真空加热炉结构原理及设计操作维护要点

真空加热炉操作要点
参数设置 锅筒内温度的设置优先于盘管温度设置，因为锅筒内 的热质具有强大的蓄热能力，波动速率较低，不至于 使得加热炉频繁起停。 正常情况下锅筒内的压力，对应的是测点温度条件下 饱和蒸汽压力，测温等效于测压，所以温度控制优先 于压力控制。 如果要求被加热工质的温度为A，则初始设置锅筒温 度下限A+30℃，上限温度为下限温度加15℃，然后 根据工质实际出口温度进行调整。 需改变启动、停机等程序时序，增、减控制点等问题， 要由专业技术人员操作。
真空加热炉原理动画
真空加热炉的特点
优点： 热效率高，理论上可无限接近100%，实际应用中达 到85—92%； 单位体积功率大，约比传统加热炉节约钢材30%左右； 锅筒内几乎无腐蚀、无结垢，中间介质损失极少，且 无氧运行，失去结垢和腐蚀的物质基础； 安全性好，负压运行，锅筒无爆炸的风险。 缺点：理论极限温度为使用条件下的水的自然沸点。 目前尚未找到安全经济可靠的高温中间介质。
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真空加热炉维护要点
出力与效率 加热炉出力：经长时间使用后，烟气系统积炭，热效率下降，直 接影响加热功率，现场估算加热功率，可判断烟气系统积炭情况， 估算方法：关闭盘管出入口阀门，直接大火烧锅筒内的水，结合 水量和升温速度估算热功率。如热功率过低，则可判断烟气系统 结焦积炭。 此外，盘管结焦初期，可导致排烟温度过高。 盘管换热效率：盘管换热效率降低的原因主要是管内结垢，换热 效率的估算方式可由流量和温升估算，若锅筒温度不变流量不变 且加热功率未变，温升下降明显，则可判断为管内结焦。 此外，水位过高或空气排放不净也影响换热功率。 真空加热炉一般情况下，不考虑锅筒内结垢问题。
热管的优异性能
很高的导热性 优良的等温性 热流密度可变性 热流方向的可逆性 热二极管与热开关性能 环境的适应性
热管原理的应用
散热器：电子、航天等领域直接应用的金属毛 细热管。 真空锅炉（真空加热炉）。 直燃机（直燃式中央空调）、热泵。 管式太阳能。
真空加热炉的概念
真空热水锅炉源于1972年苏黎世理工大学发明 的真空锅炉的基本原理。1974年日本的田熊理 工研究所据此开发出真空热水锅炉，并获发明 专利。1982年,韩国富士特锅炉株式会社将真 空热水锅炉推向市场,成为真空锅炉最早商业 运用的品牌。 真空加热炉是真空热水锅炉的一种，是指以水 为中间介质，油气水为被加热介质的真空锅炉。
3、真空相变加热炉检查保养记录 、
项目 液位 水浴温度 水浴压力 排烟温度 燃气压力（减压 阀前） 燃气压力（减压 阀后） 阀门仪表连接密 封性 真空阀 防爆门 内容 液位显示清晰 显示正确 显示清晰 校验周期 显示清晰 校验周期 显示清晰 校验周期 显示清晰 校验周期 显示清晰 校验周期 是否有渗漏 是否有渗漏 活动是否灵活 密封性是否良好 运行参数 显示在液位计表 示的1/2~2/3 符合加热炉设计 温度（0~95℃） 符合加热炉设计 温度（-0.05~0MPa） 符合加热炉设计 温度（0~280 ℃ ） 符合加热炉设计 温度（0.1~0。4MPa） 符合加热炉设计 温度（2~5KPa） ------------------活动灵活 密封良好 检查周期 每天2次 每天2次 每天2次 每天2次 每天2次 每天2次 每天1次 每天1次 每月1次 保养周期 每月1次 每月1次 每月1次 每月1次 每月1次 每月1次 每年1次 每年1次 每月1次 备注
真空加热炉操作要点
排气 真空加热炉排气十分重要，排气效果直接影响 传热效率和锅筒内的腐蚀速率。 排气步骤如下：锅筒温度设置到95℃以上，烘 炉（非必要步骤）结束后，直接大火烧开，直 到真空阀打开，持续冒气5分钟以上。再设置 温度上限到正常生产值或通入被加热介质，使 锅筒温度降低，真空阀回座。 重新加水、密封面泄漏检修后的设备，都必须 重复排气步骤。
真空加热炉结构原理及设 计操作维护要点
开发事业部设备管理科 2011年4月
热管的原理
