加热炉操作与维护.ppt

集输加热设备 加热炉是将燃料燃烧产生的热量传给被加热介质而使其温度升高的一种加热设备。 它被广泛应用于油气集输系统中，将原油、天然气及其油井产物加热至工艺所要求的温度，以便进行输送、沉降、分离、脱水和进行原油稳定等。 油气集输加热炉的特点： （1）单台热负荷小，一般不超过4000kW。 （2）被加热介质流量大，要求压力降小。 （3）被加热介质温升小，一般为30℃左右。 （4）介质在炉内不产生相变。 （5）操作条件不稳定，热负荷波动较大。 （6）连续运行、操作及检修条件差。 （7）同一型号加热炉使用数量多。 （8）燃料多为原油或天然气。 一、加热炉分类 （一）按结构形式分类 （1）管式加热炉： 立式圆筒形管式加热炉 卧式圆筒形管式加热炉。 （2）火筒式加热炉： 火筒式直接加热炉 火筒式间接加热炉。 （二）按被加热介质分类 （1）原油加热炉 （2）天然气加热炉 （3）含水原油加热炉 （4）掺热水加热炉 （三）按使用燃料分类 （1）燃油加热炉 （2）燃气加热炉 （3）油气两用加热炉 （四）按燃烧（炉膛压力）方式分类 （1）负压燃烧加热炉 （2）微正压燃烧加热炉 （五）按加热炉的作用分类 （1）单井计量用加热炉 （2）（电）脱水用加热炉 （3）热化学沉降用加热炉 （4）原油外输加热炉 二、加热炉的主要技术参数 单位时间炉内（被加热）介质吸收有效热量的能力称为热负荷，单位为kW。 加热炉设计图样或铭牌上标注的热负荷称为额定热负荷。 根据实际运行参数用热平衡公式计算求得的热负荷称为运行热负荷。 运行热负荷一般不大于额定热负荷。 油田油气集输中使用的加热炉其单台热负荷小，一般不超过4000kW，但由于操作条件不稳定，热负荷波动较大。 加热炉总热负荷公式为 （二）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。它是热量被利用的有效程度的一个重要参数。 在额定热负荷时按设计参数计算求得的热效率称为设计热效率。 而在加热炉运行条件下测试求得的热效率称为运行热效率。热效率计算公式为： （三）流量 单位时间内通过加热炉被加热介质的量称为流量，其单位一般为t/h或m3/h。 （四）压力降 压力降是指被加热介质通过加热炉所造成的压力损失。 （五）压力 管式加热炉只有炉管承受设计内压力，故管式加热炉的压力一般指管程压力； 火筒式直接加热炉仅火筒承受外压力，壳程承受内压力； 而火筒式间接加热炉的壳程、管程均承受工艺设计所需压力。 （六）温度 加热炉的温度指标主要有被加热介质进口温度、出口温度、炉膛温度和排烟温度。 加热原油及油井产物时一般由40 ℃加热到70 ℃左右。 加热炉炉膛温度值一般在750~850 ℃； 排烟温度则为160~250 ℃左右。 （七）过剩空气系数 单位质量（体积）燃料完全燃烧所需要的空气量称为理论空气量。燃料在燃烧过程中，由于燃料和空气常常不能均匀混合，燃料完全燃烧实际需要的空气量要大于理论空气量。 燃料燃烧实际需要的空气量称为实际空气量。 实际空气量与理论空气量之比称为过剩空气系数。其计算公式为： 式中 α——过剩空气系数 L——实际空气量 L0——理论空气量 过剩空气系数过小，则导致燃料燃烧不完全，效率下降； 过剩空气系数过大，则燃料燃烧产生的热量用来加热多余空气，排烟热损失增加，炉效下降。 油田生产中，一般过剩空气系数控制在1.1~1.3之间。 （八）加热炉热平衡方程 加热炉热平衡方程： Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 式中 Q——燃料完全燃烧产生的热量，kJ/kg或kJ/m3； Q1——被加热介质吸收的热量， kJ/kg或kJ/m3 ； Q2——排烟损失的热量， kJ/kg或kJ/m3 ； Q3——燃料未完全燃烧损失的热量， kJ/kg或kJ/m3 ； Q4——飞灰和灰渣中带有的可燃物造成 的热损失kJ/kg或kJ/m3; Q5——加热炉炉体散失的热损失， kJ/kg或kJ/m3 。 三、管式加热炉 （一）结构及工作原理 1、结构 管式加热炉是在炉内设置一定数量的炉管，被加热介质在炉管内连续流过，通过炉管管壁将在燃烧室内燃烧的燃料产生的热量传给被加热介质而使其温度升高的一中炉型。管式加热炉种类较多，目前在油田广泛应用的一中型式是卧室圆筒形管式加热炉。以GW1000—Y/6.4—Y加热炉为例对管式加热炉的结构作简要介绍 （1）辐射室 辐射室是炉内火焰与高温烟气以辐射传热为主进行热交换的空间。它一般兼作燃烧室。辐射室由钢制卧式圆筒内衬以轻质耐火、保温材料制成，沿内壁圆周方向