专利名称：一种加热炉吹灰方法
技术领域：
本发明涉及石油炼制、石油化工领域加热炉所用的一种加热炉吹灰方法。
背景技术：
随着原油性质的变化，含硫量的增多，国内石化企业加热炉辐射段炉管、对流段炉管及空气预热器换热管等受热面的积灰结垢问题日趋严重，受热面一旦积灰，将会严重地影响受热面的传热效果。在对流段炉管表面积灰严重的情况下，传热能力大约降低30% 50%，这将使加热炉的热效率降低5%以上，而加热炉的燃料能耗占炼油企业总能耗的30 % 40 %，所以如何有效地减少受热面的积灰，确保受热面的传热效率保持在一个较高的水平上，这对于延长加热炉的开工周期，节约燃料将是至关重要的。目前国内普遍采用的有效手段是应用吹灰器来减少受热面的积灰。
中国专利CN201103913Y公开了一种“同步节能高效蒸汽吹灰器”，它是由电机驱动齿轮副，齿轮副通过连接管驱动吹灰管，电机同时驱动凸轮，凸轮与蒸汽导通阀的阀芯、阀杆系统相结合，完成进汽和吹灰管旋转工作。目前国内炼化企业加热炉上采用较多的DG- III型蒸汽吹灰器也是相似的工作方式。上述吹灰技术存在的普遍问题是吹灰器不管炉管或换热管表面积灰状况如何，均按照控制柜预定的程序定时定量向炉管或换热管表面喷洒蒸汽或清灰剂吹扫积灰，不可避免会造成“过吹”和“欠吹”。比如某段时间加热炉烧燃料气，炉管或换热管表面没有积灰或积灰很少，吹灰器仍然按程序定时定量喷洒蒸汽或清灰齐U，势必造成“过吹”，“过吹”能引起炉管或换热管壁厚减薄，不仅浪费蒸汽和清灰剂而且会缩短炉管或换热管的使用寿命；某段时间加热炉烧燃料油，而且燃料油品质不好，炉管或换热管表面积灰较多且存在粘结性积灰，吹灰器仍然按程序定时定量喷洒蒸汽或清灰剂，势必造成“欠吹”，达不到应有的清灰目的。现有吹灰技术由于没有积灰状况回馈信号，吹灰操作具有盲目性，存在对加热炉炉管或换热管表面的“过吹”和“欠吹”问题，缩短了炉管、换热管和吹灰器的使用寿命，浪费蒸汽和清灰剂，达不到应有的清灰目的，需要进一步改进解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于石油炼制、石油化工领域加热炉的一种加热炉吹灰方法，用于解决现有的吹灰方法不能够根据炉管或换热管表面实际积灰状况的需要进行吹扫，吹灰操作具有盲目性，存在“过吹”和“欠吹”的问题。为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是一种加热炉吹灰方法，其特征在于，所述方法由以下步骤组成A、用热电偶分别测量出加热炉辐射段、对流段、空气预热器的出口烟气温度值Tl、T2、T3，并传送给控制柜；B、控制柜将出口烟气温度值Tl、Τ2、Τ3与预设的加热炉正常工作的辐射段、对流段、空气预热器出口烟气温度值TC1、TC2、TC3进行比较，根据差值ΛΤ1、ΛΤ2、ΛΤ3得到加热炉辐射段、对流段、空气预热器是否需要吹灰和吹灰时间长短的信号并传送给辐射段吹灰器、对流段吹灰器、空气预热器吹灰器；C、辐射段吹灰器、对流段吹灰器、空气预热器吹灰器根据控制柜的吹灰信号完成吹灰工作；D、重复步骤A、B、C，直到辐射段、对流段、空气预热器的出口烟气温度值T1、T2、T3与预设的加热炉正常工作的辐射段、对流段、空气预热器出口烟 气温度值TCI、TC2、TC3的差值Λ Tl、ΛΤ2、Λ Τ3在设定的范围内，加热炉完成一次吹灰操作。本发明更进一步特征在于热电偶为K型热电偶，K型热电偶的温度测量范围为O 1200°C，可满足管式加热炉各区域烟气温度测量的需要。本发明更进一步特征在于吹灰方式一般有三种，即单用蒸汽清灰、单用清灰剂清灰和蒸汽清灰剂组合清灰。本发明更进一步特征在于当ΛΤ1、ΛΤ2或Λ Τ3 < 5°C，控制柜17产生不需要吹灰的信号。