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摘要：加热系统是转油站运行的一个关键环节，加热系统运行的优劣主要取决于加热炉。本文通过对加热炉燃烧器的运行状况和调节运行参数进行研究以及分析加热炉常见故障，论述了提高加热炉运行效率的方法，这既保障系统的高效运行，又达到节约能源的目的。
关键词：加热炉；效率；
1 引言
苏嵯原油长输管线位于内蒙古呼伦贝尔大草原，起点为苏一联合站，末点为嵯岗转油站，管径为φ219×12mm，全长88.9km，输送介质为原油，于2009年8月26日建成投产， 全线共三座输油站，分别是苏一热泵首站、中二加热站、嵯岗转油总站。采用加热输送的运行方式， 苏嵯原油管道担负着海塔油田生产原油的输送任务，称为油田“生命线”。为了确保原油安全平稳集输，提高原油输送温度，中间热泵站安装2座燃油热水加热炉型号为JM-FTX1700-Y.S/10，1.6-Y相变加热炉，额定工作压力0.08. 容积11立方米：配用奥林燃烧器，型号：RP-300M以及换热器型号：HRQ2200-10，1.6/1-5.5/76-11-I。常压。换热面积142平方米。加热炉使用初期，经常出现火嘴结焦，排烟温度不稳定，冒黑烟以及火焰不规则、火焰脉动、高含水停炉、手动控制炉温时因来油量不稳定造成能源过度消耗、烟囱内积灰严重，与冷凝水结合后腐蚀严重等问题，影响正常平稳运行。
2 加热妒的作用
加热炉在生产工艺过程中作用是：利用燃料在炉内燃烧时产生高温火焰与烟气的热能加热炉管中高速流动的物料，使其达到后续工艺过程所要求的温度或在炉管中进行化学反应。在加热炉炉管内流动的液体或气体通常是高温、高压、易燃、易爆的烃类物质，大多数被加热介质易在炉管内结焦，炉膛温度和物料温度的控制要求精，加热方式为直接受火式；主要燃料为易燃易爆的液体或燃料；危险性大且操作条件苛刻，长周期连续运转。所以，加热炉在石油化工生产中占有举足轻重的地位。
3 加热炉运行现状及问题分析
加热炉安装投运后，跟踪调查一段时间发现存在以下几个问题：（1）结焦严重。（2）排烟温度高。（3）烟管结灰垢速度快。（4）油耗高。（5）热效率低。
3.1 雾化器各部件不匹配
雾化器由油嘴，雾化片，火筒，旋风板构成。具有一定压力和温度的燃料油，通过油嘴，被雾化成细小颗粒，进入炉膛。燃烧时新的空气通过旋风板也进入炉膛，与油滴混合形成油气，开始燃烧。
油嘴：油嘴直径的大小，影响雾化的质量。进入油嘴的油压是一定的，油嘴过细，雾化压力大，雾化角大；油嘴过粗，雾化压力小，雾化角小。另外在多次清焦中发现火筒及炉膛壁结焦严重，可能是油嘴过细，雾化角变大，喷附在火筒及炉膛壁上，形成结焦。
雾化片：雾化片孔径过细，雾化角大，炉膛易结焦；过粗，减小雾化角，油滴颗粒大，燃烧不充分。从结焦情况分析，雾化空偏小。
火筒：火筒的直径和长度要与雾化角相匹配，从火筒结焦严重上来分析，可能是火筒直径小，长度大，阻止了雾化油器的喷出。
旋风板：空气经过旋风器作旋转运动，与油滴充分混合，达到经济而又稳定的燃烧。
从以上分析可知，雾化器由油嘴，雾化片，火筒，旋风板组成，四个主要部件的配合程度决定了雾化器的雾化质量。
综上所述，对雾化器的部件作了调整：① 更换了大直径的油嘴。更换油嘴后，进入雾化器压力降低，雾化角变小。② 我们将孔径为1.6mm的雾化片更换为1.8mm，更换大孔径的雾化片同样也减小了雾化角。③加粗了火筒直径，减小长度，更换大风量旋杯式的旋风器，使之得到最好的雾化效果。
3.2 燃油压力低
