炉管外表面高温氧化腐蚀情况加热炉衬里辐射室衬里：方箱炉辐射室采用耐火纤维模块衬里结构。园筒炉辐射室采用轻质耐火砖背衬微孔硅酸盖板结构。B、加热炉炉顶衬里：炉顶均采用耐火纤维模块衬里结构C、加热炉炉底衬里：炉底采用粘土质隔热耐火砖背衬隔热耐火浇注料双层结构。炉管炉管是加热炉形成传热表面的最重要的组成部分，另外炉管系统还包括炉管之间连接用的回弯头和支持炉管的管架。由于炉管一直处在高温、高压和腐蚀性介质中运行，因此炉管选用时必须要考虑管材金属的使用温度、耐温性能和耐侵蚀的能力几点因素。耐热性是指材料耐高温氧化和高温脆化性能。炉管的耐腐蚀和抗老化性能主要受原油性质和脱盐深度影响。加氢装置炉管材质主要是根据原油的含硫量做出合理的选择。当加热介质含硫量＜0.5％时，圆筒炉一般都会采用碳钢炉管。当含硫量≮0.5％时，对流段选用碳钢炉管，辐射段选用Cr5Mo炉管，或全部选用Cr5Mo炉管。方厢炉一般全部选用不锈钢炉管。当加热介质含环烷酸、且酸值≮0.5mgKOH/g油时，炉出口气化段炉管材质选用321/347不锈钢。炉墙加热炉炉墙（也称炉衬）主要起耐火和隔热的作用。因为炉墙的外表面温度必然的联系到加热炉的散热损失和劳动保护问题，外表面温度越低，散热损失越小，相应的要求炉墙壁厚度增加，一次性投资增加。一般考虑加热炉炉体和余热回收系统外表面温度不应超过80℃，辐射室炉底外表面温度不应超过90℃。炉衬材料的种类（1）砖结构砖结构是加热炉应用最早，同时又是常规使用的寿命最长的炉衬材料。砖结构大体上分为耐火层和隔热层两层组成。由于其结构较为复杂，施工难度大且施工周期长等缺点，目前就加氢装置来说仅在方厢炉的侧墙使用。其砖结构一般会用分段承重的砌砖结构，总厚度为200mm。耐火层为粘土质隔热耐火砖厚度为114mm，保温层一般为微孔的硅酸钙板或轻质材料，厚度为70-80mm;其余为施工间隙。其受热膨胀为直径的胀大，因保温层是可压缩的，因此只在分段处留出20-30mm的环形膨胀缝，在立面上是不留膨胀缝的。炉墙（2）衬里结构衬里是由粘结剂、骨料和掺和料组成的浇注料经搅拌→加水→再搅拌后，通过捣制或机械喷涂成的炉墙叫衬里。常用的粘结剂有高铝水泥、超微粉和各种化学胶。常用的骨料有页岩陶粒、粘土陶粒等。常用的掺和料有膨胀蛙石、膨胀珍珠岩和漂珠等，衬里结构适用于加热炉的所有部位，特别是形状越复杂的地方，衬里结构优越性越突出。衬里一般为单层结构，用锚固钉固定在炉壁钢板上，锚固钉为交错排列，最大间距为衬里总厚度的3倍，且在竖墙上不超过300mm，炉顶不超过230mm，在烟囱、烟道等低温部位衬里厚度不能低于50mm。（3）耐火陶瓷纤维炉衬加热炉系统的安全、防爆措施为保证加热炉的安全运行，加热炉系统主要的安全、防爆措施有：1根据加热炉炉膛容积的大小，设有数量不等的防爆门，防止在炉膛压力突然升高时泄掉一部分压力，减轻炉子的损失。2在炉膛设有炉膛灭火蒸汽线，最大的作用是输人蒸汽排除炉膛内的爆炸气体，进而达到灭火、防爆的目的。当灭火蒸汽管喷人的蒸汽不够用时，可用雾化蒸汽从燃烧器喷人炉膛。3在加热炉瓦斯气管线上设置阻火器，防止回火起爆。在正常操作的情况下，只要瓦斯管道内不混人空气，而瓦斯又有很多压力喷出时，火焰是不会回到瓦斯管道内的，但在开停工或有空气漏人瓦斯管道时就非常有可能引起火焰回到管道内，并蔓延到整个管网内引起爆炸。