《化工設(shè)備使用與維護(hù)》管式加熱爐的使用與維護(hù)

《化工設(shè)備使用與維護(hù)》 第六章《化工設(shè)備使用與維護(hù)》 第六章管式加熱爐的使用與維護(hù)10第六章管式加熱爐的使用與維護(hù)其次節(jié)管式加熱爐的構(gòu)造第三節(jié)管式加熱爐使用與維護(hù)第一節(jié)管式加熱爐的工作過程及使用一、管式加熱爐的工作過程及作用1、管式加熱爐具有其他一些工業(yè)爐沒有的假設(shè)干特征：危急更大，操作條件要苛刻得多；②加熱方式為直承受火式，加熱溫度高，傳熱力氣大；③只燒液體或氣體燃料；2、工作過程加熱爐工作時(shí)，燃料經(jīng)安裝在加熱爐底部的燃燒器噴入爐內(nèi)，與空氣均勻混合后在爐膛燃燒。產(chǎn)生的火焰及高溫?zé)煔鉁囟葹?000～1500℃，主要以輻射傳熱的形式將大局部熱量傳遞給輻射爐管內(nèi)流淌的物料。煙氣溫度降至800℃左右經(jīng)輻射室進(jìn)入對(duì)流室。在對(duì)流室，高溫?zé)煔庵饕詫?duì)流傳熱的方式將熱量傳遞給對(duì)200～300℃后經(jīng)煙筒排出。3、作用在石油化工工業(yè)中被廣泛應(yīng)用，其投資比例一般占裝置總投資的對(duì)生產(chǎn)裝置的原料處理量、產(chǎn)品的質(zhì)量和收率、能耗及生產(chǎn)周期等指標(biāo)都有重要影響。二、管式加熱爐的主要工藝參數(shù)1、爐出口溫度2Q定義：加熱爐的總熱負(fù)荷，是指單位時(shí)間內(nèi)物料通過爐管所吸取的總熱量。單位為WkJ/h。爐子的熱負(fù)荷越大，其生產(chǎn)力氣越大。3、加熱爐的熱效率有效熱負(fù)荷與入爐總熱量的比值來表示：整理可得：可知，當(dāng)加熱爐有效熱負(fù)荷、燃燒低發(fā)熱值確定時(shí),熱效率越高,能源的重要措施。4、過?？諝庀禂?shù)α定義:加熱爐燃料燃燒時(shí),實(shí)際空氣用量與理論空氣用量之比稱為過?？諝庀禂?shù),即:5tg(又稱爐膛溫度或火墻溫度)溫度的凹凸,是爐子操作中重要的把握指標(biāo)。6qv定義:燃料燃燒放出的總熱量與輻射室體積之比,稱為爐膛體積強(qiáng)度,即:爐膛體積熱強(qiáng)度反映爐膛體積大小對(duì)燃料燃燒的影響:當(dāng)燃料放熱量確定時(shí),qvqv爐膛熱強(qiáng)度越大,完成一樣的熱任務(wù)所需的爐子越緊湊。7、爐管外表熱強(qiáng)度輻射爐管外表熱強(qiáng)度qR:對(duì)流爐管外表熱強(qiáng)度qc:指單位時(shí)間內(nèi),通過對(duì)流爐單位外表積所傳遞的熱量,即:爐管外表熱強(qiáng)度越大,完成一樣熱任務(wù)所需的傳熱面積越小,使用的爐管就越少,爐子體積可減小,投資可以降低。應(yīng)留意的是爐管外表熱強(qiáng)度一般指平均值。8、爐管內(nèi)原料的質(zhì)量流速降增大,動(dòng)力消耗增加。質(zhì)量流速過小對(duì)傳熱不利,原料易沉積結(jié)焦,爐管易燒壞。9、爐管壓降定義:原料進(jìn)出爐管的壓差。