加热炉结焦问题探讨

摘 要：真空加热炉作为输油主要设备，对于冬季输油生产的平稳运行起到决定性作用。本文简单介绍了加热炉结焦所造成的的危害和存在的安全隐患，分析了华池站真空相变加热炉结焦的原因，并针对其原因提出多项解决措施；最后总结了改善后所达到的预期效果。

关键词：真空加热炉 结焦 雾化

1加热炉结焦机理

真空加热炉以相变换热方式工作，通过不断地相变循环，能量以间接的方式不断地递给真空室换热器内的被加热介质，从而形成动态热平衡。在炉膛中心，燃烧火焰中心温度在1500～1700℃之间。燃料中的杂质在高温下大多熔化为液态或呈软化状态。由于水冷壁的吸热，从燃烧火焰中心向外，越接近水冷壁温度越低。在正常情况下，随着温度的降低，杂质将从液态变为软化状态进而变成固态，但若还保持着软化状态就碰到受热面时，由于受到冷却而粘结在受热面上，形成结焦。主要现状为炉膛前端四周壁结焦，严重时堵塞燃烧器火嘴。结焦状况使加热炉不能正常运行，时常要停炉维修清焦，且燃油的不完全燃烧造成少量黑灰从烟囱中喷出。

2加热炉结焦危害

2.1影响加热炉热效率

华池站所使用的真空相变加热炉是通过把燃料充分燃烧放出热量经加热炉火筒及烟管传递给炉内中间介质水，水从液相变气相后将热量传递给盘管内原油，从而实现对外输原油的加热。而燃烧室的四周结焦会影响热传递，造成同样的燃烧温度原油加热的温度却不同，导致了燃料的浪费。

2.2存在安全隐患

真空加热炉供燃料燃烧所使用的空气都是通过燃烧器风机直接由操作室送入炉膛内部。而操作间内油路管线密集，静密封点多，且管线内压力较大，一旦发生泄漏，油气将迅速在操作间内扩散。虽然此时加热炉可能由于油压变化已自动停炉，但燃烧器进风门密封不严，加之烟囱的抽力，此时可燃气体很容易进炉入膛内部，由于加热炉刚停运不久，炉膛内部温度依然很高，或炉膛内部有少量结焦依然燃烧，当可燃气体达到一定浓度时，就极易引发炉体内部爆燃，导致燃烧机机体破裂，明火进入操作间内，点燃泄漏点泄油燃油，引发火灾。

2.3影响生产平稳运行

结焦若熔合成大块时，因重力从上部落下，导致砸坏冷灰斗水冷壁。低负荷会因掉大块焦而引起燃烧不稳甚至熄火。若造成水冷壁全部结焦时，只有停炉进行人工清焦。华池站真空加热炉因为结焦问题时常停炉检修，不但影响了生产的平稳运行还增大了工人检修工作量。

2.4其他危害

锅炉结焦会缩短锅炉设备的使用寿命；排烟损失增大，锅炉效率降低；引风机消耗电量增加；结焦易成灰渣大块，严重时使渣沟受堵，不得不降负荷运行；不完全燃烧造成积碳，通过烟囱排出污染空气。

3本站加热炉结焦原因分析

3.1燃料油特性，本站燃烧器燃烧所使用的燃油为本站输送的净化原油，净化原油为采油厂集输站经过基本的脱水，脱盐，原油稳定后所得原油，但原油中的胶质沥青质和固体杂质未完全脱去，所以这些胶质沥青质固体杂质成为加热炉结焦的基本条件。

3.2喷嘴安装位置不合理，该站将原来的百得燃烧器更换为奥林燃烧器，出现了加热炉与燃烧器的喷嘴不匹配的情况。因为喷嘴伸出长度不够，导致燃油在雾化完全后又碰到圆筒壁形成小液滴后流进燃烧室，流进燃烧室后直接接触到水冷壁而吸附在上面，经加热后杂质变为软化状态凝结在受热面上造成该站加热炉所呈现的炉膛前端四周结焦的情况。

3.3燃料不完全，这里所谓的燃料不完全燃烧是机械不完全燃烧，指一部分燃料在燃烧器内未能参与燃烧，而以油滴或积焦的形态出现。1#加热炉虽然采用了圆盘形稳燃器，使高温烟气产生回流并和火炬根部接触直到着火，使油和空气的棍合发生在高温区以保证着火。但本站燃料的不完全燃烧情况的原因主要为燃料与空气配合不当，并且液体燃料因雾化质量欠佳而使燃烧温度过高。

3.4其他原因

炉膛内温度：燃烧器区域的温度越高，飞灰就越容易达到软化状态或熔融状态，产生结焦的可能性就越大，另外燃料油中易挥发的物质气化也越强烈，也为结焦创造了条件。此外，膛容积热负荷、炉膛断面热负荷、燃烧器区域热负荷、炉膛几何尺寸对锅炉结焦有直接关系。

4加热炉结焦改善措施

防止结焦的最基本原则是消除产生结焦的基本条件。针对上述结焦原因的分析，燃油特性和喷嘴安装位置不合理为主要原因，因此该站改善加热炉结焦的措施有：

4.1改变过滤形式

针对该站原油含沙严重的情况，考虑在燃油进火嘴前增加过滤次数，即增加一个过滤器。但站内燃油管线进口处空间较小增加一个过滤器较困难，所以考虑可以更换网眼更小的过滤效果更好的过滤网。要保证燃料油在供给燃烧器前经过了严格的过滤，并定期对过滤器进行清理。

4.2调整喷嘴安装位置

缩短燃烧器和加热炉连接部位的圆筒长度，若喷嘴伸出足够长度，则燃油在雾化完全后进入燃烧室，不完全燃烧的情况会改善。

4.3改善运行方式

除了上述解决华池站结焦主要原因的方案之外，还可以多方面多角度的改善结焦问题。例如，改善现有雾化方式，改变燃烧预燃室的供风方式。加大运行中过量空气系数，调整稳焰盘位置保证配风的均匀性，防止局部热负荷过高和产生局部还原性气氛，防止一次风气流直接冲刷壁面，必要时采取降负荷运行。

5总结

加热炉在冬季生产中是重点设备，站内工艺设施、辅助设施都应该围绕着保证加热炉平稳运行来进行的。在日常加热炉的管理和操作中如果加以注意，可以提高燃烧器的使用寿命，同时提高燃料油的使用效率，避兔漏油、着火等事故的发生。若采用多种措施使加热炉结焦情况改善，则加热炉的热效率提高，维修次数减少，加热炉平稳运行，保证冬季输油安全平稳。

参考文献

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