油田用加热炉Word文档下载推荐.docx

1、2.介质流量大，要求压力降小。3.介质进出口温度低，温升小。4.介质不发生相变。5.热负荷波动大，低负荷运行多。6.燃料为原油或天然气，自控程度低。二、油田加热炉的技术装备现状目前国内油、气田和长输管道中使用的加热炉有数万台，是油、气生产和输送中的主要耗能设备。近十几年，通过优化加热炉的结构，应用先进的燃烧技术和传热技术等，国内已研制开发出结构合理、技术先进和性能优越的多种结构形式的油田加热炉，而且有些加热炉的炉型结构和性能指标已接近和达到了国际先进水平。但总的来说目前国内油、气生产和输送中使用的加热炉，整体技术装备水平相对不高，与国际先进水平还存在一定的差距，主要表现为：1.国内油田加热炉的

2、单台热负荷较小，热负荷为1250kW以下的小型加热炉约占加热炉总数的90%以上。2.国内油田加热炉的平均运行热效率约为70左右，加热炉热效率较低；而国外有关加热炉的运行热效率为85以上。3.国内油田加热炉的燃烧过剩空气系数较高，一般在1.3以上，有的甚至高达2.0以上；而国外有关加热炉的燃烧过剩空气系数可控制在11以下。4.国内油田加热炉的钢耗量相对较高，火筒式间接加热炉的单位钢耗量一般达14t/MW左右；而国外有关加热炉的单位钢耗量为4t/MW7t/MW左右。5.国内大部分油田加热炉按标准配置了安全保护装置，但加热炉的运行操作，特别是负荷调节和燃烧控制调节主要仍为手工操作。国外有关加热炉的安

3、全保护和运行控制均实现了自动化，可实现加热炉运行无人值守。第二节 油田加热炉的炉型及基本结构一、油田加热炉的炉型油田和长输管线用加热炉型式按基本结构、被加热介质种类和燃料种类进行分类。1.按基本结构分类油田加热炉按基本结构可分为两大类，即火筒式加热炉和管式加热炉。火筒式加热炉分为：火筒式直接加热炉；火筒式间接加热炉。管式加热炉分为：立式圆筒管式加热炉；卧式圆筒管式加热炉；卧式异型管式加热炉。2.按被加热介质的种类分类油田加热炉按被加热介质的种类可分为：原油加热炉：井产物加热炉；生产用水加热炉；天然气加热炉。3.按燃料种类分类油田加热炉按燃料种类可分为：燃气加热炉；燃油加热炉；燃油燃气加热炉。4

4、.油田加热炉产品的型号油田加热炉产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。型号的第一部分表示加热炉的基本结构型式和额定热负荷，共分两段：第一段用汉语拼音字母代表加热炉的基本结构型式，见表11;第二段用阿拉伯数字表示加热炉的额定热负荷为若干千瓦。两段连续书写，相互衔接。型号的第二部分分为两段，其间以斜线相隔。第一段用汉语拼音字母代表被加热介质的种类，见表12;第二段用阿拉伯数字表示盘管或炉管设计压力为若干MPa；火筒式直接加热炉第二段不表示。型号的第三部分由两段组成：第一段用汉语拼音字母代表燃料种类，见表13；第二段用阿拉伯数字表示设计次序，第一次设计不表示。表4-1加热炉的基本结构形式及代

5、号加热炉的基本结构形式代号火筒式加热炉火筒式直接加热炉HZ管式加热炉立式管式加热炉GL火筒式间接加热炉HJ卧式管式加热炉GW表4-2 被加热介质代号被加热介质原油Y生产用水S天燃气Q井产物H 表4-33 燃料种类代号燃料种类天然气油气两用YQ第二章 加热炉工作参数一、热传递的基本概念（一）热传递热能自动地由高温物体传向低温物体的现象叫热传递。凡有温差存在就一定有热传递发生。热传递有三种不同的形式：即导热、对流和辐射。1.导热导热也叫热传导，是相互接触的物体之间发生的热传递或从物体的高温部分向低温部分传热的现象，如用熨斗熨衣服。由于各种物质的导热能力不同，将导热较好的金属称为良导体，将导热较差的

6、非金属称为不良导体。物质导热能力的大小用导热系数表示，其单位为w/m。平壁的稳定导热计算用下式式中：材料的导热系数w/m t壁面温度差-平壁厚度mF-平壁导热面积m2Q-导热量W2.对流对流换热是运动着的流体与其相接触的固体壁面间的换热递过程。对流换热时，物质的分子相互变动位置，如管式加热炉烟气流过对流炉管，水套加热炉盘管内原油与壳内热水都是对流换热。对流换热量用下式计算 其单位为：W式中;对流放热系数，根据流态及流体物性计算，单位为w/m2 t换热温差 F换热面积m23.辐射热热能不依靠任何物体传递而以电磁波的形式直接发射出去，在空间进行传播，当遇另一物体时，则全部或部份地被吸收为热能，这种

