油田用加热炉设计培训资料40345.docx

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1、油田加热炉设计应用管理培训资料油、气田加热炉培训训资料山东骏马石石油设备制制造集团有有限公司编编制编制；李庆庆银电邮：sdddyjuunmallqux1163x88山东骏马石油设备制造集团有限公司目 录第一章概述述1第一节油田田加热炉11一、油田和和长输管线线加热炉的的用途1二、油田加加热炉的技技术装备现现状2第二节油田田加热炉的的炉型及基基本结构22一、油田加加热炉的炉炉型2一、热传递递的基本概概念5二、压力和和温度6三、热力学学的有关概概念7四、管式炉炉的工作参参数8五、水套炉炉的工作参参数10六、相变加加热炉的工工作参数111第三章燃油油、燃气及及其燃烧112第一节燃油油及其主要要特性1

2、22一、燃油112二、燃油的的化学成分分一三三、燃油的的主要使用用特性及油油质指标114第二节燃气气及其主要要特性211一、燃气221二、燃气的的组成成分分组分21三、燃气的的主要使用用特性及质质量要求224第三节燃油油、燃气的的燃烧277一、燃烧所所需空气量量和生成的的烟气量227二、燃油的的燃烧方式式29三、燃气的的燃烧方式式35四、双燃料料燃烧器338五、调风器器（配风器器）38六、燃烧器器的点火440第四章油田田加热炉基基本结构442第一节火筒筒式加热炉炉基本结构构42一、炉型及及分类选用用42二、火筒式式加热炉设设计一般要要求43三、火筒式式加热炉基基本结构形形式46第二节管式式加热

3、炉基基本结构448一、炉型及及选用488二、管式加加热炉基本本结构499三、几种管管式加热炉炉基本结构构形式简介介：51第三节加热热炉新炉型型及技术特特点52一、火筒式式加热炉新新炉型及技技术特点552二、管式加加热炉新炉炉型及技术术特点577第五章调参参、管理和和维护633第一节炉子子的燃烧管管理63一、炉子的的点火和升升温63二、油燃烧烧器的故障障及处理663三、气体燃燃烧器的故故障及处理理65四、燃烧调调节的任务务和指标666五、燃烧操操作的安全全规程666六、燃烧过过剩空气量量的监控667第二节炉子子的操作范范围71一、工况调调节71二、热效率率和操作负负荷的关系系74三、提高加加热炉

4、热效效率75第三节管内内结焦和烧烧焦77一、结焦的的形态777二、结焦的的速度788三、影响结结焦的因素素及防止措措施78四、炉管的的烧焦800第四节炉管管的损坏881一、炉管报报废标准881二、炉管损损坏的原因因81三、预防炉炉管损坏的的措施822四、由氧化化减薄引起起的损坏883第六章油田田加热炉的的安全管理理84一、安全附附件84二、运行参参数控制884三、水套加加热炉的操操作与管理理85四、管式加加热炉操作作与管理887第一章 概述第一节 油田加加热炉一、油田和和长输管线线加热炉的的用途油田和长输输管线加热热炉（以下下简称油田田加热炉）系系指用火焰焰加热原油油、天然气气、水及其其混合物

5、等等介质的专专用设备。应用于油、气气田行业的的加热炉称称油田加热热炉。它是是油气集输输系统中应应用最多的的一种油田田专用设备备，其作用用是将原油油、天然气气，油水混混合物、油油气水混合合物加热至至工艺所需需要温度，满满足油气集集输工艺及及加工工艺艺的要求。从采油井口口至原油外外输整个集集输系统，各各个环节都都要使用加加热炉。油田加热炉炉是一种直直接受火焰焰加热的受受压设备，其其工作条件件十分恶劣劣。设计、制制造、检验验、安装及及使用均必必须遵循有有关的规范范、标准。加热炉也是是一种高耗耗能设备，正正确地操作作使用加热热炉，对提提高热效率率、降低燃燃料消耗具具有重要意意义。油、气田和和长输管线线

