一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法
【专利摘要】本发明涉及一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法，其具体步骤为：(1)加热炉正常运行时，所有燃烧器均匀地供给燃气和空气，调整辐射室压力为负压；(2)减小某台需更换的燃烧器的燃气和空气供给量，直至设计下限负荷，同时增大其余燃烧器的燃气和空气供给量，以维持加热炉的正常负荷；(3)关闭该台需更换燃烧器的燃气和空气管路阀门，拆除燃烧器及其火盆砖构件，安装新燃烧器；(4)用点火器点燃新燃烧器的长明灯，开启并逐渐增大新燃烧器的燃气和空气管路阀门，保持火焰稳定；(5)同时减小其余燃烧器的燃气和空气供应量，以维持加热炉的正常负荷。本发明可以简单高效地在线更换燃烧器。
【专利说明】一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及燃烧器【技术领域】，具体地说，是一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法。
【【背景技术】】
[0002]炼化企业底烧管式加热炉炉底板上均匀分布多台燃烧器，火焰向上，炉内压力维持负压或微正压，燃烧器与炉膛底板通过焊接或螺栓连接的方式固定。根据炉体外形分为箱式炉、立式炉、圆筒炉、大型方炉。燃烧器以燃气或燃油为燃料，以强制通风或自然通风供给的空气作为氧化剂。燃料与氧化剂在燃烧器内燃烧前，可以全部混合、部分混合和不混合，分别对应预混燃烧器、部分预混燃烧器和非预混燃烧器。燃料与氧化剂燃烧反应生成高温烟气在炉膛内部通过辐射和对流的传热方式传递给炉管内被加热的介质。
[0003]燃烧器在长期服役后，由于高温烟气会对所述燃烧器的火盆砖、喷枪喷头等部位造成冲刷和高温辐射，导致火盆砖开裂及喷头喷孔尺寸变大等，使得燃烧过程恶化，如产生不完全燃烧、污染物排放超标等。这种情况下，需要把旧的燃烧器更换为新燃烧器，以达到良好的燃烧状态。
[0004]目前，更换新燃烧器需要管式加热炉停工，这给正常生产带来困难，需要调节相应的装置，同时由于停工，会给生产企业带来经济损失。或者在炼厂大修停工时，才能更换，使得问题燃烧器不能及时更换，造成燃料浪费、污染物排放超标及安全隐患。随着我国炼化企业生产装置由一年一修逐步过渡到二年一修、三年一修，管式加热炉停工用以更换新燃烧器的可能性越来越小。
【
【发明内容】
】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0007]一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法，管式加热炉的炉底板上均匀分布至少4台燃烧器，其具体步骤为:
[0008](I)加热炉正常运行时，所有燃烧器均匀地供给燃气和空气；对于微正压运行的加热炉，需将辐射室压力调整为负压；对于负压运行的加热炉，需确认辐射室内的负压状态；在燃烧器更换过程中，始终维持辐射室内的负压状态；
[0009](2)减小某台需要更换的燃烧器的燃气和空气供给量，直至设计下限负荷，同时增大其余燃烧器的燃气和空气供给量，以基本上保持加热炉总燃气消耗量不变；
[0010](3)关闭某台需要更换的燃烧器的燃气和空气管路阀门，拆除燃烧器及其火盆砖构件，安装新燃烧器；
[0011](4)用点火器点燃新燃烧器的长明灯，开启新燃烧器的燃气和空气管路阀门，保持火焰稳定；[0012](5)增大已更换的新燃烧器的燃气和空气供应量，同时减小其余燃烧器的燃气和空气供应量，以基本上保持加热炉总燃气消耗量不变；
[0013]按照对称的顺序逐个在线更换需要更换的燃烧器；
[0014]所述的燃烧器为燃气燃烧器，燃料油燃烧器或油气联合燃烧器中的一种。
[0015]所述的燃烧器通过螺栓连接固定在炉膛底板上。
[0016]所述的火盆砖构件，其包含火盆砖主体，凸缘及凸缘底部用以填充陶纤的凹槽；炉底耐火砖支撑火盆砖凸缘使火盆砖固定,火盆砖主体依靠自身重力压紧凹槽内填充的陶纤，防止高温烟气进入火盆砖与炉底耐火砖之间的缝隙；火盆砖主体上设置分级喷枪孔。
[0017]所述的火盆砖构件，还设置火道，其为缩扩形式，用于约束空气流和主燃气流，增加喉口速度，强化辐射室内的对流传热；
[0018]所述的分级喷枪孔的数目为2-10个。
[0019]所述的分级喷枪孔的横截面为圆形或四边形。
[0020]所述的凹槽为平面型或带有螺纹的强化密封型槽道。
[0021 ] 在燃烧器运行过程中，当火盆砖主体出现裂缝时，利用凸缘的自身相互约束作用，防止火盆砖主体的过度变形和坍塌。
[0022]与现有技术相比，本发明的积极效果是:
[0023]在管式加热炉不停工的情况下，实现燃烧器的在线更换，避免停产给企业造成的经济损失。