7、传热方式称辐射换热。如太阳光射向地面就是一例。辐射传热量与温度的四次幂成正比，同时与物体表面黑度及换热面积有关。二、压力和温度（一）压力压力是指垂直作用在单位面积上的力，实际上是压强，用符号P表示，单位是“MPa”。大气压力是指空气作用在地球表面上的质量力。由于1m3空气在时的质量为1.29kg，所以地球上部的大气层对地球表面有一定的压力，这个压力叫大气压力。0时在北纬22.5的海平面上（即海拔零米处）大气压力是0.1013 MPa。工程上常用工程大气压，它是每千克质量的物质作用在1cm2面积上的力，数值是 0.981 MPa（工程上常把二者简化为同一数值，约为0.1 MPa）。另外，随着使用

8、的场合不同，度量压力的单位还有水银柱高度（mmHg）、水柱高度（mH2O）等，其换算关系如下：0.0981 Mpa=0.9678物理大气压=735.6mmHg=10mH2O=1kgf/cm2 表压力是指以大气压力作为测量起点，即压力表指示的压力。表压力不是实际压力，因为当压力表指针为零时，实际上已受到周围一个大气压力的作用力，所以压力表指的数值，是指超过大气压力的部分。绝对压力是指以压力为零作为测量起点的，即实际压力。其数值就是表压力加0.1013 MPa（大气压力）。表压力与绝对压力的关系：P绝=P表+0.1013（Mpa）P表= P绝-0.1013（Mpa）负压是指低于大气压力（俗称真空）

9、，用符号真表示，真=大气压力- P绝。负压与大气压力之比的百分数，称为真空度，即。通常负压燃烧的锅炉正常燃烧时，打开炉门会感觉到周围空气吸向炉膛，这是炉膛内负压的缘故。一般炉膛出口保持负压mmH2O。（二）温度温度是指物体冷热的程度（通常用符号t表示）。测量温度常用的单位是摄氏度，用表示。在锅炉设计计算中，常用绝对温度单位，用表示。绝对温度的零度为零下273摄氏度）。如果以表示绝对温度的值，以表示摄氏温度的值，其转换公式为：=273温度通常用摄氏温度（用符号表示）和华氏温度（用符号F表示）来表示。目前我国常用的是摄氏温度。摄氏温度：以水在一个大气压下开始沸腾时的温度（即沸点）为100，水开始结

10、冰时的温度（即冰点）为，中间分成100格，每格为摄氏度。华氏温度：以水的沸点为212F，冰点为32 F，中间分成180格，每格为华氏度。两种温度的换算关系如下：（59）（F 32）F=1.8t32三、热力学的有关概念1.热量和温度物体吸收或放出热的多少叫热量。热量的单位是J或KJ。温度是表示物体冷热程度的量。测量温度的标准叫温标。常用的温标有摄氏温标和绝对温标。温度的单位是K或。温度和热量是互相联系而又不相同的两个概念。温度是对状态而言，而热量是指物体状态前后热能的增减程度，是对过程而言。例如我们可以说加热炉进口处的温度是多少，油从进口到出口吸收了多少热量。而不能说油在进口处有多少热量或油从加

11、热炉中吸收了多少温度。2.比热容比热容是指单位质量的物体，温度升高或降低1摄氏度时所吸收或放出的热量。不同的物质比热容不同。其单位是KJ/kg或KJ/m3。3.热平衡把几个温度不同的物体放在一起，组成一个系统，则物体之间就要进行热量交换，使系统中各物体的温度变成一样，其中温度高的物体放出热量，温度低的物体吸收热量，如果没有热量损失，也没有从系统外吸收热量，那么，系统内温度较高物体放出热量的总和等于所有温度较低物体吸收热量的总和，这就叫热平衡。例如加热炉内被加热介质吸收的热量加上各项热损失等于燃料放出的热量。加热炉的热负荷就是根据热平衡计算的。Q热负荷KW C比热容KJ/kg m-介质的质量流量

12、kg/h t-温差四、管式炉的工作参数管式加热炉的技术指标是表示其适应性能的指标，是选用、操作加热炉的依据。主要包括以下几项。1.热负荷单位时间内向被加热介质传递热量的能力叫热负荷，单位为KW。热负荷分设计热负荷和运行热负荷，设计热负荷为铭牌标注的热负荷，运行热负荷是根据运行参数计算所得。运行热负荷应该小于设计热负荷。2.工作压力炉管允许的最大运行压力，此压力不得大于铭牌标注的设计压力。单位为MPa。3.传热面积在炉内参予传热的炉管有效外表面积叫传热面积。一般分为辐射传热面积和对流传热面积。单位为m2。4.炉膛容积热强度炉膛单位容积在单位时间内的燃料发热量叫炉膛容和热强度，单位为KW/m3。容积热强度一般为70009300KW /m2，其数学表达式为qv炉膛容积热强度kw/m2 B燃料用量放 kg/h或m3/h QH燃料发热值 kJ/kg或kJ/m3 V炉膛有效容积 m35.辐射炉管表面热强度单位面积的辐射炉管所传递的热量叫辐射炉管表面热强度，单位为KW/m2式中:qR辐射炉管表面热强度 kw/m2 QR-辐射室传热量 KW AR辐射炉管传热面积 m2油田管式加热炉辐射炉管表面热强度一般为2329kw/m2。此处所说的指平均值，实际值是不均匀的，局部热强度可能大大高于平均值。当热强度过高时，会使炉管局部过热甚至管内结焦，过低时则会使炉子结构笨重、增