6、用加热炉炉，其对介介质进行加加热所要求求达到的温温度都不高高，一般只只几十度，且且介质无化化学变化，这这是与石油油炼制、石石油化工所所用加热炉炉不同之处处。（一）油田田油气集输输工艺对加加热炉的要要求1.满足工工艺要求，将将一定量的的介质加热热至一定温温度。2.安全可可靠，使用用寿命长。3.制造、安安装方便，投投资少。4.操作、维维修方便。5.热效率率高、耗能能低。（二）油田田加热炉的的特点同石油化工工工业炉相相比较，油油田加热炉炉有以下特特点：1.单台炉炉子热负荷荷较小。2.介质流流量大，要要求压力降降小。3.介质进进出口温度度低，温升升小。4.介质不不发生相变变。5.热负荷荷波动大，低低负

7、荷运行行多。6.燃料为为原油或天天然气，自自控程度低低。二、油田加加热炉的技技术装备现现状目前国内油油、气田和和长输管道道中使用的的加热炉有有数万台，是是油、气生生产和输送送中的主要要耗能设备备。近十几几年，通过过优化加热热炉的结构构，应用先先进的燃烧烧技术和传传热技术等等，国内已已研制开发发出结构合合理、技术术先进和性性能优越的的多种结构构形式的油油田加热炉炉，而且有有些加热炉炉的炉型结结构和性能能指标已接接近和达到到了国际先先进水平。但但总的来说说目前国内内油、气生生产和输送送中使用的的加热炉，整整体技术装装备水平相相对不高，与与国际先进进水平还存存在一定的的差距，主主要表现为为：1.国内

8、油油田加热炉炉的单台热热负荷较小小，热负荷荷为12550kW以以下的小型型加热炉约约占加热炉炉总数的990%以上上。2.国内油油田加热炉炉的平均运运行热效率率约为700左右，加加热炉热效效率较低；而国外有有关加热炉炉的运行热热效率为885以上上。3.国内油油田加热炉炉的燃烧过过剩空气系系数较高，一一般在1.3以上，有有的甚至高高达2.00以上；而而国外有关关加热炉的的燃烧过剩剩空气系数数可控制在在11以以下。4.国内油油田加热炉炉的钢耗量量相对较高高，火筒式式间接加热热炉的单位位钢耗量一一般达144t/MWW左右；而而国外有关关加热炉的的单位钢耗耗量为4tt/MW7t/MMW左右。5.国内大大

9、部分油田田加热炉按按标准配置置了安全保保护装置，但但加热炉的的运行操作作，特别是是负荷调节节和燃烧控控制调节主主要仍为手手工操作。国国外有关加加热炉的安安全保护和和运行控制制均实现了了自动化，可可实现加热热炉运行无无人值守。第二节 油田田加热炉的的炉型及基基本结构一、油田加加热炉的炉炉型油田和长输输管线用加加热炉型式式按基本结结构、被加加热介质种种类和燃料料种类进行行分类。1.按基本本结构分类类油田加热炉炉按基本结结构可分为为三大类，即即火筒式加加热炉、管式加热热炉和目前前新型的真真空相变加加热炉火筒式加加热炉分为为：火筒式直直接加热炉炉；火筒式间间接加热炉炉。管式加热热炉分为：立式圆筒筒管式

10、加热热炉；卧式圆筒筒管式加热热炉；卧式异型型管式加热热炉。相变加热热炉:真空相变变加热炉:微压相变变加热炉:带压相变变加热炉2.按被加加热介质的的种类分类类油田加热炉炉按被加热热介质的种种类可分为为：原油加热热炉：井产物加加热炉；生产用水水加热炉；天然气加加热炉。3.按燃料料种类分类类油田加热炉炉按燃料种种类可分为为：燃气加热热炉；燃油加热热炉；燃油燃气气加热炉。4.油田加加热炉产品品的型号油田加热炉炉产品型号号由三部分分组成，各各部分之间间用短横线线相连。型号的第一一部分表示示加热炉的的基本结构构型式和额额定热负荷荷，共分两两段：第一一段用汉语语拼音字母母代表加热热炉的基本本结构型式式，见表

