加熱爐配管設計—洛陽院

1、中 國 石 化洛陽石油化工工程公司工 程 手 冊加熱爐配管設計 40sc007 -1999代替: 第 1 頁 共 35 頁編 制張 生 校 對謝林章 審 校李蘇秦1、適用范圍1.1 本設計規(guī)定適用于管式加熱爐的管道設計。1.2 管道設計的總原則按“管道布置設計總則”執(zhí)行。2、加熱爐的種類2.1 加熱爐的爐型（見圖 2-1）加熱爐的爐型大體分下面三種型式。（1） 直立圓筒型（2） 箱式水平管型（3） 箱式立管型三種爐型的詳細資料及特征見附錄一。 圖 2-12.2 燃燒器（噴嘴）的型式及位置(1)燃燒器（噴嘴）大體分下面三種型式，并詳細情況見附錄二。a 燃氣噴嘴b 燃油噴嘴c 油、氣混燒噴嘴 (2

2、) 燃燒器一般設置在爐底及側(cè)壁（底燒噴嘴或側(cè)燒噴嘴）。噴嘴數(shù)量及安裝位置取決于加熱爐的熱負荷及爐體構(gòu)造。（圖 2-2、2-3）。第 2 頁 共 35 頁 4SC007-1999 圖 2-2 圖 2-33、加熱爐的布置40sc007-1999第 3 頁 35 頁加熱爐是必須用火加熱可燃性流體的設備，常有發(fā)生火災的危險，應遵守有關(guān)法規(guī)（消防法規(guī)及高壓瓦斯監(jiān)督法規(guī)等），充分考慮其安全性、操作性、維修檢查及預防噪聲措施后再做管道設計。有關(guān)加熱爐的布置的研究項目（見“平面布置設計規(guī)定”）如下：（1） 加熱爐為明火，與處理可燃性流體的設備之間應有充足的安全距離；（2） 加熱爐與設備（連接加熱爐出口配管的設

3、備）的相互布局，應在研究配管的熱應力及振動措施之后確定；（3） 加熱爐在裝置中起重要作用，一旦發(fā)生事故，大多直接關(guān)系著裝置的運行，最好布置在能時刻監(jiān)視其運轉(zhuǎn)的位置；（4） 確保加熱爐管檢修作業(yè)的空地；（5） 加熱爐布置在裝置的邊緣，對確保與其他設備的安全距離是有效的。同時，對建設施工作業(yè)、檢修作業(yè)及消防活動亦大有裨益（見圖 3-1）（6） 采用聯(lián)合煙囪時，應與加熱爐設計人員協(xié)商，研究加熱爐及煙道的布置。（7）加熱爐宜布置在主導風向的上風向，避免吸進輕質(zhì)烴；（8） 加熱爐與其相鄰的建筑物、工藝設備應滿足防火防爆的要求。 圖 3 加熱爐布置在裝置邊緣4、加爐爐體構(gòu)架設計與配管的關(guān)系加熱爐構(gòu)架設計由

4、工業(yè)爐專業(yè)擔任。但是，從管道設計觀點出發(fā)，亦應加以研究，作為管道設計的要求事項盡快與加熱爐設計人員聯(lián)系。應指出，提供給工業(yè)爐專業(yè)的資料按“加熱爐設計資料規(guī)定”執(zhí)行。研究順序如下：（1） 工業(yè)爐尖首先提供給配管專業(yè)以下基礎(chǔ)資料：a.爐體總體筒圖（含出入口嘴子）；b.平臺布置草圖；c.火嘴（燃燒器）圖。（2）根據(jù)以上資料，初步確定管道布置：(a) 重新研究平臺的大小、位置及高度，必要時增加平臺或協(xié)調(diào)爐嘴子方位變更等事宜。；(b) 重新評估梯子形式、位置，或追加；(c) 管道貫空平臺的位置及形狀應重新研究；大口徑開洞應與工業(yè)爐專業(yè)協(xié)商并提出委托；(d) 對于支架的設計，應安裝在對構(gòu)架受力較為理想的位

5、置；4.1立式圓筒型加熱爐的構(gòu)架舉例（ 圖 4-1，4-2）第 4 頁 共 35 頁 4SC007-1999 圖 4-1 圖 4-2 4.2箱式加熱爐的構(gòu)架舉例（圖 4-3，圖 4-4）40sc007-1999第 5 頁 35 頁 圖 43 圖 4-45 加熱爐的管道設計第 6 頁 共 35 頁 4SC007-1999加熱爐有以下各種管道 （1） 工藝配管 (a) 加熱爐入口配管(b) 加熱爐出口轉(zhuǎn)油線（2） 燃料配管 供油管回油管燃料氣管長明燈燃料氣管霧化蒸汽管(b) 滅火蒸汽管（3）清焦配管（4）吹灰器配管（5）消音器配管5.1工藝管道加熱爐的工藝管道屬高溫管，管徑亦較粗，應在研究熱應力措

6、施的基礎(chǔ)上做管道布置。特別是加熱爐出口轉(zhuǎn)油線，工藝不同，流體是氣液混相，除滿足應力要求外，還要求有防振措施。但是，管材多用高溫特殊材料，價高且焊接條件和檢查亦嚴格，施工成本高。所以，管道布置時管路應盡可能短。5.1.1工藝管道流程加熱爐的工藝管道流程舉例見圖 5-1。 圖 5-15.1.2加熱爐入口及出口轉(zhuǎn)油線40sc007-1999第 7 頁 35 頁（1） 對稱配管加熱爐出入口管道只有一路時，不存在偏流，如果是多路時，加熱爐的出入口管道及爐管內(nèi)會發(fā)生偏流，受熱不均，使工藝上出問題，同時爐管還易結(jié)焦，配管應對稱布置，以便各出入口管道的流量均勻分配。（見圖 5-2） 圖 5-2對稱配管指單根配

