管式加热炉的操作.doc

管式加热炉的操作规程沧州新星石化设备有限公司2013-6-21加热炉操作的水平高低，对燃料消耗量、炉子热效率、设备使用寿命、烟气对空气的污染程度等，都有很大的影响。因此，加热炉操作时必须细心观察，认真分析，准确调节，确保加热炉高效、平稳、长期安全运行。一 加热炉开工操作要点1.烘炉 烘炉的目的是为了缓慢地除去炉墙在砌筑过程中所积存的水分，并使耐火胶泥充分烧结。烘炉前应先打开全部人孔、防爆门，并开启烟囱挡板自然通风5天以上。然后将各门、孔关闭，把烟囱挡板开启约1/3，给炉管内通入蒸汽进行暖炉。当炉膛温度升至130C左右，即可点着燃烧器。应尽量使用气体燃料，以便于控制升温速度。烘炉过程中炉管内应始终通入水蒸气，以保护炉管不被干烧。蒸汽出口温度应严格控制，碳钢炉管不超过400C、合金钢炉管不超过500C。烘炉升温速度应按烘炉升温曲线要求进行，如下图所示。防止温度突升突降。图中150C恒温是为了除去炉墙中的自然水，320C恒温是为了除去炉墙中的结晶水，600C恒温是为了使炉墙中的耐火泥充分烧结。恒温后，炉膛以20C/h的速度降温，降至250C时熄火焖炉； 降至100C时进行自然通风。烘炉结束后应对炉子全面检查，发现问题及时处理。2.试压 加热炉炉管安装后，应按设计规定进行系统试压，目的是检查炉管及所属设备安装施工质量。试压的压力为操作压力的1.52倍，试压过程分34次逐步提高到要求的压力，每次提压后应稳定5min。对炉管系统的所有接口，如回弯头、堵头、法兰胀口、焊口等地方仔细检查有无泄漏。达到要求的压力后，稳定1015min，然后将压力降至操作压力的1.2倍，恒压10h以上无泄漏，则为合格。合格后按规定对炉管进行吹扫。试压可用不含盐的自来水进行水压试验，也可用空气或惰性气体进行气压试验。开炉前的试压多用水蒸气进行，达到要求压力后稳定1015min即为合格。3.开炉前检查 开炉前应对路子的炉管、零部件、附属设备、工艺管线、仪表等进行全面检查，确认工艺流程无误，所有设备及零部件完好齐全，设备及管线内无杂物，仪器、仪表操作灵活方便，数据真实准确。用蒸汽贯通炉子系统所属的工艺管线及设备，确保工艺流程畅通。当所有检查全部合格后，将原料油、燃料油和燃料气及雾化蒸汽分别引入炉内。燃料气引入时注意管内空气氧含量要1%,雾化蒸汽引入时注意排放冷凝水。4.点火 点火前必须向炉膛内吹扫蒸汽约1015min，将残留在炉内的可燃气体清除干净，直至烟囱冒出水蒸气后在停止吹汽。点火前还应检查烟道挡板、防爆门、看火门，燃烧器油阀、汽阀、风门调节等是否灵活好用，炉膛灭火蒸汽管线及其他消防设施等是否齐全完备。一切正常后，即可点火。点火时应根据油-气联合燃烧器使用的燃料情况进行操作。如烧油时，应将气体燃料的喷嘴内通入适量蒸汽，防止喷嘴被油或其他异物（若烧气时则应将有喷嘴内通入蒸汽进行保护）。将燃烧器的风门调至1/3的开度，若开度太大则不易点火。将以点燃的浸透柴油的点火棒放在燃烧器的喷嘴前，把雾化蒸汽阀门稍开一点，然后将油阀打开，点燃后慢慢调整油，汽比例，使燃料油充分雾化，完全燃烧，根据燃烧情况将燃烧器风门、油阀、汽阀调节合适。如烧气时直接用电点火器或点燃的浸透柴油的点火棒放在燃烧器的喷嘴前然后将燃料气阀打开，点燃后慢慢调整燃烧器。二 加热炉正常操作要点1.进料量和进料温度应稳定 原料量和进料温度变化时，炉子的热平衡关系被打破，使炉子的操作参数随之波动。如其他条件不变，进料量增大，则会使炉膛温度和炉口温度降低，原料的质量流速和炉管的压降增大。多路进料时，若各路流量分配不均匀，也会使炉膛温度发生波动。当操作条件不变，进料温度升高，则炉出口温度也随之升高；若进料温度过低，炉出口温度将达不到工艺要求的温度。适当降低原料的入炉温度，可使排烟温度降低，对提高炉子的热效率有利。2. 控制好炉膛温度保持炉出口温度不变 生产中要求原料的炉出口温度保持恒定。