11、111;第二二段用阿拉拉伯数字表表示加热炉炉的额定热热负荷为若若干千瓦。两两段连续书书写，相互互衔接。型号的第二二部分分为为两段，其其间以斜线线相隔。第第一段用汉汉语拼音字字母代表被被加热介质质的种类，见见表12;第二二段用阿拉拉伯数字表表示盘管或或炉管设计计压力为若若干MPaa；火筒式式直接加热热炉第二段段不表示。型号的第三三部分由两两段组成：第第一段用汉汉语拼音字字母代表燃燃料种类，见见表13；第二二段用阿拉拉伯数字表表示设计次次序，第一一次设计不不表示。两两段连续书书写，相互互衔接。表4-1加加热炉的基基本结构形形式及代号号加热炉的基基本结构形形式代号加热炉的基基本结构形形式代号火筒式加

12、热热炉火筒式直接接加热炉HZ管式加热炉炉立式管式加加热炉GL火筒式间接接加热炉HJ卧式管式加加热炉GW表4-2 被加热热介质及燃料种类类代号被加热介质质代号燃料种类代号原油Y原油Y生产用水S天然气Q天燃气Q油气两用YQ井产物H第二章 加加热炉工作作参数一、热传递递的基本概概念（一）热传传递热能自动地地由高温物物体传向低低温物体的的现象叫热热传递。凡凡有温差存存在就一定定有热传递递发生。热传递有三三种不同的的形式：即即导热、对对流和辐射射。1.导热导热也叫热热传导，是是相互接触触的物体之之间发生的的热传递或从物物体的高温温部分向低低温部分传传热的现象象，如用熨斗斗熨衣服。由由于各种物物质的导热热

13、能力不同同，将导热热较好的金金属称为良良导体，将将导热较差差的非金属属称为不良良导体。物物质导热能能力的大小小用导热系系数表示，其其单位为ww/m。平壁的稳定定导热计算算用下式式中：材料的导导热系数ww/mt壁面面温度差-平壁壁厚度mF-平壁导导热面积mm2Q-导热量量W2.对流对流换热是是运动着的的流体与其其相接触的的固体壁面面间的换热热递过程。对对流换热时时，物质的的分子相互互变动位置置，如管式式加热炉烟烟气流过对对流炉管，水水套加热炉炉盘管内原原油与壳内内热水都是是对流换热热。对流换换热量用下下式计算其单位为：W式中;对流放热热系数，根根据流态及及流体物性性计算，单单位为w/m2。t换热

14、热温差 F换热面积积m23.辐射热热热能不依靠靠任何物体体传递而以以电磁波的的形式直接接发射出去去，在空间间进行传播播，当遇另另一物体时时，则全部部或部份地地被吸收为为热能，这这种传热方方式称辐射射换热。如如太阳光射射向地面就就是一例。辐辐射传热量量与温度的的四次幂成成正比，同同时与物体体表面黑度度及换热面面积有关。二、压力和和温度(一)压力力压力是指垂垂直作用在在单位面积积上的力，实实际上是压压强，用符符号P表示示，单位是是“MPa”。大气压力是是指空气作作用在地球球表面上的的质量力。由由于1m33空气在时的质量量为1.229kg，所所以地球上上部的大气气层对地球球表面有一一定的压力力，这个

15、压压力叫大气气压力。00时在北纬纬22.55的海平面面上（即海海拔零米处处）大气压压力是0.10一三三 MPaa。工程上上常用工程程大气压，它它是每千克克质量的物物质作用在在1cm22面积上的的力，数值值是 0.981 MPa（工工程上常把把二者简化化为同一数数值，约为为0.1 MPa）。另外，随着着使用的场场合不同，度度量压力的的单位还有有水银柱高高度（mmmHg）、水水柱高度（mmH2O）等，其其换算关系系如下：0.09881 Mppa=0.96788物理大气气压=7335.6mmmHg=10mHH2O=1kkgf/ccm2表压力是指指以大气压压力作为测测量起点，即即压力表指指示的压力力。

