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載熱體加熱爐運行安全探討

作者:蔡吉鄉(xiāng)  
評論: 更新日期:2011年03月05日

???   對于加熱F-501,由于結(jié)構(gòu)特殊,排氣和調(diào)整熱油流量是開工階段一個很重要的工作,由于每組熱油爐管在輻射段內(nèi)長度很長(F-501每一組由11約27m長的豎管組成),很容易在開工階段產(chǎn)生氣阻,如果產(chǎn)生氣阻而未及時處理會使爐管局部過熱,造成爐管變形,嚴重時會使熱油分解、結(jié)碳,尤其是熱油全部由熱爐泄出后重新灌裝時,氣體排放工作更為重要。該裝置載熱體加熱爐第二次火災就是由此引起的。

???   開工初期,排氣的具體步驟是:冷油在總管循環(huán)一段時間后,降低F-501中7組熱油管流量,使另外一組流量最大,每組趕氣時間約為5min(F-503等依次類推)。氣體趕完后,各個管程之間的流量分配應(yīng)調(diào)節(jié)得盡可能接近,否則在流量較低的管程可能發(fā)生過量氣化,從而產(chǎn)生高的壓力降而限制了流動,使爐管局部過熱。

???   為了防止加熱爐出現(xiàn)氣阻或偏流程現(xiàn)象發(fā)生,在操作過程中要控制好各管程流量偏差相對值≯5%,入口壓力>0.8MPa。

???   在加熱爐正常操作過程中,為了避免爐內(nèi)熱油產(chǎn)生過熱,熱油流過傳熱面的速度必須相對較快,以充分擴展紊流,從而避免膜溫過高而造成對傳熱面熱油的損害。大容量爐子(如F-501)在過底負荷下運行會因此使載熱體損壞得更快,其原因主要是:

???   a)受熱均勻性問題

???   爐子配備燃燒器的大小和多少是根據(jù)設(shè)計負荷考慮的。當爐子在設(shè)計負荷下運轉(zhuǎn)時,這些燃燒器將全部投用,爐管受熱相對均勻;如果負荷下降,則不得不少點火嘴,這顯然會使輻射段爐管受熱不均,如不少點火嘴而采用每只火嘴都降低火焰高度,那么沿火焰長度方向的爐管熱強度不均勻也比正常時大得多。

???   b)局部過熱問題

???   當然,由于負荷下降引起受熱不均勻是不足以引起爐管(爐管內(nèi)熱油)局部過熱與損壞的。但是管內(nèi)流量減少以后,管內(nèi)介質(zhì)的流動狀態(tài)有可能突變,各個盤管之間也更容易產(chǎn)生偏流,有可能造成低負荷下的爐管局部過熱損壞。圖2表示了熱油流速對膜溫的影響,從圖2可以看出,流速越低,壁溫越高,熱油流體膜溫越高,熱油越易產(chǎn)生過熱。

???   

???   圖2 流速與膜溫關(guān)系

???   為了防止偏燒,在操作過程中要控制各管理出口溫度偏差≯5℃。

???   若熱油流量突然中斷(例如:進料泵跳閘或進料閥發(fā)生故障),介質(zhì)溫度和管壁溫度上升,不論由于何種原因引起,加熱爐都應(yīng)當立即熄火,查明原因處理完畢后,先建立熱油循環(huán),帶走爐內(nèi)熱量,方能按規(guī)定重新點火升溫。

???   2.2 載熱體的膨脹系數(shù)

???   熱油膨脹系數(shù)很大,因此在液相操作系統(tǒng)中應(yīng)有緩沖罐或平衡罐(如該裝置中的V-501)。熱油在熔點時由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變時體積膨脹7.1%,如在系統(tǒng)中熱油處于凝固狀態(tài)時,較快地被加熱后會使管道或爐管破裂,因而熱油加熱之前必須處于循環(huán)狀態(tài)或有較大的空間并緩慢加熱。熱油在不同溫度下的體積膨脹如表2所示。

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