自然通风和强制通风 5~10% 10~20%
火焰性质如下:与外混式燃烧器相比,预混式燃烧器的火焰体积更小更容易限制。火焰形状由燃料气喷孔设计在某个特定范围内,由燃烧器砖的形状决定。火焰更蓝更透明。
9.4.4炉管
由于炉管置于高温的环境中,管内又有油、干气及氢气等介质的温度、压力和腐蚀的联合作用,因此炉管的材料应具有耐热、耐压和耐腐蚀的特殊要求。炉管包括辐射段的炉管和对流段的炉管,转化炉还有上下猪尾管等,需要根据其操作的温度环境及物料性质来选取炉管的材质。原料预热炉辐射管常用Cr5Mo合金钢管,管壁最高可耐600℃,其对流段一般采用20#优质碳素钢,其管壁最高可耐450℃。转化炉炉管的操作条件比原料预热炉要苛刻得多,所以其材质要求也高很多,其常用材质参见“9.1.3材质选用标准”的介绍。
在正常操作条件下,炉膛温度一般都高于炉管所能耐受的最高温度,因此炉管内应时刻保持有一定的流量的冷物料来吸收热量,确保炉管壁温不超过耐热指标。严防炉管内物料的中断和超温、超负荷运行,以至损坏炉管,酿成事故。
9.4.5空气预热器
加热炉是石油化工生产装置的能耗大户,对于制氢装置也是如此,如何提高加热炉的热效率显得非常重要。制氢装置的空气预热器一般是助燃空气与转化炉的高温烟气进行换热。空气预热器一方面可以降低排烟温度,另一方面可以提高炉膛温度,节省燃料,大大提高加热炉的热效率,因此,空气预热器在制氢的加热炉特别是转化炉上已被广泛采用。
制氢装置的空气预热器实际是两种气相介质(烟气与空气)的换热设备,
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也分为管束式、回转蓄热式(板式)和热管式等型式。采用空气预热器的加热炉一般采用强制供风,因此都设备有鼓风机、风道等,同时要将高温的烟气引入空气预热器进行热交换,还需要有引风机和烟道等设备。
由于烟气露点腐蚀的原因(详见“设备防腐知识”一节),空气的预热器烟气侧的出口温度(一般为排烟温度)应在一个较好的范围以内,排烟温度太高会影响整台炉的热效率,太低则引起露点腐蚀,一般要求不低于150℃,如果燃料的含硫量很能低,还可以再适当降低。合理的排烟温度是一方面是通过合理的设计来保证,要求设计时选取的参数要尽可能的准,另一方面,在操作上加热炉的负荷也不宜偏离设计值太多,一般要求在设计值60%以上负荷运行。
9.4.6吹灰器
吹灰器是工业炉中应用广泛的设备。由于燃料燃烧会产生灰垢,这些灰垢附着在炉管上,特别是对流段的炉管上,降低炉管的传热效果和加热炉的热效率。石油化工的加热炉主要以燃料油和燃料气作为燃料,烧燃料气的加热炉炉管积灰相对较少,而烧燃料油的加热炉积灰相对较多,特别是含硫较高的燃料油。因此,为了及时清除这些灰垢,通常在炉的对流段及空气预热器等部位安装吹灰器,定时吹灰。
常用的吹灰器类型有蒸汽吹灰器、声波吹灰器和激波吹灰器等,这三种类型的吹灰器各有特点,但也有各自的局限性。激波吹灰器是利用一开口容器内的可燃气体爆燃后产生的一种弱爆炸波清垢,激波吹灰器清垢比较彻底,但有较大的异常响声,其电磁阀、点火器等也容易出现故障;声波吹灰器主要是靠次声波吹灰,其低频声波可绕障传递,可全方位清灰但清垢不如激波彻底,如果炉体有泄漏还会造成次声波污染;蒸汽吹灰器由于阀门关不严漏水、操作中容易脱水不净等引起腐蚀及本身的局限性,现已较少使用。
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9.4.7阻火器
为防止火焰倒窜入瓦斯罐或其它容器内产生爆炸,在炉用瓦斯线上都设有瓦斯阻火器。阻火器一般设在瓦斯入炉前的管线上。
阻火器大多数由多层金属细网组成,当火焰进入阻火器后,由于金属细网传热效率很高,火焰通过金属细网被分割散热而熄灭,从而达到阻火的作用。
