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熱效率及運行安全

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加熱爐運行管理技術(shù)講座

影響加熱爐熱效率的參數(shù)及其控制

加熱爐運行的安全保障系統(tǒng)

-1-
備注：1
影響加熱爐熱效率的參數(shù)及其控制
熱效率是衡量加熱爐設(shè)計和運行管理先進性的一個重要指標(biāo)。它關(guān)系著石油化工裝置乃至全廠能耗的高低。因此，加熱爐的設(shè)計和運行管理部門都必須十分關(guān)注其熱效率，以避免浪費能源，影響經(jīng)濟效益；同時，也不能盲目追求過高的熱效率，使得一次投資過高或尾部換熱面低溫露點腐蝕和粘灰堵塞，影響長周期安全運轉(zhuǎn)。 
-2-
備注：2
提高加熱爐熱效率的意義

加熱爐的燃料消耗在煉油裝置能耗中占有相當(dāng)大的比例：少則20%-30%，多則80%-90%。因此，提高加熱爐的熱效率，減少燃料消耗，對降低裝置和全廠能耗具有十分重要的意義。

-3-
備注：3
熱平衡
熱平衡是計算加熱爐熱效率的基礎(chǔ)，也是考察加熱爐體系熱能分布、流向和利用水平的重要手段。國標(biāo)GB2587《熱設(shè)備能量平衡通則》規(guī)定了熱平衡的通式和各參數(shù)選取的基本原則。根據(jù)這個通則，對于連續(xù)操作的加熱爐，在穩(wěn)定狀態(tài)下有下列關(guān)系式： 
單位時間的輸入能量=單位時間的輸出能量 
QGG=QYX +QSS    ⑴

式中    QGG--單位時間的供給能量，MW； 
          QYX--單位時間的有效能量，MW； 
          QSS--單位時間的損失能量，MW。
進行加熱爐熱平衡時，值得注意的是正確劃定熱平衡的體系和確定熱平衡的基準(zhǔn)溫度。
備注：4
熱平衡體系的劃分 
熱平衡體系是為進行熱平衡計算而劃分的范圍。體系劃分的范圍不同，熱平衡計算所包括的項目也不同，在此基礎(chǔ)上計算的熱效率也不相同。只有對加熱爐體系劃分的范圍作出明確規(guī)定，才能使各爐的熱效率具有相互比較的共同基礎(chǔ)。體系范圍的劃定主要取決于評價對象、測示目的和要求。國標(biāo)GB2587規(guī)定劃分體系范圍時，應(yīng)該考慮整個體系的收入和支出項目盡可能的少，同時所有項目的測量應(yīng)是簡單可行的。循環(huán)使用的能量和本體系中回收使用的能量應(yīng)力求包括在體系范圍之內(nèi)，這樣可以減少測量項目，提高測試精度。根據(jù)這些原則，對于有余熱回收系統(tǒng)的加熱爐，應(yīng)將各種空氣預(yù)熱器和煙氣余熱鍋爐等劃分在體系范圍之內(nèi)。
-5-
備注：5
熱平衡的基準(zhǔn)溫度 
熱平衡的基準(zhǔn)溫度是其各項熱焓計算的起始溫度?；鶞?zhǔn)溫度不同，熱焓值也不相同。世界各國采用的熱平衡基準(zhǔn)溫度不盡相同，如0℃、15.6℃（60℉）、20℃、25℃、大氣溫度等。其中采用15.6℃（60℉）的較多。國標(biāo)GB2587規(guī)定原則上以環(huán)境溫度（如外界空氣溫度）為基準(zhǔn)。若采用其他溫度基準(zhǔn)時應(yīng)予以說明。這種規(guī)定比較符合實際，適用于對運轉(zhuǎn)中的加熱爐進行實際考核。但是，環(huán)境溫度是隨時間和地區(qū)而變化的，用于爐子設(shè)計或?qū)θ珖悹t子進行熱效率比較時，就會產(chǎn)生困難。因此，還是以某一固定的溫度為基準(zhǔn)溫度較為方便。SH/T3036《一般煉油裝置火焰加熱爐》規(guī)定熱平衡的基準(zhǔn)溫度為15℃。
-6-
備注：6
熱效率計算通式 
國標(biāo)GB2588《設(shè)備熱效率計算通則》規(guī)定的熱效率η是指為達到規(guī)定的加熱目的，供給能量被有效利用程度在數(shù)量上的表示。即有效能量占供給能量的百分數(shù)