7、管分支出多時，為使各個分支管的流量相同，將配管形狀做成完全一樣、對稱的形狀。見“管道布置設計總則”的 4.5 款。（2） 調(diào)節(jié)閥組配管正如在（1）中所述，當多路工藝配管連接加熱爐時，應做成使其流量均勻分配的布置。設置調(diào)節(jié)閥時，簽于下列理由配管不需要對稱布置。但是，應在考慮與其他燃料配管調(diào)節(jié)閥和這些調(diào)節(jié)閥的運轉(zhuǎn)和操作后再做布置，以便各配管的壓力損失差較?。ㄒ妶D 5-3，5-4），即：這些配管最好布置成近似對稱的形狀。(a) 合適的流量靠調(diào)節(jié)閥控制；(b) 即使各分支管形狀差異會引起壓力損失的不同，但配管的壓力損失比加熱爐的壓力損失小得多，可忽略不計；加熱爐型及配管形狀不能對稱布置時或有其它一些問

8、題，需請工藝系統(tǒng)專業(yè)參加會議并討論解決。第 8 頁 共 35 頁 4SC007-1999 圖 5-3 圖 5-4（3） 與加熱爐連接的管道布置40sc007-1999第 9 頁 35 頁管嘴位置高時及管嘴處在加熱爐最低處位置時，管路中都有立管部分，配管時盡量沿 加熱爐爐壁敷設，以便安裝配管的承重支架和防振支架。此時，應注意以下各項：(a) 決定管道走向不得與加熱爐爐管交叉，不得碰撞爐體構(gòu)架和支撐件；(b) 防爆門前不得布置管道。一是爆炸的沖擊波能把門全部打開，二是不致于破壞管道；(c) 看火孔前不允許布置管道；(d) 箱型水平管式加熱爐，當加熱爐前面布置燃燒器時，應注意不得碰撞噴嘴接管，同時在

9、用于裝卸噴嘴的空間里不得布置工藝配管。(e) 連接清焦管的管嘴周圍，應確保連接螺栓拆裝及設置清焦管的空間。關(guān)于清焦管道請見 5.3 項“清焦管”。5.1.3考慮熱應力的管道布置（1） 考慮熱應力的管道布置加熱爐出入口轉(zhuǎn)油線，溫度高，熱脹量大，特別是加熱爐出口轉(zhuǎn)油線，經(jīng)加熱爐加熱后溫度更高。管道布置時應特別注意，不允許高溫產(chǎn)生的熱應力破壞管道，以及引起法蘭墊片處泄漏。而且，管道布置應使管系的熱脹不超過加熱爐管允許的力、力矩及位移量。管道布置的注意事項如下：(a) 管系應具有一定的柔性，以便管系作用于加熱爐管嘴的反力、力矩及位移量在允許值范圍內(nèi)。見（后述的（2）“加熱爐一配管連接處的反力、力矩及位

10、移量”）；(b) 管系做柔性布置時，要注意配管形狀保持對稱；(c) 加熱爐出口轉(zhuǎn)油線的流體為氣液混相流體。此時，流體出現(xiàn)氣液不均勻的兩相流動，碰到拐角引發(fā)振動。為了吸收熱應力，這類管道必須有柔性。但是，對于防止振動，這種柔性又是不利因素。（2） 加熱爐接管處的反力、力矩及位移量(a) 反力、力矩加熱爐的設計是以加熱爐接管處的各個方向反力各向（X、Y、Z）不大于 Dx100kgD-加熱爐爐管公稱直徑（英寸），同時不承受力矩為依據(jù)進行設計的。如此考慮的管系就有柔性。當特殊原因使連接點的反力、力矩超出上述值，或者數(shù)根加熱爐管以集合管箱形式連接時，把資料提供給工業(yè)爐專業(yè)或把計算有關(guān)受力情況提供給工業(yè)爐

11、專業(yè)。(b) 加熱爐接管處的位移軸向位移爐出口與管道連接點的允許軸向位移量，加熱爐設計圖紙上有標注，應按標注值考慮設計。此位移量應按最小值設計，但由于爐體構(gòu)造及支架方式不同，也有位移量大的情況。如果此位移量會影響配管設計，就應同加熱爐設計人員磋商。 橫向位移a.橫向位移量由加熱管的貫穿孔決定，但是貫穿孔間隙不得大了，大了加熱爐效率降低，原則上間隙取零。但是，熱應力計算時，對于圖 5-5 所示的三個方向，要求提供允許位移值。b.對于需利用爐管吸收熱位移的轉(zhuǎn)油管道（如減壓轉(zhuǎn)油線）；應事先與加熱爐設計人員互通情況；待配管專業(yè)進行完管道的應力分析后，再提出委托資料給工業(yè)爐專業(yè)。其中包括：各方向位移量；