16、表压力力不是实际际压力，因因为当压力力表指针为为零时，实实际上已受受到周围一一个大气压压力的作用用力，所以以压力表指指的数值，是是指超过大大气压力的的部分。绝对压力是是指以压力力为零作为为测量起点点的，即实实际压力。其其数值就是是表压力加加0.100一三 MMPa（大大气压力）。表压力与绝绝对压力的的关系：P绝=P表表+0.110一三（MMpa）P表= PP绝-0.110一三（MMpa）负压是指低低于大气压压力（俗称称真空），用用符号真表示，真=大气气压力- P绝。负压与与大气压力力之比的百百分数，称称为真空度度，即。通通常负压燃燃烧的锅炉炉正常燃烧烧时，打开开炉门会感感觉到周围围空气吸向向炉

17、膛，这这是炉膛内内负压的缘缘故。一般般炉膛出口口保持负压压mmmH2O。(二)温度度温度是指物物体冷热的的程度（通通常用符号号t表示）。测测量温度常常用的单位位是摄氏度度，用表示。在在锅炉设计计计算中，常常用绝对温温度单位，用用表示。绝绝对温度的的零度为零零下2733摄氏度）。如果果以表示绝对对温度的值值，以表表示摄氏温温度的值，其其转换公式式为：=2773温度通常用用摄氏温度度（用符号号表示）和和华氏温度度（用符号号F表示）来来表示。目目前我国常常用的是摄摄氏温度。摄氏温度度：以水在在一个大气气压下开始始沸腾时的的温度（即即沸点）为为100，水开始始结冰时的的温度（即即冰点）为为，中间分分成

18、1000格，每格格为摄氏氏度。华氏温度度：以水的的沸点为2212F，冰点为为32 F，中间分分成一八00格，每格格为华氏氏度。两种温度的的换算关系系如下：（559）（F 32）F=1.8t32三、热力学学的有关概概念1.热量和和温度物体吸收或或放出热的的多少叫热热量。热量量的单位是是J或KJJ。温度是表示示物体冷热热程度的量量。测量温温度的标准准叫温标。常常用的温标标有摄氏温温标和绝对对温标。温温度的单位位是K或。温度和热量量是互相联联系而又不不相同的两两个概念。温温度是对状状态而言，而而热量是指指物体状态态前后热能能的增减程程度，是对对过程而言言。例如我我们可以说说加热炉进进口处的温温度是多

19、少少，油从进进口到出口口吸收了多多少热量。而而不能说油油在进口处处有多少热热量或油从从加热炉中中吸收了多多少温度。2.比热容容比热容是指指单位质量的物体体，温度升升高或降低低1摄氏度时所吸收或放放出的热量量。不同的的物质比热热容不同。其其单位是KKJ/kgg或KJJ/m3。3.热平衡衡把几个温度度不同的物物体放在一一起，组成成一个系统统，则物体体之间就要要进行热量量交换，使使系统中各各物体的温温度变成一一样，其中中温度高的的物体放出出热量，温温度低的物物体吸收热热量，如果果没有热量量损失，也也没有从系系统外吸收收热量，那那么，系统统内温度较较高物体放放出热量的的总和等于于所有温度度较低物体体吸

20、收热量量的总和，这这就叫热平平衡。例如如加热炉内内被加热介介质吸收的的热量加上上各项热损损失等于燃燃料放出的的热量。加加热炉的热热负荷就是是根据热平平衡计算的的。式中：Q热负荷KKW CC比热容KKJ/kgg mm-介质的的质量流量量kg/hht-温差差四、管式炉炉的工作参参数管式加热炉炉的技术指指标是表示示其适应性性能的指标标，是选用用、操作加加热炉的依依据。主要要包括以下下几项。1.热负荷荷单位时间内内向被加热热介质传递递热量的能能力叫热负负荷，单位位为KW。热热负荷分设设计热负荷荷和运行热热负荷，设设计热负荷荷为铭牌标标注的热负负荷，运行行热负荷是是根据运行行参数计算算所得。运运行热负荷

