1第一章石油化工加热炉的种类(2011。11)
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石油化工管式工艺加热炉简介郑战利管式加热炉在一个有衬里的密闭体内设置有大量的相互连接的优质或合金无缝钢管,被加热介质在一连串的无缝钢管内以很高流速通过,燃料在密闭体内燃烧产生高温烟气,高温烟气通过辐射、对流和传导把热量传给被加热介质,把被加热介质加热到生产工艺规定的温度或完成一定的化学反应深度;这类设备统称为管式加热炉。
管式加热炉的范畴包含热水和蒸汽锅炉、热载体加热炉、油田水套炉、输油管道加热炉、炼油和石化生产装置的工艺加热炉等。
今天我们所讲的管式加热炉是炼油和石油化工生产装置的工艺加热炉,简称为石化工艺加热炉。
石化工艺加热炉的主要特点是1.被加热介质为易燃、易爆的液体或气体,且温度和压力较高。
操作条件苛刻。
安全运行要求高。
2. 加热方式为明火加热。
3. 长周期连续生产。
4. 所用燃料为液体或气体燃料。
管式加热炉应满足的要求1. 完成一定的传热任务,燃料耗量少、需要的传热面积小。
2. 被加热介质不受局部过热。
3. 在纯加热型管式加热炉中,被加热介质无分解或仅有极少量分解。
4. 在加热—反应型管式加热炉中,保证被加热介质的反应深度达到生产工艺要求,且炉管中结焦量最少。
5. 安全、稳定、连续运行周期在3~5年。
6. 排烟中的有害物含量和噪声必须符合国家标准规定。
管式加热炉的主要操作参数1、有效热负荷:为各种被加热介质从体系入口状态到出口状态所吸收的能量之和,它等于供给能量与损失能量之差, Kw2、排烟损失热量:排出体系的烟气带走的热量。
Kw3、燃料不完全燃烧损失热量:由于燃烧设备及燃烧工况等原因造成燃料没有完全燃烧而未能释放出的反应热。
Kw4、散热损失热量:体系内所有设备及管线表面向周围环境中散失的热量。
Kw5、附属设备能耗:鼓风机、引风机、吹灰器、热载体循环泵等辅助设备所耗掉的能量,按供给这些设备的能量计算。
油田常用加热炉类型及发展趋势摘要:作为油气集输、处理以及运输等地面工程中各个环节必不可少的设备之一。
加热炉的种类和发展趋势影响着油田的开发和效益。
对于不同种类的加热炉进行系统研究分析,并且根据实际需求进行使用,可以有效地提高油田的生产运行经济型和安全性。
现在各个油田所使用的加热炉主要有管式加热炉、火筒式加热炉、水套加热炉和相变加热炉等等。
本文针对现在油田中所使用的加热炉以及最新被研发出来的新型加热炉进行研究分析,并对加热炉未来发展进行讨论。
关键词:油田加热炉;加热炉类型;发展趋势油田加热炉是油田地面工程中非常重要的一种机械设备,从油井的井口加热至成品油外输等一系列过程都需要油田加热炉进行供热。
在油田的生产过程中,加热炉要科学的进行布置和使用。
可以降低油田地面工程的能源消耗,减少成本的投入。
目前我国主要使用的油田加热炉是管式加热炉和火筒式加热炉,但是加热炉的种类繁多,研究人员还在不断探索新型油田加热炉。
力求找到最适合油田发展的加热炉技术。
一、油田常用加热炉(一)管式加热炉管式加热炉是用过火焰字节对炉管内部的介质进行家人,按照炉管的拍类风湿可以分为螺旋式管式加热炉和直线式管式加热炉。
因为换热过程中存在较大的温差,所以管式加热炉可以快速的加热介质。
单台管式加热炉的功率可以很大,所以可以在较小的换热面进行高效的换热,同时管式加热炉可以承受较高的介质压力。
值得注意的是,当管式加热炉内部介质为易结垢介质时,其管壁会出现介质导致的结垢现象。
这就会严重的影响管式加热炉的使用效果。
如果不能对结垢进行及时有效地清理,就会使结垢部位过热,严重者会出现爆炸的情况发生。
(二)火筒式加热炉火筒式加热炉在使用过程中,其内部燃料通过燃烧会产生热量直接对介质进行加热。
在工作时,被加热的介质通过进液分配管流至加热炉底部,淹没火管和烟管来吸收热量。
实现加热的目的,相比于传统的火筒式加热炉,结垢现象对于加热炉的使用效果影响不大。