12、爐內(nèi)吊架點受力和爐管導向筒的位移深度值等。 圖 5-5（3） 配管的防振措施第 10 頁 共 35 頁 4SC007-1999出口轉(zhuǎn)油線多為氣液混相液，流速高，易振動，作為振動預防措施，應取圖 5-6 所示的配管形狀。 圖 5-65.2 公用工程管道加熱爐的公用工程配管有燃料管、滅火、蒸汽管及吹灰蒸汽管等。5.2.1燃料配管布置燃料管應很好理解加熱爐的型式及燃燒方式（噴嘴形式），做設計時應考慮到閥門和燃燒器的操作方便。（1） 燃料配管流程加熱爐燃料配管流程如圖 5-7。圖注： 燃料氣體線長明燈燃料氣體線燃料油伴熱線（重油等高粘性流體帶蒸汽伴熱）燃料油返回線（預防積油措施）霧化蒸汽線（使燃料油成

13、霧狀，提高燃燒效率） 圖 5-7（2） 分配總管的布置40sc007-1999第 11 頁 35 頁為使到加熱爐各燃燒器的燃料供應均勻分配，加熱爐周圍或加熱爐底下要設燃料分配 總管。分配總管的安裝位置，取決于噴嘴的位置，噴嘴位置和分配總管的關(guān)系，如表 5-1。（注） 0可設總管X不允許設總管(a) 爐壁/爐底噴嘴分配總管設在平臺上部時，通常多采用此種形式，見圖 5-8a，該分配總管的安裝位置有以下優(yōu)點：總管及噴嘴配管的支架易裝在爐體構(gòu)架上；管道布置時，燃燒器配管上的閥門可靠近看火孔布置，可根據(jù)爐內(nèi)燃燒狀態(tài)調(diào)節(jié)閥門；加熱爐周圍地面上無燃燒配管，方便操作和通行；總管位置高，沒有凝液袋，可穩(wěn)定供給噴

14、嘴燃料及蒸汽；(b) 爐壁（端壁）噴嘴分配總管在平臺下方時（見圖 5-8b），多采納（1）項的安裝位置，只限于有以下理由場合時采用: 平臺上部還有一個平臺，平臺間隔窄，設置總管及用于噴嘴配管的空間不足時；噴嘴的安裝位置上下布置，連接上部噴嘴的配管的閥門位置高，操作困難時； 分配總管檔梯子通行時、架空管或管箱等有妨礙時； 圖 5-8a第 12 頁 共 35 頁 4SC007-1999 圖 58b （C）爐底噴嘴的分配總管布置在地上時，（見圖 5-8）原則上有下述理由者不采用此種布置。分配總管易妨礙加爐四周的通行及對噴嘴的操作，則分配總管大多加鞍式過橋時； 噴嘴配管上的閥門在地上，不能從看火孔了解

15、燃燒情況調(diào)節(jié)閥門時； 總管部分處于最低點，需采取排凝措施（特別是燃料氣，應有冷凝液的處理措施）時；噴嘴配管不便安裝支架時； 圖 5-8C（3） 調(diào)節(jié)閥如工藝流程所示，噴嘴燃料供應線上設置有許多調(diào)節(jié)閥和操作閥，對這些閥門的布置，必須考慮加熱爐的檢查維修、操作通道以及緊急處置等情況后再定。當幾臺加熱爐集中布置在一起時，由于會誤操作閥門，應對各個加熱爐做統(tǒng)一的調(diào)節(jié)閥布置并應用明確的標。（a） 設置地點從操作運行考慮，調(diào)節(jié)閥應盡量靠近加熱爐布置，但加熱爐周圍需要有用于檢查和維修的空間，又要求避開這些地點設置。一般如圖 5-9 所示，多設置在緊靠加熱爐的管架（管道側(cè)）的正下方或周圍。 A: 可在管橋下面

16、或周 圍設燃料線閥組 B: A 處不能設調(diào)節(jié) 閥時的設置空間。 圖 5-9 （b） 布置方法調(diào)節(jié)閥的排列，應考慮閥門的操作及通行空間，可采納下面兩種方法。布置時應考慮與工藝線上調(diào)節(jié)閥的相對位置（優(yōu)先布置工藝線上的調(diào)節(jié)閥）。40sc007-1999第 13 頁 35 頁與管架平行，布置成單列或雙列（見圖 5-10）.原則上在 a 管線上設燃料調(diào)節(jié)閥組；.在 a 線上設燃料調(diào)節(jié)閥后不能確保與工藝管道間的通道時，應在 b 線上布置；.在 A 、B 任意一個區(qū)都可以集中布置燃料調(diào)節(jié)閥組； 工藝調(diào)節(jié)閥組布置在管架側(cè)時 工藝調(diào)節(jié)閥組布置在加熱爐前面 圖 5-10垂直于管架（和管架成直角）布置（見圖 5-1

17、1） 工藝調(diào)節(jié)閥組設置在管架側(cè) 工藝調(diào)節(jié)閥組設置在加熱爐前面 圖 5-11 .A 側(cè)不能布置燃料線上的調(diào)節(jié)閥組時可移向 B 側(cè)布置；.調(diào)節(jié)閥組布置時，應盡量與下列流程有關(guān)系的管道一并布置；第 14 頁 共 35 頁 4SC007-1999燃料油供應一霧化蒸汽線；燃料氣體一長明燈燃料氣線；燃料油調(diào)節(jié)閥組和霧化蒸汽調(diào)節(jié)閥組相鄰布置。此種布置，如圖 5-12 所示，考慮了蒸汽線和燃料油線壓差指示器（PDIC 變送器的設置及導壓管）。 圖 5-12 圖 5-10 注： 根據(jù)下述理由，儀表引出管的安裝高度高于 PDIC 變送器的位置；蒸汽側(cè)導壓管內(nèi)存蒸汽冷凝液，形成液封，高溫蒸汽不直接作用于變送器；燃料