備注：7
加熱爐熱效率計算公式 
 加熱爐的輸入能量除燃料燃燒的發(fā)熱量，燃料、空氣和霧化蒸汽帶入的顯熱外，還有通、引風(fēng)機和吹灰器等所用的電能和蒸汽。這些電能和蒸汽一般都不轉(zhuǎn)換成有效能而轉(zhuǎn)換成由于摩擦等造成的能量損失。按前述熱效率通式，供給能量和損失能量中均應(yīng)加上這些電能和蒸汽。由此計算的熱效率實際上是“能效率”。它全面地表示了加熱爐所有供給能量的利用程度，是一項綜合性的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。它對改革生產(chǎn)工藝，提高設(shè)備制造水平，改善管理和降低產(chǎn)品成本等具有重要意義。但是，習(xí)慣上的熱效率是用來表示加熱爐體系中參與熱交換過程的熱能利用程度。它便于計算燃料消耗，是衡量加熱爐燃料利用狀況的一項重要指標(biāo)。從這個意義上說，它也可以叫做“燃料效率”。又有總熱效率和凈熱效率之分。按SH/T3036附錄G的定義，總熱效率是按燃料高發(fā)熱量計算的熱效率，一般不用。凈熱效率是表示燃料低發(fā)熱量的利用程度，通常所說的加熱爐熱效率就是凈熱效率。SH/T3045給出了管式爐熱效率的詳細計算方法，下面介紹簡化計算法： 
備注：8
備注：9
式中 η--熱效率，  %
      B--燃料量，kg/S
      Qe--總熱負荷（總吸熱量），  kW
      QL--燃料低發(fā)熱量（低熱值），  kJ/kg燃料
      Qf--燃料顯熱，kJ/kg燃料（基準(zhǔn)溫度15℃）
      Qa--空氣顯熱，kJ/kg燃料（基準(zhǔn)溫度15℃）
  Qm--霧化蒸汽顯熱，kJ/kg燃料, 霧化蒸汽的基準(zhǔn)焓取2530kJ/kg，霧化蒸汽帶入的顯熱為蒸汽熱焓與基準(zhǔn)焓之差。
 ηr--散熱損失占燃料低發(fā)熱量的百分率，一般取1.5%~2.5%。當(dāng)用于估算、或空氣不預(yù)熱以及燃燒空氣為燃氣輪機高溫尾氣等情況下，可認為ηr是散熱損失占總供給熱量的百分數(shù)，也就可以按(3)式的后半部分計算：
     qs--排煙損失，kJ/kg燃料，包括煙氣離開熱平衡體系帶走的顯熱和不完全燃燒的化學(xué)熱。由于加熱爐的燃燒都比較完全，一般不計不完全燃燒損失。在現(xiàn)場難以進行詳細計算時，可根據(jù)過剩空氣系數(shù)和排煙溫度從下圖查得排煙損失與燃料低發(fā)熱量之比ηS求出：  
備注：10
備注：11
操作中的熱效率測定 
操作中的熱效率測定最好是用正平衡計算，但是，被加熱介質(zhì)的出入口溫度和流量一般測不準(zhǔn)，尤其是爐出口汽化率很難測準(zhǔn)，由此造成總吸熱量計算不準(zhǔn)，熱效率計算也就不準(zhǔn)確。也正因為如此，SH/T3036附錄G僅考慮用反平衡法測定操作中的加熱爐熱效率，而將加熱介質(zhì)測得的數(shù)據(jù)僅作為參考和對比用。該附錄給出了一套進行必要的測試和報告結(jié)果的完整步驟和方法。由于篇幅太長，就不詳細介紹了。
車間工作的工程師常常需要了解加熱爐的運行熱效率。最好的辦法是安裝在線熱效率儀，或購置便攜式熱效率儀。當(dāng)這些儀表都沒有時，可在測得排煙溫度和氧含量的情況下用(3)式和上圖進行估算。這時需根據(jù)干基煙氣分析結(jié)果用下式計算過剩空氣系數(shù)α：  
備注：12
提高加熱爐熱效率的途徑 
提高加熱爐熱效率的目的是為了節(jié)能，而煉油裝置加熱爐的節(jié)能措施比一般工業(yè)爐要靈活得多，因為它所加熱的工藝介質(zhì)在經(jīng)過后續(xù)設(shè)備完成蒸餾或其它加工過程之后，產(chǎn)品需要冷卻到一定溫度才能送出裝置。冷的原料和熱的產(chǎn)品之間往往要進行復(fù)雜的熱交換。一個裝置內(nèi)常常不只一臺加熱爐，另外還有各種其它設(shè)備，它們之間在熱能利用方面往往是可以互補的。這就有可能也有必要首先把管式爐同整個裝置結(jié)合在一起，全面考慮和優(yōu)化，以便采取綜合節(jié)能措施。
⑴優(yōu)化換熱流程，降低加熱爐熱負荷
煉油裝置的特點是加熱爐的熱負荷隨換熱流程的不同而改變。優(yōu)化換熱流程，降低加熱爐熱負荷，是減少燃料消耗，降低裝置能耗最直接、最有效的措施。以常減壓裝置的常壓爐為例，在上個世紀(jì)七十年代以前，原油入爐溫度（換熱終溫）僅220℃左右。那時建一套250萬噸／年處理量的常減壓裝置，就需要一臺48.3MW的常壓爐，而現(xiàn)在經(jīng)過換熱流程的優(yōu)化，原油入爐溫度高的可達～300℃，建一套1000萬噸／年處理量的常減壓裝置，常壓爐的熱負荷只需要72.6MW。  
備注：13
⑵加熱爐之間及加熱爐與其它設(shè)備之間聯(lián)合回收余熱
加氫裝置的反應(yīng)爐，由于爐管材質(zhì)昂貴，又要減少壓降等原因，常常采用純輻射的單排管雙面輻射爐型，排煙溫度高達700℃-800℃。該裝置一般還有重沸爐或分餾爐，其介質(zhì)入爐溫度不高，通常采用對流-輻射爐型。它們之間應(yīng)該采取聯(lián)合回收余熱的方案 。
對于小爐群，例如重整裝置預(yù)處理部分的管式爐，就單個爐子而言，由于其熱負荷不大，單獨上一套余熱回收系統(tǒng)并不經(jīng)濟，但將這些小爐子的煙氣集中起來上一套余熱回收系統(tǒng)則是合理的。新建的重整裝置都是這樣處理的。國外還有把全廠爐子的煙氣集中進行余熱回收再通過高煙囪統(tǒng)一排放的例子。 
煉油裝置的產(chǎn)品有一些是要經(jīng)過空冷才能送出裝置的。如果將這些空氣冷卻器出來的熱空氣收集起來供給爐子作燃燒空氣，就可以回收一部分熱能，從而降低裝置的能耗。 
備注：14
降低排煙溫度以減少排煙損失 
從前面（3）式可以看出，減少排煙損失就可以提高熱效率。值得指出的是，排煙損失在加熱爐的熱損失中占有極大的比例。降低排煙溫度的主要措施有以下幾種：
(1)減小末端溫差--減小排煙溫度與介質(zhì)入對流室溫度之差。
這項措施涉及到一次投資和運轉(zhuǎn)費用的權(quán)衡問題，應(yīng)該由詳細的技術(shù)經(jīng)濟比較來決定。從前燃料油價格較低時，末端溫差一般在150℃-200℃之間?，F(xiàn)在燃料油價格較高，末端溫差取40℃-60℃比較適宜。
(2)將需要加熱的低溫介質(zhì)引入對流室末端。
常減壓裝置中，可以把加熱爐的對流室作為換熱器，加入換熱流程中一并優(yōu)化，將一部分冷油料引入對流室末端，而將另一部分需要換熱的熱油品用來預(yù)熱空氣。冷進料-熱油預(yù)熱空氣的節(jié)能方案就是根據(jù)這個思路開發(fā)出來的。對于熱載體爐，可以將一部分熱載體先進入熱油式空氣預(yù)熱器將空氣預(yù)熱而自己被冷卻后再進入對流室末端，即構(gòu)成所謂開式循環(huán)熱載體空氣預(yù)熱系統(tǒng)。  
 
備注：15
(3)采用各種空氣預(yù)熱器以預(yù)熱空氣 
與前述兩種措施相比，采用空氣預(yù)熱器由煙氣直接預(yù)熱空氣的優(yōu)點在于它自成體系，不受工藝流程的約束。在加熱爐其它參數(shù)不變的情況下，空氣預(yù)熱溫度每提高~20℃，爐子熱效率約提高一個百分點。
值得指出的是，隨著空氣溫度的提高，燃燒產(chǎn)物中的NOX增加，如果沒有適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫档蚇OX，則對環(huán)保是不利的。另外，空氣溫度過高，還可能引起燃油噴頭結(jié)焦或燃燒器過大的變形等問題，除非改變?nèi)紵鹘Y(jié)構(gòu)和材質(zhì)，一般空氣預(yù)熱溫度300℃左右。
用煙氣預(yù)熱空氣是加熱爐回收煙氣余熱，提高熱效率的主要方法，也是最常用的方法。用煙氣預(yù)熱空氣是加熱爐回收煙氣余熱的各種方案，后面將詳細敘述。

備注：16
(4)采用煙氣余熱鍋爐以發(fā)生蒸汽。
有些加熱爐如連續(xù)重整的四合一重整爐，熱負荷很大，為了減少壓降又不能在對流室排爐管，只能將對流室作為煙氣余熱鍋爐。再如制氫裝置的轉(zhuǎn)化爐，其轉(zhuǎn)化反應(yīng)只能在輻射室的轉(zhuǎn)化管內(nèi)進行，熱負荷相當(dāng)大，煙氣出輻射室的溫度也比一般加熱爐高得多，對流室僅靠預(yù)熱原料氣遠不能將煙氣溫度降下來，也只能采用煙氣余熱鍋爐。最近設(shè)計的煤煉油的煤漿爐只有輻射室，煙氣熱量只能靠余熱鍋爐回收。大型化的加氫反應(yīng)爐也是一樣。雖然一般煉油廠并不缺少蒸汽，但對于這樣的爐子也只能采用余熱鍋爐來回收煙氣余熱，產(chǎn)生的蒸汽并入管網(wǎng)，使得全廠蒸汽過剩，只能停掉一些蒸汽鍋爐來平衡。讓這些爐子少產(chǎn)或不產(chǎn)蒸汽，是設(shè)計者多年來追求的目標(biāo)。后面將要介紹的“蓄熱式高溫空氣貧氧燃燒技術(shù)” 如果應(yīng)用到煉油管式爐上，前述問題可能得到解決，實現(xiàn)少產(chǎn)或不產(chǎn)蒸汽的目標(biāo)。 
備注：17
利用煙氣余熱預(yù)熱空氣 
利用煙氣余熱預(yù)熱空氣的方案很多，可分為用煙氣直接預(yù)熱空氣和間接預(yù)熱空氣兩大類。
煙氣間接預(yù)熱空氣
煙氣間接預(yù)熱空氣的方案有工藝分支物流預(yù)熱空氣、冷進料-熱油預(yù)熱空氣、開式循環(huán)或閉式循環(huán)熱載體預(yù)熱空氣、熱管預(yù)熱空氣等等。
當(dāng)加熱爐的被加熱介質(zhì)（工藝物流）進爐溫度較高時，即使減小了對流室末端溫差，排煙溫度仍很高。這時可分出一部分工藝物流先進入熱油式空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，分支物流降溫后再進入對流室末端，使排煙溫度降低。這就是工藝分支物流預(yù)熱空氣的方案。 
冷進料-熱油預(yù)熱空氣方案是將一部分管式爐的進料在換熱流程中少換熱，在較低溫度下進入對流室尾部，使排煙溫度降低，而換熱流程中多出來的熱量用來預(yù)熱燃燒空氣。此方案除具有上述工藝分支物流預(yù)熱空氣方案的優(yōu)點外，還可以將爐子和空氣預(yù)熱器列入換熱流程，統(tǒng)一優(yōu)化，盡可能的降低裝置能耗。