21、荷应该小于设计计热负荷。2.工作压压力炉管允许的的最大运行行压力，此此压力不得得大于铭牌牌标注的设设计压力。单单位为MPPa。3.传热面面积在炉内参予予传热的炉炉管有效外外表面积叫叫传热面积积。一般分分为辐射传传热面积和和对流传热热面积。单单位为m22。4.炉膛容容积热强度度炉膛单位容容积在单位位时间内的的燃料发热热量叫炉膛膛容和热强强度，单位位为KW/m3。容积热热强度一般般为7000093300KWW /m22，其数学学表达式为为式中：qvv炉膛容积积热强度kkw/m22 B燃料用量量放 kgg/h或mm3/h QQH燃料发热热值 kJJ/kg或或kJ/mm3 V炉膛有效效容积 m35.辐

22、射炉炉管表面热热强度单位面积的的辐射炉管管所传递的的热量叫辐辐射炉管表表面热强度度，单位为为KW/mm2式中:qRR辐射炉管管表面热强强度 kkw/m22 QR-辐辐射室传热热量 KWW AR辐射炉管管传热面积积 m2油田管式加加热炉辐射射炉管表面面热强度一一般为23329kkw/m22。此处所所说的指平平均值，实实际值是不不均匀的，局局部热强度度可能大大大高于平均均值。当热热强度过高高时，会使使炉管局部部过热甚至至管内结焦焦，过低时时则会使炉炉子结构笨笨重、增大大投资。6.对流炉炉管表面热热强度其含义及计计算与辐射射炉管相同同。7.挡火墙墙温度烟气离开辐辐射室进入入对流室时时的温度即即挡火墙

23、温温度。一般般用此代表表炉膛温度度，其值一一般为8000左右。8.排烟温温度烟气离开对对流室进入入烟囱时的的温度即排排烟温度。此此值越高炉炉子效率越越低，影响响此值的因因素是加热热炉结构及及炉管积灰灰、结垢等等。排烟温温度一般为为200350。9.热效率率被加热介质质吸收的有有效热量与与燃料产生生热量的比比值叫热效效率。该值值是衡量加加热炉性能能优劣的重重要指标，与与设计、制制造、操作作维护都有有关系。热热效率可用用正平衡方方法与反平平衡方法测测试求得，其其值一般为为85左左右。10.介质质流速炉管内介质质流速应控控制在合理理的范围。流流速低则传传热性能差差，使管壁壁温度升高高，甚至炉炉管结焦

24、。流流速高传热热性能好，安安全可靠，但但管程压力力降增大。一一般辐射炉炉管内介质质流速为11.5-22.Om/s，对流流炉管内介介质流速为为1011. 2mm/s。五、水套炉炉的工作参参数所谓经济技技术指标是是指加热炉炉的技术性性能和经济济性能。1.热负荷荷。热负荷是燃燃料燃烧产产生的热量量扣除排烟烟热损失、不不完全燃烧烧损失、炉炉体散热损损失后，供供给被加热热介质的有有效热量。它它也有设计计热负荷和和运行热负负荷之分。2.工作压压力允许的最大大操作运行行压力。水水套加热炉炉工作压力力有壳程和和管程之分分。3.火筒、烟烟管传热面面积。火筒传热面面积也称辐辐射传热面面积，一般般以U形虾虾米焊接弯

