偶看新闻2006年青歌赛刘和刚:加热炉盘管爆裂与聚热技术利用
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/29 23:14:25
加热炉盘管爆裂与聚热技术利用
姓名：程少春
关键词：聚热 原理 热效
前 言
油田进行油井原油外输，目前所采用的加热炉是油、气、煤多用炉，该炉子在设计上考虑较多的是多用型，所以用油和气加热其热量的大小能有效控制，但用煤加热时燃料迅速燃烧，火力过强、热点集中，使加热炉内的盘管迅速受热升温，盘管迅速膨胀。又由于原料燃尽后供给不及时热量迅速被抽走，炉内温度又骤然下降盘管变冷迅速收缩。这样冷热往复循环造成盘管受热不平衡和温度时高时低的变化严重，极易使盘管局部迅速结垢和钢材老化，最终造成堵塞盘管使输油管网压力不断升高，盘管爆裂。
解决盘管易老化易结垢，输油管线压力过高，盘管爆裂问题 提高热效，节约燃煤 不适应无伴生气井场输油盘管加热 浪费原煤；盘管易老化、易结垢；井场输油管线压力过高，盘管爆裂
图1 聚热技术思路示意图
通过对现用加热炉分析，包括炉体结构、燃（油）气使用情况、燃煤使用情况、井场输油管线温度和压力、盘管出口温度和压力。调查发现，燃（油）气炉燃料和风力的大小可以利用阀门和闸板进行控制，情况好一些。主要是燃煤炉出现的问题比较突出，首先这种炉子比较费煤，利用燃煤加热中，由于炉体过于简单结构特别顺畅，使炉体吸力过大将燃料迅速烧完，燃烧时火力过于集中和炉内温度过大造成盘管局部受热严重。燃煤供给不及时，又使盘管温度迅速下降。盘管温度的不平衡和时高时低的变化极易使盘管钢质过早老化，更容易使盘管结垢、堵塞，造成井场输油管线压力不断升高，最终盘管爆裂。
炉体耐烧度 烟道结构 炉齿耐烧度 炉内热度 盘管受热 钢板易变形 过于顺畅、抽力强 易弯曲损坏 不均衡 局部受热 效 果 盘管易损度 炉体结构 简单、空间过大 老化快 易结垢 易爆裂 图3 原加热炉燃煤特点及效果示意图
结合实际情况从实用性的研究入手，使新型聚热技术达到最佳燃烧效果。对新型聚热炉结构和原理本着以燃料燃烧速度缓慢，盘管受热温度均衡，温度高低可以控制，炉体结构简单，外形美观，内外兼顾适应和实用的原则。
炉体 炉体耐烧度 烟道结构 炉齿耐烧度 炉内热度 盘管受热 外型及结构打破常规设计 炉体采用耐火砖墙体 烟道口面积略小于进风口 炉齿采用铸铁浇注 燃煤平稳燃烧 热量平稳过度 盘管易损度 结垢慢 老化慢 无爆裂 解决方法 火苗不烧盘管 靠热量使之整体受热 图4 新型耐火砖集热炉效果要求示意图
炉体 炉体耐烧度 烟道 炉尺耐烧度 炉内温度 盘管受热 外型立式和卧式 炉体内部采用耐火砖护体 旋转式和叠加式组合 立式炉尺 铸铁浇注 原料平稳燃烧，热量平稳、持久 不受烘烤 靠热量使之整体受热 盘管易损度 结垢慢 老化慢 无爆裂 解决方法 图5 新耐钢板集热炉效果要求示意图
新聚热技术研发
瓷窑保温原理：
我国在各种用途炉体的设计原理上具有悠久的历史，比如瓷窑，其特点是填好燃料点燃后封堵炉门，十几天不能打开再添加燃料，使炉内整体恒温，热度可高达上千摄氏度，而瓷器质量的成败取决于窑温的恒定，温度必须保持在要求的界限内……。要达到恒温条件就必须长时间不能填加燃料来进行燃烧和保温，瓷器在此环境下均匀受热才被烧制出来。
我们设计的聚热技术集热炉就采用了以上特征，虽然炉内温度要求不高，但它的节能效应和温度恒定保温以及瓷器整体受热正是我们所要求达到的标准。依此原理，我们研究设计的炉体从外形、结构、原理与原有的加热炉截然不同。如图6所示
图6 炉体设计示意图
A.原理理论证明
我们对井场管线内原油的温度一般要求在
(1)外形设计：以红砖结构建造长方体造型，顶部制做成斜面便于雨雪水流下，烟囱高度越低越好，但不低于标准化要求尺寸。
(2)进风口与烟囱口尺寸：
烟囱口口径小于进风口口径,可以减小由于热效应使炉堂产生过大的吸力。进风口内以瓷砖铺成斜台台面，便于炉灰清理。
(3)炉门设计：
进风口和填料口共用一个炉门的作用是：当关闭炉门时,可以通过炉门上的调节板调节风量大小，以达到最佳的火候。当炉门打开时，进风口与填料口同时进风，缓冲了进风口吸力；
以上三个设计是为了降低或阻止炉子的吸力，让煤炭燃烧时不产生火苗，保障热量在炉堂内的滞留时间，解决盘管局部受到烈火烘烤的问题，以达到盘管均衡受热的目的。
(4) 内炉墙与盘管设计:
a、内炉墙以耐火砖用耐火土砌成，保证其坚固和耐用性。
b、盘管的升高到与炉子顶部保持
c、内炉墙连接到填料口以三包围形式与外墙保持
B.结 论
综上所述，热量通过盘管的底部和缝隙又在盘管上平面缓慢涌向几个小通风口加热盘管上平面到达内外墙之间，然后再下行才能达到烟囱部位。这些余热下行时对外面盘管的四周再次加热，从而有效解决盘管局部高温和防止盘管焊口爆裂，达到盘管均衡受热的目的。
C现场应用：
目前，对28个井场的管网进行了现场的改造和应用，其效果显著，节约资金120万元。