炉膛温度的变化对炉出口温度的影响最大和最直接。如炉膛温度增高，辐射室的传热能力将增大，炉出口温度就会升高；反之，则炉出口温度就会降低。炉膛温度不可过高，否则炉管表面积热强度过大，使炉管壁温度升高，易产生局部过热和结焦，影响炉管使用寿命。同时炉膛温度过高使进入对流室的烟气温度也增高，对流炉管也易被烧坏。加热炉正常操作时，应保持炉膛内各处温度均匀，防止局部过热。对碳钢炉管，炉膛温度控制在800820C；对合金钢炉管，炉膛温度控制在820850C。炉膛温度主要由入炉燃料量来控制，还与燃料的性质、雾化状况、燃烧状况等有关。雾化状况主要取决于雾化蒸汽用量和压力。燃烧状况主要与燃料与空气的混合状况有关。入炉空气量主要通过风门和烟道挡板的开度来调节。3. 过剩空气系数要事宜 正常操作时，在自然通风条件下，烧油时辐射室=1.25，对流室出口=1.3；烧气时辐射室=1.15，对流室出口=1.2。在强制通风条件下，烧油时辐射室=1.15，对流室出口=1.2；烧气时辐射室=1.1，对流室出口=1.15。若过大，入炉的过剩空气量增多，烟气量增大，烟气带走的热量就越多，则使炉子的热效率降低，过大炉膛中过剩氧含量增大，除会对炉管产生氧化腐蚀，降低炉管使用寿命，还会使烟气中的二氧化硫转化成三氧化硫的数量增多，使烟气的露点温度升高，烟气中的水蒸气更易凝结成水，与三氧化硫结合生成硫酸溶液，使烟气的露点腐蚀更严重。为防止露点腐蚀，就要提高排烟温度，则使热效率降低。若过小，入炉空气量少，易造成燃料因缺氧而燃烧不完全，增大燃料的消耗量，也会使炉子热效率降低，所以操作时要适宜，要全面堵漏，将不使用的燃烧器的风门、炉子的人孔门、看火门、防爆门等都关闭严密，尽量减少漏入炉内的空气量。操作时严格控制好烟囱挡板的开度，使炉膛在微负压下操作。一般，在辐射室燃烧器处的真空度约为98pa左右；在对流室入口处的真空度约为19.639pa。4. 注意观察炉膛火焰状况 燃料燃烧形成的火焰，其形状和颜色可反映燃料与空气的混合及燃烧状况。操作中若燃料量、空气量及雾化蒸汽量等调节不当，都会使火焰颜色发黑变暗，火焰不稳定甚至熄火。若燃烧器性能良好，操作合理，燃料与空气所能充分混合和完全燃烧，则炉膛明亮，火焰强劲有力。烧油时火焰为黄白色，烧气时火焰为蓝白色。圆筒炉一般采用底烧式燃烧器，要求辐射室火焰长度为立管长度的50%60%，以使炉管受热均匀。因此，一些炉管较长、炉膛较高的圆筒炉、立式炉的火焰形状多为细长形。其它问题详见燃烧器使用说明书。5. 控制好排烟温度 排烟温度应根据原料入炉的温度来确定。6. 注意炉管压降的变化 炉管压降的变化可用来判断炉管是否结焦。若原料在炉管内的质量流速基本无变化，而炉管压降却急剧增大，则有可能是炉管结焦。结焦严重时，必须停炉清焦。三加热炉停工操作要点加热炉停工有正常停工和紧急停工两种情况。正常停工：正常停工时，根据装置降量降温的要求，逐步关闭燃烧器火嘴，到剩下个个燃烧器时，打开燃料油循环阀，此时燃烧器前的燃料油压力不能过低。全部熄火后，燃烧器通入蒸汽清扫火嘴，炉膛内也通入蒸汽，使炉膛温度尽快降低。烟囱挡板也应全开。当装置进行循环时，过热蒸汽可排空。当使用的燃烧器是油气联合燃烧器时，应先停燃料气，并对燃料管线进行蒸汽吹扫处理，然后再停燃料油。若炉管不结焦，可将燃料油全部送入油罐，停止燃料油循环，然后对燃料油管线用蒸汽吹扫处理。当炉膛温度降至150左右时，将人孔和看火门全部打开，使炉子逐渐冷却。紧急停工加热炉在操作中出现严重故障，如进料突然中断，炉管严重结焦，炉管烧穿等，则应紧急停工。此时应立即关闭燃烧器，使炉子熄火。并停止炉子的进料，向炉膛内和炉管内吹入大量水蒸气。关小风门，开大烟囱挡板，将炉膛和炉管内的水蒸气放空。并应及时和消防队联系，以确保安全。管式加热炉的检修管式加热炉的工作条件比较苛刻，设备长期在高温、高压及腐蚀性介质的作用下连续工作。