4在每个燃烧器上设置长明灯，防止因仪表或其他故障造成断气，再进气时引起爆炸。加热炉主要工艺指标加热炉热负荷。每小时传给油品的总热量称为加热炉热负荷(千卡/小时)，表明加热炉能力的大小，国内炼油厂所用的管式加热炉最大热负荷在4200万千卡／小时左右。炉管表面热强度。每平方米炉管单位表面积一小时内所吸收的热量叫炉管表面热强度(千卡/米2·小时)。过剩空气系数。实际供给燃料燃烧的空气与理论空气量的比值叫做过剩空气系数。比如1公斤燃料从理论上计算需要14.3公斤空气正好完全燃烧，而实际供给的空气量是17.2，则过剰空气系数就是17.2/14.3=1.2。全炉热效率。炉子热负荷与燃料发出的总热量之比叫全炉热效率。管式炉热效率一般为75%左右，目前先进的管式炉热效率为80%~85%，最高可达88%~92%，热效率高，表明相同的热负荷所耗的燃料量少。加热炉基本操作加热炉操作的好坏必然的联系到整个装置的产品质量、处理量和燃料消耗以及开工周期，因此加热炉在日常操作和管理中显得至关重要。在操作的流程必须做到勤观察、勤分析、准确调节，确保开停工顺顺利利地进行和日常生产的平稳。加热炉点火前的准备工作①对加热炉的零部件及附属设备、工艺管线仪表等做全面检查，确保工艺流程无误，设备及零部件则应完好齐全。②对加热炉系统所属工艺管线、设备须以蒸汽贯通，确保工艺管线畅通，设备内不存在杂物。贯通前要关闭仪表引线，机泵进出口要加过滤网。贯通时，蒸汽量由小到大逐渐增加，冷凝水及时放出防止水击。③设备和管道试压，目的是检查工程质量，检查设备是不是真的存在缺陷和隐患。④试压合格后就可将原料、燃料和雾化蒸汽引人系统。⑤对新建或修理过炉衬的旧炉子需先进行烘炉作业。加热炉的点火和升温点火前的准备工作点火步骤升温，升温速度视炉子结构和燃烧器种类而定，但一般控制在每小时25-50℃左右（指炉管内介质的出口温度）。加热炉日常操作中问题及解决办法加热护的安全运行与点火加热炉在运行过程中发生爆炸是由于空气不足，燃料燃烧不完全，当高温炉膛内瓦斯达到一定浓度时可能会发生爆炸事故；另外加热炉在开工阶段，点火前炉膛未进行蒸汽彻底吹扫或者刚点着又熄灭，未进行蒸汽吹扫又接着点火。为防止加热炉发生爆炸事故需做到以下几点：燃烧器在点火前要彻底对炉膛进行蒸汽吹扫，待烟囱见汽后才可以进行点火作业。燃烧器在点着又熄灭的情况下，应立即关闭燃料阀门，然后向炉膛内吹蒸汽待烟囱见汽后再重新点火。③在加热炉正常运行中，如发现空气量不足，应立即查明原因立即处理，使燃料充分燃烧。加热炉日常操作中问题及解决办法2．燃料正常燃烧的现象和条件燃料在炉膛内正常燃烧的现象是：燃烧完全，火焰刚直有力，炉膛明亮。燃料油燃烧时，火焰呈杏黄色，燃料气燃烧时，火焰呈蓝白色；烟囱排烟呈无色或淡蓝色。为保证燃料的正常燃烧，燃料压力必须稳定且不带杂质，燃料气不得带人液相组分，燃料油不得带水且温度保持在130℃以上；风压稳定、风量适中。加热炉日常操作中问题及解决办法保证护出口温度平稳的主要措施及时准确的调节加热炉的“三门一板（指油门、汽门、风门和烟囱挡板）”做到燃料燃烧状况良好；应该随时掌握人炉原料的温度、流量、压力的变动情况；保证燃料压力、性质平稳，作好燃料排凝、脱水工作；燃料系统、雾化蒸汽等发生问题后，及时联系相关的单位处理解决。