加熱爐培訓(xùn)技巧PPT-油氣儲

1加熱爐培訓(xùn)

2一、加熱爐的基礎(chǔ)主要內(nèi)容:1.加熱爐設(shè)計的指導(dǎo)思想2.加熱爐爐型的特點及選擇3.加熱爐的結(jié)構(gòu)4.加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo)31.加熱爐設(shè)計的指導(dǎo)思想1.1一般石油化工加熱爐設(shè)計，主要有工藝計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分工作。1.2工藝計算部分的內(nèi)容和目的:根據(jù)工藝要求，確定合適的爐型方案，進行燃料燃燒計算；爐子系統(tǒng)熱平衡計算以確定燃料消耗量;進行輻射室傳熱計算，以布置與確定輻射傳熱面積；爐子系統(tǒng)煙氣側(cè)的流動阻力和煙囪計算,以確定煙氣抽引裝置;對工藝物料的阻力進行核算,確定爐管物料的流型、流速、壓降；對配管進行應(yīng)力計算，確定配管方式。1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容：根據(jù)爐型方案進行總體布置；確定爐子燃燒裝置、爐用附件等結(jié)構(gòu)；確定空氣配風(fēng)系統(tǒng)、煙氣抽引系統(tǒng)。42.加熱爐爐型的特點及選擇2.1加熱爐按外形大致分為：箱式爐、立式爐、圓筒爐、大型方爐。這種劃分法是按輻射室的外觀形狀，而與對流室無關(guān)。2.2圓筒爐的特點：立式爐管可自由懸掛或支撐，可自由伸縮，不受自重的彎曲應(yīng)力影響；管架相對臥管爐小，節(jié)約合金用量；火焰與爐管距離相等，同一水平面受熱均勻；占地面積少；配件少；外表面積小，金屬耗量小，省投資，熱損失小。其缺點是不宜大型化，熱負荷較大時爐膛內(nèi)顯得太空，爐膛體積發(fā)熱強度將急劇下降，熱效率低，目前大型設(shè)計較少采用圓筒爐；立式爐管存在氣液分層問題，并不便于排空介質(zhì)，亦不便于機械清焦。2.3立式立管爐的特點：燃燒器布置在爐管中央，提高了輻射傳熱的效果；同時具有其他立式爐管的優(yōu)、缺點；大型化后可在爐膛中間布置爐管，也采用多個輻射室共用對流室的形式。53.加熱爐的結(jié)構(gòu)3.1概述“管式加熱爐”是石化工業(yè)中常用的工藝加熱爐，其特征是：被加熱物質(zhì)在管內(nèi)流動，故僅限于加熱氣體或液體。而且，這些氣體或液體通常都是易燃易爆的烴類物質(zhì)，同鍋爐加熱水或蒸汽相比，危險性大，操作條件要苛刻得多。加熱方式為直接受火式。只燒液體或氣體燃料。長周期連續(xù)運轉(zhuǎn)，不間斷操作。3.2加熱爐的一般結(jié)構(gòu)工藝加熱爐一般由輻射室、對流室、燃燒器、余熱回收系統(tǒng)以及通風(fēng)系統(tǒng)五部分組成。63.加熱爐的結(jié)構(gòu)3.3輻射室輻射室也稱為爐膛，傳熱方式主要是熱輻射，全爐熱負荷的70%~80%是由輻射室擔(dān)負的，是全爐最重要的部分。輻射室尺寸的決定因素：輻射室的尺寸主要由燃燒器與爐管的距離分布決定?；鹧骐x爐管近，火焰溫度很高，如沖刷爐管，會造成爐管金屬表面溫度超溫，必需有安全距離?；鹧骐x爐管遠，輻射傳熱量小，爐膛體積發(fā)熱強度小，效率低，投資大。3.4對流室對流室主要傳熱方式是對流,是利用從輻射室出來的煙氣進行對流換熱的部分。對流室內(nèi)密布多排爐管，煙氣以較大速度沖刷這些管子，進行有效的對流換熱。對流室一般擔(dān)負全爐熱負荷的20%~30%，對流室吸熱量的比例越大，全爐的熱效率越高，為了盡量提高傳熱效果，對流室多采用釘頭管和翹片管。3.5燃燒器:產(chǎn)生熱量，是爐子的重要組成部分。要使火焰不沖刷爐管并實現(xiàn)低氧完全燃燒。73.加熱爐的結(jié)構(gòu)3.6余熱回收系統(tǒng)是從離開對流室的煙氣中進一步回收余熱的部分。本次設(shè)計采用空氣預(yù)熱方式回收熱量。3.7通風(fēng)系統(tǒng)是將燃燒用空氣導(dǎo)入燃燒器，并將廢煙氣引出爐子，本次設(shè)計采用強制通風(fēng)。3.8其它的附件設(shè)備：包括爐殼體、鋼結(jié)構(gòu)支撐、耐火襯里、管板箱、火嘴風(fēng)門、煙囪、擋板、空氣預(yù)熱器、鼓風(fēng)機或引風(fēng)機、儀表、燃料和物料的管線和閥門，吹掃蒸汽接口等。84.加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo)4.1熱負荷加熱爐單位時間內(nèi)向管內(nèi)介質(zhì)傳遞熱量的能力稱為熱負荷，一般用MW為單位。它表示加熱爐生產(chǎn)能力的大小。