为保证生产安全，加热炉工作一段时间后，必须停工检修。检修周期分中修和大修，中修周期一般为11.5年，大修周期一般为23年。另外，加热炉因故障紧急停工时，需对损坏设备和部件进行抢修。一 检修的主要项目1.中修的主要项目 中修主要包括如下几项：1）检查炉管的结焦情况及炉管、回弯头的腐蚀和璧厚的变化情况，氧化爆皮、鼓泡、弯曲变形等情况。对结焦炉管进行清焦，对有损坏的炉管、弯头等进行修理或更换。2）检查回弯头的堵头、顶紧螺杆、元宝螺母机会弯头其它位置有无裂纹及损坏，进行研磨修理或更换。3）检查炉墙、烟囱等处的衬里，看火门、防爆门、回弯头箱等处的密封，对损坏处或不严密处进行修补处理；检查炉管的管架、吊钩、定位管、导向管等部件，对损坏的进行修理或更换。4）检查燃烧器及油、汽管线及阀门等处，对漏油、漏气处进行修理或更换阀门、垫片；检查空气预热器，吹灰器等设备是否完好，烟囱挡板和风道挡板等转动是否灵活，对有问题的部件进行修理或更换。5）检查辐射室、对流室、烟道、空气预热器等处有无积灰，如有积灰，应进行吹扫清扫。检查消防蒸汽线及紧急放空装置是否正常好用。2.大修的主要检修项目 除包括所有中修的主要检修项目外，还应对炉体的钢架及烟囱的钢筒体厚度及腐蚀情况进行检查修理。对加热炉的基础及烟囱检查修理，对炉体钢架、烟囱、平台、梯子及管线进行刷漆防腐处理。二 炉管清焦炉管结焦是炉管内原料油超温，发生裂化反应，生成游离碳堆积在管内壁上所造成。炉管结焦后，因焦炭的导热性很差，使炉管壁温急剧上升，加剧了炉管的腐蚀和氧化，引起炉管的脱皮、鼓包和破裂，严重时会把炉管烧穿，引起事故。另外，结焦也使炉管内原料油流动困难，压降增大。因此检修时应对结焦炉管进行彻底清焦。炉管清焦主要有两种方法，一种是用清焦器进行机械清焦，另一种是用空气-蒸汽烧焦法清焦。1.机械清焦 用清焦器清焦，只能用于回弯头连接的炉管。因回弯头具有可拆卸的堵头，便于机械清焦。常用的清焦器由风动小透平、万向接头和冲击头三部分组成。工作时清焦器以30006000r/min的速度旋转，在离心力的作用下使冲击头做锥形运动，以很大的冲击力破碎和刮削坚硬的焦炭层，并被风动小透平用空气将破碎后的焦炭吹出管外。用清焦器清焦时，应先把清焦器放入炉管内后再启动，停止时应先关闭压缩空气，使风动小透平停转后，再将清焦器从管内取出。清焦器工作时，应在管内不停移动，保持钝重的声音。若冲击头碰击到管内壁时就会发出尖锐的声音，应立即移开清焦器。最后一次清焦时，应时用洗刀式清焦头清焦。对炉管与回弯头连接的胀口处及回弯头内，只能用手工清焦，不能用清焦器。2.烧焦法清焦 对用急弯弯管连接的炉管，多采用空气-蒸汽烧焦法清焦。烧焦前应停炉扫线，检查炉管、弯头等结焦情况，将炉出口转油线切换至烧焦罐。烧焦时炉管内的焦炭在一定的温度下，受到高温蒸汽和空气的冲击而破碎和燃烧，燃烧后的产物与未燃烧的焦炭粉末一齐被气流带入烧焦罐。烧焦时先从加热炉入口处通入压力不大于980kPa的蒸汽吹扫炉管2030min，将炉管内的残油和碎焦炭吹扫干净。当烧焦罐有蒸汽排出时，烧焦罐应通入压力不小于340kPa的冷却水进行冷却。此时，炉膛可点火升温。炉膛升温速度控制在50C/h，升温至450C时，保持恒温。在升温过程中，应不断加大烧焦罐的冷却水量。如果烧焦罐出口排焦量过大和许多存油时，应减慢升温速度，炉出口温度应控制在400C以下。炉管烧焦应分路给风给汽，交替进行。准备烧焦的一路炉管，将蒸汽量减少，先通入少量空气，空气压力要求不小于390kPa，再逐渐适当加大，保持12min后，停止通入空气，立即通入大量蒸汽。炉出口温度根据炉管材一班不超过450C，超过时可减少空气量、加大蒸汽量来调节，以免烧坏炉管。每一路的炉管都如此进行烧焦，直到焦炭烧尽为止。烧焦时应严格掌握每次通入空气的时间，开始几次时间要短，以后可逐渐适当延长。