在火筒式加热炉的实际使用过程中,因为被加热介质在炉内流动速度比较缓慢,所以在炉壳的避免上容易出现结垢现象。
在石油工业中,加热炉主要用于加热原油、各种介质和化工产品,因此加热炉的型式和基本参数需要满足不同的生产工艺和加热要求。
下面介绍一些常见的加热炉型式及其基本参数:
1. 管式加热炉(Tube Furnace):
管式加热炉是石油工业中应用较为广泛的一种加热炉。
它通过设置一定数量的直燃热管,将燃料通过管道加热,有效提高加热效率。
基本参数包括热管数量、热管直径、热管长度、燃料消耗量等。
2. 壳与管式加热炉(Shell and Tube Furnace):
壳与管式加热炉是一种将热管与外壳结合的高效加热炉。
基本参数包括热管数量、热管直径、壳管直径、热管排列方式、燃料消耗量等。
3. 螺旋板式加热炉(Spiral Plate Furnace):
螺旋板式加热炉是将多块螺旋板状的金属板焊接而成的换热器,具有较高的换热效率。
基本参数包括螺旋板片数量、螺旋板片直径、厚度、燃料消耗量等。
4. 电热加热炉(Electric Furnace):
电热加热炉通常适用于小型加热设备,因为它不需要燃烧燃料,通过电阻加热。
基本参数包括输入功率、电压、工频等。
上述加热炉的基本参数需要根据实际工艺要求进行设计和选择。
在石油工业中,为了提高加热效率、降低能耗、减少环境污染,选用适宜的加热炉型式及其基本参数显得尤为重要。
炼油化工基础(加热炉篇) (1)第1题什么叫加热炉? 管式加热炉有什么特征? (1)第2题加热炉的工作原理是什么? (1)第3题管式加热炉的一般结构如何? 并说出各部分的作用? (1)第4题管式加热炉有哪些类型? (2)第5题管式加热炉有哪些主要的技术指标? (2)第6题从加热炉的烟囱排出的烟道气有哪些组成?为什么还有大量的氮和氧? (3)第7题燃烧的过程是什么? (3)第8题燃烧的三要素是什么? (3)第9题什么是高发热值? 什么是低发热值? (3)第10题什么是热负荷? (3)第11题什么叫炉子的热效率? (3)第12题什么叫炉管表面热强度?该指标有何意义?第13题什么叫过剩空气系数? 它和加热炉热效率的关系如何? (4)第14题什么叫对流传热?在炉子里主要发生在什么部位? (4)第15题什么叫热辐射?在炉子里发生在什么部位? (4)第16题加热炉的热负荷是怎样分配的? 以什么方式传热? (5)第17题加热炉结构由哪些部件组成? (5)第18题加热炉是如何分成上、中、下三部分的?•每部分各有哪些主要部件所组成的? (5)第19题加热炉为什么要设置防爆门? (5)第20题烟囱为什么会产生抽力? (5)第21题加热炉的负压是怎样产生的?为什么在负压下操作? (6)第22题新建加热炉投用之前为什么要先烘炉? (6)第23题烘炉分几阶段? 每个阶段温度控制在多少度? 时间多长? (6)第24题加热炉操作的原则及要求是什么? (7)第25题加热炉的”三门一板“是指什么? 加热炉的烟道挡板和风门开度大小对操作有何影响? (9)第26题在什么情况下调节烟道挡板及火嘴风门? (10)第27题点火操作应注意什么?如何避免回火伤人? (8)第28题在燃料气管网中,为什么要设阻火器?阻火器分为哪几类? (8)第29题加热炉回火的原因有哪些? (8)第30题如何防止加热炉发生回火? (9)第31题炉子为什么会出现正压,其原因如何? (9)第32题加热炉正常操作时,检查和维护内容有哪些? (9)第33题在操作中加热炉的过剩空气系数一般控制在多少?•过剩空气系数大小对加热炉有何影响? (10)第34题提高炉子热效率有哪些手段? (10)第35题测量烟道气温度和烟道压力有什么作用? (11)第36题炉出口温度如何控制? (11)第37题进料量及进料温度变化时对炉子的操作有什么影响? (11)第38题瓦斯切水不净会产生什么现象? (11)第39题烧瓦斯为什么不能带油?