備注：18
熱載體預(yù)熱空氣方案是用液相的熱載體先到對流室尾部取熱，以降低排煙溫度，然后再到熱油式空氣預(yù)熱器中將燃燒空氣加熱。冷卻后的熱載體再進入對流室尾部，如此循環(huán)將煙氣的余熱間接預(yù)熱空氣。這種方式稱為閉式循環(huán)。開式循環(huán)熱載體預(yù)熱空氣的方案流程與工藝分支物流預(yù)熱空氣方案類似，在熱載體爐和塔底重沸爐上采用這種方案最方便也最適宜。
熱管是一種高效的傳熱元件。早在上世紀(jì)四十年代熱管的概念就已提出，直到六十年代，由于宇宙航行的需要，熱管才在宇航技術(shù)中得以應(yīng)用。此后發(fā)展很快，七十年代熱管就已廣泛應(yīng)用于電子、機械、石油、化工等行業(yè)。從那時起，國內(nèi)石油化工加熱爐上就開始使用熱管式空氣預(yù)熱器來回收煙氣余熱，并迅速得到推廣，到目前的止估計已有數(shù)百臺在運行中。它與管式和回轉(zhuǎn)式等其它空氣預(yù)熱器相比，具有體積小、質(zhì)量輕、效率高、不易受低溫露點腐蝕等優(yōu)點。另外，它還具有煙氣直接預(yù)熱空氣方案的自成系統(tǒng)，與其它工藝過程無關(guān)的優(yōu)點。這些就是它被迅速推廣和應(yīng)用的原因。 
 
備注：19
煙氣直接預(yù)熱空氣
煙氣直接預(yù)熱空氣的方案就是不用中間介質(zhì)，煙氣直接通過空氣預(yù)熱器換熱面將熱量傳遞給空氣。它雖然有氣-氣傳熱效果差的缺點，但它自成系統(tǒng)，與其它工藝過程無關(guān)，當(dāng)余熱回收系統(tǒng)出故障時，不會影響整個工藝過程。因此，它不僅在石油化工管式爐上，也在其它各行各業(yè)的工業(yè)爐上得到廣泛使用。煙氣直接預(yù)熱空氣所用的空氣預(yù)熱器有很多種，按其換熱特點可分為間壁式和蓄熱式。
間壁式空氣預(yù)熱器是指煙氣將熱量連續(xù)不斷地通過固體壁傳給空氣的預(yù)熱器，如管式（鋼管、鑄鐵管、玻璃管、搪瓷管等）空氣預(yù)熱器、板式空氣預(yù)熱器、噴流式空氣預(yù)熱器、套管式空氣預(yù)熱器等等。對于管式空氣預(yù)熱器來說，為了強化管外傳熱，可采用釘頭管、高頻焊翅片管、擠制螺紋管、擠制翅片管、鑄鐵翅片（釘頭）管等；還可采用擾流子、釬焊式縱向翅片或鑄造內(nèi)翅片（釘頭）等來強化管內(nèi)傳熱。強化傳熱的方式很多，例如噴流式空氣預(yù)熱器，當(dāng)空氣采用噴流時空氣側(cè)膜系數(shù)增大，煙氣噴流時煙氣側(cè)膜系數(shù)增加等。由于噴流的壓降較大，一般只在空氣側(cè)采用噴流。

備注：20
蓄熱式空氣預(yù)熱器是指換熱面本身為蓄熱體，從沖刷它的煙氣吸熱，之后再向沖刷它的空氣放熱的預(yù)熱器。有蓄熱體固定不動周期性切換風(fēng)-煙道和蓄熱體自身旋轉(zhuǎn)不切換風(fēng)-煙道兩種方式。前者冶金行業(yè)的熱風(fēng)爐是其典型，后面將要介紹的蓄熱式燃燒器也屬于前者?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器則屬于后者。蓄熱式的最大優(yōu)點在于其不怕低溫露點腐蝕和積灰。它的冷端可采用非金屬材料或搪瓷材料，也可設(shè)計成方便拆換的抽屜式，且可采用高壓水沖洗積灰。最大缺點是空氣有一部分（約10~15%）必然會竄入煙氣側(cè)，即所謂固有漏風(fēng)。另外其換向閥或轉(zhuǎn)子維護較難。
 
備注：21
蓄熱式高溫空氣貧氧燃燒技術(shù)簡介 
前面所述各種煙氣預(yù)熱空氣的方案都要受許多因素的限制。例如，隨著空氣預(yù)熱溫度的升高，燃燒產(chǎn)物中的氮氧化物NOX增加，于環(huán)保不利，也就是說受環(huán)保要求的限制；空氣預(yù)熱溫度還受預(yù)熱器材料性能的限制，否則材料升級，投資增加；對于熱管式空氣預(yù)熱器來說，空氣預(yù)熱溫度要受熱管工質(zhì)臨界溫度的限制等等。另一方面，換熱面溫度要受露點溫度的限制，如果該溫度降到煙氣露點溫度以下，露點腐蝕和積存難以清除的粘灰將不可避免，甚至危及余熱回收系統(tǒng)的正常運行。
蓄熱式空氣預(yù)熱器可以克服這些缺點。最古老的蓄熱式空氣預(yù)熱器是冶金行業(yè)的熱風(fēng)爐。它由兩個或多個熱風(fēng)塔（罐）和切換閥組成，分組相互切換交替使用。塔內(nèi)壁由耐火材料砌筑，塔內(nèi)堆放耐火磚--蓄熱體。高溫?zé)煔馔ㄟ^時，耐火磚將熱量蓄積起來，煙氣降溫后排空；冷空氣通過時，耐火磚將其加熱送入爐內(nèi)供燃燒用。