25、弯头中心线线划分。烟烟管传热面面积也称对对流传热面面积。4.流量流量是被加加热介质通通过加热盘盘管的排量量。5.管程换换热面积。该面积为加加热盘管的的传热面积积。它是根根据壳内热热水温度、介介质物性、介介质流量、介介质进出炉炉温度、加加热炉热负负荷等参数数设计计算算确定的。6.管程压压力降。管程压力降降是介质通通过加热盘盘管的阻力力。此值与与加热盘管管管径、介介质流量、介介质物性有有关。7.安全阀阀定压水套加热炉炉的壳程必必须装设安安全阀、以防壳壳内运行压压力大于工工作压力损损坏火筒。规规范规定：热负荷小小于4000KW的水水套加热炉炉仅装一只只安全阀，定定压值为工工作压力00.02MMPa；

26、热热负荷大于于400KKW的加热热炉至少应应装两只安安全阀，其其中一只为为工作安全全阀，定压压值同上，另另一只为控控制安全阀阀，定压值值为工作压压力加0.05MPPa。六、相变加加热炉的工工作参数所谓经济技技术指标是是指加热炉炉的技术性性能和经济济性能。1.热负荷荷。热负荷是燃燃料燃烧产产生的热量量扣除排烟烟热损失、不不完全燃烧烧损失、炉炉体散热损损失后，供供给被加热热介质的有有效热量。它它也有设计计热负荷和和运行热负负荷之分。2.工作压压力允许的最大大操作运行行压力。加加热炉工作作压力有壳壳程和管程程之分。3.传热面面积。在炉内参予予传热的炉炉管有效外外表面积叫叫传热面积积。一般分分为辐射传

27、传热面积和和对流传热热面积。单单位为m22。4.流量流量是被加加热介质通通过加热盘盘管的排量量。5.管程换换热面积。该面积为加加热盘管的的传热面积积。它是根根据壳内热热水温度、介介质物性、介介质流量、介介质进出炉炉温度、加加热炉热负负荷等参数数设计计算算确定的。6.管程压压力降。管程压力降降是介质通通过加热盘盘管的阻力力。此值与与加热盘管管管径、介介质流量、介介质物性有有关。7.安全阀阀定压加热炉的壳壳程必须装装设安全阀阀、以防壳壳内运行压压力大于工工作压力损损坏火筒。规规范规定：热负荷小小于4000KW的水水套加热炉炉仅装一只只安全阀，定定压值为工工作压力00.01MPa；热负荷大大于400

28、0KW的加加热炉至少少应装两只只安全阀，其其中一只为为工作安全全阀，定压压值同上，另另一只为控控制安全阀阀，定压值值为工作压压力加0.02MPa。第三章 燃油、燃燃气及其燃燃烧一切能提供供热能的可可燃烧性物物质都称为为燃料。同同所有物质质一样，这这些可燃性性物质，在在通常情况况下，其形形态也表现现为固态（体体），液态态（体）和和气态（体体）三种。所所以，在燃燃料的分类类方法中，就就将在常温温、常压下下呈固态、液液态和气态态的燃料分分别称为固固体燃料、液液体燃料和和气体燃料料，如煤、重重油、天然然气和液化化石油气等等。液化石石油气是液液体，将它它归为气体体燃料，是是因为它是是在常温下下经高压压压

29、缩而成的的。当压力力下降到常常压时，它它还是气体体，所以应应属气体燃燃料。所有燃料都都可以归到到这三大类类中，但每每一类燃料料又都有各各自的许多多种类。第一节 燃油及及其主要特特性一、燃油因为一切液液体燃料都都呈油的性性状，所以以一般就称称液体燃料料为燃料油油，也就是是油状的液液体燃料。燃料油一般般又按其来来源分为三三类，如表表31。表31燃燃油按来源源分类种类来源及品名名天然燃料油油直接从油井井采得的石石油，又称称原油人工燃料油油经人工炼制制分馏得到到的油品，如如汽油、煤煤油、柴油油等副产燃料油油炼油中剩下下的液体残残留物，即即渣油。若若将渣油加加入一定比例例的煤油或或柴油，进进行调制，就就