如何防止瓦斯带油? (11)第40题加热炉进料中断怎样处理? (12)第41题加热炉燃料气不足或中断如何处理? (12)第42题炉膛负压过大或出现正压怎样处理? (12)第43题对流室压降太大怎样处理? (12)第44题烟气中一氧化碳含量过高怎么办? (12)第45题烟气中氧含量和一氧化碳含量都高,怎样处理? (13)第46题炉子壁温超高的原因及处理方法是什么? (13)第47题加热炉冒烟反映出操作上什么问题? (13)第48题火焰发白、硬、闪光、火焰跳动,都是什么原因? (13)第49题炉膛内颜色过于暗,并且烟很多,如何调节? (14)第50题加热炉烟囱冒烟是什么原因?如何处理? (14)第51题引起炉管结焦的原因是什么? (14)第52题什么是局部过热? 局部过热有什么危害? (14)第53题加热炉炉管破裂如何处理? (15)第54题炉管更换的标准是什么? (15)第55题瓦斯火嘴点不着的原因及处理方法怎样? (15)第56题回收加热炉烟气余热的途径有哪些? (15)第57题空气预热器的作用是什么? (15)第58题如何判断加热炉的操作好坏? (16)第59题加热炉的低温露点腐蚀是怎样发生的?有何危害? (16)第60题影响低温露点腐蚀影响因素有哪些? (17)第61题防止和减轻加热炉低温露点腐蚀有哪些措施? (17)第62题如何判断炉管是否结焦?造成结焦的原因是什么?有什么防止措施?如何处理? (17)第63题加热炉系统有哪些安全防爆措施? (18)第64题空气预热器有哪几种型式?18炼油化工基础(加热炉篇)第1题什么叫加热炉? 管式加热炉有什么特征?答:一个具有用耐火材料包围的燃烧室,利用燃料燃烧产生的热量将物质(固体或液体)加热的设备,就叫加热炉。
加热炉及换热器培训讲义2011年4月目录第一部分加热炉基本知识 (3)一、概述 (3)二、管式加热炉的主要技术参数 (3)三、油田用加热炉的炉型及表示方法 (5)四、管式加热炉设计的基础数据 (7)五、加热炉热效率测试方法 (7)六、提高加热炉热效率的措施 (8)七、加热炉的吹灰控制 (12)第二部分管式直接加热炉简介 (12)一、管式直接加热炉的原理、性能特点、遵守的标准规及应用 (12)二、管式直接加热炉结构形式及特点 (14)三、管式加热炉的运行与操作 (18)四、管式加热炉故障处理 (21)五、管式加热炉的维护与保养 (23)第三部分水套加热炉简介 (25)一、水套加热炉的工艺原理、性能特点及遵守的标准规 (25)二、水套加热炉结构形式描述 (26)三、水套加热炉运行注意事项 (28)五、U形管式换热器简介 (28)一、U形管式换热器的结构特点、设计规及型号表示 (28)二、换热器的维护和检修 (31)第一部分加热炉基本知识一、概述油田和长输管线加热炉(以下简称油田加热炉)系指用火焰加热原油、天然气、水及其混合物等介质的专用设备,是油、气生产和输送中广泛使用的设备。
在油、气田的集油站、集气站和联合站等站(库),加热炉对原油、井产物、生产用水和天然气等介质进行加热,以满足油气集输处理工艺的要求。
在原油和天然气长输管道中,通过加热炉对原油和天然气进行加热,以满足原油和天然气长距离输送的要求。
应该指出,油气田和长输管线用加热炉,其对介质进行加热所要求达到的温度都不高,一般只几十度,且介质无化学变化,这是与石油炼制、石油化工所用加热炉不同之点。
二、管式加热炉的主要技术参数1、热负荷单位时间向炉管被加热介质传递热量的能力称为热负荷,一般用KW表示。
它表示加热炉生产能力的大小。
2、热效率加热炉输出有效热量与供给热量之比的百分数叫热效率。
它表示向炉子提供的能量被有效利用的程度,可用公式表示为η=被加热介质吸收的有效能量/ 供给炉子的能量。
2.1加热炉原理2.1.1加热炉功能结构及工艺描述在轧钢生产中,必须将金属坯料加热到一定温度,使它具有一业企业使用的加热炉按不同的分类方法可分为多种型式:从加热制度角度可分为定的可塑性,才能进行轧制。
对金属坯料的加热主要靠“加热炉’。
当前冶金工业企业使用的加热炉按不同的分类方法可分为多种型式:从加热制度角度可分为两段式加热炉、三段式加热炉、五段式加热炉;从钢坯料在炉内的移动方式分有步进式加热炉、退钢式加热炉和环形加热炉;从燃烧介质中类分有煤气——空气加热炉、重油加热炉和电加热炉等。