備注：22
對于燒油、燒氣或燒煤粉的爐子來說，如果將蓄熱體小型化、精細化，置于燃燒器的空氣入口處并使之交替工作，即可構(gòu)成燃燒器與蓄熱式空氣預(yù)熱器一體化的蓄熱式燃燒器。這種方案提出來已經(jīng)許多年了，由于其NOX和換向閥自控等問題，一直未能推廣?，F(xiàn)代的蓄熱式高溫空氣貧氧燃燒技術(shù)就是近幾年在此基礎(chǔ)上開發(fā)出來的：貧氧燃燒使NOX大大降低，新型耐磨密封材料的研制和電腦程控保證了換向閥能長周期安全靈活運行。
蓄熱式高溫空氣貧氧燃燒技術(shù)的工作原理如圖所示。常溫空氣由鼓風(fēng)機送入，在通過燃燒器蓄熱體時被迅速加熱至高溫，溫度可高到僅比爐膛煙氣溫度低100℃左右。如此高溫的空氣噴入爐膛時將卷吸煙氣形成貧氧的高溫氣流，在這股氣流附近噴入燃料氣或霧化的燃料油，燃料在貧氧（2%--20%）的氣流中燃燒有兩個特點：一是因為貧氧，燃燒產(chǎn)物中的NOX大大減少；二是因為燃料不是直接噴入含氧氣流中，燃料分子與氧分子只有經(jīng)擴散碰撞時隨遇燃燒，沒有明顯的火焰邊界。與此同時，靠引風(fēng)機通過另一側(cè)的燃燒器將煙氣吸出，熱煙氣將熱量傳遞給蓄熱體而降溫后經(jīng)換向閥、引風(fēng)機和煙囪排入大氣。換向閥按一定的頻率切換，使兩側(cè)的燃燒器在蓄熱和放熱的狀態(tài)下交替工作。 
備注：23
蓄熱式燃燒器及其相連的煙風(fēng)道內(nèi)表面均襯有隔熱耐火材料，以保證外壁溫度在100℃以下。蓄熱體也用耐高溫的陶瓷制品，呈球狀或蜂窩狀。蓄熱體一般采用抽屜式組裝，以便在爐子運行中拆換清洗。 
換向閥的切換周期應(yīng)根據(jù)排煙溫度和蓄熱體的蓄熱量來決定，一般是幾十秒到幾百秒。排煙溫度通常在150℃左右，如果換向閥采用耐低溫露點腐蝕的材料，排煙溫度還可降低。值得注意的是，每次切換先排入煙囪的是空氣，然后是煙氣-空氣混合物，最后才是煙氣（即固有漏風(fēng)）。排煙熱損失應(yīng)按切換初-終狀態(tài)的全過程平均溫度和平均氧含量來計算。因此，切換周期越長，排煙損失越小，熱效率越高。選用高效的蓄熱體，就可采用較長的切換周期，提高熱效率。 
蓄熱式高溫空氣貧氧燃燒技術(shù)現(xiàn)在已逐漸完善，國內(nèi)冶金行業(yè)已有幾十臺鋼坯加熱爐使用了這種技術(shù)，化工行業(yè)的燒堿爐上也開始使用，石油化工行業(yè)尚未使用。國外除在冶金行業(yè)使用外，已開始在石油化工管式爐（如制氫轉(zhuǎn)化爐）上進行試驗。 
備注：24
石油化工管式爐如果采用這種技術(shù)，至少有以下優(yōu)點：
①?????  管式爐變成了傳熱強度很高的純輻射型爐，取消了傳熱強度較低的對流室，可節(jié)省大量價格昂貴的爐管。
②?????  由于沒有明確的火焰，整個爐膛溫度非常均勻，如果爐管布置得當(dāng)，熱強度沿爐管周向和縱向的不均勻系數(shù)可降得很低，甚至接近于1。因此其平均熱強度可以很高，甚至接近允許的最高熱強度。這是現(xiàn)有管式爐不可能實現(xiàn)的，可以使?fàn)t管數(shù)量（傳熱面積）減到最小。
③?????  排煙溫度可以降到最低，當(dāng)轉(zhuǎn)向閥和引風(fēng)機采用耐低溫露點腐蝕材料時，可降到煙氣露點溫度以下，從而得到最高的熱效率。
 對于工藝要求僅需要純輻射的管式爐，如制氫轉(zhuǎn)化爐、連續(xù)重整爐和加氫爐等，采用這種技術(shù)特別適宜，因為這些爐子的對流室大都用來發(fā)生蒸汽，而石油化工廠本來并不缺少蒸汽。就制氫轉(zhuǎn)化爐來說，為了減少它的產(chǎn)汽量，多年來不知采取了多少措施，開發(fā)了若干技術(shù)，真可謂費盡心機，卻收效不大。如果采用這項技術(shù)，問題將迎刃而解。 
備注：25
當(dāng)然，要將蓄熱式高溫空氣貧氧燃燒技術(shù)移植到石油化工管式爐上來，還有許多工作要做。首先，石油化工管式爐完全不同于冶金爐，它的管內(nèi)被加熱的是易燃、易爆、易裂解甚至結(jié)焦的烴類介質(zhì)，有的管內(nèi)還有催化劑，要進行化學(xué)反應(yīng)，如果處理不當(dāng)，后果是十分嚴(yán)重的。其次，管式爐的熱量是通過管壁傳遞的，由于各種因素的限制，通過管子表面的熱流強度不可能太高，因此爐膛溫度要比冶金爐低得多，應(yīng)用這項技術(shù)有什么難處，尚需通過試驗來解決。再者，石油化工管式爐的管壁溫度大多數(shù)都較低，一般是300℃-400℃，這些低溫的爐管在爐膛內(nèi)對燃燒過程有何影響等等，都需要進行試驗研究。 
備注：26
            蓄熱式高溫空氣貧氧燃燒技術(shù)原理圖
-27-
備注：27
提高熱效率應(yīng)注意的相關(guān)問題
降低排煙溫度的限制 
(1)隨著排煙溫度的降低，運行費用降低，一次投資增加，應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟評價確定經(jīng)濟合理的末端溫差。
(2)降低排煙溫度在技術(shù)方面受煙氣露點的限制，見圖。  
降低爐外壁溫度的限制 
(1)爐外壁溫度降到多少才是合理的？這要通過技術(shù)經(jīng)濟分析才能決定。
(2)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定“在環(huán)境溫度27℃，無風(fēng)條件下，爐外壁溫度80℃”是比較合理的。
環(huán)保方面的限制
隨著空氣溫度的提高，燃燒產(chǎn)物中的NOX增加，如果沒有適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫档蚇OX，則對環(huán)保是不利的。
備注：28
燃料中硫的質(zhì)量分數(shù)％
備注：29
熱效率的日常管理
管好燃料—主要是管好燃料中的硫和硫化氫
管好“三門一板”
經(jīng)常定期監(jiān)測，最好是在線監(jiān)測
目前用氧化鋯監(jiān)測輻射段出口氧含量，用引風(fēng)機后的煙氣溫度監(jiān)測排煙溫度，進而估算熱效率是不準(zhǔn)確的。應(yīng)該是在測溫的部位同時進行煙氣全分析。
定期除灰
檢修時清洗所有換熱面
備注：30
加熱爐運行的安全保障系統(tǒng)
為確保加熱爐運行和開停工安全，設(shè)置相應(yīng)的儀表檢測、控制和聯(lián)鎖系統(tǒng)是十分必要的。儀表檢測、控制和聯(lián)鎖系統(tǒng)的復(fù)雜程度取決于下列因素。確定儀表控制系統(tǒng)復(fù)雜程度的原則時，除綜合考慮這些因素外，還應(yīng)考慮工程投資費用。
工藝過程的類型及被加熱介質(zhì)的性質(zhì)
加熱爐的類型及其熱負荷和尺寸的大小
燃料的種類及其供應(yīng)的可靠性
加熱爐的操作范圍
工藝過程對上、下游裝置的影響度和工藝過程危險性分析
備注：31
溫度的檢測與控制
被加熱介質(zhì)的溫度
爐膛（輻射段）溫度
對流段溫度
煙道氣溫度
爐管表面溫度
燃料溫度
空氣預(yù)熱器溫度
備注：32
被加熱介質(zhì)的溫度
只有多部位測量被加熱介質(zhì)的溫度，才能比較正確評價加熱爐的性能。爐管總?cè)肟?、對流段至輻射段之間每路的過渡段、加熱爐每路出口、爐管總出口這些部位都應(yīng)設(shè)有測量元件并在控制室內(nèi)有溫度指示。 
加熱爐支路出口溫度控制的常規(guī)方法是在入口支路上都安裝各自的流量變送器和控制閥，用爐出口匯合后的溫度來調(diào)節(jié)加熱爐的燃料量。這種調(diào)節(jié)方法，只能將加熱爐總出口溫度保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，而各支路的出口溫度會有變化，某一路爐管有可能局部過熱而結(jié)焦。為了改善和克服這種情況，對于多流路易結(jié)焦或總出口溫度大于350℃的加熱爐推薦采用支路均衡控制。其調(diào)節(jié)方法為：保持通過加熱爐的總流量一定，而允許支路流量有變化；各支路的出口溫度自動與爐總出口溫度比較，通過公式計算自動調(diào)節(jié)各支路的進料流量，維持各支路的溫度均衡。
溫度控制器應(yīng)同時兼有正常控制、開工、停工和除焦全量程功能。
凡設(shè)有溫度控制點的加熱爐出口總管還應(yīng)單獨設(shè)置高溫報警。高溫報警測溫元件應(yīng)安裝在與溫控?zé)犭娕季嚯x不大于450mm范圍內(nèi)。

