1 控制加熱溫度
單純加熱用的爐子，只要能滿足工藝過程的基本要求，應(yīng)盡量降低流體被加熱的溫度。降低流體溫度可采用降低爐子盤管系統(tǒng)壓力，向爐管注水蒸氣等方法。
對非單純加熱爐的焦化、裂化等裝置使用的“反應(yīng)型”加熱爐，首先，應(yīng)注意加熱溫度和加熱時間的關(guān)系。通常油品的溫度越高，則裂解速度越快，輕質(zhì)油收率越高，但反應(yīng)時間宜短。反應(yīng)時間越長，裂解反應(yīng)的焦質(zhì)物越多，所以必須對加熱反應(yīng)的過程進(jìn)行控制，盡量縮短在高溫區(qū)的停留時間。
設(shè)計(jì)這類爐子時必須了解管內(nèi)流體的熱解生焦特性。每種油品都有自己開始發(fā)生結(jié)焦的“臨界溫度”。一般油品越重，直鏈烷烴越多，結(jié)焦的“臨界溫度”越低，如圖所示。管內(nèi)油品的特性因數(shù)K值可綜合地表征油品的特性，圖4為K值與結(jié)焦溫度的關(guān)系。只要工藝和操作上允許，整個爐子盤管系統(tǒng)都應(yīng)控制在此溫度以下，這是防止焦炭生成的基礎(chǔ)。
2 處理好管壁溫度和熱強(qiáng)度的關(guān)系
焦層是在管內(nèi)壁表面上生成的，管壁溫度是影響焦炭生成速度的*基本的因素之一。由于介質(zhì)和管壁的接觸面存在一邊界層。如果介質(zhì)在邊界層內(nèi)的溫度或者管壁的溫度比管內(nèi)主流的溫度高，那么，高出多少主要取決于爐管的表面熱強(qiáng)度，也與內(nèi)膜傳熱系數(shù)等因素有關(guān)。為了防止結(jié)焦，對焦化爐或潤滑加熱爐，不應(yīng)片面追求過于先進(jìn)的傳熱指標(biāo)，而把輻射熱強(qiáng)度取得太高。煙道擋板生產(chǎn)廠家，零泄漏煙道擋板
3 提高管內(nèi)流速
足夠的管內(nèi)流速可提供將尚未固著的初期疏松焦層排出爐外所需的紊流的動能，因此流速是使焦層脫落*基本的因素。為防止結(jié)焦，只要壓降允許而又造成沖蝕，應(yīng)盡可能采用高流速。這時內(nèi)膜傳熱系數(shù)也可增大，從而使管壁溫度減低，也有緩和結(jié)焦的作用。
4 管內(nèi)流態(tài)狀況
對水平管，結(jié)焦可能性大的流態(tài)是層流，在這種流態(tài)下氣、液兩相分開流動，管子的上部是氣體，下部是液體。較好的流態(tài)是噴霧流或環(huán)狀流。此時氣液相混，幾乎呈等流速。層流時，焦層主要在管子上部的氣相上側(cè)形成，這是由于氣相上側(cè)排走結(jié)焦物的動能不足，以及氣相的內(nèi)膜傳熱系數(shù)比液相小，管壁溫度局部升高的緣故。對垂直管，當(dāng)汽化率低時，對于上升管，管內(nèi)的氣泡與液體速度基本相同，有個別氣泡上升速度可能稍快；然而不論上升還是下降，液相量總比汽相量大得多，所以爐管內(nèi)壁主要與液體接觸，上升管與下降管的傳熱阻力相近，管壁溫度相差不大。在中等汽化率下，上升流動時由于存在氣、液兩相的密度差，蒸汽在管子的芯部快速上升，液相在管壁圓周呈膜狀上升；下降流動時同樣由于氣、液的密度差，與上升流相反，液體在管芯高速下落，而蒸汽則沿管壁緩緩下降，在這種狀態(tài)下管壁主要與流速慢的蒸氣接觸，管內(nèi)膜傳熱系數(shù)顯著變小，管壁溫度會有相當(dāng)程度的升高，使下降管的氧化減薄量比上升管大。因大部分煉油化工管式加熱爐在中等汽化率下運(yùn)行，所以下降管的損壞較為突出。當(dāng)汽化率很高，液相成為噴霧狀，均勻地分布在氣相中時，可以忽略重力的影響，上升管與下降管的流態(tài)基本相同，兩者的管壁溫度也大致一樣。
處理爐管結(jié)焦常用方法
通空氣燒焦
通空氣燒焦時，加熱爐爐膛溫度控制為600℃。向爐管內(nèi)通入空氣，則爐管內(nèi)壁上的焦炭層就會燃燒起來，使焦炭層燒損而變得疏松，并有部分焦粉、焦塊剝落下來被尾氣吹出爐管外，同時爐管及焦炭層(天然氣或水煤氣)側(cè)噴入爐膛內(nèi)。在加熱爐爐管進(jìn)行燒焦時，應(yīng)將加熱爐的進(jìn)料口與進(jìn)料系統(tǒng)用盲板隔離開。
通蒸氣破焦
爐管內(nèi)通空氣使焦炭層燃燒而使其升溫。當(dāng)有大量的蒸氣通入爐管時，一方面蒸氣與赤熱的焦炭反應(yīng)；另一方面造成爐管及焦炭層的快速降溫，使疏松的焦炭層受到收縮和膨脹的沖擊和蒸氣的沖刷，造成大量的焦粉、焦塊剝落被尾氣吹出爐管處。這時應(yīng)適當(dāng)控制通入的蒸氣量和空氣量，使剝落下來的焦粉粒度不大于3mm，以防止?fàn)t管堵塞。
通空氣燒焦和通蒸氣破焦的過程交替反復(fù)進(jìn)行多次，便可使?fàn)t管內(nèi)壁的焦炭層完全剝落下來。使?fàn)t管內(nèi)壁變得潔凈如初，交替操作的次數(shù)和頻率可根據(jù)具體情況確定。
管式加熱爐爐管結(jié)焦，是加熱爐的重大安全隱患。為此，企業(yè)應(yīng)注重加熱爐的安全分析。分析研究的重點(diǎn)除了爐管安全分析外，還有爐墻安全設(shè)計(jì)、操作安全設(shè)計(jì)等，均構(gòu)成加熱爐的安全系統(tǒng)分析。
