锅炉的工作原理

锅炉工作原理：锅炉就是利用水的比重不同，把里面的水加热后，由于热水比重小会升到上部，而热水加热后变冷后比重变大，就会下沉，然后再通过锅炉的加热室把里面的凉水加热，水的温度就会上升，这样热水上升就会进入家里的暖气片中，然后进行散热，散热后凉水就会重新流到锅炉的加热室里从而进行来加热。家用锅炉循环泵的工作原理:家用的取暖锅炉在使用时，首先要接通电源，然后再对温控系统进行调温，并将探头吸在铁管或锅炉上，最后再将锅炉点火升温，当水温达到设定温度后温控灯亮起，水泵就会启动并工作，当温度低于设定的温度时，锅炉循环泵就会停止工作。

原油含盐含水危害有哪些？

原油含水对原油生产、原油外输和炼厂加工都会带来较大的危害。这些危害主要有以下几方面。(1)增大了油井采出液的体积，降低了设备和管道的有效利用率，特别是在高含水的情况下更突出。(2)增大了管路输送中的动力消耗含水原油多为“油包水”型乳状液，其黏度较纯净原油约高数倍到数十倍。用管道输送时其摩阻大幅度地增加。随之引起油井回压上升，抽油机、输油泵的动力消耗增加，甚至使离心泵的吸人性能变坏，严重时会产生气蚀，无法使用。(3)增加了升温过程中的燃料消耗原油集输过程中，为满足工艺要求，如降低黏度，常对原油加热升温。由于原油含水后输液46量增加，而且水的比热容约为原油比热容的2倍，故在含水原油升温过程中，燃料的消耗也将随原油含水量的增加而急剧增大，其中相当一部分热能白白地消耗于水的加热升温，造成燃料的极大浪费。(4)引起金属管道和设备的结垢与腐蚀原油中所含的地层水都有一定的矿化度，当矿化度较高时，其中的碳酸盐会在管道和设备的内壁沉积结垢，久而久之使管道通径变小，甚至完全堵塞。当用管式加热炉或火筒炉加热矿化度较高的含水原油时，会因结垢而影响热能的传导，严重时会引起炉筒或火筒的过热变形，甚至酿成火灾事故。(5)对炼油加工过程的影响炼油厂加工原油的第一套装置是常减压蒸馏装置，原油中若含有盐和水，对该装置的生产有严重影响。