程數(shù)選擇是否合理、泵的揚(yáng)程是否滿足要求。正常操作時(shí),爐管壓降的變化是推斷爐管內(nèi)物料是否結(jié)焦的重要標(biāo)志。10ts定義:煙氣出對(duì)流室的溫度。煙氣溫度不能過高,否則煙氣帶走的熱量增加,爐子熱效率下降。也需防止溫度過低，煙氣中的酸性氣體和水蒸氣分散成含酸的液體，對(duì)爐管和設(shè)備構(gòu)成腐蝕。1、箱式爐2、立式爐3、立式圓筒爐4、大型方爐〔二〕按用途分類1、爐管內(nèi)進(jìn)展化學(xué)反響的爐子2、加熱液體的爐子3、氣體加熱爐4、加熱混相流體的爐子1、箱式爐2、立式爐底燒橫管式爐管布置在兩側(cè)壁,中心是一列底燒的燃燒器,煙氣由輻射室、對(duì)在爐子中心形成一道火焰,提高了輻射傳熱的效果。附墻火焰式火墻成為良好的熱輻射體,以提高輻射傳熱的效果。立管立式爐來做大型加熱的爐型。無焰燃燒爐的輻射墻面，有優(yōu)越的均勻性，可分區(qū)調(diào)整各區(qū)溫度。階梯爐3、立式圓筒爐〔1易于制造，被加熱介質(zhì)通常宜走一路。(2)純輻射式和螺旋管式都是最簡潔,最廉價(jià)的爐子。適用于爐子熱負(fù)荷小,且對(duì)熱效率無要求的狀況。有反射錐的輻射-對(duì)流型蝕損壞，燃燒器的火焰尖部也簡潔舔到反射錐上造成燒損。無反身錐的輻射-對(duì)流型4、大型方爐按用途分類：爐管內(nèi)進(jìn)展化學(xué)反響的爐子：爐管內(nèi)不裝催化劑的，如乙烯裂解爐。加熱液體的爐子：管內(nèi)無相變化、單純的液體加熱爐進(jìn)口為液相、出口全部汽化的爐子氣體加熱爐：證各路均勻，防止偏流。加熱混相流體的爐子：爐型選擇的根本原則：的加熱爐。對(duì)一般用途的中小負(fù)荷爐子，宜優(yōu)先考慮立式圓筒爐。高溫過程。一、管式加熱爐的一般構(gòu)造局部組成。1、輻射室輻射室是通過火焰或高溫?zé)煔膺M(jìn)展輻射傳熱的局部，是熱交換的主要場所，負(fù)擔(dān)全爐熱負(fù)荷的70%～80%，是加熱爐的關(guān)鍵部位，其構(gòu)造優(yōu)劣將直接關(guān)系到全爐的性能。2、對(duì)流室20%～30%。3、余熱回收系統(tǒng)〔即預(yù)熱燃燒用空氣；一種為“廢熱鍋爐”方式〔使用水回收。4、燃燒器能使?fàn)t膛受熱均勻、火焰不沖刷爐管并實(shí)現(xiàn)低氧完全燃燒。5、通風(fēng)系統(tǒng)爐子，它分為自然通風(fēng)方式和強(qiáng)制通風(fēng)方式。氣流淌阻力不大時(shí)，一般承受該方式。有空氣預(yù)熱器，煙氣流淌阻力較大時(shí)，則使用該方式。背景學(xué)問：近年來由于大氣污染，石油化工廠已經(jīng)開頭安設(shè)獨(dú)立于爐群的超100m二、管式加熱爐的爐體及爐管〔一〕爐體加熱爐的爐體主要由鋼架和爐墻等組成。臺(tái)等各部件的重量。防止使用中的熱脹冷縮?！矀?cè)壁〕和圓形〔由立柱、環(huán)梁及壁板組成〕兩大類。2、爐墻類型。磚構(gòu)造：由耐火層、保溫層及鋼板保護(hù)層組成?？箾_刷力氣。1、爐管爐管是爐子的重要部件，其金屬耗量占爐子金屬總耗量的40%～以上。