30、是重油表中所列油油品，虽然然都统称燃燃料油，但但在长期的的生产和使使用中，燃燃料油的含含义已经逐逐渐专门化化了。它主主要是指副副产燃料油油，即渣油油和重油。因因为原油一一般作为炼炼油的原料料，很少直直接用作燃燃料使用；而人工燃燃料油中的的汽油，煤煤油和柴油油，分别只只用于各种种汽油机、航航空和民用用、以及柴柴油机等。因因此，燃料料油的概念念，通常是是指用于锅锅炉和各种种工业炉窑窑的燃料油油，俗称燃燃油。柴油作为锅锅炉燃料的的情况，一一般是用于于点火。少少数锅炉也也作为主燃燃料。柴油、重油油和渣油是是炼油工艺艺流程中几几种不同的的产物，如如图31所示。简而言之，就就是经过预预处理的原原油A，经经

31、加热后进进人常压塔塔1分馏，可可以得到柴柴油B（其其他馏分此此处不予述述及），分分馏后剩下下的残留物物就是常压压渣油C。常常压渣油可可直接用做做锅炉燃料料，也可经经减压塔22继续分馏馏，或经催催化裂化塔塔5、或与与减压渣油油掺混后经经热裂化塔塔4进行深深加工，又又可获得相相应的柴油油B。这些加工工所剩残留留物就是相相应的减压压渣油和热热裂化渣油油C。减压压渣油还可可经减粘裂裂化塔3加加工后，除除获得一部部分柴油外外，使经减减粘的渣油油性质得到到改善。以以上各塔均均可获得相相应的柴油油和渣油。如如果要生产产重油，就就将渣油输输入油品调合合器6,并并根据所要要生产牌号号的重油的的品质要求求，配入相

32、相应的柴油油，经调合合后就得到到格应的重重油D。在一些进口口的燃油锅锅炉和燃烧烧器的说明明书上，其其适用燃料料常有“燃烧器燃燃料”“民用燃燃料”以及“轻质燃料料”等名称，实实际上也是是燃料油。名名称的区别别只是各国国命名的方方法不同而而已，当然然也都有各各自的质量量标准。二、燃油的的化学成分分燃油的化学学成分就是是通过化学学反应或化化学过程测测定的组成成元素成分分。尽管锅锅炉燃油有有柴油、重重油和渣油油等不同种种类，但其其元素成分分基本相同同。燃油中中最主要的的成分是碳碳（C）和和氢(H）、，按按质量百分分数，他们们分别为884%888%和110%114%，也也就是碳和和氢的总含含量达944%

33、以上。另另外还有少少量的硫(S)，其其含量一般般在3.55%以下。碳碳、氢和硫硫在燃烧时时都能放出出相应的热热量，因此此是燃油中中的可燃元元素成分。除除可燃元素素成分外，燃燃油中还含含有微量的的不可燃元元素氧（OO）和氮（NN）。其含含量一般在在0.5%一1.00%左右。除除这些元素素外，燃油油还含有少少许灰分、水水分和机械械杂质。燃油中的碳碳和氢不是是呈游离状状态存在的的，他们基基本上是以以化合物的的形式存在在，在化学学上称这种种碳氢化合合物为“烃”。所以确确切地说，燃燃油主要是是各种烃类类的混合物物。当需要对燃燃油进行燃燃烧计算时时，就必须须要根据其其化学成分分来进行。三、燃油的的主要使用

34、用特性及油油质指标对于燃油锅锅炉的使用用单位和操操作者，总总是要处理理燃油的运运输贮存和和燃烧操作作的。为此此，就必须须对燃油的的特性，尤尤其是与使使用操作有有关的主要要特性和油油质指标有有清楚的了了解。否则则，不仅会会影响锅炉炉的使用，严严重时还可可能导致火火灾，爆炸炸等恶性事事故的发生生。（一）燃油油的主要使使用特性指指标燃油的性质质是由它本本身的一些些物理特性性指标决定定的，也就就是说，要要了解各种种燃油的特特性，就必必须知道它它的特性指指标。燃油的特性性指标包括括：粘度、比比重、比热热、凝固点点、闪点、导导热系数、发发热量、硫硫分、燃点点、自燃点点、机械杂杂质、水分分，以及热热膨胀性和