1942年，美国人高格勒提出热管的 工作原理。1964年，美国人格罗弗 发明了这种新型的传热元件。从70 年代开始，热管已从实验室研究迅 速地转向实用阶段。 在一段不含不凝结气体的封闭管段 中，当液体端受热后，随着饱和蒸 汽压力的提高，热量以音速向冷端 传送。这也是所谓的热超导现象。 图示中A-挥发性液体，B-挥发的蒸 汽 ，C-开始凝结的蒸汽，D-凝结并 落下的液体
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真空加热炉设计要点
烟道 排烟温度设计不得低于烟气中酸气分压条件下 的酸露点，直接采用含硫天然气作燃料，一般 建议在190-200℃之间。过高，则影响效率， 过低，则因凝液，加剧腐蚀。 烟气流速全自动机组取12-25m/s，自然通风机 组取5-8m/s。 防爆门开启压力不大于0.05Mpa，最小口径按 0.025V(v-可燃混合气容积)设置。
真空加热炉设计要点
盘管 1、材质：盘管是唯一与腐蚀介质直接接触的部件， 需对材质的耐腐蚀能力进行论证。 2、强度设计：管壁最小厚度计算按公式
3、热流密度： 真空加热炉的理论热流密度非常大， 为确保可靠，按标准设计取值范围11-25Kw/m2为宜。 4、弯头中心距：标准规定为2D，为减少冲刷损失， 塔里木油田惯例取4D。 5、为防止偏流及降低结垢速率，尽可能避免列管式 设计。
如有必要清洗液位 计内的污垢 到有效期或损坏更 换 到有效期或损坏更 换 到有效期或损坏更 换 到有效期或损坏更 换 到有效期或损坏更 换 如有必要更换密封 圈 如有必要更换真空 阀芯 如有必要加润滑油； 更换密封圈
4、停运 、
1、正常停运 加热炉在冬季长时间停止运行，要将加热炉内的水彻 底排出，以防冻结。 2、紧急停炉 在下列情况下操作人员应采取措施紧急停炉： a）加热炉内水位急剧上升或下降。 b）加热炉内压力急剧上升。 c）压力表或真空阀出现失灵或故障 3、加热炉停运—炉体的防腐保养 a)干法保养 b)湿法保养
a)干法保养:(一般情况下一个月以上的，易采取干法保养) 干燥剂不要直接接触加热炉金属表面，可装在铁盘等容器内， 为了防止干燥剂吸潮发胀，故只装容器的1/2～1/3，防止发胀后溢 出，存放干燥剂后要关严人孔，手孔和其它孔盖，汽、水管道上 的阀门必须截断，最好用盲板堵死。每月应检查一次，生石灰变 粉时及时更换。 b）湿法保养：（不超过一个月的可用湿法保养) 炉水最好用原来的炉水，再次是软化水，还可用碱液法，加碱 后，用微火加热炉水80～100℃，保持2～3小时，使其循环，炉水 碱浓度均衡，压力降低时，再把炉水加满，并使保养期间一直保 持这个压力，碱度应定期化验，降低时，应随时补充，碱液浓度 可根据选用碱的成分来配制，加热炉重新使用前，应全部放出炉 内碱水，最好备储液池，以利再用，同时，须用净水冲洗 。
真空相变加热炉的工作原理
相变换热原理：燃烧器将燃料充分燃烧，热量经加热炉火筒（辐射受 热面）及烟管（对流受热面）传递给锅壳内中间介质水，水受热沸腾由 液相变为汽相蒸发，水蒸汽逐步充满炉体的汽相空间，由于盘管内被加 热介质管壁温度远低于蒸汽温度，从而使蒸汽在盘管外壁冷凝，并把热 量传递给盘管内介质。冷凝后的水在重力作用下落回水空间。如此循环 往复，实现了相变换热过程。 真空度的形成：首次启炉或在没有真空度（加热炉运行压力到正压） 时须要排空，排空前，关闭加热炉的介质进口阀门，将控制燃烧器的水 浴控制停炉温度设定在95℃，待加热炉蒸汽压力达到0.02~0.04MPa时真空阀会 自动打开排汽，在排放水蒸气的同时会把加热炉内的空气排出，排放时 间控制在约5~8分钟，打开介质进口阀门，低温介质进入盘管，水蒸气遇 盘管冷凝成液态水，汽压降低，最终运行压力低于外界标准大气压，即 运行压力正常在-0.05~0MPa，从而实现了加热炉容器的真空。
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（库尔勒新远石油技术服务有限公司）
真空相变加热炉的课程目录
一、真空相变加热炉本体部分 1、结构、工作原理原理、型号说明 、结构、工作原理原理、 2、日常维护与保养 、 3、加热炉检查保养记录 、 4、停运 、 5、投运 、 6、常见故障的判断与处理 、 真空相变加热炉加热装置—燃烧器 二、真空相变加热炉加热装置 燃烧器 1、结构、工作原理 、结构、 2、日常与定期维护保养 、 3、启停燃烧器操作 、 4、常见故障的判断与处理 、 三、真空相变加热炉的控制系统 1、工作原理 、 2、组成 、 3、主要功能 、 4、维护及注意事项 、