燃油的压力影响雾化器的雾化质量，雾化质量的好坏直接关系到燃料的燃烧程度，从而决定加热的效率。据加热炉说明书介绍，此台加热炉燃烧器的雾化压力保持在2.0-3.0MPa，就能达到良好的雾化效果。为此，在保持压力在0.8MPa 左右运行一段时间后发现炉膛结焦严重，这是因为压力保持在0.8MPa 是针对加热炉燃用稀油或重油时而言，而我们的燃料为原油，应该提高雾化压力。现场试验证明，将燃油压力逐步提高，在燃油压力提高到2.4Mpa后，排烟温度能够控制在130℃左右，雾化效果最好。
3.3 燃油温度
燃油温度的高低，决定燃油的粘度，原油的粘度决定雾化质量，粘度大，油喷嘴出力降低，不易雾化，但油温达到一定数值后，粘度变化很小，雾化质量改善不多，能耗增加，所以油温过热也不合适。
4 问题处理途径探讨及效果评价
燃料油罐中的燃油经油泵提压至0.18-0.22MPA，风油比为6：4，进入炉前电加热器加热，进入炉膛雾化燃烧。燃油在储油罐中的温度仅在35-45℃左右，显然不能满足燃油加热的要求80℃，燃料油罐进罐原油温度为首站来油进站温度，如采取燃料油罐加热方式，油蒸气浓度升高会从油罐顶部呼吸阀对外散发（加热炉燃烧间距燃料油罐直线距离不足40米），存在安全隐患，因此采用多次加热来提高燃油温度的方法，经20KW的电加热器加温后，温度在75-80℃左右，来提高燃料油温度；利用奥林燃烧器自带12KW电加热器对燃油进行再次加温，确保了燃料油温度的恒定；使用自动加热控制系统实现燃料油温度低于75℃，自动打开电加热管进行加热，高于80℃，自动关闭电加热管，实现加热温度定在70-85℃之间。运行了一段时间后发现，雾化质量得到了明显的改善。
主要表现在：一是油嘴结焦速度减慢：措施实施前，平均每15-30天油嘴结焦一次；实施后共运行101 天，油嘴未发现结焦；二是烟管清灰频率减慢：经统计运行的101 天中，平均每2月清灰一次，可保证正常运行；三是排烟温度降低： 2013 年1 月份平均排烟温度在150℃，多次加热实施后，排烟温度降至130℃左右；四是油耗降低：实施前运行20 天，平均耗油2.15吨/日；措施实施后，日平均耗油仅1.79吨。五是效率提高，在日油耗减少的同时，加热炉的出口油温由75℃提高到目前的80℃，加热炉效率明显提高，达到了设计热效率。
5 加热炉常见故障分析与对策探讨
5.1火焰不规则
在单个火嘴上，火焰不规则表现为火焰焰形不对称，在多火嘴上，当每个火
嘴在相同燃料压力和相同空气量时，火焰大小不齐，不规则火焰会使炉管产生局部过热点。火焰不规则的原因有：①燃烧过程中燃烧空气不足，致使火焰在燃烧室内寻找额外的空气，②火嘴喷嘴安装位置和方向有误；③火嘴喷嘴孔口局部堵塞或腐蚀，改变了火焰方向，④火道砖损坏改变了火焰方向；⑤各火嘴的燃料压力或空气压力不同。不规则火焰出现后，操作人员应充分考虑寻找大原因，及时调整，使问题得到解决。
5.2 油枪漏油
燃料油在雾化效果不好或燃料油直接喷到火道砖的侧面时易造成油枪漏油。造成油枪漏油的原因有：①喷嘴安装位置偏低或长度不够，燃料油喷到火道上；⑦喷嘴孔口局部堵塞或腐蚀，使燃料油喷出角度过大，喷到火道砖上；⑦燃料油油温低，粘度高、油汽比不合理，造成燃料油雾化效果不佳，喷出油滴过大；④油枪枪头密封不严，漏油。发现油枪漏油后，应首选捡查油枪的安装位置，燃料油在火嘴处的温度和油汽比。调整处理后，问题得不到解决，可停下油枪，检查油枪孔口的清洁度，检查油枪的尺寸和孔口的腐蚀情况，如有问题及时更换新油枪。
6 结论与认识
