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興罡石化設(shè)備

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行業(yè)新聞

爐管結(jié)焦的預(yù)防措施

作者: 興罡石化設(shè)備| 時(shí)間:2020-01-16 00:17:23 | 點(diǎn)擊次數(shù):

1 控制加熱溫度
單純加熱用的爐子,只要能滿足工藝過程的基本要求,應(yīng)盡量降低流體被加熱的溫度。降低流體溫度可采用降低爐子盤管系統(tǒng)壓力,向爐管注水蒸氣等方法。
對(duì)非單純加熱爐的焦化、裂化等裝置使用的“反應(yīng)型”加熱爐,首先,應(yīng)注意加熱溫度和加熱時(shí)間的關(guān)系。通常油品的溫度越高,則裂解速度越快,輕質(zhì)油收率越高,但反應(yīng)時(shí)間宜短。反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng),裂解反應(yīng)的焦質(zhì)物越多,所以必須對(duì)加熱反應(yīng)的過程進(jìn)行控制,盡量縮短在高溫區(qū)的停留時(shí)間。
設(shè)計(jì)這類爐子時(shí)必須了解管內(nèi)流體的熱解生焦特性。每種油品都有自己開始發(fā)生結(jié)焦的“臨界溫度”。一般油品越重,直鏈烷烴越多,結(jié)焦的“臨界溫度”越低,如圖所示。管內(nèi)油品的特性因數(shù)K值可綜合地表征油品的特性,圖4為K值與結(jié)焦溫度的關(guān)系。只要工藝和操作上允許,整個(gè)爐子盤管系統(tǒng)都應(yīng)控制在此溫度以下,這是防止焦炭生成的基礎(chǔ)。

結(jié)焦臨界范圍.jpg

2 處理好管壁溫度和熱強(qiáng)度的關(guān)系
焦層是在管內(nèi)壁表面上生成的,管壁溫度是影響焦炭生成速度的*基本的因素之一。由于介質(zhì)和管壁的接觸面存在一邊界層。如果介質(zhì)在邊界層內(nèi)的溫度或者管壁的溫度比管內(nèi)主流的溫度高,那么,高出多少主要取決于爐管的表面熱強(qiáng)度,也與內(nèi)膜傳熱系數(shù)等因素有關(guān)。為了防止結(jié)焦,對(duì)焦化爐或潤(rùn)滑加熱爐,不應(yīng)片面追求過于先進(jìn)的傳熱指標(biāo),而把輻射熱強(qiáng)度取得太高。煙道擋板生產(chǎn)廠家,零泄漏煙道擋板
3 提高管內(nèi)流速
足夠的管內(nèi)流速可提供將尚未固著的初期疏松焦層排出爐外所需的紊流的動(dòng)能,因此流速是使焦層脫落*基本的因素。為防止結(jié)焦,只要壓降允許而又造成沖蝕,應(yīng)盡可能采用高流速。這時(shí)內(nèi)膜傳熱系數(shù)也可增大,從而使管壁溫度減低,也有緩和結(jié)焦的作用。
4 管內(nèi)流態(tài)狀況
對(duì)水平管,結(jié)焦可能性大的流態(tài)是層流,在這種流態(tài)下氣、液兩相分開流動(dòng),管子的上部是氣體,下部是液體。較好的流態(tài)是噴霧流或環(huán)狀流。此時(shí)氣液相混,幾乎呈等流速。層流時(shí),焦層主要在管子上部的氣相上側(cè)形成,這是由于氣相上側(cè)排走結(jié)焦物的動(dòng)能不足,以及氣相的內(nèi)膜傳熱系數(shù)比液相小,管壁溫度局部升高的緣故。對(duì)垂直管,當(dāng)汽化率低時(shí),對(duì)于上升管,管內(nèi)的氣泡與液體速度基本相同,有個(gè)別氣泡上升速度可能稍快;然而不論上升還是下降,液相量總比汽相量大得多,所以爐管內(nèi)壁主要與液體接觸,上升管與下降管的傳熱阻力相近,管壁溫度相差不大。在中等汽化率下,上升流動(dòng)時(shí)由于存在氣、液兩相的密度差,蒸汽在管子的芯部快速上升,液相在管壁圓周呈膜狀上升;下降流動(dòng)時(shí)同樣由于氣、液的密度差,與上升流相反,液體在管芯高速下落,而蒸汽則沿管壁緩緩下降,在這種狀態(tài)下管壁主要與流速慢的蒸氣接觸,管內(nèi)膜傳熱系數(shù)顯著變小,管壁溫度會(huì)有相當(dāng)程度的升高,使下降管的氧化減薄量比上升管大。因大部分煉油化工管式加熱爐在中等汽化率下運(yùn)行,所以下降管的損壞較為突出。當(dāng)汽化率很高,液相成為噴霧狀,均勻地分布在氣相中時(shí),可以忽略重力的影響,上升管與下降管的流態(tài)基本相同,兩者的管壁溫度也大致一樣。

 

處理爐管結(jié)焦常用方法

通空氣燒焦

通空氣燒焦時(shí),加熱爐爐膛溫度控制為600℃。向爐管內(nèi)通入空氣,則爐管內(nèi)壁上的焦炭層就會(huì)燃燒起來,使焦炭層燒損而變得疏松,并有部分焦粉、焦塊剝落下來被尾氣吹出爐管外,同時(shí)爐管及焦炭層(天然氣或水煤氣)側(cè)噴入爐膛內(nèi)。在加熱爐爐管進(jìn)行燒焦時(shí),應(yīng)將加熱爐的進(jìn)料口與進(jìn)料系統(tǒng)用盲板隔離開。

通蒸氣破焦

爐管內(nèi)通空氣使焦炭層燃燒而使其升溫。當(dāng)有大量的蒸氣通入爐管時(shí),一方面蒸氣與赤熱的焦炭反應(yīng);另一方面造成爐管及焦炭層的快速降溫,使疏松的焦炭層受到收縮和膨脹的沖擊和蒸氣的沖刷,造成大量的焦粉、焦塊剝落被尾氣吹出爐管處。這時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制通入的蒸氣量和空氣量,使剝落下來的焦粉粒度不大于3mm,以防止?fàn)t管堵塞。
通空氣燒焦和通蒸氣破焦的過程交替反復(fù)進(jìn)行多次,便可使?fàn)t管內(nèi)壁的焦炭層完全剝落下來。使?fàn)t管內(nèi)壁變得潔凈如初,交替操作的次數(shù)和頻率可根據(jù)具體情況確定。

 

管式加熱爐爐管結(jié)焦,是加熱爐的重大安全隱患。為此,企業(yè)應(yīng)注重加熱爐的安全分析。分析研究的重點(diǎn)除了爐管安全分析外,還有爐墻安全設(shè)計(jì)、操作安全設(shè)計(jì)等,均構(gòu)成加熱爐的安全系統(tǒng)分析。

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