備注：33
附：非單相流防止偏流的措施
有汽化的加熱爐（減壓爐）
入爐前為純液采取分支流控，汽化后只允許擴徑，不允許增加管程數(shù)，每管程只允許單一流路。
氣液兩相流加氫爐（爐前混氫的加氫爐）
除保證各管程水力學(xué)對稱外，還應(yīng)保證各管程熱力學(xué)均衡，最好是每管程一個爐膛，單獨控制。
純氣相特多管程加熱爐（重整爐）
注意集合管的走向，集合管流通截面積與各分支流通截面積之和的關(guān)系。
制氫轉(zhuǎn)化爐-爐管內(nèi)有催化劑
裝催化劑后，測量各轉(zhuǎn)化管壓降，各路壓降編差應(yīng)不超過5%。

備注：34
爐膛（輻射段）溫度
測量輻射區(qū)的溫度是用來指導(dǎo)燃燒控制以避免爐管和爐膛超溫 。爐膛溫度控制，其實質(zhì)是加熱爐的燃燒控制，在常規(guī)的控制系統(tǒng)中，可將加熱爐的爐膛溫度作為副參數(shù)，被加熱介質(zhì)的總出口溫度為主參數(shù)構(gòu)成與燃料油、燃料氣閥門的溫度串級調(diào)節(jié)回路。 
對流段溫度
對流段溫度測量的目的是監(jiān)測加熱爐的熱效率。
煙道氣溫度
煙道氣溫度對于評價整個加熱爐的性能十分重要。溫度的異常升高表示爐管可能破裂、對流室大量積灰或預(yù)熱器效率下降；溫度低于露點，會對煙道造成嚴(yán)重的腐蝕。 
爐管表面溫度
測量爐管表面溫度主要是用來提示由于爐管結(jié)焦或爐管內(nèi)的流量降低導(dǎo)致的爐管超溫。對有可能結(jié)焦的加熱爐，應(yīng)在每路爐出口兩到三根爐管上設(shè)置爐管表面溫度測量，同時應(yīng)考慮在結(jié)焦區(qū)域分布多個熱電偶。 
備注：35
燃料溫度
測量燃料氣的溫度是用來補償流量測量數(shù)據(jù)從而得到更高精度的燃料氣量。燃料油溫度的要求是根據(jù)燃燒器所要求的燃料油的粘度而定。油溫過低會致使火焰燃燒不好，油溫過高會引起燃燒器燒嘴結(jié)焦。 
空氣預(yù)熱器溫度
當(dāng)使用空氣預(yù)熱器時，應(yīng)測量空氣和熱介質(zhì)的進出口溫度，以便評價空氣預(yù)熱器的性能和保持熱介質(zhì)和空氣的溫度高于露點，以防止冷端腐蝕。 
備注：36
壓力檢測與控制 
設(shè)置壓力表或壓力變送器的部位：
    ◆爐管總?cè)肟? ◆每路入口閥下游????◆爐管總出口 
  ◆對有氣化的爐子在對流轉(zhuǎn)輻射的每路轉(zhuǎn)油線上 
爐膛壓力控制 
爐膛壓力控制系統(tǒng)應(yīng)控制爐膛壓力保持在設(shè)計范圍，并避免爐膛超壓。強制通風(fēng)或自然通風(fēng)的加熱爐爐膛壓力可通過煙道氣調(diào)節(jié)擋板來控制?！舢?dāng)加熱爐有引風(fēng)機時，應(yīng)用爐膛壓力自動控制引風(fēng)機的調(diào)節(jié)擋板開度，保持爐膛壓力：或用爐膛壓力控制來調(diào)節(jié)引風(fēng)機的轉(zhuǎn)速（變頻調(diào)速）?！羧绻褂每諝忸A(yù)熱器，爐膛壓力控制要考慮燃料和燃燒空氣能維持穩(wěn)定的操作狀態(tài)。當(dāng)預(yù)熱器、引風(fēng)機出現(xiàn)故障或停用時，應(yīng)自動或手動切換到煙道氣的調(diào)節(jié)擋板以控制爐膛壓力。

備注：37
流量檢測與控制 
進料總流量 
流量指示的要求 
防止?fàn)t管超溫的保護措施 
燃燒空氣流量
燃燒控制系統(tǒng)  
備注：38
進料總流量
加熱爐都應(yīng)設(shè)有工藝進料總流量計，若在工藝進料入口處為兩相流，其流量分布和測量的設(shè)計要由工藝工程師決定。如果在加熱爐入口管線上設(shè)有安全閥，總進料流量計應(yīng)設(shè)于該安全閥的下游。
流量指示的要求
◆液相或氣液兩相的加熱爐，每路宜設(shè)置流量測量并在控制室指示。 
◆每路都應(yīng)設(shè)置低流量報警或聯(lián)鎖。
◆對可能結(jié)焦的加熱爐，每路都應(yīng)設(shè)置流量自動控制。
防止?fàn)t管超溫的保護措施
在多路加熱爐中，如果在每路上設(shè)置了流量調(diào)節(jié)閥，為防止被加熱介質(zhì)的流量低而引起爐管超溫要采取下列保護措施：
◆在調(diào)節(jié)閥上應(yīng)設(shè)置一個最小流量的機械限位。 
◆在執(zhí)行器的動力源或信號故障的情況下，控制閥應(yīng)為故障開， 或處于保持狀態(tài)然后滑移到打開的位置。
備注：39
燃燒空氣流量
強制通風(fēng)加熱爐的燃燒空氣流量是關(guān)鍵的參數(shù)，但通常不易測得，直接的測量方法是在強制通風(fēng)的管道上，設(shè)置基本的測量元件，如文丘里管、均速管或阿牛巴等。 
燃燒控制系統(tǒng)
強制通風(fēng)的加熱爐，可以設(shè)置空氣/燃料比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過空氣和燃料流量的測定來實現(xiàn)比例調(diào)節(jié)，一般還需用爐膛氧含量分析來較正。
燃氣加熱爐除了控制燃燒速率，還要維持最小的燒嘴壓力，可通過設(shè)定燃氣流量控制器的輸出或燃氣控制閥的最小機械限位來達到。燃料氣的壓力變動時，可通過壓力、流量、熱值等來對流量進行補償。如果燃料氣壓力超過燒嘴的最大允許壓力，應(yīng)使用燃氣壓力調(diào)節(jié)器以免過度燃燒和熄火。
燃油加熱爐通常有蒸汽霧化系統(tǒng)，使用蒸汽霧化時，要控制燃料和蒸汽之間的差壓。蒸汽系統(tǒng)需要保持穩(wěn)定的蒸汽壓力。
油氣聯(lián)合燃燒加熱爐需要通過運算將燃料氣流量加入到燃料油流量中，操作人員可通過比例控制來調(diào)整相對的燃料氣和燃料油量。
 