[0024]调整炉内压力为负压，并在燃烧器更换过程中保持炉内负压状态，避免了高温烟气喷到炉外产生的危险。
[0025]对称更换燃烧器减小炉内炉管温度波动，避免更换过程对管内介质流动、传热及反应产生较大影响。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0026]图1为具有底烧燃烧器的管式加热炉系统组成示意图；
[0027]图2为更换前正常运行期间的图1所示的底烧管式加热炉炉膛底板燃烧器的说明；
[0028]图3为更换期间的图1所示的底烧管式加热炉炉膛底板燃烧器的说明；
[0029]图4为另一更换期间的图1所示的底烧管式加热炉炉膛底板燃烧器的说明；
[0030]图5为底烧管式加热炉燃烧器在线更换顺序示意图；
[0031]图6为说明了用于图1所示底烧管式加热炉在线更换燃烧器得到工艺流程图；
[0032]图7火盆砖构件的示意图。
[0033]附图中的标记为:I燃气管路阀门，2空气管路阀门，3燃烧器，4炉膛底板，5辐射段外筒体，6辐射炉管，7辐射室，8对流段筒体，9对流炉管，10对流室，11烟道调节挡板，12烟囱，13鼓风机，14空气预热器，15燃气管网，16火焰I，17火焰II，18火焰III，19火焰IV, 20 火焰 V。
【【具体实施方式】】
[0034]以下提供本发明一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法的【具体实施方式】。
[0035]实施例1
[0036]图1为常见炼化企业底烧圆筒管式加热炉系统组成示意图。加热炉系统由燃烧器
3、燃烧器附属的燃气管路阀门I和空气管路阀门2、炉膛底板4、加热炉辐射段外筒体5、辐射炉管6、辐射室7、对流段筒体8、对流炉管9、对流室10、烟道调节挡板11、烟囱12、鼓风机13、空气预热器14和燃气管网15组成。燃烧器通过螺栓连接固定在炉膛底板4上。燃气由燃气管网15经减压阀门1，调整到设定压力，供给燃烧器3。鼓风机13将环境中的空气，鼓入空气预热器14，在空预器14中冷空气与高温烟气换热，温度升高，经空气调节阀门2，进入燃烧器。燃气和空气经燃烧器喷射入管式加热炉辐射室7，在辐射室7内，燃气和空气边混合边燃烧,燃烧生成的高温烟气在辐射室7内，主要以辐射的形式传热给辐射炉管6内加热的工质，高温烟气的温度逐渐降低。烟气进入对流室10，主要以对流的形式传热给对流炉管9。烟道挡板11控制炉内的压力，调节烟气进入空预器14和烟囱12的量。进入空预器14的烟气与鼓风机13供给的冷空气换热，烟气温度进一步降低。烟气由空预器14排除后，再次进入烟? 12，最后排放。在本实施例中燃烧器3是燃气燃烧器，但应该理解，燃烧器3可以为燃油燃烧器或油气联合燃烧器。
[0037]参考图2到图5，炉膛底板4上均布着燃烧器3，在正常运行负荷下形成火焰116。在图2到图5所示的示例性实施例中，炉膛底板4为圆形，8台圆形焰燃烧器均匀分布在圆周上，然而，炉膛底板4可以为矩形，燃烧器不仅限于8台，且燃烧器可以为扁平焰或附墙焰燃烧器。
[0038]当管式加热炉长期运行后，燃烧器可能会存在损坏，导致燃烧状况恶化，这时可能需要更换成新的燃烧器，以实现加热炉继续高效安全地运行。当在不停炉的时候更换燃烧器时，需要逐个更换，并相应调节所有燃烧器的燃气和空气流量，以减小对正常生产造成的波动。
[0039]图2表示正常运行期间底烧管式加热炉炉底板4上的燃烧器的火焰状态。如图2所示，加热炉在额定功率下运行时，额定量的燃气均匀地分配到8台燃烧器，每台燃烧器在相同的燃气流量下运行，产生的火焰火焰116 —致。
[0040]当需要在线更换燃烧器时，更换过程如图3和图4所示。以更换①号燃烧器为例，首先调节烟道挡板11使辐射室7内压力为负压，逐渐调小①号燃烧器的燃气阀门I和空气阀门2，减少燃气和空气供应量，同时增大其余燃烧器的燃气阀门I和空气阀门2，增加燃气和空气供应量，使得①号燃烧器的火焰II118降低，使得其余燃烧器的火焰II17升高，如图
3所示。而后，①号燃烧器的燃气阀门I和空气阀门2关闭，①号燃烧器火焰V20熄灭；同时继续调大其余燃烧器的燃气阀门I和空气阀门2，其余燃烧器的总燃气供应量达到加热炉的额定燃气消耗量，加热炉的总负荷基本维持不变，其余燃烧器形成继续升高的火焰IV19，如图4所示。然后，拆除现有燃烧器及火盆砖等内部构件，更换上新燃烧器，此时所有燃烧器的运行情况也可以用图4表示。随后，开启①号新燃烧器的燃气阀门I和空气阀门2，用点火器点燃新燃烧器，形成稳定的火焰。逐渐增大①号新燃烧器的燃气阀门I和空气阀门2，并减小其余燃烧器的燃气阀门I和空气阀门2的开度，此时所有燃烧器的运行状况可用图3表征。继续此过程直至所有燃烧器的燃气量达到额定燃气量，此时所有燃烧器的运行状态也可以用图2表示。整个更换过程始终保持加热炉总负荷处在额定负荷附近，辐射室7内为负压状态。