加熱爐熱效率在設(shè)計負荷下一般達到最高值，無論降低還是增加負荷，爐子熱效率都會降低。4.2爐膛溫度爐膛溫度指煙氣離開輻射室進入對流室時的溫度。加熱爐的爐膛溫度不能太高。爐膛溫度高有利于輻射傳熱，但太高后會使?fàn)t管熱強度高，容易使?fàn)t管結(jié)焦和燒壞。同時，進人對流室的煙氣溫度也會過高，對流管易燒壞。因此，爐膛溫度是確保加熱爐長周期安全運轉(zhuǎn)的一個重要指標(biāo)。94.加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo)4.3爐膛體積發(fā)熱強度燃料燃燒的總發(fā)熱量除以爐膛體積，稱之為爐膛體積發(fā)熱強度，簡稱為體積熱強度，它表示單位體積的爐膛在單位時間里燃料燃燒所發(fā)出的熱量，一般用kW/m3為單位。爐膛體積發(fā)熱強度越大，爐膛溫度越高，熱效率越高，爐膛體積越小，投資越小。爐膛大小對燃料燃燒的穩(wěn)定性也有影響，如果爐膛體積過小，則燃燒空間不夠，火焰容易舔到爐管和管架上，爐膛溫度也高，不利于長周期安全運行，因此爐膛體積發(fā)熱強度不允許過大，一般控制在燃油時小于125kW/m3，燃氣時小于165kW/m3。104.加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo)4.4爐管表面熱強度爐管每單位表面積（一般按爐管外徑計算表面積）、每單位時間內(nèi)所傳遞的熱量稱為爐管的表面熱強度，也稱為熱通量或熱流率，單位為W/m2。爐管表面熱強度越高，在一定熱負荷下，所需要的爐管就越少，爐子體積可減小，投資可以降低，所以要盡可能地提高爐管的表面熱強度。但是，提高爐管的表面熱強度也受到一定的限制。為了使輻射爐管表面熱強度比較均勻，一般可以采用以一下方法：由于單面受輻射的爐管沿爐管圓周方向表面熱強度分布差異大，考慮盡量采用雙面受輻射的爐管；為減小沿爐管長度的受熱不均勻性，要選擇合適的輻射室高度，同時要選擇合適的燃燒器，使燃燒器的火焰長度與爐管長度不能相差太大；為減小沿爐管長度的受熱不均勻性，要選擇合適的爐管與燃燒器的距離。114.加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo)4.5管內(nèi)流速及壓降油品在爐管內(nèi)被加熱時，隨著溫度的上升,其體積膨脹，線速度加大。故油品在爐管內(nèi)的實際流速是不斷變化的。液相介質(zhì)在爐管內(nèi)的流速不能太低，流速太低時，管內(nèi)邊界層厚度大，傳熱慢，管壁溫度升高，而且油品在管內(nèi)停留時間長，易使管內(nèi)液相的油品結(jié)焦而燒壞爐管。氣相介質(zhì)不易結(jié)焦，但流速太低，溫度攜帶慢，易導(dǎo)致爐管超溫。流速過高會增加管內(nèi)壓降，增加了動力消耗，所以應(yīng)在合理的范圍內(nèi)力求提高流速。壓降是判斷爐管是否結(jié)焦的一個重要指標(biāo)。對流室溫度較低，不易結(jié)焦，允許油料流速低一些，以降低爐管的壓降，利于節(jié)能。兩相流狀態(tài)時，低速時必須保證流型要求，避免局部過熱；高速時壓力降大，還可能引起震動。兩相流狀態(tài)時，不允許出現(xiàn)液節(jié)流，避免水擊；理想的流型是霧狀流，局部可以是環(huán)狀流和分散氣泡流。124.加熱爐的主要技術(shù)指標(biāo)4.6熱效率熱效率表示向爐子提供的能量被有效利用的程度。有效吸熱量即爐子的熱負荷，熱效率是衡量燃料消耗、評價爐子設(shè)計和操作水平的重要指標(biāo)。加熱爐的損失熱量直接影響熱效率。損失熱量包括：煙氣帶走的熱量，包括煙氣在排煙溫度和基準(zhǔn)溫度下的熱焓差、化學(xué)不完全燃燒造成的損失和機械不完全燃燒造成的損失；煙氣中霧化蒸汽帶走的熱量；爐墻、煙風(fēng)道及空氣預(yù)熱器等的散熱損失。13二、加熱爐的主要部件及常見問題主要內(nèi)容：1.爐管2.燃燒3.爐墻4.余熱回收系統(tǒng)141.爐管主要內(nèi)容：1.1爐管的傳熱方式1.2爐管的材質(zhì)選擇1.5爐管的失效1.5.1失效的形式1.5.2結(jié)焦1.5.3偏流1.5.4管外失效1.5.5管內(nèi)失效151.1爐管的傳熱方式161.2爐管的材質(zhì)選擇171.5爐管的失效1.5.1失效的形式常見失效：壁厚減薄、變形、破裂、鼓包、腐蝕等；管外腐蝕失效：氧化、高溫硫腐蝕、低溫硫酸腐蝕，停工期間的應(yīng)力腐蝕（如不銹鋼的氯、連多硫酸腐蝕等，炭鋼的硫化物腐蝕）；管內(nèi)腐蝕失效：高溫硫腐蝕、氫腐蝕、氧腐蝕、電化學(xué)腐蝕、堿腐蝕等；材料失效：蠕變、石墨化、珠光體球化、滲炭、脫炭等。