一、真空相变加热炉本体部分
1、结构、工作原理原理、型号说明 、结构、工作原理原理、 2、日常维护与保养 、 3、加热炉检查保养记录 、 4、停运 、 5、投运 、 6、常见故障的判断与处理 、
1、真空相变加热炉结构 、
1—盘管 2—本体 3—烟囱 4—烟箱 5—操作间 6—燃烧器 7—火筒 8—烟管 9—回烟室 10—防爆门
2、日常检查、维护与保养
1、液位计的显示真实、清晰 2、检查压力、温度仪表的有效期、显示是否正常 3、各仪表阀门的密封性 4、加热炉介质进出口压力及压差 5、加热炉要求添加软化水，定期对水质进行化验是否达标（每3~6 个月化验一次） 6、一年检查一次加热炉法兰连接处的垫片、O型密封圈有无破损、 炉体盘管管线及燃料管线的管道、阀门有无泄漏。如有及时更换 7、一年一次打开前烟箱观察对流受热面有无积灰，烟箱内保温是否 完好，尾部受热面是否存在腐蚀。 8、从人孔进入检查烟管焊缝、板边等处有无裂纹、腐蚀现象，根据 现场情况进行维护修理。锅筒内有无水垢、水渣等，必要时可进 行清理并排污。
真空加热炉设计要点
保护与控制 1、真空阀泄流面积按公式 2、真空阀泄放压力：小于0.03Mpa，微正 压 3、冬季严寒地区，应设操作间，以保证电 气控制元件的可靠性。 4、为防止可燃气体泄漏集聚，燃烧器进风 通道上设置可燃气体报警器，并与燃烧机、 排风设施控制连锁。
真空加热炉操作要点
煮炉 理论上，如果能保证锅筒内不含氧的条件下，煮炉是 不必要的，但是，运行过程中客观存在泄漏的风险， 所以我们要求新投产设备或酸洗后的设备要严格执行 煮炉的规定。 煮炉的目的：除锈、除污、表面钝化。 煮炉的方法：煮炉配方包括氢氧化钠和磷酸三钠，按 1：1比例配备，每吨水加4-6公斤药粉，无磷酸三钠 可用碳酸钠替代，数量为磷酸三钠的1.5倍，也可单 独采用碳酸钠煮炉，每吨水加6公斤。煮炉操作应缓 慢升温至90℃，调整到小火，稳定温度4小时，关火 冷却到60℃以下排水 。
型号的说明
□□－□/□/□－□ 燃料种类（Y/Q/YQ） 壳程压力(MPa) 管程压力（MPa） 管程介质 加热炉功率（kW） 加热炉型号
型号说明：
真空加热炉—VH；采暖真空加热炉—CWNS；天然气真空加热 炉—VHG； 加热炉功率：用四位数字表示，不足位时前面补零。 管程介质（即被加热的介质符号）： 原油—Y；污水—SY；天然气—Q；多种介质—DY；采暖水—SH。 管程压力： 被加热介质的设计压力，单位MPa；被加热介质为多种介质，则 此项不表示。 壳程压力： 单位MPa。此项不表示。（一般工作压力为－0.01MPa～ +0.02MPa。） 燃料种类： Q—天然气；Y—油；YQ—油气两用
真空加热炉的原理
在封闭容器的下端装载一定质量的 水，在封闭容器的上端设置被加热 工质的盘管，抽出容器内的空气， 容器内的介质只剩下水和饱和水蒸 汽两种介质，当容器内部温度低于 该海拔条件下水的沸腾温度时，内 部为负压状态。对容器的下端加热， 水温升高，迅速蒸腾，形成蒸汽， 蒸汽与上端的盘管换热，凝结成水 滴落入下部，继续被加热，如此循 环，形成动态平衡。
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真空加热炉维护要点
仪表与控制 减压稳压阀：膜片易浸油老化变形，影响减压稳压效果。 探针：探针表面长期接触火焰，易受污染，灵敏度降低或失效。 液位计：液位计翻板受沙尘、高温等影响，容易卡死，冬季液位 计可能受冻，可能失灵。 风压开关：长期使用测压孔容易堵塞，同时，这是一个较高灵敏 度的仪表，也容易损坏。 电磁阀：现场气质不够洁净，容易使得执行机构卡死，动作不到 位。 点火电极：点火电极容易受污染积炭，还可能发生塑性形变，火 花强度降低或不打火。
真空加热炉维护要点
密封 除真空阀需保持良好的密封效果外，外接的上水阀、 排水阀、仪表接头等处的密封效果也需检查。 检查方法 1、听，当负压形成后，这些接头处没有吸气的声音。 2、试，负压形成后，调整水浴温度上下限至极限差 值（5℃），经过较长时间运行，真空度不下降。 燃气管路系统的密封性能，直接影响生产安全，应定 期用发泡剂仔细检查。