18、油側(cè)引出口比變送器位置能排出導壓管內(nèi)的空氣； 由于蒸汽和燃料油的壓差小，儀表引出口嘴子的位置應能使導壓管的壓力損失最?。?噴嘴配管（a） 噴嘴的管道流程燃氣噴嘴、燃油噴嘴及油氣混燒噴嘴的管道流程如圖 5-13 所示。 燃氣噴嘴 燃油噴嘴 油氣混燒噴嘴 圖 5-13 注：1、亦有不設長明燈燃氣噴嘴的情況，應予注意；2、要否柔性管，見（b） 注；（b） 從分配總管接出的分支管（見圖 5-14圖 5-16）燃料分配總管上分出的到噴嘴的支管，因分配總管的位置而各異，原則上是：當分配總管水平布置時，支管由水平管上部引出；當分配總管垂直布置時，由側(cè)面引出。分配總管布置在平臺上方，見（圖 5-14）40sc

19、007-1999第 15 頁 35 頁 圖 5-14分配總管布置在平臺的下方（圖 5-15）第 16 頁 共 35 頁 4SC007-1999 圖 5-15分配總管布置在地面（圖 5-16） 注） 通常，柔性管設在燃料 油、霧化蒸汽及常明燈 燃氣線上，由于燃料氣 管多有泄漏危險，大 多不安裝柔性管。但 是，也有用戶要求在 燃料油，霧化蒸汽及長 明燈燃氣線上裝柔性 管的，應予注意。 圖 5-16（C） 噴嘴的詳細配管（見圖 5-17，18）噴嘴配管不得橫跨看火孔等，也不得影響看火門開閉；燃燒器及風箱前板應容易拆卸（使用柔性管或法蘭、活節(jié)等）；閥門靠近看火孔布置，以便于觀察噴嘴的燃燒狀況，調(diào)節(jié)閥門

20、；長明燈噴嘴用的閥門（噴嘴前第一個閥門）應靠近噴嘴安裝，有利于噴嘴點火； 圖 5-17 燃料油（重質(zhì)油）線因檢修等原因而長時間停用，燃料油受氣溫影響而變粘，所以管道應避免形成存油段。特別是噴嘴配管，因裝有切斷閥門，會發(fā)生噴嘴堵塞，影響運轉(zhuǎn)。因此，燃料線（重質(zhì)油）應伴熱，并采取排凝措施；噴嘴上安裝有火焰監(jiān)測器時，應考慮其設置及檢修空間；40sc007-1999第 17 頁 35 頁燃燒器中裝有點火器，噴嘴配管布置時，應不妨礙電阻器手輪的操作及看火孔的觀 察。 使用柔性管時 不使用柔性管時注：（1） 有設密閉凝液總管排凝液的情況（見 5.2.1 項(5)(6)；（2） 應考慮點火器的插入空間、看火

21、孔的觀察和空氣調(diào)節(jié)器手輪的操作； 圖 5-18（5） 排凝管重油燃料線的排凝，排入噴嘴附近的敞開地漏有危險，一般采取下面方法；(a)排凝末端裝有膠管，以便引至能安全排凝的地方。這是最常用的方法，優(yōu)點是閥后為螺紋短節(jié)和管帽，無須設專門的排凝管；(b)加熱爐周圍設全封閉的排凝總管，引至遠離加熱爐的排水井（見圖 5-19，5-20），排凝總管與排水井之間設埋地配管。注：（1） 排凝總管的設置地點（地上或架空）取決于燃料油線的排凝位置?？偣苋?1/500 坡度，以便凝液全部排出，而且，總管末端設蒸汽吹掃接頭；（2） 排水井的位置，它與加熱爐應有充足的安全距離。安全距離執(zhí)行現(xiàn)行防火規(guī)范。第 18 頁 共

22、 35 頁 4SC007-1999圖 5-19 箱型注：排凝總管的設置及排水井位置，見前項（a）箱型 圖 5-20 立式圓筒型（6） 熱脹措施燃料配管溫度低（重油 70-80），尺寸小，不用膨脹圈或膨脹僅節(jié)，靠管系自身的柔性即可吸收熱脹。下面是對管系柔性探討的驟：（a） 取下列配管為探討柔性的對象。霧化蒸汽線經(jīng)蒸汽伴熱的燃料氣及燃料油線，僅考慮長距離的分配總管；用蒸汽吹掃的管道（b） 把管系分成下列三部分，用簡易方法研究其柔性。公用總管（管架上配管）分支點至調(diào)節(jié)閥固定點；調(diào)節(jié)閥至分配總管約束點；分配總管分支點至噴嘴配管的約束點，應從分支點位移量大者選一根進行研究；（c） 應校核配管熱位移對其周

23、圍的影響（相鄰配管），必要時設導向架或止推卡等支架。（d） 當爐型為箱型，且主管直線長度長時，應考慮對噴嘴配管的影響（柔性），再探討設置如圖 5-21 所示的止推卡。應把止推卡在支架處產(chǎn)生的水平荷載（含摩擦力）通知工業(yè)爐專業(yè)。 止推支架位置的研究順序：假定加 熱爐長度為向中心點 A 為設置止推 卡的位置，檢查此點調(diào)節(jié)閥向（L） 的柔性；若“L”間的柔性沒問題， 求位于分配總管末端的噴嘴配管分 支點 E 的移動量（N）；檢查噴 嘴配管有柔性是否能充分吸收該位 移量；如果按上述-順序?qū)彶?沒問題，就定 A 點為止推位置；如果 有問題，再依次改變 A B C 為止推架位置。重復上述過程，至到 滿意為

