加热炉热力计算软件

中原油田原油为高凝点石蜡基原油,在油田油气集输过程中,水套加热炉就成为不可缺少的关键设备。加热炉的设计核心主要体现在其热力计算方面,所以利用计算机先进技术,采用可视化编程语言开发加热炉计算软件,改变以往的手工计算方法,大幅度提高计算精度和设计质量,缩短设计周期,提高加热炉设计水平,就成为摆在设计人员面前的一个头等大事。软件采用石油行业通用标准《火筒式加热炉热力与阻力计算方法(SY/T0535-94)》为数学模型进行计算,计算结果准确可靠。     

热管式常压水套加热炉研究与应用

1 加热炉热效率影响因素分析影响燃气加热炉热效率的因素有排烟损失、散热损失、化学未完全燃烧热损失和机械未完全燃烧热损失。一般来说 ,化学未完全燃烧热损失与机械未完全燃烧热损失之和低于 2 % ,影响燃气加热炉热效率的主要因素是排烟损失和散热损失。( 1)过量空气系数对燃气加热炉热效率的影响。过量空气系数主要影响排烟热损失 ,对于燃气加热炉 ,空气过量系数的正常范围应在 1 0 5～ 1 2 0之间 ,如果过大 ,进入炉膛的冷空气过多 ,空气带走的热量增加 ,并且进一步造成燃烧恶化 ,传热效果变差 ,使排烟损失进一步加大 ;如果过小 ,燃料缺…     

水套加热炉燃烧传热特性模拟研究

对水套加热炉燃烧传热特性进行了模拟研究,利用数值方法模拟了水套加热炉火筒内天然气燃烧过程,分析了火筒和烟管内温度场的分布规律及不同壁温下火筒、烟管和烟囱的温度变化趋势。分析表明,该水套加热炉火焰主要集中在火筒中后部,烟管与管板连接处属于压力薄弱区易烧穿,应采取措施,提高排烟温度,避免后烟箱腐蚀穿孔。     

立式圆筒加热炉运行数值模拟

加热炉在正常运行的情况下,影响其热效率的主要因素是排烟热损失和散热损失,其中排烟热损失占到加热炉总能量损失的80%以上,是影响加热炉热效率的最敏感因素。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和过剩空气系数。经测算,空气系数每增加10%或排烟温度每增加20℃,加热炉热效率可降低1%。以胜利油田某立式圆筒加热炉为研究对象,采用数值模拟的方法对其热力性能进行研究,分析过剩空气系数变化和排烟温度对注气锅炉内温度场、热效率和NOx生成量等指标的影响。结果表明:当过剩空气系数为1.05,排烟温度为130℃,内壁反射率为0.4时,加热炉达到最优工况。     

加热炉空气过剩系数优化方法

大庆油田有多套原油稳定装置，均采用立式圆筒加热炉为原油加热，该种加热炉在运行过程中普遍存在过剩空气系数偏大，能耗较高、热效率偏低又不易解决的难题。但通过控制炉膛烟道档板开度将炉膛负压调节在一定范围，就可提高加热炉运行效率，经济效益非常显著。对于新型加热炉可选用测量烟气中的含氧量装置，直接计算出过剩空气系数来自动控制烟道档板，从而控制空气的进入量，使过剩空气系数始终在标准规定的规范内，排烟温度得以有效地降低，提高加热炉的热效率。     

圆筒型管式加热炉的试验及纯辐射传热模型的考核

本文对一圆筒型原油常压加热炉的性能进行了较为全面的标定,得到了一套可资比较的数据,包括管内的物料性质、流量、燃料量、过剩空气系数等操作数据,以及炉内烟气温度分布等,为理论研究提供了可以比较的基础。另外,本文还考虑到在低环流强度下,对流传热量所占比例较小,故采用纯辐射Monte-Carlo 传热模型对该炉进行了计算,计算结果与标定值基本吻合.     

新型石墨空气预热器试验研究

炼油装置加热炉排烟温度最优值在90℃左右,由于低温露点腐蚀的限制,目前加热炉排烟温度为120~150℃,达不到最优值。不透性石墨具有耐腐蚀性能强、导热系数大、表面不易结垢等特性,由其制成的空气预热器特别适用于露点温度以下的烟气余热回收。利用不透性石墨自行研制了一台热负荷为32.8 k W的新型空气预热器,并通过热态试验研究了新型石墨空气预热器的阻力特性、传热性能及耐温密封性能。试验表明,在适宜的流速范围内,新型石墨空气预热器的综合性能能够满足加热炉跨越低温腐蚀障碍、回收低温烟气余热、提高热效率的要求。     