所述吹灰方法应用于管式加热炉的辐射段、对流段和空气预热器，根据辐射段、对流段和空气预热器的结构和灰垢类型需要，吹灰器可以采用各种不同的型式。在管式加热炉中，辐射段的吹灰器采用单用清灰剂清灰型式，对流段和空气预热器采用蒸汽清灰剂组合清灰型式。采用本发明，具有如下的有益效果本发明设置有加热炉各区域的出口烟气温度测量装置，以及和加热炉各区域的出口烟气温度值联锁的吹灰器控制系统。如果加热炉炉管或换热管表面存在积灰，炉管或换热管的表面热阻就会增加，其中的被加热介质吸收的热量就会减少，加热炉各区域的出口烟气温度值就会相应升高，在正常操作工况下，加热炉炉管或换热管表面积灰越多，加热炉各区域的出口烟气温度值就上升越多。这样把炉管或换热管表面积灰状况和加热炉各区域的出口烟气温度增加值联锁起来，也就是把加热炉各区域的出口烟气温度增加值作为吹灰器是否执行吹灰操作的回馈信号，吹灰器的吹灰操作就有了针对性。当炉管或换热管表面没有积灰或积灰很少时，加热炉各区域的出口烟气温度增加值较小，本发明所述吹灰方法可不执行吹灰作业，即不“过吹”；当加热炉炉管或换热管表面积灰较多时，加热炉各区域的出口烟气温度增加值较大，本发明所述吹灰方法开始执行一定时间的吹灰器吹灰作业，即不“欠吹”。克服了现有吹灰技术不能够根据炉管或换热管表面实际积灰状况进行吹扫，吹灰操作具有盲目性，存在“过吹”和“欠吹”的问题，本发明所述吹灰方法能够根据炉管或换热管表面实际积灰状况执行吹扫作业，实行定时定区域吹扫，不“过吹”不“欠吹”，在确保良好吹灰效果的前提下，最大限度地节约蒸汽和清灰剂，延长炉管、换热管和吹灰器的使用寿命，显著提高了现有加热炉的吹灰技术水平。以下结合附图和具体实施方式
对本发明技术方案作详细说明，但附图和具体实施方式
并不限定本发明的范围。
图I是本发明一种加热炉吹灰方法的结构图。图中所示附图标记I-辐射炉管，2-加热炉辐射段，3-对流炉管，4加热炉对流段，5-换热管，6-空气预热器，7-对流段蒸汽吹灰管，8-对流段清灰剂吹灰管，9-空气预热器蒸汽吹灰管，10-空气预热器清灰剂吹灰管，11-空气预热器吹灰器，12-空气预热器段温度测量装置，13-对流段温度测量装置，14-对流段前通道，15-空气预热器后通道，16-空气预热器前通道，17-控制柜，171-比较器，18-辐射段后通道，19-辐射段前通道，20-对流段后通道，21-辐射段温度测量装置，22-对流段吹灰器，23-辐射段吹灰器，24-辐射段吹灰管
具体实施例方式图I是本发明应用于一种管式加热炉上，该种型式管式加热炉是目前炼化企业应用最为普遍的一种，包括辐射段2、对流段4和空气预热器6三部分，辐射段2内设辐射炉管1，对流段4内设对流炉管3，空气预热器6内设换热管5，其中辐射炉管I由于结构原因只能使用清灰剂清灰，对流炉管3和换热管5可以使用蒸汽和清灰剂组合清灰技术。在加热炉各区域设有烟气出口温度测量装置辐射段温度测量装置21对流段温度测量装置13和空气预热器段温度测量装置12，以加热炉各区域的烟气出口温度增加值 作为回馈信号的控制柜17和设置在其内的比较器171，加热炉各区域的辐射段吹灰器23、对流段吹灰器22和空气预热器吹灰器11。所述吹灰方法以加热炉对流段4为例作进一步详细的说明，当加热炉由于燃烧状况不好或者燃料品质不好时，加热炉对流段炉管3上就会积灰结垢，灰垢造成对流段炉管3的表面热阻增大，传热效率下降，对流段炉管3内的被加热介质吸收的热量就会减少，引起对流段4的出口烟气温度上升，而且在正常操作工况下，对流段炉管3的表面积灰越多，对流段4的出口烟气温度值就上升越多。当加热炉燃烧状况和燃料品质比较好时，加热炉对流段炉管3上就不会积灰或者积灰很少，对流段4的出口烟气温度基本保持不变。