加热炉的分类标准

加热炉包括有连续加热炉和室式加热炉等。金属热处理用的加热炉另称为热处理炉。初轧前加热钢锭或使钢锭内部温度均匀的炉子称为均热炉。广义而言，加热炉也包括均热炉和热处理炉。在锻造和轧制生产中，钢坯一般在完全燃烧火焰的氧化气氛中加热。采用不完全燃烧的还原性火焰（即“自身保护气氛”）来直接加热金属，可以达到无氧化或少氧化的目的。这种加热方式称为明火式或敞焰式无氧化加热，成功地应用于转底式加热炉和室式加热炉。 连续加热炉包括推钢式加热炉、步进式炉、转底式炉、分室式炉等连续加热炉，但习惯上常指推钢式炉。连续加热炉多数用于轧制前加热金属料坯，少数用于锻造和热处理。主要特点是：料坯在炉内依轧制的节奏连续运动，炉气在炉内也连续流动；一般情况，在炉料的断面尺寸、品种和产量不变的情况下，炉子各部分的温度和炉中金属料的温度基本上不随时间变化而仅沿炉子长度变化。推钢式连续加热炉靠推钢机完成炉内运料任务的连续加热炉。料坯在炉底或在用水冷管支撑的滑轨上滑动，在后一种情况下可对料坯实行上下两面加热。炉底水管通常用隔热材料包覆，以减少热损失。为减小水冷滑轨造成的料坯下部的“黑印”，支撑在由耐火材料砌筑的基墙上，这种炉子叫“无水冷炉”。步进式连续加热炉靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。炉子有固定炉底和步进炉底，或者有固定梁和步进梁。前者叫做步进底式炉，后者叫做步进梁式炉。轧钢用加热炉的步进梁通常由水冷管组成。步进梁式炉可对料坯实现上下双面加热。70年代以来，由于轧机的大型化，步进梁式炉得到了广泛应用。同推钢式炉相比，它的优点是：运料灵活，必要时可将炉料全部排出炉外；料坯在炉底或梁上有间隔地摆开，可较快地均匀加热；完全消除了推钢式炉的拱钢和粘钢故障，因而使炉的长度不受这些因素的限制。中国1979年投产的步进梁式炉长为32.5米，生产能力为每小时270吨。转底式加热炉炉身固定，炉底转动，放置在炉底上的料坯随炉底转动由进料口移送到出料口。根据炉底的形状，转底式加热炉可分为环形炉和盘形炉两种，冶金厂轧钢车间多用环形炉。图是一座生产能力为每小时75吨的转底环形加热炉剖面图。这种炉子适于加热不能用推钢和步进方式运送的物料，如圆坯、车轮和轮箍坯、模锻前的异形坯以及品种多和长短不一的料坯等。缺点是炉底面积利用率低，炉底单位面积产量通常约为350～400公斤/(米2·时)。分室式快速加热炉由若干个摆在一条线上的加热室所组成。加热室和加热室之间设间室，传送料坯的辊子设在间室内，料坯单根（或双根）地通过各加热室和间室而被加热。每个加热室与相邻的间室构成一个“炉节”，所以又称节式炉。这种加热炉能快速加热，氧化和脱碳少，适用于加热圆形料坯和钢管。与行星轧机相配合，可用来加热连铸板坯；也可对某些钢材进行局部加热。缺点是单位炉长的生产能力低，炉子热效率较低。 用于金属坯或锭锻压前的加热。物料加热时不移动；炉内不分段，要求各处炉温均匀，对于大钢锭加热采用周期性的温度制度（即炉温按时间分为预热期、加热期、均热期等）。室式加热炉有两种：固定炉底室式炉和车底式炉。固定炉底室式炉炉底面积一般1～10米2。装出料多靠人工或简单机械；加热较大工件的室式炉，也有用专门装出料机的。燃料为煤、重油或煤气。有的炉在炉墙上开一缝隙,料坯由缝隙送入炉内加热,叫“缝式炉”，常用于小件加热或长料坯的端头或局部加热。这类炉的炉底单位面积产量通常为300～400公斤/(米2·时)，单位热耗每吨钢约为(1.0～1.5)×106千卡。车底式炉用于重量为十几吨至几百吨的大钢锭在锻压前的加热，炉型为室式或隧道式。加热物件放置在台车上，炉外进行装卸料，由车间吊车或其他牵引装置把台车拽入或拖出炉膛，大钢锭加热要求炉温分布均匀，所以车底式炉常采用分散供热和分散排烟（烧嘴和烟道口分散地布置在炉子侧墙上）。按通风方式分类分为自然通风加热炉：利用烟囱的抽力吸入燃烧空气，并将烟气排出的加热炉。强制通风加热炉：燃料气燃烧所需要的空气是用鼓风机送入，而烟气则通过引风机（或烟囱抽力）排出的加热炉。按热源划分有燃料加热炉、电阻加热炉、感应加热炉、微波加热炉等。

油、气井口的“加热炉”是？

新疆位于祖国的西北边陲，新疆油田的油气田又地处北疆，属于冬天天气寒冷地区，所以在采油树、采气树安装好以后，在冬天来临之前，就要给它们穿上能保暖的“衣服”——保暖层，同时连接它们的管线在施工的时候，也先穿好了“冬装”。尽管这样，随着天气变冷，采油树、采气树以及管线的温度下降，它们里面的原油、天然气一同降温，时间长了，还没流到计量站，就结冰冻住，流不动了。那么怎样可以让采油树、采气树以及管线的温度不下降，或者保温呢？就像每家每户房子里的暖气包（地暖）、烧煤的火炉一样，一般在采油树、采气树的出口安装一台加热炉。它是为保证油田原油、天然气具有一定的温度，满足正常输送而设计的一种专用加热设备。加热炉用的是什么燃料？天然气。采油树出口安装的加热炉用的燃料是和原油一起从井里出来的、少量的天然气，也称为伴生气；采气树出口安装的加热炉用的燃料就是井里出来的天然气。加热炉是这样工作的：用管子把燃料（天然气）通到炉体内下部的火管烟管内燃烧，热量通过火筒烟管壁面传给中间传热介质“水”，水再加热在高压盘管内流动的原油或天然气，所以人们也称它“水套炉”。天然气从采气井口出来，压力很高，需要降压后向处理站输送。从高压降到低压，天然气温度会随之降低。为了防止温度过低，保证天然气的正常输送，需要采用加热炉加热。否则，天然气就会在高压力、低温度的情况下，在管线内部拐弯处、阀门等地方形成“水合物”，就是结冰了，这样就把管线堵塞了。这种情况下，被堵住的天然气压力将快速、继续增高，发生爆裂。如果一旦爆裂了，那就会造成很大的经济损失，同时带来安全问题。呼图壁气田、盆5气田、莫北气田都采用加热炉加热，而玛河气田、克拉美丽气田、彩31气田采用的是在采气树出口位置，往管线里注入乙二醇用作水合物的抑制剂——防冻液，这就像汽车在冬天的时候要加的防冻液一样。因此人们在那里看不到带有烟囱的、日夜不停在燃烧的加热炉。所以，注入乙二醇用来抑制“水合物”的产生，既很有效，还起到“节能减排”、保护大气环境的作用。

