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1、加热炉管理、操作技术和常见故 障分析及排除 中海炼化惠州炼油分公司：张绍良2011.31目 录 1、加热炉管理意义、内容、要求 2、加热炉操作技术 3、加热炉常见故障及处理 4、如何编写操作规程(供参考) 5、加热炉的几个事故原因的分析例子21-加热炉管理意义、内容、要求 1、加热炉在石化工业中的作用 规模 ：几乎参与了各类工艺过程；特别在乙烯、制氢 、 合成氨成为裂解、转化反应的心脏设备。 能耗：占装置能耗5060%,占炼油厂总能耗的3050% 。 投资：炼油装置1020%；重整、制氢25%；乙烯、化 肥35%。 安全 ：明火加热，易燃易爆（与锅炉相比危险性大） 。 数量：数量多、种类多。
2、环保：噪声污染；大气污染。 加热炉普遍存在的问题及产生的原因 3加热炉管理意义、内容、要求(问题及产生的原因) 设备检查对五家企业共检查加热炉45台，其中在运的 34台。 在运加热炉五家平均热效率为87.21%，88%以上的有 21台，占在运总数61%，其中90%以上的有14台，占在 运总数的40%；88%以下的有 13台，占在运总数的39% 平均氧含量为5.34%。控制在5%以下的有24台，占在 运总数的70%。超过5%的有10台，占检查总数的30% 平均排烟温度为194.7, 170以下的有20台，占在运 总数的60%；170以上的有14台，占在运总数的40% 。4存在问题问题产产生原因
3、过剩空气 系数偏大 (氧含量 高)1. 供风量过大 2. 炉体漏风 停烧燃烧器风门不关 看火门不关，点火孔、观察孔不盖 看火门、防爆门变形关不严 对流室弯头箱门密闭性差 辐射顶盖板不密封 3. 风门的可调性差 4. 炉膛负压过 大 5. 空气预热器漏风 6. 在线氧化锆指示值偏低误导了操作 7. 低负荷运行加热炉管理意义、内容、要求(问题及产生的原因)5加热炉管理意义、内容、要求(问题及产生的原因)存在问题问题产产生原因CO含量偏高或氧 含量过低1. 供风量不足2. 在线氧化锆指示值偏高误导了操作3. 炉体漏风，在线氧化锆指示的氧含 量值并不全是用于燃烧的空气中氧含量 值 4. 正压操作5.
4、风道堵塞，阻力增大，燃烧用空气受 限 6. 超负荷运行CO含量偏高或氧含量过低产生的原因6加热炉管理意义、内容、要求 (问题及产生的原因) 存在问题问题产产生原因排烟温度 偏高 (升高)1.受热面（炉管、空气预热器）积灰、结盐、结 垢 吹灰器未安装或未投用 吹灰器吹灰效果不理想 吹灰器吹灰范围有限 燃料品质不好 燃料不完全燃烧 2.超负荷运行3.空气预热器或废锅效能下降4.被加热工艺介质改变了，对流取热变小5.余热回收技术设计时 参数提供或选取不当6.烟气余热回收系统失效7加热炉管理意义、内容、要求 (问题及产生的原因) 计量及显示仪表不完善。 降低排烟氧含量，排烟温度意义十分重要 排烟氧含量
5、每降低3，热效率可提高约1； 排烟温度每降低20，热效率可提高约1。 惠炼加热炉设计热负荷约为1324MW,热效率若提高1%, 年可节省标油近10000t,效益十分可观。8管理设备对象：9 炼油加热炉绝大部分为管式加热炉（习惯称加热炉）。 管式炉（加热炉）一般由辐射室、对流室、余热回收系 统、燃烧器以及通风系统组成。 其结构包括盘管及其支承、钢结构、炉衬、余热回收系 统、燃烧器、吹灰器、烟囱挡板、各种蝶阀、门类（看 火门、人孔门、防爆门、清扫孔门和装卸孔门等）和仪 表接管（热电偶套管、测压管、灭火蒸汽管、氧分析仪 接管和烟气采样口接管等）等主要零部件。 焚烧炉主要用于硫磺回收装置与污水处理装置