由于，爐管的設(shè)計(jì)與選用是否合理，對(duì)爐子的基建投資和操作費(fèi)用有很大的影響。選擇管材的主要要求：格經(jīng)濟(jì)合理等條件。需管徑后，再參照國產(chǎn)爐管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格進(jìn)展選用。使投資增大?！矤t管長度與輻射爐管管中心點(diǎn)所形成的圓周直徑之比〕來確定管長。為提高管外煙氣一側(cè)的傳熱效果，對(duì)流爐管常承受釘頭管和翅片管。2、爐管配件爐管彎頭〔彎管：90°和180°的U形彎頭、箱式彎頭、180°的急彎彎管及拔制的集合管等多種爐管連接件。支承件：防止?fàn)t管在爐內(nèi)受熱彎曲變形，爐管承受支承件支承。對(duì)流爐管的支承構(gòu)件均用管板。定的支承件則稱為拉鉤。三、管式加熱爐的燃燒器量。燃燒器主要由燃料噴嘴、調(diào)風(fēng)器、燃燒道三局部組成。調(diào)風(fēng)器：引入并調(diào)整燃燒所需的空氣，使空氣與燃料快速并良好地混合，形成穩(wěn)定、符合要求的火焰外形。燃燒道：給火焰根部供給熱源，促使燃料快速燃燒。合燃燒器?！惨弧硽怏w燃燒器1、預(yù)混式氣體燃燒器〔無焰燃燒器〕2、外混式氣體燃燒器縮短；加大二次風(fēng)量，火焰將伸長。3、半預(yù)混式氣體燃燒器〔一次風(fēng)〕預(yù)先混合，另一局部空氣〔二次風(fēng)〕靠外部供給?！捕骋后w燃燒器和爐膛，在高溫輻射下被加熱汽化，然后才著火燃燒。燃燒油霧化方式有機(jī)械霧化和蒸汽霧化兩種。的重質(zhì)油，幾乎都承受內(nèi)混式蒸汽霧化油噴嘴?！踩秤?氣聯(lián)合燃燒器組成?？蓡为?dú)燒燃料油燃料氣，也可油、氣混燒，在煉油廠管式爐上應(yīng)用最廣。油-氣聯(lián)合燃燒器安裝：嘴應(yīng)垂直向上，不偏斜，噴油嘴下方油、氣連接口的位置，不能接反。氣體燃燒器每個(gè)噴頭的噴孔中心應(yīng)對(duì)準(zhǔn)燃燒器的中心。調(diào)風(fēng)器要轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏，密封性好。四、管式加熱爐的空氣預(yù)熱器效地提高加熱爐的熱效率和降低能耗。1、鋼管式空氣預(yù)熱器預(yù)熱器型式：立式和臥式空氣預(yù)熱器均可由幾個(gè)單體所組成。鋼管式空氣預(yù)熱器的優(yōu)缺點(diǎn)：價(jià)格廉價(jià)，無轉(zhuǎn)動(dòng)部件；嚴(yán)峻，使加熱爐熱效率的進(jìn)一步提高受到限制。上置式：下置式：下來，通過空氣預(yù)熱器和引風(fēng)機(jī)后再將煙氣由煙囪排出。2、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器下逆向流過。優(yōu)點(diǎn)：空氣預(yù)熱器輕?？焖倭魈实目諝饪梢云鸬揭恍┐祷易饔?，削減了積灰。截面上各個(gè)部位的積灰。缺點(diǎn)：高。一、管式加熱爐的操作〔一〕加熱爐開工操作烘爐→試壓→開爐前檢查→點(diǎn)火〔二〕加熱爐正常操作〔三〕加熱爐停工操作〔一〕加熱爐開工操作要點(diǎn)〔目的是為了緩慢地除去爐墻在砌筑過程中所積存的水分，并使耐火膠泥充分燒結(jié)。