对加热炉燃烧器和运行参数的改良，改变了加热炉频繁清焦、频繁维修和油耗大、燃烧效率低的状况，并通过分析加热炉常见故障，探索解决途径，取得了较好的经济效益。
参考文献
[1]秦裕现主编.炉内传热.北京：机械工业出版社，1992
关键词：加热炉；效率；
1 引言
苏嵯原油长输管线位于内蒙古呼伦贝尔大草原，起点为苏一联合站，末点为嵯岗转油站，管径为φ219×12mm，全长88.9km，输送介质为原油，于2009年8月26日建成投产， 全线共三座输油站，分别是苏一热泵首站、中二加热站、嵯岗转油总站。采用加热输送的运行方式， 苏嵯原油管道担负着海塔油田生产原油的输送任务，称为油田“生命线”。为了确保原油安全平稳集输，提高原油输送温度，中间热泵站安装2座燃油热水加热炉型号为JM-FTX1700-Y.S/10，1.6-Y相变加热炉，额定工作压力0.08. 容积11立方米：配用奥林燃烧器，型号：RP-300M以及换热器型号：HRQ2200-10，1.6/1-5.5/76-11-I。常压。换热面积142平方米。加热炉使用初期，经常出现火嘴结焦，排烟温度不稳定，冒黑烟以及火焰不规则、火焰脉动、高含水停炉、手动控制炉温时因来油量不稳定造成能源过度消耗、烟囱内积灰严重，与冷凝水结合后腐蚀严重等问题，影响正常平稳运行。
2 加热妒的作用
加热炉在生产工艺过程中作用是：利用燃料在炉内燃烧时产生高温火焰与烟气的热能加热炉管中高速流动的物料，使其达到后续工艺过程所要求的温度或在炉管中进行化学反应。在加热炉炉管内流动的液体或气体通常是高温、高压、易燃、易爆的烃类物质，大多数被加热介质易在炉管内结焦，炉膛温度和物料温度的控制要求精，加热方式为直接受火式；主要燃料为易燃易爆的液体或燃料；危险性大且操作条件苛刻，长周期连续运转。所以，加热炉在石油化工生产中占有举足轻重的地位。
3 加热炉运行现状及问题分析
加热炉安装投运后，跟踪调查一段时间发现存在以下几个问题：（1）结焦严重。（2）排烟温度高。（3）烟管结灰垢速度快。（4）油耗高。（5）热效率低。
3.1 雾化器各部件不匹配
雾化器由油嘴，雾化片，火筒，旋风板构成。具有一定压力和温度的燃料油，通过油嘴，被雾化成细小颗粒，进入炉膛。燃烧时新的空气通过旋风板也进入炉膛，与油滴混合形成油气，开始燃烧。
油嘴：油嘴直径的大小，影响雾化的质量。进入油嘴的油压是一定的，油嘴过细，雾化压力大，雾化角大；油嘴过粗，雾化压力小，雾化角小。另外在多次清焦中发现火筒及炉膛壁结焦严重，可能是油嘴过细，雾化角变大，喷附在火筒及炉膛壁上，形成结焦。
雾化片：雾化片孔径过细，雾化角大，炉膛易结焦；过粗，减小雾化角，油滴颗粒大，燃烧不充分。从结焦情况分析，雾化空偏小。
火筒：火筒的直径和长度要与雾化角相匹配，从火筒结焦严重上来分析，可能是火筒直径小，长度大，阻止了雾化油器的喷出。
旋风板：空气经过旋风器作旋转运动，与油滴充分混合，达到经济而又稳定的燃烧。
从以上分析可知，雾化器由油嘴，雾化片，火筒，旋风板组成，四个主要部件的配合程度决定了雾化器的雾化质量。
综上所述，对雾化器的部件作了调整：① 更换了大直径的油嘴。更换油嘴后，进入雾化器压力降低，雾化角变小。② 我们将孔径为1.6mm的雾化片更换为1.8mm，更换大孔径的雾化片同样也减小了雾化角。③加粗了火筒直径，减小长度，更换大风量旋杯式的旋风器，使之得到最好的雾化效果。
3.2 燃油压力低