玻璃管空气预热器的应用情况

为更有效地回收加热炉、锅炉排烟余热,且能防止因烟温降得过低,而导致预热管的露点腐蚀问题,近年来,国内外正在研究应用耐腐蚀性能好的玻璃管或塑料管热回收预热器,作为低温段或后段热回收设施。 例如,法国埃尔夫公司新建的东日炼油厂蒸馏装置,四座加热炉的对流段出口,设置了钢管—铸铁管—玻璃管三组固定式空气预热器,从而使加热炉燃用含硫燃料,在烟气含硫6％的情况下,排烟温度也达到160～170℃。最近,该公司还在开发研究耐腐蚀的涂塑钢管和全塑料管,这些耐腐蚀的     

香港终端天然气加热炉节能分析

天然气加热炉采用中间载热介质间接加热的方式,是石油天然气生产的主要耗能设备之一。为了节能降耗、提高加热效率,结合香港终端加热炉实际工况,分析天然气加热炉目前存在的缺点。提出对加热炉燃烧系统进行优化控制,通过采用烟气含氧量检测技术并计算空气过剩系数、采用交叉限幅燃烧控制、空燃比设定值稳定控制、空燃比优化、降低排烟温度、对加热炉火管表面喷涂高辐射高效节能涂料以改善加热炉火管的辐射传热效率等措施,可望实现节能降耗和提高天然气加热炉效率的目的。     

空气预热器防腐蚀措施探讨

锦州石化分公司二套常减压蒸馏装置的加热炉原设计排烟温度较低(120℃),致使空气预热器露点腐蚀严重.1999年通过采取减少低温段排管密度、减少换热面积的措施对加热炉进行了更新改造,使常减压加热炉的设计排烟温度分别提至160℃和180℃,并要求设计烟气流速为9.0～11.5m/s,以减缓露点腐蚀和积灰.与此同时,采取了控制过剩空气系数,降低烟气中的水蒸气分压,采用高效节能燃烧器及将换热器材质改为ND钢等措施,使加热炉的热效率提高到86%以上,预热器的使用寿命达到了4年以上.     

新型陶瓷空气预热器开发与应用

应用流体动力学模拟软件CFX对陶瓷蜂窝空气预热器进行了数值模拟和结构优化,确定烟气侧流体通道(流道)孔径为20 mm、空气侧流道孔径为15 mm的空气预热器性能最优。通过热态试验研究了新型陶瓷空气预热器的传热、阻力、密封和耐温性能,确定了陶瓷空气预热器的最佳运行工况:空气流道流速13～17 m/s,烟气流道流速10～15 m/s;换热系数26～30 W/(m~2·K);空气侧压力降300～750 Pa,烟气侧压力降200～500 Pa。在中石化某分公司400 kt/a酮苯加热炉的工业应用表明,新型陶瓷空气预热器能够实现加热炉烟气余热深度回收,突破了烟气露点腐蚀的障碍,加热炉排烟温度降至84℃,热效率提高到94.17%,投资回收期10.5个月。     

加热炉预热器积灰在线水洗除灰效果分析

精对苯二甲酸装置热媒炉空气预热器烟气侧热管翅片发生烟气灰分堵塞,不仅严重影响热管的换热,造成进炉子的空气温度低,而且导致热媒炉烟气排不出进而造成炉膛正压,生产装置需要降负荷,形成极大的安全隐患.在燃油品质无法改善的前提下,经过分析计算,在保持原系统不变的前提下,采取增加热烟气与冷空气混合降温排烟的旁路系统,较好地解决了加热炉存在的安全隐患.此项措施具有独创性,每年可产生效益80万元以上.     

耐腐蚀石墨空气预热器结构优化研究

露点腐蚀是加热炉金属材料空气预热器面临的一个难题,改性酚醛石墨材料具有良好的耐硫酸腐蚀性和传热性能,能够有效地解决排烟温度降低带来的空气预热器硫酸露点腐蚀问题。利用CFX模拟软件对耐腐蚀石墨空气预热器的结构参数进行优化研究,分析传热流道孔径对石墨空气预热器阻力、传热特性的影响。计算结果表明,烟气侧传热流道孔径25 mm,空气侧传热流道孔径16 mm的石墨空气预热器结构性能最佳。     