目前,钢铁企业轧钢系统采用的加热炉一般为两段或三段式加热炉,钢坯在炉内的运动形式一般为步进式或推钢式,下面就将这几种形式简要介绍一下:➢“两段式加热炉”沿路长分为加热段和预热段两部分,按加热方式又可分为“单面加热”和“双面加热”两种炉型。
一般当坯料厚度大于100mm是采用双面加热。
在两段式加热炉的加热过程中,为保证产量通常加大加热段炉温设定点,这就使出炉钢坯表面和中心存在较大的温差,严重时影响正常轧制。
所以,两段式加热炉在实际使用中产量受到一定限制。
➢“三段式加热炉”是目前钢铁企业各轧钢厂加热炉普遍使用的一种炉型。
它分为预热段、加热段和均热段,相对于两段式加热炉它增加了均热段。
该类型加热炉加热段炉温一般比两段式高出50——100℃,在进入均热段式钢坯表面温度已达到或高出出钢温度,在均热段钢坯断面温度逐步均匀,并在一定程度上消除“黑印”。
三段式加热炉非常有利于轧机产量的提高。
➢“步进式加热炉”是依靠步进梁的顺序、往复运动使被加热钢坯从炉尾移动到出料端,中间经过各加热段,最终是钢坯达到规定的温度后出炉。
由于钢坯在加热炉内前、后、上、下均匀受热,所以加热效果良好。
加热后,钢坯断面受热均匀,钢坯表面不产生“黑印”、不“粘钢”,工人操作方便,所以目前加热炉内钢坯的运动形式大部分采用“步进式”。
➢⑴步进式加热炉步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。
一、加热炉结构型式胜利油田加热炉的主要结构型式有火筒式间接加热炉和管式加热炉两种。
水套炉属于火筒式间接加热炉,外部为金属壳体,壳内介质为水,壳体内部设置火筒、炉管,火焰加热水套中的水,通过水间接加热炉管内的原油。
管式炉在炉膛内布置炉管,直接加热炉管以达到加热管内介质的一种型式。
油田近年来推广应用的超导热管加热炉、真空加热炉、分体式相变加热炉属于火筒间接加热炉,其基本原理与水套加热炉基本相同,只是使用的传热介质和结构型式有所不同,设计热效率较高,运行热效率理想。
燃烧器主要采用进口燃烧器、并配备了控制调节系统,能够低氧燃烧,并具有一定的可调性,保证了加热炉的经济运行。
管式加热炉主要有直接加热原油的快装管式炉和间接加热的热媒炉,快装管式加热炉用于加热流量稳定的低含水原油具有较大优势;热媒炉在自动化控制方面具有优势,但运行成本和维护费用高,需要配套热媒循环动力系统、换热器、热力管网,系统配套费用高,而且热媒性质发生变化后需要更换,增加设备运行费用;适用于热源要求比较多,温度要求较高的场所。
加热炉工作过程就是将燃料的化学能转换为热能。
加热炉主要由两大部分组成。
一是燃烧系统、二是热交换系统。
热交换系统,通过各种受热面将燃料燃烧的化学能交换给工质(被加热介质)。
主要是水套、火筒、管束等。
燃烧系统是燃料的燃烧设备总称,它由给料供应系统、燃烧器、炉膛、送引风系统,尾部烟道等组成;不管何种结构型式的加热炉,其热交换系统要求有足够的传热面积,较好的传热效果,运行过程中尽量减少结垢,降低排烟温度这一运行指标。
燃烧系统要求有较好的调节性能和低氧燃烧特性,以达到控制过剩空气系数运行指标。
加热炉热效率的高低主要取决于结构设计合理,有利于燃烧系统发挥作用,同时传热面积要足以满足热负荷的要求;运行过程中要及时调整工况,经济运行。
二、油田加热炉总体运行情况胜利油田加热炉运行效率总体水平逐年提高,主要是近几年油田不断加大技术改造力度,加强加热炉的更新改造,同时也投产了部分新型加热炉。
炼油化工基础加热炉篇 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】第12题什么叫炉管表面热强度?该指标有何意义炼油化工基础(加热炉篇)第1题什么叫加热炉管式加热炉有什么特征答:一个具有用耐火材料包围的燃烧室,利用燃料燃烧产生的热量将物质(固体或液体)加热的设备,就叫加热炉。
