油田用加热炉设计培训范本.doc

油田加热炉设计应用管理培训资料 油、气田加热炉培训资料山东骏马石油设备制造集团有限公司编制编制；李庆银电邮：sddyjunmalqux163x90山东骏马石油设备制造集团有限公司目 录第一章 概述 1第一节 油田加热炉 1一、油田和长输管线加热炉的用途 1二、油田加热炉的技术装备现状 2第二节 油田加热炉的炉型及基本结构 2一、油田加热炉的炉型 2一、热传递的基本概念 5二、压力和温度 6三、热力学的有关概念 7四、管式炉的工作参数 8五、水套炉的工作参数 10六、相变加热炉的工作参数 11第三章 燃油、燃气及其燃烧 12第一节 燃油及其主要特性 12一、燃油 12二、燃油的化学成分 一三三、燃油的主要使用特性及油质指标 14第二节 燃气及其主要特性 21一、燃气 21二、燃气的组成成分—组分 21三、燃气的主要使用特性及质量要求 24第三节 燃油、燃气的燃烧 27一、燃烧所需空气量和生成的烟气量 27二、燃油的燃烧方式 29三、燃气的燃烧方式 35四、双燃料燃烧器 38五、调风器（配风器） 38六、燃烧器的点火 40第四章 油田加热炉基本结构 42第一节 火筒式加热炉基本结构 42一、炉型及分类选用 42二、火筒式加热炉设计一般要求 43三、火筒式加热炉基本结构形式 46第二节 管式加热炉基本结构 48一、炉型及选用 48二、管式加热炉基本结构 49三、几种管式加热炉基本结构形式简介： 51第三节 加热炉新炉型及技术特点 52一、火筒式加热炉新炉型及技术特点 52二、管式加热炉新炉型及技术特点 57第五章 调参、管理和维护 63第一节 炉子的燃烧管理 63一、炉子的点火和升温 63二、油燃烧器的故障及处理 63三、气体燃烧器的故障及处理 65四、燃烧调节的任务和指标 66五、燃烧操作的安全规程 66六、燃烧过剩空气量的监控 67第二节 炉子的操作范围 71一、工况调节 71二、热效率和操作负荷的关系 74三、提高加热炉热效率 75第三节 管内结焦和烧焦 77一、结焦的形态 77二、结焦的速度 78三、影响结焦的因素及防止措施 78四、炉管的烧焦 80第四节 炉管的损坏 81一、炉管报废标准 81二、炉管损坏的原因 81三、预防炉管损坏的措施 82四、由氧化减薄引起的损坏 83第六章 油田加热炉的安全管理 84一、安全附件 84二、运行参数控制 84三、水套加热炉的操作与管理 85四、管式加热炉操作与管理 87第一章 概述第一节 油田加热炉一、油田和长输管线加热炉的用途油田和长输管线加热炉（以下简称油田加热炉）系指用火焰加热原油、天然气、水及其混合物等介质的专用设备。

应用于油、气田行业的加热炉称油田加热炉它是油气集输系统中应用最多的一种油田专用设备，其作用是将原油、天然气，油水混合物、油气水混合物加热至工艺所需要温度，满足油气集输工艺及加工工艺的要求从采油井口至原油外输整个集输系统，各个环节都要使用加热炉油田加热炉是一种直接受火焰加热的受压设备，其工作条件十分恶劣设计、制造、检验、安装及使用均必须遵循有关的规范、标准加热炉也是一种高耗能设备，正确地操作使用加热炉，对提高热效率、降低燃料消耗具有重要意义油、气田和长输管线用加热炉，其对介质进行加热所要求达到的温度都不高，一般只几十度，且介质无化学变化，这是与石油炼制、石油化工所用加热炉不同之处一）油田油气集输工艺对加热炉的要求1.满足工艺要求，将一定量的介质加热至一定温度2.安全可靠，使用寿命长3.制造、安装方便，投资少4.操作、维修方便5.热效率高、耗能低二）油田加热炉的特点同石油化工工业炉相比较，油田加热炉有以下特点：1.单台炉子热负荷较小2.介质流量大，要求压力降小3.介质进出口温度低，温升小4.介质不发生相变5.热负荷波动大，低负荷运行多6.燃料为原油或天然气，自控程度低二、油田加热炉的技术装备现状目前国内油、气田和长输管道中使用的加热炉有数万台，是油、气生产和输送中的主要耗能设备。