随着技术的进步,已有其它新型的高效阻火器正在投入使用。
9.4.8防暴安全设施
为确保加热炉的安全运转,加热炉系统主要的防爆安全措施有: 在炉膛设有蒸汽吹扫线,供点火前吹扫炉膛内的可燃气体。
在对流室、炉平台或外围设有灭火蒸汽线,一旦发生泄漏或起火时提供掩护或灭火之用。
在炉用瓦斯线上设有阻火器以防回火起爆。
在炉体上设有防爆门,在炉膛突然升压时泄压用,以免损坏炉体。 在燃烧的炉膛内设有长明灯,以免燃料气因故障中断后再进气时引起爆炸。 烟道档板设有安全限位装置,以防因操作失误或仪表机械设备等故障导致烟道全关,造成炉膛正压。
9.5余热锅炉的操作 9.5.1锅炉的构成
锅炉是由“锅”与“炉”两个部分组成,锅与炉组合起来,便构成了锅炉本体。锅是容纳水和蒸汽的密封受压部件,一般包括锅筒(汽包)、水冷壁管、集箱、对流管束、蒸汽过热器、省煤器和汽水管道等,在其中进行水的加热、汽化及饱和蒸汽的过热等吸热过程。炉是燃料燃烧的场所,燃料在炉中燃烧释放大量的热能被锅内的水和蒸汽吸收。因此,锅炉是一种利用燃料在炉中燃烧
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释放的热能或工业生产中的其它热能,加热炉水使之具有一定温度和压力的换热设备,也称热工设备。由于锅炉被广泛地应用于加热炉水使之变为具有一定参数的蒸汽,所以有时也将锅炉称为蒸汽发生器。
制氢装置的余热锅炉则是利用制氢工艺生产中产生的大量余热,如高温转化气、转化炉对流段的高温烟气、需要释放热量的中变气及低变气等,来加热锅水使之产生中压蒸汽及低压蒸汽。主要设备包括:蒸汽发生器(包括转化气蒸汽发生器及中、低变气的蒸汽发生器),汽包,锅炉给水预热器(省煤器),转化炉对流室的水保护段、蒸发段及蒸汽过热段,以及相联的汽、水管道等。此外,锅炉还包括水除氧器、排污及仪表控制等附属设备。
9.5.2锅炉的安全附件
工业锅炉附件,主要是指锅炉上使用的压力表、液位计、安全阀、汽水阀、排污阀等。它们是锅炉正常运行中不可缺少的组成部件。其中压力表、液位计和安全阀是蒸汽锅炉操作人员进行正常操作的耳目,是保证蒸汽锅炉安全运行的基本附件,对蒸汽锅炉的安全运行极为重要,因此,被称之为蒸汽锅炉的三大安全附件。
9.5.3锅炉用水及炉水质量标准
锅炉给水: 温度:102~104℃ 硬度:≤1.5μmol/L 悬浮物:≤5mg/L PH值:>8.5~9.2 溶解氧:≤15μg/L 炉水:
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PH值:9~12
磷酸根PO43-:5~15mg/L Cl-: <4mg/L
9.5.4自产蒸汽质量标准
中压蒸汽: 温度:415~440℃ 压力:≥3.5MPa 钠离子:<15μg/kg 低压蒸汽: 压力:≤0.62MPa 温度:≤135℃
9.5.5锅炉的操作及维护 9.5.5.1锅炉开工前的准备
(1) 整个系统安装或大修完毕,并验收合格,保温和油漆完好,流程正确。 (2) 锅炉的三大附件:压力表、液面计、安全阀经校验合格。 (3) 系统经煮炉合格,自动仪表、调节阀经校验好用。 (4) 锅炉系统水压试验合格。
(5) 联系调度作好供无盐水和除氧蒸汽的准备。 9.5.5.2锅炉开工步骤
(1) 改通无盐水进装置流程,向除氧槽进无盐水,打开除氧槽顶部放空阀。除
氧槽先建立50%的液位,置换合格,再重新建立50%的液位。引低压蒸汽除氧(开除氧蒸汽要先脱净水,同时要慢慢开,防止水击现象出现),除氧槽应保持在1~15KPa的正压和104℃的温度下除氧。
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