燃油的压力影响雾化器的雾化质量，雾化质量的好坏直接关系到燃料的燃烧程度，从而决定加热的效率。据加热炉说明书介绍，此台加热炉燃烧器的雾化压力保持在2.0-3.0MPa，就能达到良好的雾化效果。为此，在保持压力在0.8MPa 左右运行一段时间后发现炉膛结焦严重，这是因为压力保持在0.8MPa 是针对加热炉燃用稀油或重油时而言，而我们的燃料为原油，应该提高雾化压力。现场试验证明，将燃油压力逐步提高，在燃油压力提高到2.4Mpa后，排烟温度能够控制在130℃左右，雾化效果最好。
3.3 燃油温度
燃油温度的高低，决定燃油的粘度，原油的粘度决定雾化质量，粘度大，油喷嘴出力降低，不易雾化，但油温达到一定数值后，粘度变化很小，雾化质量改善不多，能耗增加，所以油温过热也不合适。
4 问题处理途径探讨及效果评价
燃料油罐中的燃油经油泵提压至0.18-0.22MPA，风油比为6：4，进入炉前电加热器加热，进入炉膛雾化燃烧。燃油在储油罐中的温度仅在35-45℃左右，显然不能满足燃油加热的要求80℃，燃料油罐进罐原油温度为首站来油进站温度，如采取燃料油罐加热方式，油蒸气浓度升高会从油罐顶部呼吸阀对外散发（加热炉燃烧间距燃料油罐直线距离不足40米），存在安全隐患，因此采用多次加热来提高燃油温度的方法，经20KW的电加热器加温后，温度在75-80℃左右，来提高燃料油温度；利用奥林燃烧器自带12KW电加热器对燃油进行再次加温，确保了燃料油温度的恒定；使用自动加热控制系统实现燃料油温度低于75℃，自动打开电加热管进行加热，高于80℃，自动关闭电加热管，实现加热温度定在70-85℃之间。运行了一段时间后发现，雾化质量得到了明显的改善。
主要表现在：一是油嘴结焦速度减慢：措施实施前，平均每15-30天油嘴结焦一次；实施后共运行101 天，油嘴未发现结焦；二是烟管清灰频率减慢：经统计运行的101 天中，平均每2月清灰一次，可保证正常运行；三是排烟温度降低： 2013 年1 月份平均排烟温度在150℃，多次加热实施后，排烟温度降至130℃左右；四是油耗降低：实施前运行20 天，平均耗油2.15吨/日；措施实施后，日平均耗油仅1.79吨。五是效率提高，在日油耗减少的同时，加热炉的出口油温由75℃提高到目前的80℃，加热炉效率明显提高，达到了设计热效率。
5 加热炉常见故障分析与对策探讨
5.1火焰不规则
在单个火嘴上，火焰不规则表现为火焰焰形不对称，在多火嘴上，当每个火
嘴在相同燃料压力和相同空气量时，火焰大小不齐，不规则火焰会使炉管产生局部过热点。火焰不规则的原因有：①燃烧过程中燃烧空气不足，致使火焰在燃烧室内寻找额外的空气，②火嘴喷嘴安装位置和方向有误；③火嘴喷嘴孔口局部堵塞或腐蚀，改变了火焰方向，④火道砖损坏改变了火焰方向；⑤各火嘴的燃料压力或空气压力不同。不规则火焰出现后，操作人员应充分考虑寻找大原因，及时调整，使问题得到解决。
5.2 油枪漏油
燃料油在雾化效果不好或燃料油直接喷到火道砖的侧面时易造成油枪漏油。造成油枪漏油的原因有：①喷嘴安装位置偏低或长度不够，燃料油喷到火道上；⑦喷嘴孔口局部堵塞或腐蚀，使燃料油喷出角度过大，喷到火道砖上；⑦燃料油油温低，粘度高、油汽比不合理，造成燃料油雾化效果不佳，喷出油滴过大；④油枪枪头密封不严，漏油。发现油枪漏油后，应首选捡查油枪的安装位置，燃料油在火嘴处的温度和油汽比。调整处理后，问题得不到解决，可停下油枪，检查油枪孔口的清洁度，检查油枪的尺寸和孔口的腐蚀情况，如有问题及时更换新油枪。
6 结论与认识
对加热炉燃烧器和运行参数的改良，改变了加热炉频繁清焦、频繁维修和油耗大、燃烧效率低的状况，并通过分析加热炉常见故障，探索解决途径，取得了较好的经济效益。
参考文献
[1]秦裕现主编.炉内传热.北京：机械工业出版社，1992