加强仪表自控的日常维护，出现一些明显的异常问题立即处理；切换火嘴要做到间隔进行；加热炉提降进料量时，要缓慢进行以保证炉出口温度的平稳。加热炉日常操作中不正常现象回火当空气与瓦斯的混合气体流出的速度低于火焰传播速度时，火焰回到燃烧器内燃烧，此现状叫回火。回火有时会引起爆振或熄火，长时间也可能烧坏混合室或引起其他事故。脱火当空气与瓦斯的混合物流出速度很高，燃料离开喷头一段距离才着火，此现状叫脱火。脱火时火焰燃烧不稳定，以至熄火。熄火造成燃烧器熄火的原因很多，如燃料压力波动、瓦斯中带入液相组分、一次风风量过大、燃烧器喷嘴堵塞等均可造成燃烧器熄火。当发生熄火时应立即关闭燃料阀门，防止大量燃料进人炉膛发生闪爆。加热炉烘炉要求a.耐火浇注料炉衬养护完毕，应在环境和温度5℃以上，自然干燥2～5天后，再进行烘炉。b.全耐火纤维炉衬的炉子，不需烘炉即可投入生产。如使用热硬性粘结剂粘结炉衬，投产前应按规定升温。c.烘炉时炉管内应先进行暖炉，当炉膛温度升到约130℃时，再点燃燃烧器。烘炉时宜采用气体燃料。烘炉过程中，升温应均匀，烘炉曲线应按照生产厂商的规定或参照曲线进行。加热炉烘炉温度曲线d.烘炉过程中，炉管内应通入所允许的介质（一般为氮汽）加以保护。炉管出口的介质温度应为：碳钢炉管不允许超出350℃，铬钼钢炉管不允许超出450℃。e.耐火浇注料炉衬烘炉后，其炉衬表面裂纹宽度不应大于3mm，连续长度不应大于500mm，且不应有贯穿性网状裂纹。特殊材质的耐火浇注料按设计规定。炉衬表面裂纹宽度大于3mm、长度大于500mm或有贯穿性裂纹时应来修补，裂纹修补方法与设计和监理商定。当无特别的条件时，可用浸泡水玻璃泥浆或磷酸盐泥浆和高温粘结剂的耐火纤维填塞。炉管结焦和烧焦结焦是炉管内油品温度超过一定的界限后发生裂解，变成游离碳堆积在管内壁上的现象。结焦使管壁温度急剧上升，加剧炉管的腐蚀和高温氧化，引起炉管鼓包、破裂、同时增加管内压降，使加热炉操作性能恶化，严重时可使装置提前停运。因此一定要重视加热炉日常平稳操作，确保加热炉的长周期运行。炉管结焦的原因火焰不均匀，或火焰扑炉管造成炉管受热不均匀，局部过热；进料量波动，或流量太低，油品停留时间过长；原料易分解或含有杂质；检修时清焦不彻底，开工后炉管内原有焦子引起了诱导作用。炉管结焦的现象①明亮的炉膛中看到炉管有灰暗的斑点，说明该处炉管已结焦；②处理量未变，而炉膛温度及原料油入炉压力均升高；③炉出口温度反应缓慢，表明热电偶套管处已结焦。炉管烧焦蒸汽-空气烧焦是利用不断切换通人炉管系统内的空气量和蒸汽量来清扫炉管内部焦层的过程。过程分为两个阶段，即“烧焦”阶段和“剥离”阶段。在“烧焦”阶段，将空气和蒸汽同时送人炉管中，然后停蒸汽单独给空气1～2min，管内的焦炭由直接的氧化作用而“烧”去。在“剥离”阶段停空气，并加大蒸汽量，让蒸汽以相当高的速率通人炉管。此时热的炉管由于蒸汽的冷却作用，造成焦炭的收缩和破裂；然后由于高速蒸汽的冲扫作用和化学作用(C+H2O→CO+H2），焦炭就从炉管中清除出来了。蒸汽-空气清焦法是一个反复进行上述两个阶段的过程，烧焦间隔应每次10～15min左右。为安全可靠并保护炉管，应把“剥离”阶段作为清焦作业的重点，在适当的操作情况下，“剥离”阶段可以清除90％一95％的焦炭。