近十几年，通过优化加热炉的结构，应用先进的燃烧技术和传热技术等，国内已研制开发出结构合理、技术先进和性能优越的多种结构形式的油田加热炉，而且有些加热炉的炉型结构和性能指标已接近和达到了国际先进水平但总的来说目前国内油、气生产和输送中使用的加热炉，整体技术装备水平相对不高，与国际先进水平还存在一定的差距，主要表现为：1.国内油田加热炉的单台热负荷较小，热负荷为1250kW以下的小型加热炉约占加热炉总数的90%以上2.国内油田加热炉的平均运行热效率约为70％左右，加热炉热效率较低；而国外有关加热炉的运行热效率为85％以上3.国内油田加热炉的燃烧过剩空气系数较高，一般在1.3以上，有的甚至高达2.0以上；而国外有关加热炉的燃烧过剩空气系数可控制在1．1以下4.国内油田加热炉的钢耗量相对较高，火筒式间接加热炉的单位钢耗量一般达14t/MW左右；而国外有关加热炉的单位钢耗量为4t/MW～7t/MW左右5.国内大部分油田加热炉按标准配置了安全保护装置，但加热炉的运行操作，特别是负荷调节和燃烧控制调节主要仍为手工操作国外有关加热炉的安全保护和运行控制均实现了自动化，可实现加热炉运行无人值守第二节 油田加热炉的炉型及基本结构一、油田加热炉的炉型油田和长输管线用加热炉型式按基本结构、被加热介质种类和燃料种类进行分类。

1.按基本结构分类油田加热炉按基本结构可分为三大类，即火筒式加热炉、管式加热炉和目前新型的真空相变加热炉⑴火筒式加热炉分为：①火筒式直接加热炉；②火筒式间接加热炉⑵管式加热炉分为：①立式圆筒管式加热炉；②卧式圆筒管式加热炉；③卧式异型管式加热炉⑶相变加热炉:①真空相变加热炉:②微压相变加热炉:③带压相变加热炉2.按被加热介质的种类分类油田加热炉按被加热介质的种类可分为：⑴原油加热炉：⑵井产物加热炉；⑶生产用水加热炉；⑷天然气加热炉3.按燃料种类分类油田加热炉按燃料种类可分为：⑴燃气加热炉；⑵燃油加热炉；⑶燃油燃气加热炉4.油田加热炉产品的型号油田加热炉产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连型号的第一部分表示加热炉的基本结构型式和额定热负荷，共分两段：第一段用汉语拼音字母代表加热炉的基本结构型式，见表1—1;第二段用阿拉伯数字表示加热炉的额定热负荷为若干千瓦两段连续书写，相互衔接型号的第二部分分为两段，其间以斜线相隔第一段用汉语拼音字母代表被加热介质的种类，见表1—2;第二段用阿拉伯数字表示盘管或炉管设计压力为若干MPa；火筒式直接加热炉第二段不表示型号的第三部分由两段组成：第一段用汉语拼音字母代表燃料种类，见表1—3；第二段用阿拉伯数字表示设计次序，第一次设计不表示。