加热炉构造及各部分的作用

烧嘴式蓄热式加热炉3. 1 　蓄热烧嘴的结构烧嘴采用空气、煤气组合式, 由空气蓄热烧嘴、煤气蓄热烧嘴组合而成, 上加热煤气喷口在下, 空气喷口在上, 下加热烧嘴则反之; 尽量在钢坯的上下表面形成还原性气氛, 降低氧化烧损和表面脱碳。蓄热式烧嘴的设计既要考虑低热值燃气的燃烧混合问题, 又要保证煤气的完全燃尽, 同时实现炉膛温度的均匀性, 因此采用双流股蓄热式烧嘴形式。燃烧喷口是燃烧系统的关键部位, 合理的燃烧组织有赖于此, 在燃烧组织上既要确保燃气在炉内充分燃烧, 不会在对面的蓄热体内继续燃烧而对其造成损坏, 同时又要合理促成低氧燃烧的实现, 避免出现局部的高温过热; 既强化炉温的均匀性, 减少NO x 等有害气体的生成, 又减小高温下脱碳的发生。因此, 在喷口设计上要选择最优的气体出口速度和混合喷射角度。燃料在喷口处边混合边燃烧, 空气、煤气在喷出过程中卷入周围的炉气, 稀释空煤气浓度, 低氧燃烧, 使烟气中NO x 的产生大大降低, 减少了有害气体的排放量。由于采用集中点火烘炉方式, 只要炉气温度高于700 ℃, 高炉煤气喷入炉内就会燃烧, 且连续式加热炉并不会频繁地冷炉启动, 因此将高温段蓄热式烧嘴配带自动点火及火焰检测系统是没有必要的, 这样既简化了烧嘴结构、降低了投资, 也减少了高温段存在的点火烧嘴经常烧损的情况。3. 2 　蓄热体蓄热体有陶瓷小球和陶瓷蜂窝体, 发展趋势是采用陶瓷蜂窝体。其高温段材质为高纯铝质材料,有较高的耐火度和良好的抗渣性; 中部采用莫来石材料; 低温段材质为堇青石, 其特点是在低于1000 ℃的工况下具有较好的抗腐蚀和耐急冷急热性。蜂窝体的前端增加刚玉挡砖, 减少高温炉膛对蜂窝体的辐射, 同时可增加蜂窝体的堆放稳定性。与颗粒状蓄热体(球形蓄热体) 比较, 蜂窝状蓄热体有如下优点:单位体积换热面积大, 100 孔/平方英寸的蜂窝体是Φ15 mm 球比表面积的5. 5 倍, Φ20 mm 球的7 倍。在相同条件下, 将等质量气体换热到同一温度时的蜂窝体体积仅为球状蓄热体的1/3～1/4 , 重量仅为球的1/10 左右, 这就意味着蜂窝体蓄热燃烧器构造更轻便、结构更紧凑。蜂窝体壁很薄仅0. 5 ～1 mm , 透热深度小, 因而蓄热、放热速度快, 温度效率高, 换向时间仅为30 ～45 s , 这比球状蓄热体的换向时间3 min 大大缩短, 更利于均匀炉内温度场, 保证钢坯均匀加热, 这一点对加热合金钢、高碳钢尤为有利。按照蜂窝体内气流通道规则, 阻力损失仅为球状的1/3～1/4。球形蓄热体气流阻力损失随空气流速增大而增大, 其变化规律为幂函数关系, 球径大则阻力变小, 但蓄热室结构也要相应增大。蜂窝体由于有较高压力的气体频繁换向, 起到了吹刷通道作用, 故不易产生灰尘沉积堵塞。对于炉膛较宽的炉子, 相对应炉长较短, 炉两侧可供布置烧嘴的空间较小, 采用比表面积小的小球时常常由于空间的限制使得蓄热能力不足。因此, 在采用蓄热式烧嘴形式的加热炉当中, 应用比表面积大于小球几倍的蜂窝体是必然的选择。采用陶瓷小球不方便在线更换, 而陶瓷蜂窝体则有利于蓄热体的在线更换, 这可以保证非常好的生产连续性。3. 3 　换向系统高炉煤气换向系统、空气/烟气换向系统均采用全分散换向方式, 换向阀门全部为气动, 以洁净的压缩空气作为动力源, 气源压力≥0. 3 MPa 。高炉煤气/烟气采用快速切断换向阀, 即一只煤气蓄热式烧嘴采用两台快速切断阀, 快切阀采用三偏心结构, 动作灵活、可靠, 更换简单。