加热炉的节能和提高热效率加热炉是炼油厂的耗能大户，一般装置里，加热炉的能耗占装置能耗70％以上，所以降低加热炉的能耗是装置节能的重要手段之一。加热炉热效率是指炉管内物料所吸收的热量占燃料燃烧所发出的热量及其他供热之和的百分数，它表明向炉子提供的能量被有效利用的程度。通常以符号“η”表示，因此热效率是衡量管式加热炉先进性的一个重要指标。有效吸热量即为炉子的热负荷；总放热量一般为燃料的发热量。由上式能够准确的看出当炉子热负荷不变时热效率越高，加热炉燃料用量就越少。提高加热炉热效率就从另一方面代表着节省燃料，它关系着整个装置能耗的高低。以下就加热炉节能提高热效率的途径和方法做简要概述。加热炉节能提高热效率途径和方法结合装置优化换热，降低加热护热负荷降低排烟温度以减少排烟热损失降低过利空气系数以减少排烟报失减少不完全燃烧损失减少散热损失加热炉的露点腐蚀与防护随着节能工作的持续不断的发展，要求加热炉的排烟温度越来越低。但是烟气中的硫在低温条件下会对余热回收设备的换热面上产生强烈的低温露点腐蚀。可以说，低温露点腐蚀已成为降低加热炉排烟温度、提高热效率的主要障碍。低温露点腐蚀的机理①烟气露点腐蚀是由于燃料含硫元素，在燃烧中经氧化变成SO2。由于燃烧室内有过量的氧存在，所以又有少量SO2仇进一步再与氧化合形成SO3。在通常的过剩空气系数下，全部的烟气中约有l％～3％转化成SO3。在高温烟气中SO3气体不腐蚀金属，但当温度降到400℃以下时，SO3将与水蒸气化合生成硫酸蒸汽。当硫酸蒸汽凝结到炉子尾部受热面上时就会发生低温硫酸腐蚀。与此同时，这些凝结在低温受热面上的硫酸液体，还会粘附烟气中的灰尘形成不易清除的粘灰，使烟气通道不畅甚至堵塞。与此相反，SO3与水蒸气化合生成亚硫酸气，它的露点温度低，一般不可能在炉子内凝结，对炉子无害。由SO2转为SO3的量，与过剩空气系数及燃料含硫量有很大关系。含硫量越多，过剩空气系数越大，SO3的生成量就越多。②影响烟气露点温度的因素：烟气露点温度除与烟气中影响SO3量的过剩空气系数和燃料中硫含量有关外，还随烟气中水蒸气的含量增多而升高。在以燃料油为主的加热炉中，烟气中水蒸气的体积含量一般约为10％～12％。在这种条件下，露点温度就主要随SO3量的增加而升高。低温露点腐蚀的防止和减缓措施由于低温露点腐蚀已成为逐步降低管式炉排烟温度和提高热效率的主要障碍，所以各个炼厂千方百计从改进设计、精心操作和采用新材料等方面采取各种措施，来防止和减轻低温露点腐蚀的危害。①提高空气预热器人口的的空气温度。②采用耐腐蚀材料可有效减轻低温露点腐蚀影响。③采用低氧燃烧。④使用低硫燃料。加热炉维护检修讲义1管式加热炉简介管式加热炉是石油炼制、石油化学工业、化肥、化纤工业中使用的重要加热设备，在乙烯、加氢精制等生产的全部过程中已成为进行裂解、转化反应的心脏设备，对整个装置的生产质量、产品收率、能耗、长周期安全运作起着及其重要的作用。它在生产的基本工艺过程中的作用，是利用燃料在炉内燃烧时产生高温火焰与烟气的热能加热炉管中高速流动的物料，使其达到后续工艺过程所要求的温度或在炉管中进行化学反应。