烧焦时应注意炉管颜色，正常时为暗红色，若为桃红色时说明温度偏高，应调节蒸汽、空气比例，适当减小空气量、增大蒸汽量。炉管烧焦是是否干净，可根据炉膛温度和水的颜色来判断。常压炉烧焦上限的炉膛温度为490C，减压炉烧焦上限为590C。若炉管通入空气后，烧焦罐排出的冷却水的颜色不发黑，为铁锈色时，烧焦基本干净。可停止通入空气，进行降温。炉膛降温不能过快，在400C以上时为30C/h，降到400C以下时为40C/h。当炉温降到350C时应熄火，降到300C时炉管停止通入蒸汽。有堵头的炉管可拆卸堵头，检查烧焦效果。当炉温降至250C时，打开烟囱挡板、人孔及看火门，进行自然通风。三）炉管更换炉管使用一定时间后，存在以下问题时应更换:1) 炉管由于腐蚀严重、冲蚀或爆皮，管壁厚度小于计算允许值；有鼓包、裂缝或网状裂纹；2) 水平炉管相邻两支架间的弯曲度大于炉管外径的2倍；炉管外径大于原来外径的4%5%；3) 胀口在使用中反复多次胀接，超过规定胀大值；胀口腐蚀、脱落，胀口露头低于23mm。更换炉管时，需将旧炉管切除，切除时应注意防止损伤回弯头。加热炉紧急停工，对炉管进行抢修时，为争取时间，一般只作简单处理，可对炉管进行局部更换、补焊或整根更换。局部更换时，将被烧坏的部分从两端割掉，中间更换新炉管。焊接时先焊上口，在焊下口。为焊接方便，可将炉管底部的导向短管先切除，或把炉管拉钩先拉开，使炉管拉钩离开炉墙200300 mm，焊好炉管后，再将导向管焊上，将拉钩装好。整根炉管更换时，先从弯头的下端将炉管割掉，修好坡口，炉管从顶部弯头箱盖板处穿入，先对好下口，再在弯头箱外部对好上口，然后焊接。炉管的抢修焊接或更换，应严格保证质量，避免开工后再次出现问题。四）炉管与弯头的连接炉管与弯头的连接，有胀接、焊接及丝扣连接三种形式。炉管与急弯弯管连接时，全部采用焊接。炉管与回弯头连接时，若采用胀接，在胀接前管子外径与回弯头上的管孔之间有一定的间隙，以便炉管安装。胀接时，在胀管器滚柱压力的作用下，管子向外扩大产生一定的塑性变形，并贴紧在回弯头的管孔内壁上。同时，也使回弯头管孔产生弹性变形与管子一起扩大。当胀管器退出后，它们都产生弹性回复。但由于管子有塑性变形，在管子与管孔间保持一定的残余应力，使管子牢牢地固定在回弯头上，而严密不漏。炉管与回弯头或急弯弯管焊接时，管端坡口应采用机械加工的方法来切割。坡口表面及20 mm以内管端应清除油污及锈斑。坡口角度常用00.560705，钝边尺寸及对口间隙应控制在1mm mm。在炉管焊接组对时，允许内径错边1mm。炉管与急弯弯管组对焊接时，同心度误差不应大于1 mm，且不得强行对中。圆筒炉辐射管组对焊接后，其节圆直径误差不应大于0.2%，并不得超过12mm。炉管焊接时，所用焊条应根据炉管材质及焊接要求选用。炉管最好为整根，应为长度不够时需焊接时，每根炉管只允许有一个焊缝。炉管焊缝应配置在低温区域或炉墙外侧，应避免把焊缝配置在炉管中央或胀口附近。五 炉管清灰燃料油中因含有金属元素及碳元素燃烧不完全等原因，在加热炉中燃烧时会产生灰垢。特别是重质燃料油如减压渣油在燃烧时，产生的灰垢量较大。而气体燃料燃烧时，则基本无灰垢。灰垢易沉积在对流室炉管的外表面，特别是对流室的一些死角区，因烟气流速很小，积灰较严重。钉头管或翅片管表面更易积灰。正常生产时，对流室中装有吹灰器，利用蒸汽进行吹灰，效果较好。但吹灰器只是安装在对流室的一定位置上，对不同位置上的炉管，吹灰作用差别很大。就是对同一根炉管，不同部位的吹扫作用也不相同。因此，检修时应对炉管进行清灰处理。清灰时可用钢丝刷进行手工清除，也可用高压蒸汽吹扫或用高压水冲洗。用水冲洗时应注意用塑料板或防水布等保护对流室的侧壁炉墙。在对流室下方安装漏斗以接收冲洗水，漏斗用管子与炉外的水槽连接。水洗时将水槽中的水加热至4060C，经泵及管线将水送至对流室上部，经喷嘴喷射，清除炉管上的灰垢。对辐射室局部有积灰的炉管，一般可用钢丝刷手工清除。