備注：40
分析 
煙道氣組成 
 氧 
一氧化碳 
煙氣混濁度 
硫氧化物 
 氮氧化物 
可燃物 
燃料氣發(fā)熱量 
備注：41
煙道氣組成
通過煙道氣分析，來控制燃燒效率和監(jiān)測煙道氣的組成，取樣點應(yīng)布置在每個燃燒室的出口（輻射段上）和對流段的出口來分析煙道氣的組成。 
氧
為了準(zhǔn)確測量燃燒質(zhì)量，取樣點應(yīng)盡可能接近完全燃燒點，一般設(shè)在輻射段的出口，以減小空氣泄漏的影響。為得到煙氣中氧的比例通常用氧化鋯分析儀，這種分析儀也可用來記錄、顯示、報警和控制，當(dāng)用作控制時，需設(shè)上限和下限。在分析儀出故障時，要通入最大量的空氣確保安全燃燒。 
一氧化碳
測量一氧化碳 (CO) 的目的是用來顯示和控制燃燒的完全性，通常含量是百萬分之幾，測量時應(yīng)考慮不完全燃燒的燃料氣的存在，CO的測量可作為氧含量測量的補充，還可用來平衡多個燃燒器的燃燒。 
備注：42
煙氣混濁度
在一些裝置中需要測量煙氣混濁度，主要是檢測煙道氣的光學(xué)透射比。要采取措施來保持光源和探測器鏡頭的清潔。
硫氧化物
根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保機構(gòu)的要求，分析排放煙氣中的硫氧化物含量。 
氮氧化物
根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保機構(gòu)的要求，分析排放煙氣中的氮氧化物含量。 
可燃物
測量排放煙氣中的可燃物，用于監(jiān)測爐子效率。
燃料氣發(fā)熱量
燃料氣發(fā)熱量的變化范圍比較大，通常用熱值儀、比重計、氣相色譜來進行測量。當(dāng)測量的燃料氣中含有大量濃度可變的隋性氣體時，則不宜采用比重計。 
備注：43
煙道氣儀表 
熱電偶或溫度計套管的檢測部位 
真空表或負壓變送器的檢測部位 
取樣與分析 
煙道擋板 
備注：44
熱電偶或溫度計套管的檢測部位
◆煙道擋板下方的煙囪中
◆在橋墻（輻射段至對流段的過渡段）上。當(dāng)條件允許時，熱電偶應(yīng)安裝在爐頂（輻射室頂）沒有遮蔽管的地方。
真空表或負壓變送器的檢測部位
◆橋墻（過渡段）
◆ 煙囪或煙道調(diào)節(jié)擋板下游
◆煙囪或煙道調(diào)節(jié)擋板上游 
◆爐底側(cè)壁 
取樣與分析
在煙囪擋板和過渡段靠近煙氣分析儀的地方要設(shè)置供人工取樣用的接管。如采用空氣預(yù)熱器，則要求對預(yù)熱器上下游煙氣管道中的煙氣進行取樣分析?？墒褂醚鯕猓扇細怏w分析儀對煙囪中的煙氣進行分析。
對于單獨燃燒控制的多室加熱爐，應(yīng)在靠近每個輻射室的頂部和聯(lián)合煙道內(nèi)設(shè)置氧氣／可燃氣體分析儀。 
備注：45
煙道擋板  
每個煙囪都應(yīng)帶有調(diào)節(jié)擋板，該調(diào)節(jié)擋板可通過手動操作并用機械方法使其鎖定在工作位置。每個遙控操作的煙囪調(diào)節(jié)擋板都應(yīng)帶有一個位置變送器，該變送器應(yīng)直接連到擋板上或執(zhí)行機構(gòu)連接件上。位置指示信號要傳送到安裝在地面上的就地指示儀表上，同時還要傳送到控制室去。
煙道擋板的執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)可以在10秒內(nèi)將擋板打開到全開位置，在失去儀表風(fēng)或控制信號的情況下處于“故障開”的位置。 
備注：46
燃料油系統(tǒng) 
一般要求 
 燃料油罐 
泵前過濾器及供油泵 
加熱器 
備注：47
一般要求
◆供給加熱爐的每種主要燃料，應(yīng)在控制室有溫度、壓力及流量指示 
◆所有主要燃料系統(tǒng)和點火系統(tǒng)的壓力都應(yīng)帶有高壓和低壓報警，壓力測量應(yīng)安裝在燃料控制閥的下游。加熱爐的每個燃料總管上還應(yīng)安裝壓力表。 
◆對于使用霧化蒸汽的加熱爐燃料系統(tǒng)，以及閃點低于或等于38℃ 的燃料系統(tǒng)，應(yīng)在霧化蒸汽控制閥的下游采取如下措施：差壓低或壓力低聯(lián)鎖，使相關(guān)的主燃料切斷閥關(guān)閉；獨立的壓力或差壓低報警。 
◆進入燃料油系統(tǒng)的燃料油，設(shè)置流量計量，回流管設(shè)流量計量。 
◆燃料油系統(tǒng)需有回油管?；赜凸茉O(shè)在最末一個燃料油支管之后，其始端設(shè)一個調(diào)節(jié)閥控制燃料油的壓力及回油量?；赜凸軕?yīng)在距工業(yè)爐15米外設(shè)置切斷閥，或設(shè)遙控切斷閥。

備注：48
燃料油罐
在燃料油罐上設(shè)置液位測量、燃料油溫度指示、高低液位及高低油溫報警。 
泵前過濾器及供油泵
◆泵前過濾器應(yīng)設(shè)置過濾器的壓差指示及報警，根據(jù)壓差決定泵及過濾器的切換。
◆泵出口設(shè)置壓力指示、低壓報警及低壓聯(lián)鎖。 
◆燃料油系統(tǒng)的壓力需嚴(yán)格控制，壓力波動應(yīng)小于10％。 
加熱器
◆ 可根據(jù)燃料油的粘度情況考慮是否設(shè)置加熱器。為了保護加熱器，可視燃料油系統(tǒng)情況設(shè)置安全措施（控制閥或安全閥）。 
◆加熱器應(yīng)使用蒸汽（或與其它介質(zhì)換熱）加熱燃料油，燃料油的溫度可通過控制加熱器的蒸汽（或與其它介質(zhì)換熱）的流量進行調(diào)節(jié)。 
備注：49
燃料氣系統(tǒng) 
儀表控制 
氣化器 
過熱器 
混氣罐或分液罐 
供氣管道 
備注：50
儀表控制
◆每一股進入燃料氣系統(tǒng)的“接收管道”上，設(shè)有流量指示（應(yīng)接入DCS系統(tǒng)），同時測量溫度和壓力，可用溫度和壓力校正所測得的流量值。 
◆第二氣源為液相燃料時，在測量流量的同時應(yīng)測量溫度，可用溫度校正測得的流量值。
氣化器
◆第二氣源為液化石油氣或混合C4餾分等液相燃料時，必須設(shè)置氣化器使之氣化。 
◆采用氣化器的液位控制液相物料的進料流量；用氣化器的出口壓力控制熱媒的流量，氣化器的頂部裝有壓力表及安全閥等。 
過熱器
為避免在混氣罐和“供氣管道”中產(chǎn)生凝液，在氣化器的下游宜設(shè)置過熱器，以低壓水蒸汽為熱媒，對燃料氣進行過熱。熱媒的流量用過熱器的出口溫度來控制。 
備注：51
混氣罐或分液罐 
◆多于一股氣源的燃料氣系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置混氣罐，采用混氣罐的出口壓力，控制第二氣源的流量。 
◆主燃料氣供給系統(tǒng)中每個混氣罐都應(yīng)帶有優(yōu)先級別的高液位報警。 
供氣管道 
◆ 在“總管”上測量燃料氣的壓力、溫度和分析發(fā)熱量（可設(shè)取樣口取樣）。
◆在控制閥的下游設(shè)置就地壓力表和壓力低低限報警。在壓力達低低值時，聯(lián)鎖關(guān)閉“總管”或“主管”上的遙控切斷閥。  
備注：52
燃燒保護系統(tǒng) 
應(yīng)在控制室和加熱爐就地盤上設(shè)接緊急開關(guān)或按鈕，用于關(guān)閉所有燃料和長明燈氣體保護系統(tǒng)的閥門。
在保護系統(tǒng)中的所有主燃料和長明燈系統(tǒng)的閥門在失去驅(qū)動介質(zhì)時要關(guān)閉。
與保護系統(tǒng)相關(guān)的擋板在地面上要有手動復(fù)位。 
對于單個燃燒器的加熱爐，應(yīng)提供火焰監(jiān)測器對火焰進行連續(xù)監(jiān)測, 如紫外（UV）或紅外（IR）傳感器或火焰離子棒，紫外或紅外傳感器應(yīng)為自檢測型。
 對有一個以上燃燒器和連續(xù)長明燈的加熱爐，每個長明燈應(yīng)設(shè)置一個火焰離子棒，這些離子棒應(yīng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)連接，設(shè)置有關(guān)的報警、邏輯和聯(lián)鎖保護功能。 
   
