爐的工作參數(shù)所謂經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)是指加熱爐的技術(shù)性能和經(jīng)濟性能。熱負(fù)荷是燃料燃燒產(chǎn)生的熱量扣除排煙熱損失、不完全燃燒損失、爐體