热煤炉制造工序核质量控制要点

设计流量下运行时，炉内压降一般为0.1 ~ 0.45MPa。加热炉压力降是判断炉管是否结焦的一个主要指标，如果在油品流速不变的情况下，压力降增大，说明加热炉管内有结焦现象。

第二章 原油间接加热系统（热媒炉）

第一节 热媒加热炉简介

目前油田地面建设管线和长输管道上使用的原油直接加热炉热效率一般都比较低，最高为75% ~ 80%。其次，炉管内加热的是原油，原油的流量由油田来油而定，当原油流量较小时，容易发生偏流，流量小的炉管原油温度升高，容易汽化，甚至导致炉管结焦、穿孔，不利于安全生产和实现自动化生产。从80年代后期开始我国从国外引进了一种原油间接加热系统――热媒炉。热媒炉炉管内流动的是一种载热介质，它先后流经热媒加热炉的对流段和辐射段炉管，升高温度后离开加热炉，流入换热器将大部分热量传给原油，把原油加热到输送所需的温度。冷却后的载热介质再流回加热炉吸收热量，完成了对原油的间接加热。载热介质所起的作用实际上是将加热炉中燃料燃烧所产生的热量传递给原油的中间媒介作用。所以习惯上称这样的载热介质为热媒，称载热介质的加热设备为热媒加热炉。

直接加热原油的加热炉系统简单，但加热炉热效率低，炉体体积大，炉管易结焦，特别在原油流量变化幅度大的变工况时更为严重。而热媒加热炉，原油加热的热量是由热媒加热而间接取得。采用较高温度时热稳定性良好的热媒可以避免结焦，热媒温升大，可以用较少数量热媒吸收加热炉中燃料放出的热量，使得热媒加热炉体积缩小，热媒加热炉可以经常在正常工况下运行。热媒炉系统的热效率可以达到91%左右，而且热媒的流量不受外界的干扰，容易实现自动控制，尤其适合恶劣自然条件地区泵站的无人值守、远距离自动控制泵站的加热炉。 迄今为止，我国石油部门已先后从美国两家公司引进两种热媒加热炉系统。从美国伊克利伯斯公司（Eclipse Co.）引进的安装在东北输油管线上的热媒加热炉，已于1986年1月投入使用。从美国燃烧工程公司（CE-Natco）引进的安装在东营一黄岛长输管线上的热媒加热炉及其系统，以及石油天然气管道局廊坊机械厂生产的热媒炉，这几家公司的系统及主要设备大同小异。下面各节将简单介绍它们的工作原理、设备规格型号和性能特点、运行操作规程等。

一、直接式加热炉与热媒加热炉的主要区别

（1）直接加热炉中加热原油的数量大，但原油温升小。炉管内原油的

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流速不能太大因此使用单管程会使炉管直径增大，造成加热炉体积庞大；使

用多管程要采取措施使平行各管有基本相同的流量分配，以防止严重偏流 而引起炉管结焦，这就使仪表控制设备增多。热媒炉中由于热媒温升可以较大，故热媒数量可较原油数量少，热媒可以在较小管径的炉管中用单管程在加热炉中吸热。因此热媒加热炉体积较相同热负荷的原油加热炉体积要小。 （2）直接加热炉中被加热的原油是未经处理的，其中可能含有各种腐蚀性气体或液体，成分随时会变化。热媒加热炉中的热媒是循环使用的。通常作为热媒的是经过专门筛选过的合成碳氢化合物，对金属没有腐蚀性。 （3）两者的通风方式不同。直接加热炉炉管管径较大，炉膛尺寸大，对流段内炉管管距较大，整个加热炉风烟道系统阻力小，利用适当高度烟囱内烟气和烟囱外空气的密度不同所产生的压力差，足以克服空气和烟气流动时的阻力。这种通风方式称为自然通风。因此直接加热炉炉膛和对流段烟道均处于负压状态（即小于大气压），加热炉外的冷空气会从炉体不严密处渗入，使炉膛温度下降，燃料燃烧不良；对流段过剩空气系数增大，使排烟热损失增加。这些都使直接加热炉热效率降低。

