热媒炉JZ中的应用

化纤专栏热媒炉在聚酯装置中的应用

许长江

(洛阳石油化工总厂,河南洛阳　471012)

摘　要:介绍了瑞士BERTRAMS公司制造的在洛阳聚酯装置中使用的热媒炉的结构、开停车操作过程及其运行过程中的改造,为该类型设备的使用提供一定的经验。

关键词:聚酯;热媒炉;结构;改造

中图分类号:T Q342.22 文献标识码:B 文章编号:1003-3467(2002)12-0022-02

热媒炉是聚酯装置主工艺两条生产线和长、短丝生产线上关键的供热设备。它将冷态热媒加热后,通过管道输送到装置中的各使用点。热媒炉能否平稳运行,直接关系到聚酯产品的产量和质量。1　热媒炉的结构

热媒炉是瑞士BERTRAMS公司制造的,洛阳聚酯共有3台。热媒炉由炉体、炉盖、燃烧器、盘管、裙座以及其它附属设备组成,结构紧凑,采用重油喷雾燃烧,内外两层盘管形成辐射段和对流段,将炉管内流动的热媒加热到所需的工艺温度,进入闪蒸罐闪蒸成气相热媒后送用户使用,热效率较高。

1.1　炉体

炉体由6mm厚的耐热钢板卷制焊接而成。炉壁、炉底和炉顶都衬有保温材料,以减少散热。为了支撑炉壁保温层,在炉壁外焊有支撑圈,保温棉外包铝皮。

1.2　燃烧器

燃烧器的作用是将燃料油雾化后在炉膛内形成稳定的燃烧状态。它的性能、结构、安装位置和尺寸大小都对热媒炉的热效率、盘管的热强度和受热的均匀性有着直接的关系。1054BNFV型热媒炉选用的燃烧器是德国E LC O-KI OCK NER公司制造,型号为RPD70SE D,燃烧器为上置式,它主要由油枪、引火枪、调风器组成。

1.2.1　油枪RPD70SE D燃烧器采用32H A-S AC-E 油枪,油枪的关键部件是喷嘴。32H A-S AC-E油枪采用32-Y-70-8-7型喷嘴。32S AC型燃烧器喷枪是与32-Y型压缩空气/蒸汽喷嘴配套使用的,内部装有针阀,压缩空气用于操作针阀。在预冲洗期间,32-R型换向板固定在关闭位置的中心孔内,油通过燃烧喷枪循环,在油开始通过喷枪循环时,蒸汽和点火系统做好准备,在点火时一旦有火焰产生,压缩空气立即打开针阀,喷枪的油停止循环,燃料油开始燃烧。

1.2.2　引火枪引火枪型号为ZT O-120M,采用丙烷气作引燃气。管子长度1200mm,发热量为120kW,火焰长度600mm。主要零件有点火变压器、点火器管、燃气管、喷嘴和电极支持环。引火利用系统产生的5000V直流高压电点火。引火火焰监视利用离子化电极监视火焰,离子化电极陶瓷绝缘温度不得超过500℃,否则会引起故障短路。

1.2.3　调风器调风器是决定燃烧好坏的主要设备,其作用是供给油燃烧时足够的空气,并形成有利的空气动力场,使空气与油雾充分混合,并在低过热空气下易于着火,并可控制燃烧的火焰柱大小、火焰长短、形状的稳定,以使之达到在任何情况下,合理控制空燃比,保证燃烧良好。调风器安装在空气预热器出口管道上,用离心式风机强制通风,它是由二个伺服电机控制轴上的一、二次风门和一组可手动调节的旋流叶片组成。另外,炉子还配有自动点火装置和火焰监测器等。

