加热炉单元建设与试车操作.docVIP

第一章 工艺流程 1.1 工艺介绍 加热炉是石油化工领域常用的设备，目的是使物料升高温度。从结构上加热炉可以分解成：燃烧器、燃料供给系统、炉体及有关的控制系统及紧急事故时的安全保护系统。其中炉体主要包括空气流道、燃烧段、辐射段、对流段、烟筒及调节空气流量的挡板。 1.2 流程介绍 燃料气供给管道系统，见流程图。燃烧气首先经过供气管从界区引导路钱。该管道的端头下部连有一个气、液分离罐，分离罐设两路排放管线，一路将燃烧气中所夹带的水和凝液排放入地沟，另一路将燃烧气管线中可能滞留的空气排入大气。在距供燃气管线端头2m处有一分支管线，将燃烧气引入加热炉。此管线上设紧急切断阀，这个阀门由控制室遥控开或关。 图-1加热炉的流程图 管线引至炉底分成两路，一路供主燃烧器使用，另一路供副燃烧器使用。在主燃烧气管线上设炉出口温度控制调节阀，通过调节燃气的流量来控制炉出口温度。现场压力指示主燃烧器供气支管压力[1]。在副燃烧器供气管线上装有一个自立式压力调节器，当燃料器总压波动时，维持副燃烧器支管压力为0.32MPa，通过现场压力表指示。滞留在主、副燃烧器支管中的水或非燃烧气，如空气、氮气等，通过分别排入地沟或放空。炉膛设置蒸汽吹扫管线阀。蒸汽由此管线进入炉膛。 加热炉物料为导热油，来自分离塔塔釜，经过加热后返回塔釜。加热炉在分离塔中起再沸器的作用。对于沸点较高的物料常用此方法。导热油入口管线设置流量检测孔板及调节阀[5]。导热油进入炉内首先经过对流段。对流段的结构相当于列管式换热器，作用是回收烟气中的余热将导热油预热。烟气走管间（壳程），导热油走管内（管程）。对流段的入口和出口分别由温度表和指示。 对流段流出的导热油全部进入辐射段炉管，接受燃烧器火焰的辐射热量，最后达到所需要的加热温度后出加热炉。炉管外表面和出口设有温度指示调节。 加热炉炉体与烟囱总共高8m，进入炉体的空气量由挡板开度调节。空气的吸入是在炉内热烟气与炉外冷空气的重度差推动下进行[2]。对流端烟气出口处设烟气温度检测，烟气含氧量在线分析检测点及挡板开度调节与检测。炉膛中设有炉膛压力检测点。 1.3 加热炉的控制 1.3.1 温度控制 温度控制是加热炉的重要控制指标。对纯加热型加热炉，炉出口温度如有波动，将使后续工艺设备的若干操作不平稳，影响产品的质量和产品；对加热—反应型加热炉，炉管温度的波动，将直接影响管内介质的工艺反应过程[4]。因此，温度控制是管式加热炉的重要控制指标。在有干扰的情况下设法使被调参数—温度达到工艺上规定的指标，这就是温度控制系统的任务。 单回路温度控制系统 变送气用以测量各种参数（如温度、压力、流量），并将测量结果按比例转换成风压或电流信号，送到仪表上显示或送到调节器进行调解。 调节器接收到信号后，将它与给定值比较，按照一定规律发出指令，指挥执行机构动作，使被调参数维持在给定之上。 执行机构通常采用气动薄膜调解阀，它接受调节器来的指令，改变调解阀的开度，起到相当于用人工开阀或关阀的作用。 单回路温度调节系统的调解过程较长，炉子对调节的反应速度慢，故实际生产中较少采用。 串级调节温度控制系统 为克服单回路系统的缺点，通常使用串级调节系统。 串级调节系统用主调节器控制油品出口温度，而用副调节器调节燃料流量。将主调节器的输出作为副调节器的“给定值”，这个给定值是变化的[3]。这样，当燃料流量有变化时，因为炉子滞后严重，油品出炉温度不会马上变化，主调节器的输出即副调节器的给定值暂时不变，在这段时间内副调节器既可以迅速使燃料流量回到原来数值，温度也就不波动了。 图-2 串级调节温度控制系统原理图 1.3.2 流量控制 流量控制是指加热炉炉管内流体流量的控制。 流量控制共有3个：导热油流量控制和燃气（柴油），稀释蒸汽（雾化空气）流量控制[13]。其中稀释蒸汽（或雾化空气）的主要作用是雾化柴油。导热油流量控制为主，满足工艺需要，在高温炉管中，柴油完全雾化气化，必须控制稀释蒸汽（或雾化空气）流量。 1.3.3 燃烧控制 炉子的热负荷和传热面积固定以后，支配炉子热效率的主要因素是燃烧用的空气供给量，即过剩空气量的控制。 监测烟气负压或烟气中氧、一氧化碳的含量，调节燃烧用空气的供给量，这就是燃烧控制系统的任务。 人工调节燃烧 人工调节燃烧，就是对炉子进行人工检测，根据检测结果（一般检测对流室下方负压和烟气含氧量），手动调节烟道挡板和燃烧器风门，使之供给合适的空气量。 人工调节燃烧需要的检测点，有两个烟气取样点，一个在对流室的下方，一个在对流室的上方[11]。为排除对流室漏风的干扰，应从对流室的下方抽取烟气作含氧量分析，已获得燃烧过程过剩空气量的真实数据，从而依此数据控制