对流段4的出口烟气温度增加值反映了对流段炉管3的表面积灰状况。对流段4的出口烟气温度由对流段温度测量装置13测出，对流段温度测量装置13选用K型热电偶，安装在对流段4的顶部，K型热电偶的温度测量范围为O 1200°C，可满足对流段4的烟气温度测量需要。对流段温度测量装置13测出对流段4的出口烟气温度数值T2，通过对流段前通道14传给控制柜17。以对流段4的出口烟气温度增加值作为回馈信号的控制柜17采用常规的电控系统例如可编程逻辑控制器PLC，控制柜17接收到对流段4的出口温度值T2，通过控制柜17内的比较器171和预设的加热炉正常工作时的对流段4的出口烟气温度值TC2比较得出增加值ΛΤ2，控制柜17根据增加值ΛΤ2的大小产生是否需要吹灰的信号，以及如果需要吹灰，对流段吹灰器22采用何种吹灰方式和需要的吹灰时间信号。吹灰方式一般有三种，即单用蒸汽清灰、单用清灰剂清灰和蒸汽清灰剂组合清灰。当加热炉燃烧状况和燃料品质比较好时，对流炉管3上就不会积灰或者积灰很少，对流段4的出口烟气温度和设计值相比基本保持不变，工业应用上Λ Τ2 一般< 5°C，控制柜17产生不需要吹灰的信号，并通过对流段后通道20将不吹灰信号传送给对流段4的吹灰器22，对流段吹灰器22不执行吹灰操作，不会对对流炉管3造成“过吹”，节约了蒸汽和清灰剂，避免了因“过吹”造成的炉管壁厚减薄，延长了对流炉管3的使用寿命。当加热炉在某个时间段燃烧状况或燃料品质不好时，对流炉管3表面就会积灰较多，对流段4的出口烟气温度和设计值相比就会增加较多，工业应用上Λ T2 —般> 5°C，控制柜17就会产生需要吹灰的信号，并通过对流段后通道20将吹灰信号传送给对流段4的吹灰器22，对流段吹灰器22开始执行吹灰操作。控制柜17能够根据对流炉管3表面积灰程度也就是△ T2值的大小，产生单用蒸汽清灰、单用清灰剂清灰或蒸汽清灰剂组合清灰的信号传送给对流段吹灰器22执行相应的操作，控制柜17也能够根据Λ T2值的大小，产生吹灰时间信号传送给对流段吹灰器22执行相应的操作。一般在工业应用中，ΛΤ2值较小时，对流炉管3只需要单用蒸汽清灰较短的时间，ΛΤ2值较大时，对流炉管3可用蒸汽清灰剂组合清灰较长的时间，从而可以避免因吹灰器22 “欠吹”造成的对流炉管3表面清灰效果不佳。对流段4的吹灰器22根据从控制柜17接收到的各种吹灰信号，执行是否吹灰、采用何种吹灰方式和需要吹扫多长时间的操作。对流段吹灰器22通过对流段蒸汽吹灰管7向对流炉管3表面喷射吹灰蒸汽，通过对流段清灰剂吹灰管8向对流炉管3表面喷洒清灰剂完成相应方式的吹灰操作。所述吹灰方法应用于管式加热炉的辐射段2、对流段4和空气预热器6分别安装有辐射段吹灰器23、对流段吹灰器22和空气预热器吹灰器11，根据辐射段2、对流段4和空气预热器6的结构和灰垢类型需要，吹灰器可以采用各种不同的型式。在管式加热炉中，辐射段2的吹灰器23采用单用清灰剂清灰型式，对流段4和空气预热器6采用蒸汽清灰剂组合·清灰型式。下面结合
本发明的操作过程。一般在工业应用中，每班8小时执行一次加热炉吹灰操作。本发明所述吹灰方法按照控制柜17的预定程序，先由辐射段2的温度测量装置21测出出口烟气温度值Tl，控制柜17由辐射段前通道19接收到辐射段2出口烟气温度值Tl，通过控制柜17内的比较器171和预设的设计值TCl作比较得出出口烟气温度增加值△!!，产生是否吹灰、采用何种吹灰方式和需要吹扫多长时间的信号，通过辐射段后通道18发送给辐射段2的吹灰器23执行相应的吹灰操作，辐射段吹灰器23通过辐射段吹灰管24喷洒清灰剂完成吹灰操作。