181.5.2結(jié)焦?fàn)t管結(jié)焦原因：爐管受熱不均勻，火焰撲管，爐管局部過熱；進料量波動、偏流，使油溫忽高忽低或流量過小，油品停留時間過長而裂解；原料中的稠環(huán)聚合物，粘在加熱爐管的表面形成污垢晶核；原料中的無機鹽在流過系統(tǒng)時，單個的小顆粒雜質(zhì)可能聚集變成大顆粒而沉積下來，首先沉積在加熱爐管的低流速部位，即結(jié)鹽；檢修時清焦不徹底，開工后管內(nèi)原有的焦起了誘導(dǎo)作用，促進了新焦的生成。爐管結(jié)焦現(xiàn)象的判斷：明亮的爐膛中，看到爐管上有灰暗斑點，說明該處爐管已結(jié)焦；處理量未變，而爐膛溫度及爐管壓降均升高；爐出口溫度反應(yīng)緩慢，表明熱電偶套管處已結(jié)焦。防止結(jié)焦措施：保持爐膛溫度均勻，防止局部過熱，采用多火嘴，齊火苗；流量要穩(wěn)定，不偏流，保證管內(nèi)流速；火焰不偏燒，保證管壁溫度和熱強度；控制好注汽，保證汽化段爐管不超溫；保證電脫鹽的效果。191.5.3偏流偏流會導(dǎo)致某一路爐管內(nèi)油品的溫度忽高忽低，或流量過小，油品停留時間過長而裂解、結(jié)焦；偏流的原因：超負荷或過低負荷會導(dǎo)致偏流；爐膛內(nèi)溫度過于不均勻，影響某一路爐管汽化段的汽化率，進而影響該路爐管油品的冷油流速，也會導(dǎo)致偏流；汽化段爐管設(shè)計不佳，導(dǎo)致某一路爐管內(nèi)油品的兩相流出現(xiàn)液節(jié)流，甚至水擊、震動，進而影響該路爐管油品的冷油流速，同樣會導(dǎo)致偏流；某一路爐管的結(jié)焦也同樣會導(dǎo)致偏流，導(dǎo)致該路爐管內(nèi)油品的流量過小、溫度過高，進而加劇了結(jié)焦；多流路防止偏流的措施：各流路水力學(xué)對稱設(shè)計。即各流路水力長度基本相等。分支流控。即在入口支路上設(shè)置流量變送器和控制閥，保持各流路流量均勻。當(dāng)爐管的結(jié)焦引起支路出口溫度超過規(guī)定時，可通過分支流控控制流量來改變爐管內(nèi)油品的流速、流態(tài)，通過打破焦層生成與脫落的平衡，使結(jié)焦層剝離。201.5.4管外失效管外運行的環(huán)境：高溫、存在氧氣、含硫煙氣高溫氧化：金屬與氧在表面結(jié)合，形成氧化膜。氧化鉻可形成致密氧化膜，保護基體金屬。爐管金屬在高溫并有氧存在的條件下，進一步氧化，氧化膜加厚。氧化膜生成時，由于氧的濃度存在梯度，同時金屬原子的擴散、遷移存在不同的活性，導(dǎo)致在梯度上存在不同成分，并產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)氧化膜加厚時，內(nèi)應(yīng)力增加，引起氧化膜的開裂，并最終剝離。氧化膜剝離后，內(nèi)層的氧化膜接觸到更高濃度的氧，進一步氧化。周而復(fù)始，最終導(dǎo)致爐管減薄失效。高溫氧化的影響因素：超溫，溫度越高，氧化越劇烈；氧氣，低氧環(huán)境能降低氧化程度；硫含量，硫含量增加時，爐管的腐蝕加劇，低硫很重要；溫度波動，加劇應(yīng)力變化，氧化膜更易剝離。211.5.4管外失效連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂：奧氏體不銹鋼對連多硫酸的應(yīng)力腐蝕開裂十分敏感。碳鋼、鉻鉬鋼、鐵素體不銹鋼、鎳基合金等不用考慮。特征是晶間開裂，速度很快，幾個小時即可。腐蝕條件：不銹鋼表面存在含硫化合物；接觸環(huán)境存在氧；接觸環(huán)境存在水；設(shè)備存在拉伸應(yīng)力(包括殘余應(yīng)力和外加應(yīng)力)。腐蝕機理：當(dāng)設(shè)備在高溫、高壓、缺氧和缺水的條件下運行時，不會形成連多硫酸。設(shè)備在含硫的環(huán)境運行，會發(fā)生硫腐蝕，在表面生成硫化物。停工時，設(shè)備在常溫下接觸空氣，其中的氧和水與金屬表面的硫化物反應(yīng)生成連多硫酸(H2SXO6)。在設(shè)備存在拉伸應(yīng)力的條件下，與連多硫酸共同作用，奧氏體不銹鋼產(chǎn)生敏化條件，就有可能發(fā)生連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂。連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂為晶間腐蝕。奧氏體不銹鋼的敏化或在使用中在晶間附近產(chǎn)生鉻的碳化物沉淀并析出，造成貧鉻區(qū)。這些區(qū)域首先發(fā)生連多硫酸的晶間腐蝕，而材料中存在的拉伸應(yīng)力，在一些薄弱區(qū)域會導(dǎo)致開裂。防護措施：在設(shè)備停工時，針對腐蝕條件加以防護。