[0041]当需要对加热炉在用的多台燃烧器进行在线更换时，应当遵循图5所示的更换顺序。如图2到图4所示，在更换①号燃烧器的过程中，虽然加热炉总体负荷基本维持不变，但由于①号燃烧器的火焰逐渐熄灭，导致其附近的炉管6和炉内壁温度较低，因此当更换另一燃烧器时，应当尽量较小对前一更换燃烧器及其对应炉管的影响。当更换①号燃烧器完毕后，应当更换①号燃烧器。
[0042]图6是底烧管式加热炉在用燃烧器更换为新燃烧器的过程中对操作管式加热炉系统方法进行说明的工艺流程图。流程开始于步骤201，此处当需要更换①号燃烧器时，需要减小①号燃烧器的燃气阀门I和空气阀门2，相应的火焰III18变短。同时在步骤202需要增大其余燃烧器的燃气阀门和空气阀门，相应的火焰Π17升高，以保证加热炉系统总燃气消耗量不变。在步骤203，①号燃烧器的燃气阀门和空气阀门均关闭，火焰V20熄灭。此时，加热炉正常运行的额定量燃气分别供应到其余燃烧器，形成所示的更加升高的火焰IV19，加热炉总负荷维持不变。在步骤204，原有的①号燃烧器及其火盆砖等内部构件被拆除，更换上新的燃烧器。在步骤205，开启新燃烧器的燃气管路阀门I和空气管路阀门2，用点火器点燃新燃烧器，形成稳定的火焰。在步骤206，增加①号新燃烧器的燃气管路阀门I和空气管路阀门2的开度，形成的燃烧器运行状态可用图3表示。同时在步骤207减小其余燃烧器的燃气阀门I和空气阀门2的开度，使得加热炉额定燃气量均匀地供给到所有燃烧器，所有燃烧器均处在正常额定负荷运行，可以用图2表示。当需要更换所有燃烧器时，应当遵循步骤208所示的顺序，以减小在线更换过程对管式加热炉系统运行产生的影响。随后，该在线更换过程结束。
[0043]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法，其特征在于，管式加热炉的炉底板上均匀分布至少4台燃烧器，其具体步骤为: (1)加热炉正常运行时，所有燃烧器均匀地供给燃气和空气；对于微正压运行的加热炉，需将辐射室压力调整为负压；对于负压运行的加热炉，需确认辐射室内的负压状态；在燃烧器更换过程中，始终维持辐射室内的负压状态； (2)减小某台需要更换的燃烧器的燃气和空气供给量，直至设计下限负荷，同时增大其余燃烧器的燃气和空气供给量，以基本上保持加热炉总燃气消耗量不变； (3)关闭某台需要更换的燃烧器的燃气和空气管路阀门，拆除燃烧器及其火盆砖构件，安装新燃烧器； (4)用点火器点燃新燃烧器的长明灯，开启新燃烧器的燃气和空气管路阀门，保持火焰稳定; (5)增大已更换的新燃烧器的燃气和空气供应量，同时减小其余燃烧器的燃气和空气供应量，以基本上保持加热炉总燃气消耗量不变； 按照对称的顺序逐个在线更换需要更换的燃烧器。
2.如权利要求1所述的一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法，其特征在于，所述的燃烧器为燃气燃烧器，燃料油燃烧器或油气联合燃烧器中的一种。
3.如权利要求1所述的一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法，其特征在于，所述的燃烧器通过螺栓连接固定在炉膛底板上。
4.如权利要求1所述的一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法，其特征在于，所述的火盆砖构件，其包含火盆砖主体，凸缘及凸缘底部用以填充陶纤的凹槽；炉底耐火砖支撑火盆砖凸缘使火盆砖固定,火盆砖主体依靠自身重力压紧凹槽内填充的陶纤，防止高温烟气进入火盆砖与炉底耐火砖之间的缝隙；火盆砖主体上设置分级喷枪孔。
5.如权利要求1所述的一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法，其特征在于，所述的火盆砖构件，还设置火道，其为缩扩形式，用于约束空气流和主燃气流，增加喉口速度，强化辐射室内的对流传热。
6.如权利要求4所述的一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法，其特征在于，所述的分级喷枪孔的数目为2-10个。
7.如权利要求4所述的一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法，其特征在于，所述的分级喷枪孔的横截面为圆形或四边形。
8.如权利要求4所述的一种底烧管式加热炉燃烧器在线更换的操作方法，其特征在于，所述的凹槽为平面型或带有螺纹的强化密封型槽道。
【文档编号】F23N1/02GK103994439SQ201410239795
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】徐宏, 刘波, 王元华, 李培俊, 徐鹏, 鲍彬彬 申请人:华东理工大学