6、中，燃烧 炉主要用于催化装置中作辅助室，锅炉有燃油燃气锅炉 和回收烟气余热的余热锅炉。加热炉管理意义、内容、要求 （加热炉结构）10加热热炉锅锅炉辐射传热时三原子气体的辐射，辐射率一般 在0.50.6主要考虑火焰和高温碳粒的黑 度，其辐射率在0.80.9辐射段传热时辐射段的对流传热 量约占辐射 段总传热 量的10% 左右一般不考虑辐 射炉膛的对流 传热 辐射传热计 算 时不考虑炉管表面的少量积灰锅炉水冷壁的积灰对炉内的 传热计 算影响很大重视炉墙的反射辐射作用， 千 方百计提高炉墙的反射能力不许辐 射热传 向炉墙，每两 根水冷壁管之间用顺向的翅板 焊起来，扩大了吸热表面辐射室空间较 大，体积热
7、 强度 较小， 一般在160KW /m 以下炉膛的体积热 强度则在 600KW/m 左右， 有的可高达 2000KW/m表面热强度在35KW/m 左右。既 使转化炉和裂解炉， 最多也只到 80KW/m锅炉水冷壁的表面热强度， 一般来说则 可以达到 450KW/m加热炉管理意义、内容、要求 （管式炉与锅炉的差别）11加热炉管理意义、内容、要求 （管式炉与锅炉的差别） 同样是以加热方式进行工作的管式炉、锅炉， 由于被 加热介质的不同、燃料以及用途的区别， 二者之间就 存在着很大的差别。 所有这些区别的原因： 燃烧室结构的不同 更主要的是所加热的介质，如油和水，在流体力学和 热力学性能上的巨大差异
8、不能用计算工艺加热炉的方法去设计锅炉，也不能用 计算锅炉的方法去核算加热炉。12加热炉管理意义、内容、要求 (内容与要求) “加热炉管理事业部设备检查资料” 加热炉的日常管理应当由三种型式的管理组成 ： 组织管理 信息资料管理 运行管理13加热炉管理意义、内容、要求 （组织管理） 建议事业部制定“加热炉管理规定”，作为基本 准则。 各单位应结合“管理规定”针对本企业的具体实 际加以制定更详细的内容，使其更具有针对性 和可操作性。14加热炉管理意义、内容、要求 （ 组织管理） 首先是各级领导的重视，必须建立行之有效的组织机 构和管理网络， 责任到人， 奖罚分明， 有力度。组织 形式落实了， 其他
9、工作也就好做了。 加热炉操作弹性较大， 不像机泵、压缩机、反应器等 对状态要求的严格， 因此容易在管理上松懈。但要注 意的是， 放松对加热炉的管理是会带来许多问题的， 其中包括能耗的上升。 加热炉热效率的目标已迫近90%。实现这样的指标除 了节能措施的水平要大幅提升外， 管理尤其不能松懈 ， 稍有松懈， 就会使燃料的消耗明显上升。 15加热炉管理意义、内容、要求 （信息资料管理） 信息和资料包括基础数据、运行状况、检修改造记录 、技术成果评价、事故分析以及图纸等相关资料。 信息资料分为静态和动态两种。静态：主要是指资料、数据、图纸、记录等， 是供管 理人员、设计人员了解和分析炉子的状况以及对炉
10、子 检修改造决策时的重要数据。 动态：一般应该是能实时反映加热炉状况的数据的采 集及传输。动态系统应当是为运行管理中机算机管理 系统执行软件功能的数据来源。 16加热炉管理意义、内容、要求 （信息资料管理） 实时的数据：依靠可靠的检测仪器获得， 比如温度、 压力、流量、氧含量、阀门挡板的开度， 一氧化碳分 析， 烟尘浓度， 火焰检测等。 信息资料需要整理、输入、甚至文字记录， 这都需要 责任心很强的人士来完成，不能有丝毫的马虎，否则 就会失去它本来的意义。17加热炉管理意义、内容、要求 （ 运行管理） 检测仪器的管理 氧分析仪安装在合适的位置：1、 监视炉内燃烧用空气的过剩量，可以安装在辐射段
11、顶部， 但也不能完全说明问题。如， 有几个火咀停用但风还能漏进 炉内，且量不小。而在用的火咀的风门已关的不能再小， 几 乎冒烟了（ 多数会冒烟）， 可是检测表明过剩氧仍然不低， 这就必须进行综合分析。不能单凭炉顶烟气中的氧含量来判断 在用火咀的状况。 2、对全炉系统进行热效率再线测定，就必须在空气预热器后 部的烟道上再设置一个测氧仪，在这里检测得出的数据能比较 真实地反映热效率的状况。因为烟气出辐射段后，直到排烟口 还是会漏进一些空气的。对专为加热炉配置的空气预热器的效 果带来影响。 18加热炉管理意义、内容、要求 （ 运行管理）负压计： 1、 加热炉一般都是负压操作，辐射顶部是全炉压力最高点
