油田加热炉设计要素及技术发展

油田加热炉设计要素及技术发展

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!设计计算#

油田加热炉设计要素及技术发展

景　深Ξ

　刘明革

(大庆油田有限责任公司油田建设设计研究院)

　　摘要　根据实际工作经验,以管式加热炉为例,分析了炉膛体积发热强度、炉管表面热强

度、辐射室排烟温度、对流室排烟温度、炉管内流速、烟气流速、压力降和热效率等影响加热炉设计和选用的8个要素,讨论了表面热强度的确定与传热面积计算,以及加热炉设计性能的综合评判及加热炉优化设计的技术发展方向。值得注意的是,在优化设计加热炉时,除了考虑性能指标外,还要考虑环境保护指标、安全指标和经济性指标。　　主题词　油田设备　加热炉　设计要素　　加热炉是油田常用设备之一,因工艺计算和结构型式都比较复杂,从而给正确选用和合理设计带来了困难。笔者根据实际工作经验,以管式加热炉为例,对油田加热炉设计要素及技术发展作一些分析和探讨。由于管式加热炉是在普通加热炉基础上设计的比较特殊的一种炉型,只需对它分析研究,其结果对普通加热炉也具有适用性和指导作用。

加热炉设计要素

11炉膛体积发热强度

燃料燃烧的总发热量除以炉膛体积,称为炉膛体积发热强度,简称体积热强度,它表示单位体积的炉膛在单位时间里燃料燃烧所发出的热量。炉膛大小对燃料燃烧的稳定性有影响,如果炉膛体积过小,燃烧空间不够,火焰容易舔到炉管和管架上,炉膛温度也高,不利于长周期安全运行,因此炉膛体积发热强度控制在41186万kJ /(m 3・h )以下。

21炉管表面热强度

炉管单位表面积(一般按炉管外径计算表面积)在单位时间内所传递的热量称为炉管表面热强度,也称热通量或热流率、热流密度,它表示炉管传热强度(能力)的大小。实际上炉内各部位受热

并不一样,不同炉管以及同一根炉管上的不同位置的局部热强度都不相同,所以表面热强度指的是炉管的平均值。一台炉子的平均表面热强度究竟多少为宜,这与许多因素有关,如管内介质的特性、介质流速、炉型、炉管材质、炉管尺寸、炉管的排列方式等。辐射室与对流室的炉管表面热强度相差很大。

31辐射室排烟温度

辐射室排烟温度指烟气离开辐射室进入对流室的温度,它表征炉膛内烟气温度的高低,是操作中的重要控制指标。辐射室排烟温度高,说明辐射室传热强度大,若辐射室排烟温度过高,火焰太猛烈,容易烧坏炉管与管板等。从长周期安全运转考虑,一般把辐射室排烟温度控制在850℃以下,但烃蒸气转化炉、乙烯裂解炉等除外。

41对流室排烟温度

对流室排烟温度指烟气离开对流室进入烟囱的温度,它表征对流室内烟气温度的高低,直接影响烟气离开烟囱时带出热量的多少,是炉子设计和选用的一个重要参数。对流室排烟温度高,烟气带出的热量多,不利于热效率的提高,但对流室排烟温度过低也不好,容易产生低温露点腐蚀。在没有相应的防腐措施时,排烟温度必须保证低温段受热面的管壁温度

62　　　　　　　石　油　机　械2001年　第29卷　第2期

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景　深,高级工程师,生于1945年,1969年毕业于东北石油学院矿机专业,现从事机械设计及技术管理工作,任副总工程师。本刊编委会委员。地址:(163712)黑龙江省大庆市。电话:(0459)5902755。

(收稿日期:2000-05-11)

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