管式加热炉是石油炼制、石油化工及化学、化纤工业中使用较多工艺加热炉。
管式加热炉的特征是:(1)被加热的物质在管内流动,故仅限于加热气体或液体,而且,这些气体或液体通常是易燃易爆的烃类,危险性大,操作条件苛刻。
(2)加热方式为直接受火式。
(3)只烧液体或气体燃料。
(4)长周期连续运转,不间断操作。
第2题加热炉的工作原理是什么?答:瓦斯或燃料油在炉内经过燃烧放出热量,在辐射室主要通过辐射,在对流室主要通过热烟气对流,把热量传递给炉管,炉管通过传导和对流的方式把热量传递给管内物料。
第3题管式加热炉的一般结构如何?并说出各部分的作用答:管式加热炉结构:一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器以及通风系统等五部分组成。
(1)辐射室:是通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分,是热交换的主要场所,全炉的热负荷大部分(70~14%)是由它来担负的,温度也最高;(2)对流室:是通过由辐射室出来的烟气进行对流换热的部分,同时也有一部分辐射传热,它一般布置在辐射室之上,对流室一般担负全炉热负荷的20~30%;(3)余热回收系统:是从离开对流室的烟气中进一步回收余热的部分。
回收方法分两类:一类是“空气预热方式”;一类是“废热锅炉”方式,烟气回收系统有放在对流室上部的,也有单独放在地上的;(4)燃烧器:使燃料燃烧产生热量,是炉子的重要组成部分;(5)通风系统:是将燃烧所需的空气引入燃烧器,并将废烟气引出炉子的系统,它分为自然通风式和强制通风式两种。
第4题管式加热炉有哪些类型?答:管式加热炉的类型很多,主要有下面几种:(1)圆筒炉,包括纯辐射型圆筒炉和对流---辐射型圆筒炉,其炉膛是圆筒形;(2)立式炉,其炉膛是长方形箱体,炉管可以是水平放置或垂直放置。
化工加热炉工作原理、结构组成与分类一、加热炉的工作原理利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰与烟气作为热源,来加热炉管中流动的介质,使其达到规定的工艺温度。
燃料从燃烧器喷出燃烧,产生高温火焰和高温烟气,高温火焰通过辐射将热量传给辐射室内的炉管,进而传给炉管内的介质。
高温烟气由于烟囱的抽力或引风机的作用向上进入加热炉的对流室,通过对流的方式将热量传给对流室内的炉管,进而传给炉管内的介质。
加热炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器和通风系统等五部分组成。
其结构通常包括:钢结构、炉管、炉墙(炉衬)、燃烧器、孔类配件等。
二、加热炉的组成1、辐射室辐射室是加热炉进行热交换的主要场所,其热负荷约占全炉的70%-80%。
烃类蒸汽转化炉、乙烯裂解炉的反应和裂解过程全部由辐射室来完成。
辐射室内的炉管,通过火焰或高温烟气进行传热,以辐射热为主,故称之为辐射管。
它直接受火焰辐射冲刷,温度高,其材料要具有足够的高温强度和高温化学稳定性。
2、对流室对流室是靠辐射室排出的高温烟气进行对流传热来加热物料。
烟气以较高的速度冲刷炉管管壁,进行有效的对流传热,其热负荷约占全炉的20%-30%。
对流室一般布置在辐射室之上,有的单独放在地面。
为了提高传热效果,炉管多采用钉头管或翅片管。
3、余热回收系统图为空气预热器模块余热回收系统是用以回收加热炉的排烟余热的。
回收方法有两类:一类是靠预热燃烧空气来回收,使回收的热量再次返回炉中;另一类是采用另外的回收系统回收热量。
前者称为空气预热方式,后者通常用水回收称为废热锅炉方式。
空气预热方式有直接安装在对流室上面的固定管式空气预热器,还有单独放在地面上的管式空气预热器等型式。
目前,炉子的余热回收系统多采用空气预热方式,只有高温管式炉(烃类蒸汽转化炉、乙烯裂解炉)和纯辐射炉才使用余热锅炉,这类高温管式炉的排烟温度较高,安装余热回收系统后,炉子的总效率可达到88%-90%。
4、燃烧器燃烧器的作用是完成燃料的燃烧,为热交换提供热量。