24、止。40sc007-1999第 19 頁 35 頁 圖 5-215.2.2滅火蒸汽滅火蒸汽用于加熱爐發(fā)生火災時把蒸汽送入爐膛內(nèi)（逐出爐膛內(nèi)的空氣，隔斷大氣）滅火，以及爐子點火前爐內(nèi)的蒸汽吹掃（燃料氣泄漏，外部可燃性氣體進入爐膛時），它是加熱爐安全運行不可缺少的配管之一。（1） 閥門的設置（見圖 5-22） 圖 5-22滅火蒸汽線的操作閥，應按防火規(guī)范所要求的安全距離設置，但是一般以加熱爐發(fā)生火災時，能安全操作，距加熱爐至少 10m.設置在靠近儀表室的方向，在操作人員能盡快接近閥門的地面上。當多臺加熱爐集中布置時，各滅火蒸汽的閥門可以以多條總管的形式布置在同一場所且應有明確標識，使其能夠同時操作

25、。（2） 管道走向加熱爐上的滅火蒸汽管道走向，應盡量靠近燃料線管道布置。（3） 分支位置（見圖 5-23）滅火蒸汽在發(fā)生事故時使用，所以它必須從蒸汽總管上分支，以便在任何運轉(zhuǎn)狀態(tài)下都能夠供給蒸汽。從總管上引出處不設根閥，否則，應設帶鉛封開的閥門。第 20 頁 共 35 頁 4SC007-1999 圖 5-23（4） 預防水錘措施滅火蒸汽線會因冷凝水而發(fā)生水錘。當蒸汽進入常溫管內(nèi)后，產(chǎn)生大量的冷凝水，冷凝水以高流速沖擊彎管、分支點及總管末端等管壁而發(fā)生振動。為防止振動需采取如下措施。（a） 布置管道時，一般不在使管系系產(chǎn)生液袋。如若形成液袋時，應在液袋部分（下游側(cè)立管前）的管底設 6mm 的排液

26、的淚孔（見圖 5-24） 加熱爐的液袋部分 滅火蒸汽操作閥注：（1）滅火蒸汽使用后，蒸汽冷凝液會倒流，閥門的下游一側(cè)應設淚孔；（2）排液管端部面向地面，以便操作 人員操作閥門或通行時不致受到蒸汽及凝液的危害。 圖 5-24(b)管道彎頭處設止推架，防止管道振動或因沖擊而產(chǎn)生的振動。但應考慮管子熱脹引起的位移。（5）人身保護隔熱（防燙保溫）滅火蒸汽線從主蒸汽總管到閥門應保溫，但在下游側(cè)，無特別指明的不須保溫，因此，在閥門以下人可能接觸的部位，應防燙保溫以免燙傷。5.2.3吹器配管燒重油的加熱爐，其對流段，特別是裝有釘頭管的對流段，應安裝吹灰器以保持較高的熱效率。吹灰器是一種靠噴射介質(zhì)（蒸汽或空氣

27、）吹掉傳熱面附著的灰塵、炭黑及熔渣等污垢的設備，其形式有伸縮式和固定旋轉(zhuǎn)式，有從全自動到手動等各種不同的操作方式。（1） 配管流程需要數(shù)臺吹灰器時，為了實施高效蒸汽吹掃，多采用自動控制系統(tǒng)的吹灰器。 圖 525 常見的配管流程40sc007-1999第 21 頁 35 頁（2） 吹灰器的種類（a） 固定旋轉(zhuǎn)式吹灰器（圖 5-26）通常固定在與加熱管成直角的對流段兩壁間，噴射管裝有大量噴嘴轉(zhuǎn)動使用，停止使用時用空氣等吹掃。原因是不吹掃，燃燒氣進入吹灰器頭部，與冷凝水接觸會發(fā)生硫酸腐蝕。 圖 5-26 固定旋轉(zhuǎn)式吹灰器（b） 伸縮式吹灰器（圖 5-27）平常噴射管在爐體外，只是用時插入爐內(nèi)，噴射管

28、的頭部裝有兩個噴嘴，吹灰時噴射管可前進后退，同時又旋轉(zhuǎn)，把噴射介質(zhì)射向?qū)α鞴?。與（a）固定旋轉(zhuǎn)式相比，噴嘴數(shù)少，噴射量大，吹灰效果好。有效吹灰半徑，釘頭管組 1.5m 左右，布管層數(shù)為 4-5 層。 圖 5-27 伸縮式吹灰器 （3）吹灰器及單體控制柜的設置(a)吹灰器吹灰器的設置由工業(yè)爐專業(yè)決定，一般布置在煤灰附著最多的對流管區(qū)，如圖 5-28，5-29 所示位置。第 22 頁 共 35 頁 4SC007-1999 圖 5-28 箱式爐 圖 529（b） 吹灰器單體控制柜40sc007-1999第 23 頁 35 頁吹灰器單體控制柜是將吹灰器啟動、停運及自動控制用的必備電氣開關(guān)。與儀表安裝

29、在同一控制板上，并設置在容易接近操作處。下面列出有關(guān)設置的注意事項以及一般的布置示例，如圖 5-30。注意事項： 吹灰器控制柜應設置在吹灰器一側(cè)，盡量靠近加熱爐柱子，應不不妨礙操作及維修通道。但是考慮檢查維修控制柜內(nèi)電氣和儀表用的作業(yè)空間。設置在吹灰器的平臺的直梯附近。如果吹灰器平臺的規(guī)格制造廠并沒有指明，按最小 1m1m 決定其位置。 立式圓筒爐 箱型 圖 5-30 （4）管道布置吹灰器是間歇操作，啟用時，管內(nèi)產(chǎn)生大量的蒸汽冷凝液。一旦進入吹灰器，會因腐蝕作用而損壞吹灰器噴嘴、加熱爐管外表面或爐壁耐火材料等。因此，必須采取能確實排液、且凝液又不進入吹灰器的措施。管道布置時，應使管系保持充分的