两段连续书写，相互衔接表4-1加热炉的基本结构形式及代号加热炉的基本结构形式代号加热炉的基本结构形式代号火筒式加热炉火筒式直接加热炉HZ管式加热炉立式管式加热炉GL火筒式间接加热炉HJ卧式管式加热炉GW表4-2 被加热介质及燃料种类代号被加热介质代号燃料种类代号原油Y原油Y生产用水S天然气Q天燃气Q油气两用YQ井产物H 第二章 加热炉工作参数一、热传递的基本概念（一）热传递热能自动地由高温物体传向低温物体的现象叫热传递凡有温差存在就一定有热传递发生热传递有三种不同的形式：即导热、对流和辐射1.导热导热也叫热传导，是相互接触的物体之间发生的热传递或从物体的高温部分向低温部分传热的现象，如用熨斗熨衣服由于各种物质的导热能力不同，将导热较好的金属称为良导体，将导热较差的非金属称为不良导体物质导热能力的大小用导热系数表示，其单位为w/m·℃平壁的稳定导热计算用下式式中：λ—材料的导热系数w/m·℃ △t—壁面温度差℃δ--平壁厚度mF-平壁导热面积m2Q-导热量W2.对流对流换热是运动着的流体与其相接触的固体壁面间的换热递过程对流换热时，物质的分子相互变动位置，如管式加热炉烟气流过对流炉管，水套加热炉盘管内原油与壳内热水都是对流换热。

对流换热量用下式计算 其单位为：W式中;α—对流放热系数，根据流态及流体物性计算，单位为w/m2·℃ △t—换热温差℃ F—换热面积m23.辐射热热能不依靠任何物体传递而以电磁波的形式直接发射出去，在空间进行传播，当遇另一物体时，则全部或部份地被吸收为热能，这种传热方式称辐射换热如太阳光射向地面就是一例辐射传热量与温度的四次幂成正比，同时与物体表面黑度及换热面积有关二、压力和温度(一)压力压力是指垂直作用在单位面积上的力，实际上是压强，用符号P表示，单位是“MPa”大气压力是指空气作用在地球表面上的质量力由于1m3空气在０℃时的质量为1.29kg，所以地球上部的大气层对地球表面有一定的压力，这个压力叫大气压力0℃时在北纬22.5°的海平面上（即海拔零米处）大气压力是0.10一三 MPa工程上常用工程大气压，它是每千克质量的物质作用在1cm2面积上的力，数值是 0.981 MPa（工程上常把二者简化为同一数值，约为0.1 MPa）另外，随着使用的场合不同，度量压力的单位还有水银柱高度（mmHg）、水柱高度（mH2O）等，其换算关系如下：0.0981 Mpa=0.9678物理大气压=735.6mmHg=10mH2O=1kgf/cm2 表压力是指以大气压力作为测量起点，即压力表指示的压力。

表压力不是实际压力，因为当压力表指针为零时，实际上已受到周围一个大气压力的作用力，所以压力表指的数值，是指超过大气压力的部分绝对压力是指以压力为零作为测量起点的，即实际压力其数值就是表压力加0.10一三 MPa（大气压力）表压力与绝对压力的关系：P绝=P表+0.10一三（Mpa）P表= P绝-0.10一三（Mpa）负压是指低于大气压力（俗称真空），用符号Ｐ真表示，Ｐ真=大气压力- P绝负压与大气压力之比的百分数，称为真空度，即通常负压燃烧的锅炉正常燃烧时，打开炉门会感觉到周围空气吸向炉膛，这是炉膛内负压的缘故一般炉膛出口保持负压２～３mmH2O二)温度温度是指物体冷热的程度（通常用符号t表示）测量温度常用的单位是摄氏度，用℃表示在锅炉设计计算中，常用绝对温度单位，用Ｋ表示绝对温度的零度为零下273摄氏度℃）如果以Ｔ表示绝对温度的值，以ｔ表示摄氏温度的值，其转换公式为：Ｔ=ｔ＋273Ｋ温度通常用摄氏温度（用符号℃表示）和华氏温度（用符号°F表示）来表示目前我国常用的是摄氏温度⑴摄氏温度：以水在一个大气压下开始沸腾时的温度（即沸点）为100℃，水开始结冰时的温度（即冰点）为０℃，中间分成100格，每格为１摄氏度。

⑵华氏温度：以水的沸点为212°F，冰点为32 °F，中间分成一八0格，每格为１华氏度。