對于奧氏體不銹鋼來說，介質(zhì)環(huán)境的pH值不大于5時，就可能發(fā)生連多硫酸腐蝕，因此要嚴(yán)格控制介質(zhì)環(huán)境的pH值。氮氣吹掃可以除去空氣，保護設(shè)備。金屬表面可以采用重油保護的方法隔絕空氣。對焊縫進行穩(wěn)定化處理，可以有效地阻止鉻的碳化物在晶界析出。222.燃燒主要內(nèi)容：2.1燃燒2.1.1燃燒與熱效率的關(guān)系2.1.2燃燒的調(diào)整2.2燃燒器2.2.1燃燒器的作用2.2.2燃燒器的選型2.2.3低氧化氮燃燒器2.3燃燒器的安裝維護2.3.1燃燒器的安裝2.3.2燃燒器的維護2.4燃燒器的故障及處理232.1燃燒2.1.1燃燒與熱效率的關(guān)系過?？諝庀禂?shù)：燃料在燃燒時需要供給空氣。在加熱爐中，從燃燒器進入的空氣不可能全部都參與燃燒，另外，從爐子其他不密封處也漏入空氣，所以實際進入爐內(nèi)的空氣量總是比理論空氣量多，前者與后者之比叫做過?？諝庀禂?shù)。過?？諝庀禂?shù)大小的影響：過剩空氣系數(shù)大，入爐空氣多，降低火焰溫度，相對降低爐膛溫度，影響輻射傳熱；排煙量大，熱損失增加；煙氣氧含量增高，爐管表面易產(chǎn)生氧化腐蝕。過?？諝庀禂?shù)過?。寒a(chǎn)生不完全燃燒，煙氣中有CO、H2、CH4，直接影響熱效率，還易發(fā)生二次燃燒；若燃料中含硫量較高，煙氣中還含有活性硫，爐管表面易產(chǎn)生高溫硫化腐蝕；排煙中有炭黑粒子，污染受熱面，污染環(huán)境，影響熱效率。在保證燃料完全燃燒的前提下，盡量降低過?？諝庀禂?shù)。在排煙溫度、不完全燃燒損失和外壁散熱損失不變時，過?？諝庀禂?shù)每降低10％可使?fàn)t子熱效率提高1～1.5%。242.1.1燃燒與熱效率的關(guān)系火焰的長度：在爐型結(jié)構(gòu)、物料物性、燃燒器臺數(shù)相同時，管式加熱爐輻射室的傳熱量隨火焰高度的降低而增加。輻射室傳熱量增加，對流室傳熱量必定下降。由于輻射室爐管平均表面熱強度是對流室爐管平均表面熱強度的2倍，輻射室傳熱量增加和對流室傳熱量下降必然使得全爐爐管平均表面熱強度提高?；鹧娓叨鹊慕档涂梢蕴岣呒訜釥t效率。252.1.2燃燒的調(diào)整燃燒調(diào)整的任務(wù)是通過調(diào)整燃料量、供風(fēng)量和煙氣量使被加熱物料達到生產(chǎn)所需溫度。其目標(biāo)是實現(xiàn)加熱爐安全環(huán)保、高質(zhì)量、低能耗、長周期運行。燃燒調(diào)整是通過對“三門一板”的調(diào)節(jié)實現(xiàn)的。即精心調(diào)節(jié)燃料量，燃燒器風(fēng)門及煙囪擋板的調(diào)節(jié)要相互匹配合理，使燃燒器火焰均勻，燃燒完全。煙囪擋板開得過大，燃燒器風(fēng)門關(guān)得過小，會使?fàn)t內(nèi)負壓過大，漏入空氣量增多；擋板關(guān)得過小，風(fēng)門開得過大，可能使?fàn)t同形成正壓，使高溫?zé)煔饴┏鰻t外。具體調(diào)整方法如下：火焰過長：火焰過長是因燃料量大、供風(fēng)量小而造成，應(yīng)適當(dāng)調(diào)小燃料量、調(diào)低燃料壓力、加大供風(fēng)量，或多投入燃燒器來解決。火焰顏色發(fā)紅或發(fā)白：火焰發(fā)紅是因供風(fēng)量不足或燃料量過大造成，應(yīng)適當(dāng)開大風(fēng)門或調(diào)小燃料量，調(diào)低燃料壓力，若負壓過小可適當(dāng)調(diào)大煙道擋板開度；火焰發(fā)白則應(yīng)與上述相反方法進行調(diào)節(jié)?；鹧姘l(fā)生回火：回火是因爐膛正壓或爐膛有未燃的可燃氣體瞬間爆燃或燃料氣壓力過低所至，特別在加熱爐剛開工點火及低負荷、低爐溫是最易發(fā)生回火，其操作調(diào)整應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)定執(zhí)行。爐膛發(fā)暗：因煙道擋板開度小、負壓偏小或供風(fēng)不足、燃燒不完全所至，應(yīng)調(diào)大煙道擋板或風(fēng)門開度，或增加燃燒器投入數(shù)量，調(diào)小單個火嘴的燃料量。爐膛出現(xiàn)正壓或負壓過大：負壓過大易使排煙溫度過高且漏風(fēng)增大熱效率降低、爐管氧化損壞，在低負荷時還易抽滅火造成事故，應(yīng)據(jù)燃燒情況適當(dāng)關(guān)小煙道擋板或開大供風(fēng)門。出現(xiàn)正壓易發(fā)生悶燒損壞或人身傷害事故，應(yīng)據(jù)燃燒情況適當(dāng)開大煙道擋板或關(guān)小供風(fēng)門；對流受熱面積灰堵塞也易出現(xiàn)正壓，應(yīng)采取吹灰和清灰措施。