備注：53
在加熱爐開車期間，當(dāng)長明燈系統(tǒng)的切斷閥位于“開”的位置，而且監(jiān)測到有大于等于50%的長明燈未被點燃時，火焰離子棒應(yīng)引發(fā)關(guān)閉所有主燃料保護系統(tǒng)閥門。
控制室內(nèi)要有公共報警，當(dāng)檢測到一個或一個以上長明燈熄火應(yīng)報警。報警應(yīng)有“重復(fù)閃亮”特征，當(dāng)?shù)谝粋€長明燈熄滅后報警，隨后其它長明燈熄滅時可再次報警。
現(xiàn)場儀表盤上應(yīng)為每個長明燈提供單獨的指示器。 
提供“表決關(guān)”開關(guān)，使操作員在加熱爐穩(wěn)定操作時解除長明燈表決系統(tǒng)。 
提供“表決開”開關(guān)，可以手動激活表決系統(tǒng)。 
當(dāng)所有主燃料氣閥關(guān)閉時，長明燈表決系統(tǒng)應(yīng)處于開啟狀態(tài)，以便在主燃料氣閥門再次打開時要求有50％以上長明燈是點燃的。
 現(xiàn)場盤上應(yīng)對常明燈表決邏輯提供一個帶鎖的旁路開關(guān)。
  
備注：54
報警和停車系統(tǒng) 
目的是確保加熱爐的安全操作、開停車。這些系統(tǒng)的復(fù)雜程度由以下幾方面決定：
a）工藝過程類型和爐子的類型及尺寸； 
b）使用的燃料和燃料供應(yīng)的可靠性；
c）長明燈保護系統(tǒng)的類型和可靠性；
d）操作范圍；
e）過程危險性分析。  
備注：55
一般要求
開車順序
手動停車
燃料壓力低
燃料壓力高
長明燈燃料氣壓力低
燃料油溫度低
煙道氣溫度高或低
熄火
被加熱介質(zhì)溫度高

爐管表面溫度高
通風(fēng)高或低（抽力大或?。?
爐膛壓力高
爐膛壓力低
煙道可燃物含量高
被加熱介質(zhì)流量低
有余熱回收的煙道擋板
備注：56
一般要求
◆每個裝置應(yīng)研究故障時報警和停車系統(tǒng)的可靠性和可用性。
◆當(dāng)出現(xiàn)超限或不安全狀態(tài)時應(yīng)報警，并及時采取正確的措施，在產(chǎn)生危險狀態(tài)的情況下建議自動停車。自動停車系統(tǒng)必須允許爐子的啟動不受停車設(shè)施的妨礙。在開車、測試或維修期間，如果停車系統(tǒng)設(shè)施必須臨時設(shè)為旁路時，應(yīng)在旁路處為操作人員設(shè)置可見指示或報警。
◆為確保人身和設(shè)備安全，應(yīng)嚴(yán)格注意停車設(shè)施的安裝及電力和儀表風(fēng)的供應(yīng)。當(dāng)電力和儀表風(fēng)不足時，過程控制系統(tǒng)和安全停車系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在全范圍內(nèi)在安全的模式下操作。所有的停車閥門必須保持在安全位置，直到電動或手動功能重新復(fù)位。 
◆用于自然和強制通風(fēng)火焰加熱爐的報警和停車匯總表詳見表1和表2。   
備注：57
開車順序
◆確保風(fēng)機或吹掃設(shè)施聯(lián)鎖可靠。
◆確保所用燃料的聯(lián)鎖可靠。
◆確保吹掃時空氣的壓力足夠和打開所有擋板聯(lián)鎖，若提供流量連鎖，清掃的空氣流量不少于裝置連續(xù)運行時空氣最大流量的50%。
◆若使用霧化介質(zhì)吹掃爐膛時，則應(yīng)確保霧化介質(zhì)聯(lián)鎖可靠。
◆確保主燃料和長明燈系統(tǒng)的安全切斷閥處于關(guān)的位置。 
◆確保在加熱爐中沒有火苗。 
◆啟動風(fēng)機或吹掃設(shè)施（如蒸汽）。 
◆推薦清掃時間不少于5分鐘或5倍加熱爐的容積量，取二者中的最大值操作。 
◆將控制設(shè)置到非自動點火位置。 
◆確保燃料氣和燃料控制閥在非點火位置。 
◆在所有燃燒停止后，重新點燃之前需重新吹掃。   
備注：58
手動停車
應(yīng)提供手動停車，切斷最后關(guān)閉設(shè)施（燃料和長明燈系統(tǒng)），不管控制系統(tǒng)是否正常，機械或手動停車都可操作。建議使用硬手動停車。
燃料壓力低
如果燃料壓力低到不穩(wěn)定燃燒點時，啟動報警。在燃料管線安裝中，低壓檢測元件通常設(shè)在燃料調(diào)節(jié)閥的下游，來監(jiān)測低壓和非正常燃燒。如果在調(diào)節(jié)閥下游的燃料壓力低于產(chǎn)生穩(wěn)定火焰所需的壓力，且爐子未裝可靠的長明燈系統(tǒng)時，就要自動切斷燃料。
加熱爐有兩種燃料時，若兩種燃料壓力都低時應(yīng)停車；但如果其中一個燃料有足夠的壓力產(chǎn)生穩(wěn)定的火焰，則沒必要切斷另一個低壓的燃料。 
燃料壓力高
當(dāng)燃料壓力過高時，可能導(dǎo)致火焰噴出或過度燃燒。此時燃料調(diào)節(jié)閥下游的壓力檢測元件，測得的壓力高信號用來警示操作人員燃燒器可能出現(xiàn)故障。如果燃料壓力高出穩(wěn)定火焰的允許值，應(yīng)自動切斷。  
備注：59
長明燈燃料氣壓力低
長明燈保護系統(tǒng)的燃料氣應(yīng)與主要燃料氣分開，獨立成為一種可靠的來源。在長明燈保護系統(tǒng)燃料氣壓力低到不能維持其穩(wěn)定的火焰時應(yīng)提前報警，并關(guān)閉長明燈系統(tǒng)的安全切斷閥。壓力檢測元件應(yīng)安裝在長明燈系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)閥的下游，如果檢測到主燃料氣壓力低和長明燈系統(tǒng)的壓力低，應(yīng)切斷主要燃料。
燃料油溫度低
當(dāng)燃料油溫度低于不適于霧化的安全點或者溫度低到凝點，就應(yīng)啟動報警。 
煙道氣溫度高或低
煙道氣溫度高時應(yīng)報警，主要幫助檢測加熱爐泄漏和空氣預(yù)熱器的損壞和不正常的操作狀態(tài)。煙道氣溫度低時應(yīng)報警，如果煙道氣溫度低于露點，會產(chǎn)生酸性氣凝液的腐蝕。