5以上。然后將各門、孔關(guān)閉，把煙囪檔板開啟約1/3，給爐管內(nèi)通入蒸汽進(jìn)展暖爐。當(dāng)爐膛溫度升至130℃左右，即可點(diǎn)著燃燒器。留意事項(xiàng)：1②③蒸汽出口溫度應(yīng)嚴(yán)格把握。④降。2、試壓〔〕用空氣或惰性氣體進(jìn)展氣壓試驗(yàn)。3、開爐前檢查霧化蒸汽分別引入爐內(nèi)。4、點(diǎn)火①向爐膛內(nèi)吹掃蒸汽約10～15min，至煙囪冒出水蒸氣后再停頓吹氣。等。閥、氣閥調(diào)整適宜?！捕臣訜釥t正常操作要點(diǎn)、進(jìn)料量和進(jìn)料溫度應(yīng)穩(wěn)定爐子的熱效率有利，但過低，爐出口溫度將達(dá)不到工藝要求。2、把握好爐膛溫度保持出口溫度不變爐膛溫度不行過高，否則爐管外表熱強(qiáng)度過大，使?fàn)t管壁溫度上升，易產(chǎn)生局部過熱和結(jié)焦，影響爐管使用壽命。同時(shí)也會(huì)使進(jìn)入對(duì)流煙氣溫度增高，對(duì)流爐管也易被燒壞。對(duì)合金鋼爐管，爐膛820～850℃。3、過?？諝庀禂?shù)α要適宜量之比稱為過剩空氣系數(shù)。α過大→過?？諝饬吭龆?，煙氣量增大，爐子熱效率降低；過剩SO2SO3量增多，露點(diǎn)溫度上升，露點(diǎn)腐蝕更嚴(yán)峻。過小→入爐空氣量少，缺氧而造成燃燒不完全，增大燃料的消耗量，降低爐子熱效率。低溫露點(diǎn)腐蝕機(jī)理：關(guān)鍵是SO3

的生成燃料中硫燃燒后全部生成SO，少量的SO再與氧化合形成SO2 2 3400℃以下時(shí)，SO3水蒸氣化合生成硫酸蒸氣，硫酸蒸氣分散到受熱面上，發(fā)生低溫硫酸腐蝕。因此，操作時(shí)α要適宜，要全面堵漏，將不使用的燃燒器的風(fēng)門、爐子的人孔門、看火門、防爆門等都關(guān)閉嚴(yán)密，盡量削減漏入爐內(nèi)的空氣量。19.6～39Pa。4、留意觀看爐膛火焰狀況有力。燒油時(shí)火焰為黃白色，燒氣時(shí)火焰為白色。5、把握好排煙溫度應(yīng)依據(jù)原料入爐的溫度來確定。排煙溫度與入爐溫度的溫差一般50℃以上，當(dāng)承受余熱回收系統(tǒng)時(shí)，可依據(jù)煙氣露點(diǎn)腐蝕溫度來確定排煙溫度。6、留意爐管壓降的變化化，而爐管壓降卻急劇增大，則可能是爐管結(jié)焦。(三)加熱爐停工操作要點(diǎn)1、正常停工操作要點(diǎn)2、緊急停工操作要點(diǎn)馬上關(guān)閉燃燒器，使?fàn)t子熄火→停頓爐子進(jìn)料，向爐膛內(nèi)和爐管→準(zhǔn)時(shí)聯(lián)系消防部門，確保安全。二、管式加熱爐的檢修1～1.5般為2～3年。另外，加熱爐因故障緊急停工時(shí)，需對(duì)損壞設(shè)備和部件進(jìn)展搶修或更換?！惨弧硻z修的主要工程1P145(1)～(5)2、大修的主要檢修工程筒體厚度及腐蝕狀況進(jìn)展檢查修理。結(jié)焦的形態(tài)：到允許值以上，爐管