一般應(yīng)保持爐膛負壓-10~-30Pa。262.1.2燃燒的調(diào)整煙氣中含氧量過高或CO含量過高：此兩項對加熱爐熱效率影響較大，是燃燒調(diào)節(jié)的重點和難點。含氧量和CO含量在調(diào)節(jié)中互相制約，含氧量大則過?？諝舛嗳紵耆獵O少但煙氣排量大排煙損失大，CO含量大則含氧量小過?？諝馍偃紵煌耆瘜W(xué)不完全燃燒損失大，不完全燃燒時還有氫和少量甲烷也未燃燒而損失，嚴(yán)重時煙筒冒黑煙污染環(huán)境，只有當(dāng)二者均最小時表明燃燒效果最好，熱效率最高。集團公司對加熱爐定的指標(biāo)：含氧量≯4.5%；CO含量≯80PPm。降低含氧量和CO含量的措施主要是對“三門一板”精細調(diào)節(jié)、精心維護，合理配風(fēng)和合理調(diào)節(jié)爐膛負壓，自然通風(fēng)爐的過?？諝庀禂?shù)：燃油時1.3；燃氣時1.25；強制通風(fēng)爐的過?？諝庀禂?shù)：燃油時1.2；燃氣時1.15。要加強管理，隨時關(guān)嚴(yán)看火孔和爐門，對爐體漏風(fēng)采取有效的堵漏措施。加強燃燒器維護，特別應(yīng)及時檢修堵塞或焰型不好的噴嘴。選用低氮高燃燒效率的環(huán)保節(jié)能型燃燒器。煉油企業(yè)工藝加熱爐管理規(guī)范大氣污染物排放極限要求：煙氣CO塵濃度<13mg/m3；氮氧化物濃度<240mg/m3。加熱爐負荷變化：在保證爐出口溫度指標(biāo)的前提下逐漸改變?nèi)剂狭考肮╋L(fēng)量并應(yīng)使整個爐膛溫度均勻而緩慢變化，嚴(yán)禁急驟變化。增減燃料量不能滿足要求時應(yīng)增減燃燒器投入數(shù)量，嚴(yán)禁燃燒器過高或過低負荷運行。煙筒冒黑煙：當(dāng)燃料量突增、煙風(fēng)擋板失靈、燃燒器噴嘴部分堵塞、燃氣帶液或爐管損壞、物料泄漏等都會燃燒不完全產(chǎn)生CO、黑煙。應(yīng)采取相應(yīng)處理措施，如調(diào)節(jié)“三門一板”、檢修火嘴、儀表失靈時改手動調(diào)節(jié)并修復(fù)儀表，爐管泄漏嚴(yán)重時應(yīng)緊急停爐處理。272.2燃燒器2.2.1燃燒器的作用此次設(shè)計采用底燒燃氣燃燒器。燃燒器性能的好壞，直接影響燃燒質(zhì)量及爐子的熱效率。操作時，特別注意火焰要保持剛直有力，調(diào)整火嘴盡可能使?fàn)t膛受熱均勻，避免火焰舔爐管，并實現(xiàn)低氧燃燒。要保證燃燒質(zhì)量和熱效率，還必須有可靠的燃料供應(yīng)系統(tǒng)和良好的空氣預(yù)熱系統(tǒng)。燃燒器的組成及作用：一個完整的燃燒器通常包括燃料噴嘴、配風(fēng)器和燃燒道三部分。燃料噴嘴是供給燃料并使燃料完成燃燒前準(zhǔn)備的部件，其主要作用是將燃料氣分散成細流，并以恰當(dāng)?shù)慕嵌葘?dǎo)入燃燒道，以便與空氣良好混合。配風(fēng)器的作用是使燃燒空氣與燃料良好混合并形成穩(wěn)定而符合要求的火焰形狀。燃燒道也稱火道，其作用是約束空氣，迫使空氣與燃料混合而不致散溢，是與配風(fēng)器一起使氣流形成理想的流型，改善焰型。282.2.2燃燒器的選型選型：單臺燃燒器的設(shè)計負荷選取需考慮余量，一般8臺以上，余量為加熱爐負荷的10%，且考慮10%的燃燒器檢修的工況。燃燒器的形狀一定要與爐型相匹配（一般選用原則）：圓筒爐：選用圓形燃燒器方箱爐：選用扁平（矩形）燃燒器對強制供風(fēng)的燃燒器，除非有特殊的高空氣壓降要求和備用風(fēng)機的條件，否則必須同時在自然通風(fēng)的條件下滿足加熱爐正常負荷的要求，即在設(shè)計燃燒器時，必須首先考慮自然供風(fēng)的條件。選材：燃燒器的尾部件如低溫配風(fēng)道、槍體低溫端及燃料接管配管等可選用普通碳鋼材料；噴頭及高溫部分的槍體應(yīng)選用耐磨、耐腐蝕和耐熱鋼材料（如1Cr18Ni9Ti,Cr25Ni20,34CrNi1Mo等），噴頭和噴頭螺紋接管應(yīng)選不同材質(zhì)避免螺紋咬死。燃燒道的高溫火盆磚應(yīng)選高鋁磚或低鈣鋁酸鹽耐火混凝土、低溫火盆應(yīng)選粘土或礬土耐火混凝土磚；火盆磚的托架應(yīng)選鑄鐵或耐熱鑄鐵材質(zhì)。292.2.3低氧化氮燃燒器煙氣中的NOx及SOx含量是重要堵塞環(huán)保指標(biāo)，煙氣NOx中主要以NO為主。煙氣中SOx主要來源于燃料中的S。NOx的生成與氮元素(原料、空氣），燃燒氧、溫度、時間等有關(guān)；控制NOx包括抑制生成和煙氣脫氮；多段燃燒法－燃燒空氣多段供應(yīng)，前段空氣系數(shù)α<1，后段α>1且有前段的煙氣；優(yōu)點是可以利用300℃預(yù)熱空氣；煙氣循環(huán)法－空氣與燃燒后30％煙氣混合后燃燒；濃淡燃燒法－不同的空氣濃度下燃燒；組合燃燒法－以上法的組合可降低NOx。