管式加热炉与别的工业炉相比：在炉管内流动的液体或气体通常是高温、高压、易燃、易爆的烃类物质；大多数被加热介质易在炉管内结焦；炉膛温度和物料温度的控制要求精；加热方式为直接受火式；主要燃料为易燃易爆的液体或气体燃料；危险性大且操作条件苛刻；长周期连续运转（一般3年左右才允许停工检修）。所以，管式加热炉在石油化学工业生产中占有举足轻重的地位。1管式加热炉简介分类1、圆筒炉2、箱式或立箱式炉3、大型方炉管式加热炉的工作原理炉底的油气联合燃烧器(火嘴)喷出高达几米的火焰，温度高达1000~1500℃、主要以辐射传热的方式，将大部分热量传给辐射室(又叫炉膛)炉管(也叫辐射管)内流动的油品。烟气沿着辐射室上升到对流室，温度降到700~900℃。以对流传热的方式继续将部分热量传给对流室炉管内流动着的油品，最后温度降至200~450℃的烟气从烟囱排人大气。油品则先进入对流管再进入辐射管，不断吸收高温烟气传给的热量，逐步升高到所需要的温度。管式加热炉的工作原理辐射室是加热炉的核心部分，从火嘴喷出的燃料(油或气)在炉膛内燃烧，需要一定的空间才能燃烧完全，并且要保障火焰不直接扑到炉管上，以防将炉管烧坏，所以辐射室的体积较大。由于火焰温度很高(最高处可达1500~1800℃左右)，又不允许冲刷炉管，所以热量主要以辐射方式传送。在对流室内，烟气冲刷炉管，将热量传给管内油品，这种传热方式称为对流传热。烟气冲刷炉管的速度越快，传热的能力越大，所以对流室窄而高些，排满炉管，且间距要尽量小。有时为增加对流管的受热表面积，以提高传热效率，还常采用钉头管和翅片管。在对流室还可以加几排蒸汽管，以充分的利用蒸汽余热，产生过热蒸汽供生产上使用。烟气离开对流室时还含有不少热量，有时可用空气预热器进行部分热量回收，使烟气温度降到200℃左右，再经烟囱排出，但这需要用鼓风机或引风机强制通风。有时则利用烟囱的抽力直接将烟气排入大气。由于抽力受烟气温度、大气气温变化的影响，要在烟道内加挡板来控制，以保证炉膛内最合适的负压，一般要求负压为2~3mm水柱，这样既控制了辐射室的进风量，又使火焰不向火门外扑，确保操作安全。1、管式加热炉基本结构管式加热炉系统一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器以及通风系统组成。余热回收系统余热回收系统是指从离开对流室的烟气中进一步回收余热的部分，目前加氢装置加热炉的余热回收系统多采用燃烧用空气预热的方式。目前在加氢装置加热炉上应用最普遍的空气预热器为热管式空气预热器，安装方法有倾斜式和垂直式两种，前者一般位于对流室的上部，后者置于地面，需要有引烟机。燃烧器燃烧器是加热炉产生热量的重要组成部分，包括喷嘴、配风器和燃烧道三部分。燃烧器按燃料的不同可分为燃料油燃烧器、燃料气燃烧器和油一气联合燃烧器三大类：按供风方式的不同，可分为自然通风燃烧器和强制通风燃烧器等。目前加氢装置加热炉常用的燃烧器为强制通风、油一气联合燃烧器。燃烧器结构通风系统通风系统的任务是将燃烧用空气导入燃烧器，并将废烟气引出加热炉，它分为自然通风方式和强制通风方式。大多数加热炉炉内烟气侧阻力不大，依靠自然通风的方式安装在炉顶的烟囱足以保证加热炉的正常运行。近年来由于环境保护问题，石油化工厂已开始安设独立于炉群的超高型集合烟囱，这一烟囱通过烟道把若干台炉子的烟气收集起来，从loom左右的高处排放，以降低地面污染气体的浓度。