1.3　炉盖

炉盖由盖板和7块扇形板组成,盖板用普通螺栓与炉体法兰连接,以石棉绳为密封材料。

1.4　盘管

在炉盖下方1m处为炉内盘管的起点和终点处。热媒进口分配管和出口汇总管是相对的。盘管共有5根,容积12310L。

2　热媒炉开停车

2.1　首次开车

收稿日期:2002-08-30

作者简介:许长江(1975-),男,助理工程师,从事化工设备的管理及维护,电话:(0379)6917754。

首次开车是指新建装置或检修后首次点炉操作,具体包括以下步骤:①吹扫、试压、气密和设备检查阶段。本系统吹扫和试压主要包括燃料油系统、雾化蒸汽系统和热媒循环系统,吹扫、试压有贯通管线,检查管线和设备质量的作用,吹扫、试压完毕后进行气密试验,热媒系统需做正压气密试验和负压气密试验检查。②热媒的填充及冷态循环。冷态循环的目的是排气和除去管道内的杂物,循环至较细滤网不堵为止,然后更换成正常的滤网。在冷态循环过程中,检查系统有无漏点,若无漏点即可进行管线的保温,焊缝、弯头部位可预留检查。③热媒炉启动。④热媒炉点火成功后,逐渐提高负荷,控制升温速度,脱除热媒中的水分。⑤将热媒炉负荷调至最低,缓慢升温,升温速度控制在5～10℃/h。当热媒温度120℃时,恒定一段时间后,分析水含量,合格后继续升温。在热媒温度达到180℃、250℃、330℃时,恒定一段时间,然后进行热紧。升温时要随时监视液位变化,并检查有无漏点,尤其要注意管线受热膨胀后是否变形,是否有膨胀空间,以免因膨胀而发生管线扭曲、撕裂现象。

2.2　热媒炉正常开车

故障引起热媒炉报警停炉后,应认真查找原因,并迅速排除故障;然后,启动点火程序,重新点炉。2.3　热媒炉停车

在正常情况下,随着主工艺用气量的逐渐减少,热媒炉负荷逐渐减至最低,然后停运热媒炉。热媒炉停运后,热媒循环泵继续运行,当热媒炉出口温度低于250℃时,停热媒循环泵,热媒系统自然降温。然后停运燃料油系统。由于热媒的装填量较大,所以热媒主要盛装在各罐中而不进行排放。

3　注意事项

一般来讲,热媒炉操作正常表现在炉出口温度稳定在一定的范围内,炉子处理量高,燃料耗量少和过剩空气系数低,并且能安全、长周期运转。在正常操作状态下,燃料油与空气混合充分后才能完全燃烧,在炉膛内呈以下现象:炉膛明亮,火苗齐,火焰短,下扑炉管,燃烧稳定,火焰呈黄白色,烟囱排烟呈无色或淡蓝色。影响正常操作的因素有:

3.1　燃料

燃料带水时,因为水分在炉内高温下突然汽化为水蒸气,消耗了热量,降低了火嘴温度,汽化后的气流又干扰火焰,致使火焰跳动,甚至熄灭,所以燃料中的水分必须脱除。燃料油的粘度过高,雾化不好,造成燃烧不完全,表现在炉内雾气大,烟囱冒黑烟,燃料油泵压力升高,甚至出现火嘴处结焦。

3.2　雾化蒸汽压力及用量

雾化蒸汽压力过小,雾化就不好,燃烧不完全,火嘴处易结焦,烟囱冒黑烟;雾化蒸汽量大,雾化好但容易断火,同时带走热损失也多。因此雾化蒸汽压力必须适当。

3.3　入炉空气量

在其条件不变的情况下,入炉空气量大,燃烧后烟气量增加,带走的热损失多,使炉膛的温度降低,炉子热效率降低。同时会导致炉管在炉内高温下氧化剥皮,缩短炉管的使用寿命。入炉空气量小,燃料油燃烧不完全,烟囱冒黑烟,加热炉热效率降低。

3.4　热媒的循环量

进料量变化破坏了炉内原有的热量平衡,从而使炉温度波动。进料量大时,炉出口温度低,进料量小时,炉出口温度高,进料量中断时,炉出口和炉膛温度大幅度地急剧上升,如果不及时处理会使炉管结焦,严重时炉管会过热甚至烧穿。另外,在操作中要注意各盘管内热媒流量均匀,如果分配不平衡会使流量小的炉管遭受高温损害,产生结焦甚至烧坏,同时也使炉温控制困难。

4　热媒炉运行以来出现的问题及改造

4.1　炉子风机在低负荷下发生喘振现象

热媒炉在开工期间,在低负荷下运行时,风机出现喘振现象,风机出口管线振动很大。针对这种现象,我们将低负荷下热媒炉的风门和油门开度适当上调,消除了风机喘振现象。

4.2　烟囱冒黑烟

热媒炉在运行一段时间后,烟囱冒黑烟,经检查是由于风机入口空气滤网堵塞造成空气供给量不足。对风机入口空气滤网进行了改造,方便拆卸,利于定期对滤网进行清洗,保证热媒炉的正常运行。

4.3　解除燃料油温度低报联锁

由于热媒炉对入炉的燃料油温度有一定的要求,造成燃料油温度低于设定值后,燃料油在点火前不通过油枪循环而无法点炉。为此我们将燃料油低报联锁摘除,使燃料油在温度低时也能在油枪内循环,从而保证了点炉的成功率。

4.4　火焰监测器误报警,造成停炉

针对这一问题,我们在火焰监测器上安装一块电流表,根据电流情况决定是否对火焰监测器进行清洗,解决了因火焰监测器误报警而造成的停炉事故。另外将热媒循环泵出口管线支架换成管托,保证了装置的平稳运行。