30、柔性，以便吹灰器及安裝吹灰器的爐壁不受過大的力。(a)考慮到平臺上操作及冷凝液不流入吹灰器內(nèi)，蒸汽總管最好布置在如圖 5-31，5-32 所示的低于吹灰器的操作平臺下。總管應設符合制造廠規(guī)定的坡度。如果沒有規(guī)定，應設 1/50 左右的坡度使凝液全部排出。 第 24 頁 共 35 頁 4SC007-1999 圖 5-31 圖 5-32 立式圓筒型（b） 蒸汽主閥如管道流程所示，通常運轉(zhuǎn)過程中，蒸汽主閥是遠離控制柜遙控操作的。閥門應處于關(guān)閉狀態(tài)時，閥門前后不存凝液，且盡可能靠近吹灰器的附近設置。一般情況下，閥門在該管系的最高位置，即多布置在操作臺上面（見圖 5-33）注：（1）吹灰器和閥門間不能確

31、保 750mm 以上的操作通道時，可考慮延長平臺；（2）閥門位置應靠近蒸汽供給總管（管架）設置，且對平臺上的操作及升直梯口等無妨礙的位置； 圖 5-33（c） 冷凝閥門冷凝液閥門如圖 5-34 所示，設在排凝線垂直段。這樣布置是為盡快而干凈地排出蒸汽總管內(nèi)的凝液。另外，到冷凝液閥門前的配管與總管尺寸相同。40sc007-1999第 25 頁 35 頁 圖 5-34（d） 熱脹措施吹灰器與回轉(zhuǎn)機（吹灰管在爐內(nèi)反復旋轉(zhuǎn)動作）應同時考慮。因此，在做管道走向及合理的支架布置時，必須使由于配管的熱脹而作用在吹灰器連接嘴子上的反力和力矩盡量小。吸收熱脹的方法：（1） 各吹灰器接管的布置應有柔性，便于吸收蒸

32、汽總管熱脹而產(chǎn)生的位移。在距吹灰器嘴子最近的垂直配管上設固定支架（見圖 5-35）。 圖 5-35（2） 當加熱爐為箱型、分配總管長、且用吹灰器接管吸收不了總管的熱脹時，分支總管的管道中設 U 型彎，且有坡度，不集聚凝液（見圖 5-36） 圖 5-36 5.3清焦管常減壓裝置的加熱爐，管內(nèi)流體汽化，而且爐出口溫度超過 315，如在熱裂化、減粘裂化及焦化裝置的熱裂解爐，碳氫化合物裂解都會使管內(nèi)表面結(jié)焦影響傳熱，使爐管產(chǎn)生過熱，因此就必需清除爐管內(nèi)面壁的結(jié)焦。過去有機械除焦方法，但近年來多采用操作簡單、且處理時間短的蒸汽空氣清焦方法。第 26 頁 共 35 頁 4SC007-1999此法是給管內(nèi)通

33、入適量蒸汽和空氣，燒去附著在管內(nèi)壁上的焦炭的方法。我們稱除焦作業(yè)所需設備的配管為除焦管。5.3.1原則流程圖（圖 5-37） 圖 5-37注：熱裂化、減粘裂化及焦化等裝置的加熱爐，結(jié)焦嚴重，為了有效的剝落和燃燒見 5.3.3 項（A）、（B），蒸汽及空氣應反向流動。5.3.2清焦罐的設置清焦罐因清焦作業(yè)次數(shù)非常少（年平均使用 1 次），所以不用把它作為布置在重點，而應注意高溫的配管的熱脹吸收措施。以下列出注意事項及設置事例（圖 5-38、圖 5-39）。（1） 根據(jù)下列理由，清焦罐原則上靠近加熱爐布置。(a)遠離加熱爐布置，清焦管延長了，熱補償困難；(b)清焦管的支架可利用爐構(gòu)架安裝，易布置且

34、經(jīng)濟；(c)清焦罐的排氣線接入煙囪，排氣管道應盡量短；（2） 清焦罐布置在管架或轉(zhuǎn)油線支架等的附近，最好設置在平臺柱附近，以方便通行和閥門操作。（3） 清焦罐原則上布置在地上，焦炭顆及蒸汽凝液易于流入清焦罐。清焦作業(yè)結(jié)束后，方便排出碳渣。40sc007-1999第 27 頁 35 頁 圖 5-38 箱型爐的清焦罐布置 圖 5-39 圓筒爐的清焦罐布置5.3.3 管道布置清焦管的布置必須有充足的柔性，以便吸收高溫管道的熱脹。（1） 清焦罐入口線上接蒸汽、空氣及清洗水（裝置類型及處理的油種不同有不設的）等線。這些配管基本上與一般管道一樣。但是，應在理解以下各點的基礎(chǔ)上進行最佳管道布置。（a） 蒸汽