辐射室通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。直接受到火焰冲刷，温度最高。必须最大限度地考虑所用材料的强度、耐热性等。是热交换的主要场所，担负全炉热负荷的70%-80%，是全炉最重要的部位。加热炉辐射室炉管温度加热炉体散热情况对流室由辐射室出来的烟气进行对流换热的部分，实际上也有一部分辐射热交换。对流室内密布多排炉管，烟气以较大速度冲刷这些管子，进行相对有效的对流换热。对流室一般担负全炉热负荷的20%-30%。为了更好的提高对流传热效果，大多数加热炉在对流室的炉管采用钉头管和翅片管。加热炉对流室钉头管（3）余热回收系统离开对流室的烟气进一步回收余热的部分。回收方法分两类。一类是靠预热燃烧用空气来回收热量，这些热量再次返回炉中。另一类是采用同炉子完全无关的其他流体回收热量。前者称为“空气预热方式”，后者因为常常使用水回收，被称为“废热锅炉”方式。空气预热方式选用空气预热器，回收烟气余热，提高加热炉效率。废热锅炉采用强制循环方式，生产3.5MPa中压蒸汽。热管式空气预热器空气预热器是利用烟气的余热来加热入炉空气，以此来降低排烟温度，减小排烟热损失，提高加热炉热效率的重要设备。同时因为空气预热器需要强制供风，因此容易实现风量的自动控制，使加热炉在合适的空气过剩系数范围内运行，相应的减少排烟热损失。常用的空气预热器形式有热油预热空气式、管束式、热管式等。目前各装置应用最为广泛的是热管式空气预热器。热管式空气预热界的结构热管式空气预热器是由热管管束、中间隔板、外壳三部分所组成。三者组成空气和烟气通道。隔板将热管的蒸发段和冷凝段隔开，同时也将烟气通道和空气通道隔开。由于空气侧为正压，烟气侧为负压，所以隔板与热管之间的密封必须严密，防止空气大量漏人烟气导致加热炉热效率下降。各装置加热炉空气预热器使用的热管工质回流方式几乎都是依靠重力回流的重力式热管，因此烟气通道位于空气通道的下方，且一般都会采用纯逆流操作。热管的工作原理和分类热管的种类非常之多可按工作时候的温度、热管形状、工质的回流原理等进行分类。目前石油化学工业加热炉上的热管常按工质来分类，例如钢水热管、蔡管等。装置加热炉所用热管绝大多数都是钢水热管，它是一根两段封闭真空管，并充人一定量的工质（水中加人添加剂）的钢管。在低端对其加热，管内的水汽化蒸发，这时在整个热管内部，下端是饱和水，上端是饱和汽，上下端具有相同的温度，上端向外散热，同时饱和汽冷凝为饱和水，将汽化潜热放出，冷凝水再流回热端循环加热。由于汽化潜热大且是真空管，所以在极小的温差下就能把大量的热量从热管的一端传到另一端。为了强化管外传热，热管一般都会采用翅片管形式。在以烧油为主的加热炉上，热管的烟气侧一般会用片间距较大的开口翅片或钉头。空气预热器翅片式热管空气预热器壳体腐蚀情况空气预热器壳体腐蚀情况加热炉热管腐蚀情况空气预热器热管翅片腐蚀情况新制作加热炉空气预热器（4）燃烧器加热炉用燃料气作为燃料，加热炉均采用低NOX燃烧器。每台燃烧器包括：火盆砖、燃烧器主体、燃、长明灯、调风机构、安装用螺栓螺母、金属软管及管线用配对接头等。

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