空气/烟气采用三通换向阀切换, 阀门驱动可采用液动,运行稳定, 但投入成本、运行成本高。3. 4 　工作方式蓄热燃烧器为成对换向操作, 换向周期可调。正常工作时换向周期30 - 45 s 左右, 采用双重信号控制: 以时间和烟气温度为控制参数。换向系统采用PLC 可编程控制器控制, 可完成自动程序换向控制、手动强制换向控制, 设有功能显示、工作状态显示等, 使操作者对蓄热燃烧系统工作情况一目了然, 操作和监视十分方便。3. 5 　全分散换向系统技术特点(1) 每个烧嘴的可单独调节和上下加热烧嘴能力的合理搭配, 使加热炉各段上下加热温度的调节非常方便。(2) 在同侧同向换向的基础上, 可以实现每相邻两只烧嘴交错燃烧, 此种方式优化炉膛气流的组成, 有利于均匀炉温, 提高加热质量。(3) 每两组烧嘴使用一套换向系统, 可以在任何一套系统发生故障时, 在其它烧嘴均正常工作的状态下排除故障, 保证操作的连续性和生产稳定性, 而不致于象集中式换向那样要将出现问题的那一段全部停下来。(4) 换向阀可以与燃烧喷口之间就近布置, 减短了换向阀与喷口之间的换向盲区, 最大限度地减少了交叉污染带来的不安全因素。燃烧间断时间短, 因此换向时管道内残留煤气损失较少, 更有利于节能。(5) 采用轮序换向方式, 每套换向装置换向时对炉压的影响大为减小, 精确控制了各部分炉温、炉压, 提高了炉子的控制性能和钢坯加热质量。与集中式换向相比管道复杂, 不容易布置。3. 6 　数字化脉冲蓄热式燃烧技术在常规分段比例燃烧控制技术的前提下, 可应用数字化脉冲蓄热式燃烧技术。石钢棒材厂加热炉在国内首次采用数字化脉冲蓄热式燃烧技术, 这一技术不仅使蓄热式技术本身的特性得以更高的发挥, 同时非常适应于冷热装变化较大、产量变化较大以及各钢种经常变化的加热要求。由于将原有“段”的概念予以虚拟, 因此可以说此种燃烧方式能够满足任何钢种的加热需求, 为新钢种的开发、生产打下坚实的基础。脉冲技术具有如下特点1) 时序加热。烧嘴只有两种工作状态: 满负荷工作和不工作, 只是通过调整两种状态的时间比进行温度调节, 需要低温控制时仍能保证烧嘴工作在最佳燃烧状态。采用脉冲燃烧控制方式, 可以将煤气压力和空气压力一次性调整到合适值, 在系统投入运行后, 只需保持这两个压力稳定即可。因此, 烧嘴总是以最大效率、在最小过剩空气量的条件下运行。(2) 实现加热区域任意“虚拟”的划分。虚拟的加热段及均热段(每对烧嘴独立控制) 采用数字化控制技术, 加热炉能力可以根据产量调整, 同时确保产品获得良好的均匀性。计算机可以根据一系列已装炉坯料的热量数据, 对每对烧嘴进行实时设定, 可以设定开或关一些烧嘴, 精确控制加热炉加热能力, 在任何工况条件下, 燃料综合消耗量在整个轧机生产范围内降低。4 　结语从长期的市场角度看, 钢材多品种、小批量的需求变化日益增加; 从短期的钢坯加热角度看, 钢坯冷热装的情况会经常存在。烧嘴式蓄热式加热炉方案符合上述钢材加热要求。此外, 蓄热式烧嘴式加热炉炉墙两侧留有便于检修的人孔门和扒渣门,这是唯有采用烧嘴结构形式才能做到的; 对于高热值气体燃料, 可直接冷炉点火升温, 不需要单独的点火烧嘴; 维护工作量稍大, 但检修时间短, 停炉时间短。国内蓄热式加热炉发展很快, 现在还不能讲哪一种形式是最先进、最成熟的, 都多少存在一些问题, 蓄热体的寿命、蓄热式加热炉的寿命都有待提高等, 但蓄热式烧嘴式加热炉是一种发展方向。