備注：60
熄火
點火系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)使火焰中斷、熄滅的可能性降到最低，最好的措施是提供可靠的燃料系統(tǒng)、可靠的長明燈系統(tǒng)、可靠的燃燒壓力控制。在沒有可靠的長明燈燃料氣來源或有其它可能熄火的環(huán)境時應(yīng)提供火焰檢測。當(dāng)規(guī)定的檢測數(shù)量顯示熄火時，應(yīng)報警并自動切斷燃料。在意外熄火后，禁止自動點火。安裝火焰檢測，應(yīng)考慮以下功能。 
◆離子火焰檢測器對火焰是否存在送出開關(guān)信號。 
◆對于具有多個燃燒室和長明燈系統(tǒng)的加熱爐，離子棒可用來顯示長明燈火焰熄滅。熄火時阻止燃料進入加熱爐，直到重新點燃長明燈，在此期間，這些火焰離子棒可用作聯(lián)鎖系統(tǒng)的測量元件。 
◆大多數(shù)火焰檢測器有一個固有的滯后時間，一般為1~ 4秒。 
◆火焰檢測器通常與長明燈系統(tǒng)和燃料系統(tǒng)聯(lián)鎖，以便同時檢測。火焰檢測儀的電源應(yīng)穩(wěn)定，應(yīng)使用不間斷電源（UPS）。 
◆對于多個燃燒器單獨火焰檢測時，在其中任一燃燒器熄火后，應(yīng)單獨切斷此燃燒器的燃料。否則，應(yīng)切斷整個爐子的燃料。 
備注：61
被加熱介質(zhì)溫度高
被加熱介質(zhì)溫度高時，可能導(dǎo)致事故，需提供報警，測量點應(yīng)設(shè)置在溫度最高處。 
爐管表面溫度高
爐管表面溫度高應(yīng)報警以免爐管過熱損壞。 
通風(fēng)高或低（抽力大或?。?
在自然通風(fēng)裝置中，通風(fēng)低即產(chǎn)生正壓時，應(yīng)報警，因為通風(fēng)低時可能導(dǎo)致回火；當(dāng)通風(fēng)高可能造成不正常燃燒時，也應(yīng)報警。 
爐膛壓力高
爐膛壓力高時，考慮壓力報警和聯(lián)鎖。 
爐膛壓力低
爐膛壓力低，可能對爐膛造成損壞時，報警。 
備注：62
煙道可燃物含量高
說明燃燒不完全，或燃燒器已完全熄滅。為防止后燃或尾部爆燃，甚至爆炸，應(yīng)報警，甚至停車。
被加熱介質(zhì)流量低
被加熱介質(zhì)的流量低會導(dǎo)致爐管的過熱，從而加速結(jié)焦和爐管破損。 
有余熱回收的煙道擋板
對強制通風(fēng)的加熱爐，當(dāng)鼓風(fēng)機斷電時，聯(lián)鎖引風(fēng)機斷電和煙道擋板自動打開至100％開度（若幾個爐子共用余熱回收系統(tǒng)，則這幾個爐子的煙道擋板都要同時打開）改成自然通風(fēng)。 
當(dāng)引風(fēng)機斷電，則鼓風(fēng)機也要斷電，聯(lián)鎖煙道擋板自動打開，自然通風(fēng)門也自動打開，改為自然通風(fēng)操作。

備注：63
強制通風(fēng)加熱爐的附加要求 
鼓風(fēng)式加熱爐應(yīng)有另外的預(yù)報警切斷
帶預(yù)熱器和引風(fēng)機的加熱爐應(yīng)有補充切斷和報警 
引風(fēng)機故障情況下的操作順序 
 
備注：64
鼓風(fēng)式加熱爐應(yīng)有另外的預(yù)報警切斷
◆低燃燒空氣流量。
◆判斷鼓風(fēng)機是否中斷，首選方法是測量風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。不需要預(yù)報警。
◆爐膛壓力高。如果高爐膛壓力持續(xù)10－15秒以上時，爐膛壓力高信號將切斷所有主燃料和長明燈，當(dāng)壓力高于設(shè)定值時長明燈火焰會不穩(wěn)定。 
◆如果沒有規(guī)定用其它設(shè)施允許加熱爐回復(fù)到自然通風(fēng)操作，當(dāng)鼓風(fēng)機中斷或燃燒空氣低時，應(yīng)切斷所有主燃料。如果長明燈空氣和主燃燒空氣來自同一供應(yīng)源，則也應(yīng)同時切斷長明燈。 
◆如果業(yè)主同意對帶自然通風(fēng)式燒嘴的強制通風(fēng)加熱爐使用空氣自然通風(fēng)門，排風(fēng)門應(yīng)在鼓風(fēng)機中斷或燃燒空氣流量低時打開。自然通風(fēng)門應(yīng)有打開位置的監(jiān)測，如果自然通風(fēng)門在打開命令10秒鐘內(nèi)不能打開，所有主燃料應(yīng)切斷。 
◆當(dāng)長明燈燃料氣體壓力低聯(lián)鎖時、主燃料壓力低聯(lián)鎖時或任何火焰檢測器聯(lián)鎖時鼓風(fēng)機不應(yīng)停車。 
備注：65
帶預(yù)熱器和引風(fēng)機的加熱爐應(yīng)有補充切斷和報警
◆進預(yù)熱器的煙氣溫度過高應(yīng)報警和切斷，即通過打開煙道氣擋板和停引風(fēng)機使煙氣走旁路。 
◆在引風(fēng)機入口煙道上設(shè)煙道氣高溫報警和切斷，高溫切斷應(yīng)停引風(fēng)機并打開旁通煙道氣擋板。 
◆爐膛壓力高聯(lián)鎖，應(yīng)先打開煙道擋板。如果爐膛壓力高持續(xù)超過10－15秒，應(yīng)切斷所有燃料。 
引風(fēng)機故障情況下的操作順序
在引風(fēng)機聯(lián)軸節(jié)側(cè)的轉(zhuǎn)速傳感器檢測到引風(fēng)機故障的情況下，應(yīng)按順序采取以下行動。
◆引風(fēng)機故障報警（不需要預(yù)報警）。 
◆旁通煙道擋板應(yīng)打開。 
◆在強制通風(fēng)的加熱爐中如果也設(shè)計了可自然通風(fēng)的燒嘴，但在強制通風(fēng)管道上又沒有設(shè)可自然通風(fēng)的手段，則當(dāng)引風(fēng)機故障時，加熱爐應(yīng)停車。

備注：66
表1.自然通風(fēng)火焰加熱爐的報警和停車匯總表 
備注：67
續(xù)表1
備注：68
續(xù)表1
備注：69
表1注：
A--典型的報警／停車時間（秒）
B--全部燃料氣（主燃料）閥門關(guān)閉
C--全部燃料油（主燃料）關(guān)閉
D--長明燈系統(tǒng)燃料氣關(guān)閉（可靠或不可靠）就地盤報警
F--預(yù)報警CCR優(yōu)先1
G--報警CCR優(yōu)先2 
 (1)所有停車的檢測器應(yīng)有優(yōu)先1的預(yù)報警。在本表中與停車的檢測器有關(guān)的報警均為停車報警。
(2)所有報警應(yīng)遵循相關(guān)規(guī)定的報警管理策略。
(3)除非保護系統(tǒng)（SIS）可在控制中心顯示第一事故報警，否則應(yīng)在就地盤上提供第一事故報警的確認／顯示。
(4)僅當(dāng)主燃料閥關(guān)閉后再關(guān)閉長明燈。
(5)可靠長明燈氣源應(yīng)符合所有下列條件：
   a)????? 該氣源應(yīng)獨立于主燃料氣管網(wǎng)，因此可以避免由于電源故障、儀表風(fēng)故障或因疏忽造成的閥門關(guān)閉等意外事故之一所造成的氣源同時中斷。
    b)   開車時可用。
    c)    經(jīng)氣化器氣化后的液化石油氣不考慮作為可靠的長明燈氣源。 
備注：70
備注：71
備注：72
備注：73
表2注：
A--典型報警／停車時間
B—全部燃料氣（主燃料）閥門關(guān)閉
C--關(guān)閉所有燃料氣閥門（主燃料）
D--關(guān)閉所有液體燃料閥門（主燃料）
E--關(guān)閉所有長明燈氣閥門（可靠或不可靠）
F--關(guān)閉引風(fēng)機
G--打開旁通擋板（空氣預(yù)熱器/引風(fēng)機）
H--打開自然通風(fēng)門
I--報警-就地盤 
J--預(yù)報警CCR –優(yōu)先1
K--報警CCR –優(yōu)先2
表中注①～⑤與表1相同。 
備注：74

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