空气喷嘴对直流式加热炉弥散燃烧影响的数值研究

通过三维数值模拟研究了直流式加热炉弥散燃烧的性能,以将该技术推广到炼化管式加热炉。采用涡耗散概念模型(EDC)并耦合反应机理DRM-19模拟炉内甲烷燃烧,模拟结果与测量值吻合良好。详细研究了空气喷嘴分布直径(D),空气喷嘴直径(d),空气喷嘴数量(N)及空气预热温度(Tair)对炉内流场,温度场,组分场和CO、NO污染物的影响。结果表明,根据H2CO和OH浓度分布,炉内分为中心射流区、点火区、燃烧反应区和高温烟气区等4个区域。随着D增加,在加热炉上游,中心射流能卷吸更多烟气,但在加热炉下游,D的影响并不明显;随着d减小或Tair增大,空气射流动量增大,能卷吸更多烟气;N对炉内参数的影响主要集中在燃烧器出口附近。减小d或者增加N均能强化辐射室传热并减少排烟损失;在多数情况下,烟气中CO浓度小于50 ppm,NO小于10 ppm。     

火筒式加热炉烟管的优化设计

对火筒式加热炉烟管结构形式及热力计算进行了分析,提出了加热炉烟管结构形式中,螺纹烟管在强化传热的同时增加了烟风阻力,在烟风阻力要求不高的情况下可采用螺纹烟管,烟管的管径和流速对传热效果影响较大,应控制在合理的范围内。     

新型石墨空气预热器性能研究

目前炼油企业加热炉排烟温度为120~150℃,受低温露点腐蚀的限制,无法进一步回收烟气低温余热。不透性石墨具有耐腐蚀性能强、导热系数大、表面不易结垢等特性,由其制成的空气预热器特别适用于露点温度以下的烟气余热回收。利用不透性石墨材料自行研制了一台热负荷为32.8kW的新型石墨空气预热器,并通过热态试验研究了新型石墨空气预热器的阻力特性、传热性能及耐温密封性能。试验表明,在适宜的流速范围内,新型石墨空气预热器的综合性能能够满足加热炉跨越低温露点腐蚀障碍,回收低温烟气余热,提高热效率的要求。     

炼油加热炉用新型陶瓷空气预热器结构优化模拟研究

低温露点腐蚀已成为降低排烟温度、提高加热炉热效率的主要障碍,炼油企业现有的空气预热器在露点温度以下运行很快就会失效,无法进一步回收烟气余热。选取具有高强度、耐腐蚀性能强的莫来石陶瓷作为耐低温露点腐蚀空气预热器的材料,利用CFX模拟软件对陶瓷空气预热器的结构进行优化计算,深入分析方孔尺寸对陶瓷空气预热器阻力、传热特性的影响。模拟结果表明,烟气侧方孔尺寸为15mm,空气侧方孔尺寸为12.5mm的陶瓷空气预热器结构性能最佳。     

萨中油田加热炉防烧损技术

燃气辐射管技术是利用天然气自身能量引射空气使天然气在辐射管内燃烧,该技术以漫辐射方式将热量辐射到火筒内表面,以降低火筒局部热流密度,同时还可降低辐射管出口处的烟气温度,安装燃气辐射管后可使加热炉炉效提高2.8％;防超温安全监测保护装置具有监测炉内温度、报警及控制功能,可有效保证炉管不超温运行,从而避免烟火管的烧损.建议油田在新建或大修加热炉时推广应用燃气辐射管技术及防超温安全监测保护技术.     

加装烟气旁通管路提高加热炉排烟温度的效果分析

某条管道燃气加热炉运行时发现排烟温度过低只有30℃左右且烟气水含量高,容易造成预热器、烟道、烟囱等腐蚀严重,存在设备寿命下降且运行风险增加的问题。为解决该问题,在加热炉烟道出口处加装一条旁通管路,冷空气不经过空气预热器预热,直接进入燃烧室与天然气混合燃烧,减少烟气热交换损失,预计提高排烟温度到90℃,保证加热炉安全运行,减少腐蚀。该技术改造简单实用,对设备的影响小,通过对旁通开和关两种状态下进行对比测试和分析,发现排烟温度提高明显,可以为相关设备改造提供参考。     

联合站加热炉和泵机组的效率测试

加热炉热效率采用正平衡法或反平衡法进行测量,目的是测试加热炉的各项参数,再利用这些参数采用正平衡法或反平衡法计算加热炉热效率。鉴于联合站加热炉过剩空气系数过大(平均为2.77),结合各加热炉实际情况,通过合理地调节风量,使加热炉的过剩空气系数达到最佳,降低能量损耗。在加热炉运行时必须保证吹灰设施正常工作,并增加对流管面积,缩小进料介质与排烟之间的温差,降低排烟温度。泵机组采用功率法测试其效率,泵机组测试应在正常生产的实际运行工况下进行,测量时应保证运转稳定。