热媒加热炉炉管管径较小，炉膛尺寸小，对流段内烟气阻力大。整个加热炉风烟道系统阻力不可能全靠烟囱的抽力克服，而主要由装在炉膛前的送风机来克服。这样，整个送、引风系统基本上处于正压状态（即大于大气压），故冷空气不可能渗入。当然，炉膛和烟道也应严密封闭，以免烟气外冒，影响工作人员的安全和污染环境。热媒加热炉炉膛正压燃烧使得炉膛容积热负荷增大，炉子结构比较紧凑，使用材料和制造费用得到节省。如果燃料雾化良好和燃烧正常，就可以使加热炉散热损失q5小，固体不完全燃烧热损失q4和气体不完全燃烧热损失q3减小，并且由于不漏入冷空气，排烟热损失q2也有较大的降低，因此使得热媒加热炉的热效率（η＝100%一q2一q3一q4一q5）比常用的原油加热炉热效率高得多。 但是，直接加热炉直接加热原油，系统简单，热媒加热炉加热的是热媒，原油还要通过热媒一原油换热器才能被加热，还需要一整套辅助设备，使得整套热媒加热系统变得比较复杂。

二、对载热介质（即热媒）的要求

用热媒加热炉代替原油加热炉的主要目的是减少加热炉尺寸；降低钢材消耗量；提高加热炉效率；避免炉管结焦。为此，对热媒要有一定的要求：

1．在工作温度范围内应该呈液体状态，便于泵送；粘度不大，可节省热媒泵的消耗功率。

2．在工作温度范围内要有较高的比热和导热系数，可以使用较少数量的热媒就可满足原油的加热要求。

3．热媒对炉管应该没有腐蚀性，具有良好的热稳定性，不易分解和不易与任何物质发生化学反应。

三、热媒的性能介绍

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近年来，利用热媒作为中间载热体在加热炉里吸收大量热能，然后用于各种工艺加热场合，这些装置和热媒产品以前大多从美国、日本、西德、意大利等国进口。热媒的国产化已取得了相当的进展，目前可生产符合要求的热媒，该系列产品主要是芳香烃化合物。

热媒通常是一种有机液体，它应具有“低压高温”的工作特性。一般有机液系统在一个大气压下便可获得300℃左右的高温，因此系统不必承受高压，大大降低投资和运行费用，对运行人员也无需持有特别许可的压力容器设备操作执照的要求。热媒具有，

1．热稳定性好，可在温度指标允许范围内长期使用； 2．腐蚀性小，低毒，粘度低； 3．比热大，导热性能好；

4．在最高允许使用温度范围内，蒸汽压力较低； 5．凝固点低，可用于－10℃以上的较寒冷地区； 但使用这种热媒需要注意的是：

1．该流体不防火，故应考虑防火设备以防火灾； 2．为了减小该流体接触空气而氧化，因此应该用惰性气体覆盖载热体； 3．要防止载热流体以任何方式接触食物、食物包装材料、药品以及人们会直接或间接摄入的一切东西。

4．要防止载热流体的分解。一旦发生分解，就会产生低沸点的挥发物和高沸点的化合物。挥发物应从系统中排至远离人畜和火种的安全区，高沸点的化合物一般溶解于液体中。过热或液体的污染会加速分解，使高沸点的化合物分离出固体（沥青、焦碳）等。这些固体对系统的运行是有害的。一经查明就应设法去除这些固体。

第二节 间接式原油加热系统

间接式原油加热系统是由加热炉和热媒原油换热器两种主要热力设备组成的一种加热装置。原油的热量由热媒间接加热获得，与直接式原油加热炉相比，具有运行安全可靠、原油流经加热装置压降损耗小和自动化控制技术比较成熟的三大优点，因此在输油管道系统的应用范围比较广。当然，由于多了一套热媒循环加热系统，整体结构复杂和维护成本较高又是热媒炉不足的一面。

输油管道行业使用的热媒炉有电动监控和气动监控两种类型。管道局廊坊机械厂RML－Ⅱ型热媒炉和美国EcLipse公司热媒炉为电动监控型热媒炉；美国CE－Natco公司热媒炉为气动监控型热媒炉。这两种类型热媒炉的配套设备虽然不尽相同，但基本工作原理一样。本章将分别介绍电动型热媒炉和气动型热媒炉，介绍其工作原理、运行注意事项和主要设备的技术特

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性。

一、RML－Ⅱ型热媒炉

该种热媒炉中的主要设备有：1台加热炉、1台热媒原油换热器、1个热媒膨胀罐、1个热媒泄放罐、1台热媒预热器、1台空气预热器、1台助燃风机、1台雾化风机、1台热媒循环泵、1台燃料油循环泵和一套仪表自动化监控装置（系统）。

热媒炉工艺过程按不同介质划分，有原油换热、热媒循环加热、燃料油、

助燃风、雾化风、烟气换热、火焰发生检测和氮气保护八个子系统组成。热媒炉启停、负荷调节、优化燃烧、安全保护和监控信息远传五大功能的实现，均通过仪表自动化装置实现。按照设计原则，该种热媒炉为全天候、高效节

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