12、。因负压只要有细小的缝隙都会漏进空气，会对传热产生不 利影响。只要漏风处离开燃烧器所在位置，对燃烧是没有 任何帮助，且会产生负作用。如控制炉顶压力维持在微负 压， 比如在-10-20 Pa ， 那末应当说从火咀以外的地方进 入炉内的空气将会相对来说降低到最少，对热效率的影响 也就明显减少了。如果维持炉顶压力在正压， 尽管压力很 低， 也会造成烟气漏到炉外， 可能出现其他意外，当然彻 底堵漏也是非常必要。 2、掌握火咀进风状况，便于可靠调节和了解空气预热器的灰 垢堵塞情况，也可以在辐射室底部和空气预热器前后烟道 上安装负压计。19加热炉管理意义、内容、要求 （ 运行管理） 热电偶： 炉膛温度（火
13、墙温度）： 工艺计算采用的是罗伯伊万斯方法。该方法中使用的 一个虚拟概念叫火墙温度， 辐射段顶部或对流段底部 的空间中。该温度是非常重要的，在工艺卡片中有明确 的限制。 一般情况下，我们要求热电偶端部离开炉衬表面至少 500 毫米远， 否则温度将不够准确。 安装在辐射段底部的热电偶测出的温度对控制炉子正常 运行没有太多的意义，在非正常状况下具有参考意义。20加热炉管理意义、内容、要求 （ 运行管理） 空气预热器进出口温度： 在烟气离开对流室的位置以及空气预热器前后烟道上 设置的热电偶则是对对流段和空气预热器的换热效果 进行监视的重要手段。有时在空气预热器的前部不装 热电偶，取决于烟道的自然状况
14、。 热空气温度： 还有加热后的空气温度也是一个重要的参数，加热炉 标定时， 必定用到它。21加热炉管理意义、内容、要求 （ 运行管理） 一氧化碳监测仪： 为了更准确地把握燃烧是否完全？ 避免损失更多的燃 料。如果能在烟道的适当位置安装在线的一氧化碳监 测仪是更为理想的。但炼油炉上几乎还没有看到。一 般不定期地用便携式仪器进行检测。 氮氧化物监测： 使用低氮氧化物火咀，定期进行烟气排放的监测是十 分必要的。一般也是使用便携式的监测仪器。 22加热炉管理意义、内容、要求 （ 运行管理） 烟尘黑度的监测： 更准确地了解炉子的热效率， 对烟气的烟尘黑度进行 测试也是必要的，有助于掌握燃烧状况。 有时虽
15、然没有测出一氧化碳但能看到冒烟，说明机械 不完全燃烧却还存在。 一般采用林格曼烟尘黑度计进行比较，可以大致换算 出机械不完全燃烧带来的损失。 如留意的话，可以在自己所在的工厂看到并不鲜见的 加热炉冒烟。23加热炉管理意义、内容、要求 （ 运行管理） 燃烧器的检查和维护： 1、每天都要对使用的火咀的外观检查， 当发现有火焰 偏斜、火焰拖得过长、火焰发红或冒烟、甚至漏油和 结焦， 都要及时进行调整和处理。 2、油枪要经常清洗， 建议每周一次。瓦斯枪也要清洗 ， 可以每月或更长一些时间一次。当发现有磨损、喷 孔变形、堵塞， 要及时更换。才可以保持火咀良好的 燃烧状况。 3、对于暂时不投入运行的燃烧器
16、，必须关闭小风门的 挡板， 防止漏风进去，必要时单个火咀的小风门要用 盲板与供风系统隔断。24加热炉管理意义、内容、要求 （ 运行管理） 采用节能自动控制系统始终保持高效率 1、建议有条件的加热炉， 特别是大炉子， 应当采用加热炉优化 自动控制系统。自动控制系统有一个很好的软件程序，使用起来 既灵活有又可靠， 并且可以和生产装置的DCS 系统建立通讯， 互相传输数据。 2、为使自动控制系统能够正常工作，加热炉的硬件系统必须满 足以下条件： 有可靠的烟气氧含量、负压、温度、燃料流量等的 在线检测及数据传输，烟囱或烟道挡板以及风道蝶阀，鼓引风机 等能够通过信号指令进行有效的控制。 3、自动控制系统根据采集到的数据进行分析和判断，然后发出 指令给执行机构， 通过执行机构的不断动作， 进行优化控制