302.3燃燒器的安裝維護2.3.1燃燒器的安裝燃燒器組裝后各主要部件的軸線應(yīng)同心或互相平行，保證同軸度。安裝后需保證各噴頭管與爐底耐熱襯里上表面的垂直度。多噴頭向心燃燒器的噴頭加工后應(yīng)做方向標(biāo)記以保證向心安裝。燃燒器的大火道磚上口應(yīng)露出爐底襯里上表面50-100mm，火道磚外周與爐底耐火襯里間的膨脹間隙應(yīng)符合設(shè)計要求并將膨脹縫均勻填滿耐火纖維?；鸬来u要用耐火膠泥粘結(jié)實，最好使用整圓澆注或兩瓣成圓形的火道磚。燃燒器的噴嘴安裝后不得污染，火道磚安裝后開爐前要有防止損壞變形的措施。燃燒器配管及風(fēng)道連接不得強行對中。燃料管道焊接時要清除內(nèi)部焊疤雜質(zhì)，并均須水壓試驗合格、吹掃合格。燃燒器調(diào)風(fēng)門應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活無卡澀。312.3.2燃燒器的維護由于結(jié)垢、堵塞和部件的磨損，降低了燃燒器的性能,降低了燃料與空氣的混合效率，從而降低加熱爐的爐效率。所以需要經(jīng)常維護燃燒器各部件。在加熱爐運行中，根據(jù)燃燒器的結(jié)構(gòu)，除二次火道外，其它部件都可進行拆卸維護。要經(jīng)常清洗主火嘴、長明燈。氣體燃燒器的清潔：燃氣噴頭上鉆有均勻的孔，這些口必須保持無雜質(zhì)，因雜質(zhì)會降低氣孔的有效尺寸。如果氣口被部分或完全堵塞，進入燃燒區(qū)的燃料量和分布就與設(shè)計不同，并會發(fā)生燃燒問題。堵塞噴頭的雜質(zhì)來源：①來自燃料氣管線中管道的結(jié)垢和膠質(zhì)；②來自燃料氣硫化物燃燒過程中產(chǎn)生的胺化合物；③燃料氣中冷凝的重質(zhì)或不飽合的碳氫化合物的結(jié)焦物；④熱的豎管或燃燒噴頭中汽化或反應(yīng)的碳氫化合物或聚合物。長明燈火嘴：長明火嘴一般不允許熄滅并要有足夠高的火焰以保證隨時點燃主火嘴。長明燈火嘴的氣體噴嘴直徑通常為1.6mm，容易被管垢堵塞，需要經(jīng)常檢查。火焰穩(wěn)定器：火焰穩(wěn)定器的設(shè)計用于在燃燒器的燃燒區(qū)中保持穩(wěn)定的火焰。這些設(shè)計包括雛形擴散管，旋轉(zhuǎn)擴散管，火道磚的凸起邊沿，以及自然通風(fēng)燃燒器設(shè)計中得雛形火道磚。損壞的火焰穩(wěn)定器，將破壞火焰形狀，導(dǎo)致火焰偏離燃燒區(qū)域，使?fàn)t膛熱量分布不平衡。如果發(fā)現(xiàn)火焰穩(wěn)定器損壞，要及時進行該部件修理或更換。配風(fēng)器和調(diào)節(jié)風(fēng)門：配風(fēng)器和調(diào)節(jié)風(fēng)門用于改變和控制通過燃燒器的空氣量。如果配風(fēng)器和調(diào)節(jié)風(fēng)門不可調(diào)，將導(dǎo)致氧氣不足或過剩，都會降低燃燒效率，產(chǎn)生安全隱患。所以應(yīng)定期檢查配風(fēng)器和調(diào)節(jié)風(fēng)門。如果調(diào)節(jié)風(fēng)門不工作，檢查執(zhí)行機構(gòu)，對其進行修理；如果配風(fēng)器內(nèi)存在雜質(zhì)影響正常使用，應(yīng)清除配風(fēng)器內(nèi)雜質(zhì)；如果配風(fēng)器操作部件損壞變形了，應(yīng)修理或更換部件。火道磚的維護：燃燒器火道磚的維護主要是進行火道磚狀態(tài)的檢查和確認，破碎損壞的火道磚會使空氣流分布發(fā)生變化，改變焰型，應(yīng)對其進行更換。322.4燃燒器的故障及處理火焰沖擊爐管燃燒室內(nèi)火焰直接接觸爐管外表面。使?fàn)t管局部形成焦炭，工藝介質(zhì)壓降升高，輻射傳熱效率下降，對應(yīng)部位爐膛溫度上升爐管顏色呈現(xiàn)紅色或橙色或者管壁呈現(xiàn)凹凸不平，爐管產(chǎn)生局部過熱點，最終導(dǎo)致爐管的破裂。原因：①燃燒過程中燃燒空氣不足，致使火焰在燃燒室內(nèi)尋找額外的空氣；②空氣泄漏造成局部過度燃燒；③火嘴噴嘴安裝位置和方向有誤；④火嘴噴嘴孔口局部堵塞或腐蝕，改變了火焰方向；⑤火道磚的損壞改變了火焰方向；⑥煙道氣的循環(huán)可能將火嘴火焰推向管路表面。火焰不規(guī)則在單個火嘴上，火焰不規(guī)則表現(xiàn)為火焰焰形不對稱，在多火嘴上，當(dāng)每個火嘴在相同燃料壓力和相同空氣量時，火焰大小不齊，不規(guī)則火焰會使?fàn)t管產(chǎn)生局部過熱點。