然后对流段4的温度测量装置13测出出口烟气温度值Τ2，控制柜17由对流段前通道14接收到对流段4出口烟气温度值Τ2，通过控制柜17内的比较器171和预设的设计值TC2作比较得出出口烟气温度增加值Λ Τ2，产生是否吹灰、采用何种吹灰方式和需要吹扫多长时间的信号，通过对流段后通道20发送给对流段4的吹灰器22执行相应的吹灰操作，对流段吹灰器22通过对流段蒸汽吹灰管7和对流段清灰剂吹灰管8喷洒蒸汽和清灰剂完成吹灰操作。最后空气预热器6的温度测量装置12测出出口烟气温度值Τ3，控制柜17由空气预热器前通道16接收到空气预热器6出口烟气温度值Τ3，通过控制柜17内的比较器171和预设的设计值TC3作比较得出出口烟气温度增加值ΛΤ3，产生是否吹灰、采用何种吹灰方式和需要吹扫多长时间的信号，通过空气预热器后通道15发送给空气预热器6的吹灰器11执行相应的吹灰操作，空气预热器吹灰器11通过空气预热器蒸汽吹灰管9和空气预热器清灰剂吹灰管10喷洒蒸汽和清灰剂完成吹灰操作。如果加热炉各区域出口烟气温度值Tl、Τ2、Τ3与预设的加热炉正常工作的各区域出口烟气温度值TC1、TC2、TC3的差值Λ Tl、ΛΤ2、Λ Τ3不在设定的范围内，加热炉各区域会重复执行上述吹灰方法的操作，直到ΛΤ1、ΛΤ2、ΛΤ3的数值达到设定范围，加热炉完成一次吹灰操作。
权利要求
1.一种加热炉吹灰方法，其特征在于，所述方法由以下步骤组成 A、用热电偶分别测量出加热炉辐射段、对流段、空气预热器的出口烟气温度值Tl、T2、T3，并传送给控制柜； B、控制柜将出口烟气温度值Tl、T2、T3与预设的加热炉正常工作的辐射段、对流段、空气预热器出口烟气温度值TC1、TC2、TC3进行比较，根据差值Λ Tl、ΛΤ2、Λ Τ3得到加热炉辐射段、对流段、空气预热器是否需要吹灰和吹灰时间长短的信号并传送给辐射段吹灰器、对流段吹灰器、空气预热器吹灰器； C、辐射段吹灰器、对流段吹灰器、空气预热器吹灰器根据控制柜的吹灰信号完成吹灰工作； D、重复步骤A、B、C，直到辐射段、对流段、空气预热器的出口烟气温度值Τ1、Τ2、Τ3与预设的加热炉正常工作的辐射段、对流段、空气预热器出口烟气温度值TCI、TC2、TC3的差值Λ Tl、ΛΤ2、Λ Τ3在设定的范围内，加热炉完成一次吹灰操作。
2.根据权利要求I所述的一种加热炉吹灰方法，其特征在于所述热电偶为K型热电偶。
3.根据权利要求I所述的一种加热炉吹灰方法,其特征在于吹灰方式为蒸汽清灰、清灰剂清灰中的一种或两种。
4.根据权利要求I所述的一种加热炉吹灰方法，其特征在于当△!!、ΛΤ2或ΔΤ3 ^ 5 °C时，控制柜产生不需要吹灰的信号。
全文摘要
本发明公开了一种加热炉吹灰方法，由以下步骤组成A、用热电偶分别测量出加热炉辐射段、对流段、空气预热器的出口烟气温度值T1、T2、T3，并传送给控制柜；B、控制柜将出口烟气温度值T1、T2、T3与预设的加热炉正常工作的辐射段、对流段、空气预热器出口烟气温度值TC1、TC2、TC3进行比较，根据差值ΔT1、ΔT2、ΔT3得到加热炉辐射段、对流段、空气预热器是否需要吹灰和吹灰时间长短的信号；C、辐射段吹灰器、对流段吹灰器、空气预热器吹灰器根据控制柜的吹灰信号完成吹灰工作；D、重复步骤A、B、C。本发明所述吹灰方法能够根据炉管或换热管表面实际积灰状况执行吹扫作业，实行定时定区域吹扫，不“过吹”或“欠吹”。
文档编号F23J3/02GK102840591SQ20111016607
公开日2012年12月26日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者郜建松, 孙志钦, 孟庆凯 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中石化洛阳工程有限公司