35、線加熱爐爐管外側(cè)被加熱，同時注入蒸汽送入管風，使爐管與焦炭保持溫差，利用它們的熱脹之差，使附著在管壁的焦炭碎裂、剝落，最后蒸汽吹掃。稱此為“剝落”。另外也可用于控制燃燒，降低爐管內(nèi)溫度。凝液的處理為使蒸汽冷凝不進入爐管內(nèi)部，入口線布置應不出現(xiàn)液袋；避免不了液袋時，應采取能完全排液的措施。否則會出現(xiàn)冷凝液進入高溫管內(nèi)瞬間汽化、引起異常升壓和壓力波動，而使管線出現(xiàn)振動等問題。流量調(diào)節(jié)用閥門閥門原則上設在地上，盡量靠近加熱爐布置。與空氣線的流量調(diào)節(jié)閥門設在一起。便于兩閥門的操作和調(diào)節(jié)。孔板液量計孔板流量計最好靠近流量調(diào)節(jié)閥門設置，調(diào)節(jié)流量時，可看著流量表調(diào)節(jié)閥門?？装辶髁坑嫛⒘髁空{(diào)節(jié)閥以及儀表的現(xiàn)場

36、指示最好相互靠近布置。一般如圖 5-40 所示，采取布置在垂直蒸汽線上的方法。第 28 頁 共 35 頁 4SC007-1999 圖 5-40（b） 空氣線用“剝落”方式清不掉的焦炭，再給爐管內(nèi)通入空氣蒸汽+空氣（10%），將爐管加熱燒去剩余焦炭，這就是燃燒（燒焦）。空氣線的管道走向，類同于蒸汽線的布置。（C） 清洗水線一般加熱爐，若管內(nèi)流體混有海水，焦炭上會形成鹽層，隨著清焦作業(yè)的進行，鹽分會同焦炭同時清除，不能清除時才用水洗。有時需要燃燒操作、剝落操作及水洗操作交替進行。由此可見，清洗水線的閥門操作和蒸汽、空氣線的閥門操作關(guān)系密切，宜將這些閥門設置在同一區(qū)域。（2） 清焦出口線清焦出口線，

37、注水口（急冷水注入）前后會形成明顯溫差（從 650降到 350），所以應注意熱脹，又因管內(nèi)燃燒氣體（CO2）含有焦炭粒子，以及流動著蒸汽等流體，應盡量不要出現(xiàn)液袋。(a)切換閥的位置由于清焦作業(yè)是逆流操作（見 5.3.1 項管道流程），就需要切換閥。切換閥的位置大體有“地上設置”和“平臺上設置”兩種方式。地上設置（圖 5-41，5-42）多數(shù)清焦作業(yè)均集中在地上，特別是這些閥門，又靠近供給線上的閥門設置，所以采用此種方法對易切換作業(yè)等操作面有利。設置場所，原則上以 5.3-(3)項“調(diào)節(jié)閥的設置方法”為準。 圖 5-41 (地面上設置)40sc007-1999第 29 頁 35 頁 圖 5-4

38、2 (地上設置)平臺上設置此種方法與設置地上相比，閥門的操作面條件差，但如圖 5-43 所示，它有配管形狀簡單且易布置的優(yōu)點。因此，此種方法適合管徑大的管線或加熱爐周圍地面缺乏充足空間等場合。設置場所多設在靠近加熱爐噴嘴的加熱爐本體平臺上或操作臺上（轉(zhuǎn)油線的支架等）。設置在加熱爐的平臺上時，應把閥門重量、位置及支承方式通知工業(yè)爐專業(yè)。 圖 5-43 (平臺上設置)(b)急冷水線急冷水被注入到加熱爐出口的高溫燃燒氣（焦炭的燃燒氣和干蒸汽）中，降低溫度保護配管及清焦罐。同時，減少蒸汽的體積。連接地點急冷水的注入應盡可能接在距加熱爐出口嘴子處，盡可能縮短高溫管道長度，以利于熱補償。注水的，水會立即蒸

39、發(fā)、變成蒸汽，并在管內(nèi)流動，應研究注水線的接口位置及方法，以便無凝結(jié)水積存。注水方法由于出口線的管內(nèi)流速是高速（有時達 300m/s），若注水方法不當，注水點的管壁會被沖蝕。作為預防沖蝕的措施，一般采取注水噴射嘴插入管內(nèi)的形式，見圖 5-44，5-45，使水在管內(nèi)均勻擴散。注水噴射必須做成能夠拔出的結(jié)構(gòu)。第 30 頁 共 35 頁 4SC007-1999 圖 5-44 在直管上注水 注：（1） CD+10mm；（2） 向彎管處注水時，由于噴射嘴長（“L”尺寸），應根據(jù)噴射管徑，噴嘴部分用厚壁管，或者安裝減振支架等措施； 圖 5-45 在彎管上注水（C） 采樣線加熱爐出口線上的采樣，是采集燃燒氣

40、樣進行分析。采樣嘴采到的高溫氣體，應用采樣冷卻器冷卻。采樣線的接出方法(i)為了取樣時不帶進燃燒焦炭，應從出口線的垂直立管接出或水平管的上部接出；(ii)接出點，應考慮出口線的熱脹位移。采樣冷卻器的設置場所(i)采樣冷卻器布置在面向通道的地上，還要靠近其他閥門的操作面等；(ii) 采樣冷卻器的設置地點，不得使采樣線過長。（3） 排氣線排氣線用于清焦作業(yè)產(chǎn)生的燃燒氣體排入大氣。40sc007-1999第 31 頁 35 頁排氣線里，除有燃燒氣體外，還混有蒸汽夾帶的碳粒子粉塵（在清焦罐清除過半的碳 粒子）等。雖然排氣經(jīng)急冷水冷卻過，但溫度還相當高（350左右），直接排入大氣、仍有危險，粉塵對環(huán)境有