火焰不規(guī)則的原因有：①燃燒過程中燃燒空氣不足，致使火焰在燃燒室內(nèi)尋找額外的空氣；②火嘴噴嘴安裝位置和方向有誤；③火嘴噴嘴孔口局部堵塞或腐蝕，改變了火焰方向；④火道磚損壞改變了火焰方向；⑤各火嘴的燃料壓力或空氣壓力不同。燃料壓力過高當(dāng)燃料壓力過高時可能引起火焰不穩(wěn)沖擊爐管而使?fàn)t管局部過熱，還可出現(xiàn)燃燒不好現(xiàn)象。其原因有控制失靈或部分噴頭堵塞致使單個火嘴燃料增多。應(yīng)盡量多投用火嘴并作到每個火嘴燃料量均勻。333.爐墻主要內(nèi)容：3.1爐墻襯里的結(jié)構(gòu)形式3.2爐墻襯里的材料特點3.2.1耐火磚3.2.2輕質(zhì)澆注料3.2.3陶纖棉3.3爐墻襯里運行中常見問題3.4烘爐343.1爐墻襯里的結(jié)構(gòu)形式爐墻（襯里）是管式加熱爐重要組成部分，其結(jié)構(gòu)隨爐型而定。主要有磚結(jié)構(gòu)（砌磚、掛磚、拉磚）、耐熱混凝土結(jié)構(gòu)（耐火砼、耐磨砼、澆注料、可塑料）結(jié)構(gòu)、耐火纖維（硅酸鋁纖維粘貼、硅酸鋁纖維噴涂）、磚與耐火纖維混合結(jié)構(gòu)和耐熱混凝土與耐火纖維混合結(jié)構(gòu)等五種形式。為使?fàn)t墻散熱損失小又抗沖刷壽命長，加熱爐爐襯主要采用磚與耐火纖維混合和耐熱混凝土與耐火纖維混合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。本次設(shè)計爐底采用耐火磚與輕質(zhì)澆注料，立墻下部采用雙層輕質(zhì)澆注料（里層Q0.9、外層Q0.7），上部采用輕質(zhì)澆注料與耐火纖維，輻射頂采用輕質(zhì)澆注料，對流室、煙道內(nèi)襯均采用輕質(zhì)澆注料，熱空氣內(nèi)襯均采用輕質(zhì)澆注料并采用外保溫。353.2爐墻襯里的材料特點耐火磚為避免出現(xiàn)裂縫，砌筑要求嚴(yán)格：應(yīng)錯縫砌筑；逐塊檢查，不合格磚禁用；不允許加工，必須加工時但不許有裂紋；嚴(yán)禁強行打入。砌筑材料不應(yīng)受潮，材料含水需在烘爐中考慮。有膨脹縫要求：砌筑時每隔一定距離需留出膨脹縫，膨脹縫應(yīng)錯開。爐墻基部砌在爐底鋼板上，爐墻與爐底襯里結(jié)合處、襯里與噴嘴火盆磚結(jié)合處應(yīng)留出膨脹縫。膨脹縫內(nèi)填滿耐火纖維氈。輕質(zhì)澆注料耐火材料都有氣孔，氣體在不同的氣孔率有不同的導(dǎo)熱率，輕質(zhì)澆注料根據(jù)密度不同，導(dǎo)熱率不同，用途也不同。密度小的用于耐火層，密度大的用于隔熱層。輕質(zhì)澆注料密度越小，氣孔率越高，收縮率越大，越容易開裂。陶纖棉可用于不定型處。可用于爐墻修補?？捎糜隗w積變化的膨脹縫、彎頭箱門與管板之間的填充。不耐流速快的氣體沖刷。煙氣中硫可輕易穿透，使保溫釘或爐壁發(fā)生高溫硫腐蝕。遇水浸泡容易破壞、脫落。363.3爐墻襯里運行中常見問題錨固件（即保溫釘）腐蝕當(dāng)襯里無法阻擋煙氣穿過時，錨固件易發(fā)生高溫氧化、高溫硫化腐蝕。錨固件與爐壁為焊接結(jié)構(gòu)，且沒有熱處理，存在較高的焊接應(yīng)力，所以焊接處更易腐蝕、脫落。選材錨固件材料應(yīng)按溫度選用。本次設(shè)計輻射室全部采用304材料，對流室、彎頭箱、冷熱煙道、熱空氣道全部采用一般碳鋼材料。安裝“丁字”排列。爐頂應(yīng)在錨固釘之間用不銹鋼絲拉網(wǎng)以防襯里損壞下墜。錨固釘焊接前應(yīng)清除污漬；焊條應(yīng)據(jù)錨固釘材質(zhì)選用；應(yīng)全圓周滿焊并焊縫飽滿無咬肉缺陷。焊接檢查：用0.5Kg手錘對每個錨固件敲擊應(yīng)發(fā)出鏘鏘金屬聲并每4平方米抽查1處將釘打彎成90o應(yīng)不斷裂。373.3爐墻襯里運行中常見問題氣體流速氣體流速過快會沖蝕襯里材料，造成襯里微裂紋的擴大、襯里材料分層剝殼、襯里表面粉化、甚至脫落。在氣體流速較高處不宜采用陶纖棉襯里。漏水加熱爐襯里材料不得被水浸泡，浸泡容易導(dǎo)致耐火磚砌筑泥漿、澆注料在受熱過快情況下開裂失效。陶纖棉吸水性強，遇水會迅速坍塌、脫落，以致完全失效。常見漏水處有：爐膛吹掃蒸汽、彎頭箱門消防蒸汽、爐頂框架積水。爐頂框架積水會導(dǎo)致遇水從爐管吊架爐外支承處漏入輻射頂，可采用開排水孔或爐頂整體采用輕質(zhì)澆注料抹平。腐蝕API560規(guī)定，含硫大于10ppm時，爐壁及錨固件需采用耐高溫涂料防腐。含硫大于500ppm時，在高于煙氣露點溫度56℃的部位應(yīng)采用304薄鋼板對水汽進行防護。383.4烘爐烘爐的目的：通過緩慢的升溫，脫除爐墻在砌筑過程中耐火磚及耐火材料等材質(zhì)表面和分子的吸附水和結(jié)晶水。