详解工业炉操作工艺参数之燃料气流量压力温度

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一、燃料流量

燃料流量是工艺加热炉中最重要的控制变量之一。加热炉操作人员应了解加热炉的最大设计热释放量对应的燃气流量。当操作接近最大燃烧负荷流量时，需要特别注意监测炉膛过量氧气、抽力、烟气未燃尽可燃物和炉管壁金属温度等参数。

燃烧器的燃料流量通常由工艺出口温度控制。如果工艺出口温度开始下降，燃料流量控制阀需要开大，让更多燃料进入加热炉燃烧器。常见的控制阀回路采用串级控制技术，以使燃料供应系统中压力和组成波动的影响最小化。通常，燃料控制阀也会参与加热炉空气量的超前控制系统中，该控制系统防止在加热炉中燃料过剩空气不足的危险情况。

燃料控制阀应设计在合理放置和正确的尺寸，以便快速准确响应，参考《管式炉燃烧器上游燃气（蒸汽）管道设计要点》；控制阀应该能够在燃烧器的全负荷范围内进行精确控制，尺寸不当的管道和阀门，会带来燃气精确控制的失效；

加热炉操作人员需要了解燃料的热值。燃料气的热值可通过定期分析燃料气体组分测量来计算得到；

二、燃料气压力

工艺燃烧器的设计燃料气体压力应该在加热炉现场最大流量时可用的最大燃气压力范围内；长明灯的燃料气体压力是恒定的，一般不需要调节，应配置稳压阀，操作压力通常为100kpa左右，各厂家可能会有不同的压力设计；

燃烧器制造商通常需要提供一个燃气压力与热释放（或燃料流量）的曲线，用于燃烧器在特定的燃料组成下的操作指南。这个曲线将指示最大和最小燃料压力，不应在这些压力范围之外操作燃烧器；

燃气压力操作直接影响燃烧器的性能和燃烧过程的稳定性。压力过低可能导致燃烧不稳定不完全，增加未燃烃和一氧化碳的排放；而压力过高则可能导致燃烧器过载，大量燃料进入炉膛而没有足够助燃空气的情况，甚至可能引发爆炸。因此，维持燃气压力在设计范围内对于加热炉的安全和效率至关重要，需要为加热炉燃气压力设置报警及联锁，以确保加热炉安全运行；

三、报警联锁设置

在石化工业中，加热炉的安全运行至关重要，而燃气压力的监控是确保这一安全的关键因素之一。燃气压力报警联锁系统是一种重要的安全措施，它能够在燃气压力超出正常操作范围时自动采取措施，防止潜在的事故和设备损坏；

报警联锁值的设定应由加热炉工艺设计决定；可参考的资料除了燃烧器操作曲线还有燃烧器出厂前的测试报告（后续详解各测试点的含义）。加热炉燃气压力的报警点，通常设置在燃烧器操作曲线的最大及最小压力点；加热炉燃料高压力联锁点通常应设置在燃料压力对应于最大负荷以上10%增加的点；加热炉低压联锁点应设置在操作曲线上显示的最小压力以下；

需要注意，燃烧器操作曲线对应的是特定某一种燃料，当加热炉燃料组分较大变化，需要调整工艺设定；

四、燃料温度

加热炉对燃料气体温度要求根据燃料气体组成会显著变化。大多数不可凝烃组分和氢气在自燃温度以下都可以。大多数重组分可凝轻烃需要一定程度的燃料加热，以防止液体冷凝和携带，这将会导致碳形成、燃烧器喷嘴堵塞和耐火砖上积炭。一些不饱和组分必须小心处理。这些组分在高温下可能会裂解或聚合，导致喷嘴堵塞。

操作燃料气体温度的改变必须提前咨询燃烧器供应商，因为燃烧器的设计喷嘴和喷嘴尺寸的设计是基于特定燃气物性，任何改变气体物性变化都会改变燃气的体积进而改变燃气压力及燃烧状态。

如果现场燃料温度低、燃料气体中重组分多、燃气管线的压力高同时发生，预计燃料气管线中会有液体烃冷凝；除了尽可能去改变以上几个因素的参数，也需要为管线设置排凝设备，不然除了积碳结焦影响燃烧器寿命，也会很容易吹灭燃烧器火焰，影响加热炉安全运行。