41、影響等。一般情況下，多接到加熱爐的煙囪和燃燒氣煙道。（a） 管道走向管道路線應盡量短，如上所述，排氣線屬高溫管道。因此，應把重點放在減少管子熱脹和反力方面。管系布置應不出現(xiàn)沒有液袋。防止清焦后蒸汽冷凝液腐蝕管子；管系應有柔性，以便不因配管熱應力或自重而對加熱爐嘴施加過大的力。與此同時，布置時還應考慮在靠近嘴子處設固定支架等應力措施；為了便于設置配管支架，應沿加熱爐構(gòu)架或鄰接的平臺柱子、梁等布置；（4） 工藝管線和清焦線的連接方法與工藝線的連接位置及連接方法，在 P&ID 圖上應指明，現(xiàn)就一般采納的連接位置、連接方法及其特點等做以下敘述。（a） 連接位置連接位置應盡量靠近加熱爐管。一般情

42、況下，和工藝線相比，清焦作業(yè)時的操作溫度高，而且清焦氣體含的碳粒磨損性大、流速高。在此條件下應少用工藝線。連接位置應取便于和工藝線進行連接操作的位置。加熱爐出口線切換成清焦線時，按下面(b)項所示的法蘭連接操作。 (b) 連接方法回轉(zhuǎn)彎頭方式該方法如圖 5-46 所示，在加熱爐入口或出口管的彎管部分安裝用于拆開回轉(zhuǎn)彎頭和配管的法蘭，在清焦開始之前，法蘭處拆開轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)彎頭，使其能夠把工藝配管同清焦管連接起來。這種連接方式，可以使工藝管系統(tǒng)和清焦管系統(tǒng)處于完全分離的狀態(tài)。操作面的安全度高，故多采用。 圖 5-46注: 回轉(zhuǎn)彎頭和法蘭應符合工藝管的管線等級；回轉(zhuǎn)彎頭的連接法蘭，應與工藝線的法蘭等級一

43、致，但材質(zhì)可取清焦配管的等級；取同一平面尺寸；在不與加熱爐管側(cè)連接的狀態(tài)下，管自重會使管子變形過大，應考慮設支架。但不應妨礙管子熱脹引起的管位移；8 字盲板方式此法如圖 5-47 所示，是在工藝線和清焦線分別插入 8 字盲板，切換操作 8 字盲板實現(xiàn)兩管線的切換運轉(zhuǎn)。該法優(yōu)點是切換操作簡單、作業(yè)時間短。第 32 頁 共 35 頁 4SC007-1999注： 與工藝配管的等級一致；法蘭應與工藝配管的法蘭等級一致。但是，其材質(zhì)應為清焦管的等級；8 字盲板按工藝管的管線等級執(zhí)行。但是，盲板圈和盲板分別制作時，盲板 圈的材質(zhì)可取清焦管的管線等級； 圖 5-475.3.4熱應力措施清焦線管道應設計成能吸

44、收管道高溫熱脹的具有充分柔性的管道形狀。清焦線一般每年使用一次（乙烯裂解爐每 2-3 個月使用一次），所以不必像其他高溫管道設計那樣作為永久性管道設置，可把它設計成臨時性管道（一旦壞了，可更換或修理），重視其經(jīng)濟性。（1） 吸收熱脹的措施清焦線吸收熱脹的措施，不采用柔性接頭（被紋管或套筒補償器）而采用 U 型補償器或管子本身的柔性吸收熱脹量。使用柔性接頭，不僅成本高，而且在結(jié)構(gòu)上，燃燒氣體中的碳粒子會進入其內(nèi)部引起故障。（2） 熱應力解析清焦管根據(jù)標準“工藝管道應力分析”技術(shù)規(guī)定解析其熱應力。但是，對計算結(jié)果的判斷應考慮如下事項。(a)應力評價管系的應力按短期應力對待，按下面所示的許用值評價。

45、由于脹熱產(chǎn)生的二次應力應在許用應力范圍內(nèi)。管自重及內(nèi)壓產(chǎn)生的一次應力用“工藝管道應力分析技術(shù)規(guī)定”的許用應力進行評價。(b)加熱爐與配管接點的反力及力矩（即加熱爐嘴子處）清焦操作時，加熱爐和配管接點的反力及力矩，按短期荷載看待，用下面所示的許用值判斷。反力=150kgD力矩=0注）D：加熱爐出口爐管的公稱直徑（英寸）6、支架設計管架原則上按下列有關(guān)標準進行規(guī)劃設計和選定。配管支架的安裝位置及支承方法，在前述的配管設計各項已有說明，本項闡述加熱爐配管支架設置的有關(guān)問題。6.1有關(guān)標準（1） 管道布置設計技術(shù)規(guī)定（2） 組合式支架通用圖 40T0146.2一般事項40sc007-1999第 33 頁 35 頁（1） 加熱爐爐體構(gòu)架及平臺上安裝支架時，會因荷載的種類、輕重及安裝位置的不同而影響加熱爐體，存在著經(jīng)濟設計問題，所以應與工業(yè)爐專業(yè)協(xié)商。（2） 加熱爐出口線既有熱脹又有振動，轉(zhuǎn)油線的支架應研究下列問題后再決定其位置及結(jié)構(gòu)。(a)為了聯(lián)振，應有足夠的剛性，考慮到爐體構(gòu)架的強度，應取獨立于加熱爐的結(jié)構(gòu)。(b)作為防振用支架，有緩沖器、摩擦防振器和彈簧