使耐火膠泥得到充分燒結(jié)，以免在爐膛急劇升溫時，因為水大量汽化膨脹而造成爐墻、襯里碎裂或變形。對燃料系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)進行負荷試驗?？疾闋t體及各部件在受熱狀態(tài)下的性能。烘爐曲線：150℃脫表面水；320℃脫結(jié)晶水；450~500℃耐火泥燒結(jié)。烘爐的水擊問題爐管焊接完畢后，必須進行水壓試驗。立式爐管不易灌滿水，存水不易吹。烘爐介質(zhì)一般采用蒸汽，容易冷凝成水。烘爐時必須先用風(fēng)或氮氣吹掃存水，升溫宜緩慢進行，并需有足夠的低溫恒溫時間，防止水擊。394.余熱回收系統(tǒng)主要內(nèi)容：4.1余熱回收技術(shù)余熱回收系統(tǒng)的組成部分空氣預(yù)熱器技術(shù)熱管4.2煙氣露點腐蝕4.3運行存在的問題積灰腐蝕含水404.1余熱回收技術(shù)余熱回收系統(tǒng)的組成部分余熱回收系統(tǒng)一般主要由空氣預(yù)熱器、鼓風(fēng)機、引風(fēng)機、煙囪以及相應(yīng)的煙道、空氣道等組成。空氣預(yù)熱器技術(shù)管式：表面不積灰，體積大，鋼材耗量大。擾流子：加強管內(nèi)擾動，也有管內(nèi)、外采用螺旋槽的。熱管：傳熱快，存在積灰，存在冷端腐蝕。但使用中損壞無需立即更換。板換：面積大、體積小，存在冷端腐蝕。鑄鐵板：耐腐蝕范圍廣，國外早已采用，鑄件制造要求高。蓄熱式：蓄熱體回轉(zhuǎn)；煙氣、空氣利用換向閥切換，國外已大型化，無腐蝕。組合式：根據(jù)耐高溫性能、耐腐蝕性能以及經(jīng)濟性將以上方案組合。前置式：采用裝置中的低溫?zé)峒訜岬蜏乜諝猓礋嵊褪?但熱油泄漏不安全。本次設(shè)計采用擾流子與熱管組合式空氣預(yù)熱器，高溫部分采用擾流子管式換熱器，300℃以下采用熱管，150℃以下熱管采用ND鋼材料。414.1余熱回收技術(shù)熱管熱管原理如圖。鋼-水熱管：應(yīng)用最成熟，介質(zhì)廉價；可調(diào)整冷、熱側(cè)翅片間距、擴徑度以適應(yīng)積灰或其他需要；運行中發(fā)生破裂無需立即更換；受熱膨脹處理簡單、廉價、可靠；存在爆管問題，一般300℃以上不用；存在積灰問題；存在低溫腐蝕問題。中溫?zé)峁埽簯?yīng)用不成熟。424.2煙氣露點腐蝕低溫露點腐蝕的機理：燃料中存在少量的S，燃料后生成SO2。由于燃燒室中有過量的O2存在，所以又有部分的SO2進一步氧化成SO3。隨著爐中積垢的增加，其中一些組分可作為觸媒使SO2被催化反應(yīng)成SO3。在高溫?zé)煔庵械腟O3氣體不腐蝕金屬，但當(dāng)煙氣溫度降到約140℃以下，SO3將與水蒸汽化合生成硫酸蒸汽。反應(yīng)式：SO3↑+H2O↑→H2SO4↑。當(dāng)硫酸蒸汽凝結(jié)到受熱面上時就會發(fā)生低溫硫酸腐蝕。同時，這些凝結(jié)在低溫受熱面上的硫酸液體，還會粘附煙氣中的灰塵形成不易消除的積垢，使煙氣通道不暢甚至堵塞。煙氣露點腐蝕影響因素：燃料含硫量：直接因素。煙氣氧含量：在通常的過?？諝庀禂?shù)下，全部SO2中約有1~3%轉(zhuǎn)化成SO3。煙氣含水量：含水量越高，露點溫度越低。爐子清潔度：可減少積垢。腐蝕速度：硫酸濃度在50％時腐蝕速度最大。低于露點溫度10－40℃時腐蝕速度最大，以后腐蝕降低，最后水蒸氣大量凝積腐蝕加快。434.2煙氣露點腐蝕防護措施：解決露點腐蝕的最好辦法：提高空氣預(yù)熱器低溫段金屬的壁溫低溫段金屬壁溫主要與空氣溫度直接相關(guān)。由于煙氣流速低，且煙氣側(cè)金屬表面有垢，雖然溫度很高，但煙氣的熱阻大；管內(nèi)空氣相對潔凈很多，所以壁溫更接近于管內(nèi)空氣的溫度，與煙氣溫度關(guān)系不大。經(jīng)驗估算介質(zhì)溫度加20℃等于壁溫。提高空氣預(yù)熱器入口的空氣溫度提高空氣預(yù)熱器入口的空氣溫度可以提高預(yù)熱器冷端換熱面的壁溫，防止結(jié)露腐蝕。最常用的是空氣再循環(huán)，即把已預(yù)熱的空氣從再循環(huán)管道引入風(fēng)機入口和冷空氣混合來提高溫度，尤其在開工或低負荷運行時采用。缺點是風(fēng)機消耗電能較多；并且由于縮小了空氣和煙氣之間的溫差．對提高加熱爐熱效率造成不利影響。前置式空氣預(yù)熱器是較理想的方法，利用裝置的廢氣或低溫?zé)嵩赐ㄟ^暖風(fēng)器，將冷空氣預(yù)熱到60~80℃后．再進入空氣預(yù)熱器。熱油式空氣預(yù)熱器的缺點是熱油泄漏不安全。加強煙氣側(cè)流體的擾動，加快空氣側(cè)的流速。如煙氣水平流向，空氣則垂直流動，其壁溫比煙氣垂直流動稍高，對減少低溫腐蝕有利。但換熱效率低，煙氣水平流向積灰嚴(yán)重，一般不采用