热力设备在长输管线上的优化更新

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【摘要】本文仅以鲁宁输油管线为例，根据长输管线加热输送原油的特点，分析了输油站热力设备（快装炉）存在的问题及危害，并结合目前的现状和多年的生产经验，对长输管线输油站热力设备的特点进行了优化，提高改进了输油站热力设备的安全性能，确保了输油生产的安全稳定运行。

【关键词】快装炉 存在问题 改进措施

1 引言

在采用加热输送原油管线的过程中，热力设备是输油站生产设施的重要组成部分。它的主要作用是在低温天气为输送原油加热，提高原油温度，并补充原油在长输管道输送过程中的热量损失，维持管输原油温度在凝点以上，以改善原油的流动性，防止原油输送过程中出现凝管事故，同时降低原油粘度，降低管道的摩阻损失，节约电力。因此，热力设备的管理不仅是输油站安全生产的关键环节，也是输油站节能降耗的重点部位。

鲁宁输油管线是指首站为山东临邑，末站为江苏仪征的长输管线。其工艺输送方式为加热密闭输送，该管线1978年投产，自北向南有12座输油站，全长655.37 km，其中有六个加热输油站。

2 输油站主要热力设备及主要特点

目前，鲁宁线中间站主要热力设备是：

快装8000KW直接式加热炉及5000KW直接式加热炉（快装加热炉以下简称快装炉），一般采用TS3N-D百德燃烧器；快装炉是在原方箱直接式加热炉使用经验的基础上研发生产投用的，它克服了方箱直接式加热炉结构复杂、检修时间长、效率低、自动化程度低等缺点，整个炉体为卧式八角型，对流室落在辐射室后部的顶上，缩短了加热炉的整体长度，减少了占地面积，具有结构简单、检修方便、效率高、自动化程度高等优点。该炉型燃烧器雾化燃烧效果好，维护量小。

从快装加热炉更新换代的技术层面来看，主体结构并无太大变化，只是自动化程度逐步提高，燃烧器选型更趋合理。但从目前使用情况看，主体上存在一些不容忽视的问题，个别问题还是致命的，应当着力加以解决。

3 热力设备存在的主要问题、成因及危害

（1）快装炉炉膛隔热层易脱离护板，严重时脱落贴近炉管，该炉炉膛隔热层采用20公分折叠陶纤保温毡，外加2公分针刺陶纤棉毡组成，依靠耐热不锈钢筋抓丁与炉膛外护板和炉体钢架固定。但从现场实际运行来看，抓丁密度小，接触面小。而在加热炉运行时，操作人员如不注意炉膛负压，易造成炉膛负压偏大，炉膛燃烧不稳定，严重时可明显感到外护板震动大。

另外，由于是快装炉，燃烧器自动化程度高，操作人员经常不通过控制柜上的负荷调节装置按温升时间要求提升或降低炉膛温度来控制启炉、停炉，往往都是直接启停。这样短时间内大幅度的提温、降温，对炉体整体结构会产生一定的破坏作用。再有隔热层因自身重力作用，炉膛隔热层易脱离护板，严重时脱落贴近炉管。这不但影响加热炉的安全运行，而且由于隔热层贴近炉管减少了炉管受热面积，也使辐射到炉墙上再次辐射到炉管表面的二次辐射作用难以形成，减少了换热量。同时炉体隔热效果降低，护板表面温度高、散热大，从而降低了加热炉的效率，影响加热炉安全可靠运行。

（2）快装炉对流部弯头箱内积灰。快装炉在烟气流动和定期吹灰的作用下，对流弯头箱产生结灰，并以安装吹灰器一侧偏多，严重时结灰高度达到第4排对流管处。烟灰、烟气和水结合形成酸性物质，再加上这些物质附着在弯头上，加剧了弯头腐蚀，严重时致炉管烧穿，严重影响加热炉安全运行。

4 改进措施

4.1 改进快装炉炉膛隔热层与外护板的连接结构

该炉炉膛隔热层采用20cm折叠陶纤保温毡，外加2公分针刺陶纤棉毡组成，目前采用耐热不锈钢筋抓丁与炉膛外护板和炉体钢架固定。但从实际运行看，存在着连接结构强度不够，应加大抓丁密度，并解决接触面小的问题，在炉膛上半周最好采用宽为5cm的不锈钢条作为压条并与抓勾相连接，增强其结构强度，使陶纤保温毡成为夹层并与炉体成为一体，也避免局部脱落对整体结构的影响。

4.2 改进快装炉对流部弯头箱护板结构，使其易于清理积灰，减轻弯头腐蚀程度

积灰的主要原因是吹灰管与套管之间存在缝隙，因此加长吹灰套管可以较好地解决对流室弯头箱积灰问题。以安装吹灰器一侧偏多的情况看，改动对流段整体结构比较困难，在现有结构基础上，改进对流部弯头箱护板结构，使其易于清理积灰，不易形成腐蚀物质并附着在弯头上，可减轻弯头腐蚀程度。经过实际分析，把对流部弯头箱护板底部50cm高护板改为折扇式结构，与周围原护板保温层密封通过挤压办法解决。这样，在停炉期间，输油站自己可自行打开该护板，清除结灰，从而使烟灰、烟气和水结合的酸性物质难以形成，可大幅度地减轻腐蚀。

4.3 改进快装炉的操作方式

在快装炉操作上，要求操作人员必须打破习惯性操作模式，操作时严格按规程启停设备。启停加热炉时，操作人员应通过控制柜上的负荷手动调节装置按温度调节的时间要求，提升或降低炉膛温度来启停炉，避免大幅度的升温、降温对炉体整体结构产生的破坏作用。杜绝快速启停的坏习惯。在加热炉运行时，严格按照巡回检查路线逐点进行检查：比如燃烧器的燃烧状态，火嘴是否偏斜，观察和调整火焰状态，注意油温的变化，炉顶耐火砖或衬里是否脱落，炉内外壁是否倾斜，温度是否过高，有无裂纹或原有裂纹是否扩展。操作人员应注意炉膛负压，把炉膛负压控制在规定范围内，调整烟道挡板，使炉膛燃烧趋于稳定。同时根据气温变化，及时调节燃烧器的油风比例确保燃烧效果更好。

5 展望与小结

快装炉虽然在实际生产中表现出诸多优点，但仍瑕不掩瑜，在高度强调安全生产的今天，高度提倡节能减排的形势下，极大地提高输油站热力设备安全技术性能尤为重要，在实际运行中如能成功解决这些问题则将更易于快装炉清理积灰，减轻弯头腐蚀程度，使设备更加节能、更加安全。