35、和毒性等十十多项理化化指标。但但对于使用用，是以其其中的粘度度、凝固点点、闪点、硫硫分和发热热量为最重重要。1.粘度燃油是液体体，它在流流动时就一一定有阻力力。油的粘粘性越大，流流动就越难难，表明阻阻力也越大大。反过来来，若油品品在同样的的流道中流流动，阻力力大者，油油的粘性肯肯定就大。为为了表示燃燃油粘性的的大小，就就使用了“粘度”这个物理理量。粘度就是对对流动阻力力的量度。也也就是对燃燃油粘性大大小的量度度。根据测量的的方式不同同，就出现现了不同的的粘度单位位，常用的的有以下三三种。(1)恩氏氏粘度这是我国采采用的表示示燃油粘度度的主要方方法。恩氏氏粘度的定定义是：温温度为t的2000毫升

36、燃油油试样，从从恩氏粘度度计（一种种特制的的直径为22.8mmm的试管）中中流出的时时间t；与与20的2000毫升蒸馏馏水流出的的时间t之之比值，此此比值就称称为被测试试燃油在温温度t时的恩氏氏粘度，符符号单位表表示为即恩氏粘度的的全称是恩恩格勒粘度度。它是以以德国化学学家恩格勒勒的名字命命名的。由由于它源于于德国，所所以又称德德国度。除除此之外，恩恩氏粘度还还有一些其其他的名称称，如比粘粘度、相对对粘度和条条件粘度等等。所用的的单位或代代表符号也也有”。恩氏粘度除除我国和德德国采用外外，俄罗斯斯、法国和和意大利等等国也都采采用。所以以，在德国国、法国和和意大利等等国进口的的燃油锅炉炉和燃烧器

37、器上都可以以看到恩氏氏粘度的标识。(2）运动动粘度我国的油质质粘度指标标中，除恩恩氏粘度外外，还同时时采用了运运动粘度。这这一指标世世界各国也也都普遍采采用。运动粘度是是反映燃油油和其他流流体的运动动情况，所所以在有关关流体流动动和热交换换的计算中中非常有用用，因此得得到广泛采采用。运动粘度的的单位是mm2/s或mmm2/s，单单位的名称称分别叫拖拖或厘拖。拖拖（拖）的的全称是斯斯托克斯。它它是以英国国物理学家家和数学家家斯托克斯斯的名字命命名的。在在许多油质质指标中运运动粘度的的单位名称称中常有“厘沱”、“厘斯”及“沱”等字样。这这是由于译译音的不同同，实际上上他们都是是“厘拖”及“拖”。运

38、动粘度的的代表符号号是。单位的的符号分别别是“St”（拖）和和“cst”（厘拖）。如如德国威索索（Weiishauupt）燃燃烧器上，有有重油（或或柴油、锅锅炉油）粘粘度为xxxx mmm2 /s（ccst)，就就是标明燃燃烧器用燃燃油的运动动粘度是xxxx厘拖拖。运动粘度一一般简称动动粘度。它它还有运动动粘性系数数等名称。(3）美英英等国的秒秒粘度在美国、英英国和德国国等国家的的锅炉和燃燃烧器上，常常标有以时时间秒为单单位的粘度度值。因为为美国和英英国都有以以时间秒为为单位的粘粘度测量方方法。他们们测试燃油油粘度方法法的共同之之处都是以以一定温度度，一定容容积的燃油油，从一规规定的试管管孔眼

39、中流流出所需的的时间的秒秒数来表示示所测试燃燃油的粘度度。但两国国的测试又又有不同之之处，就是是测试所用用的燃油容容积。美国国是60ccm3，英国是是50cmm3。同时美美英两国又又都有各自自的对低粘粘度和高粘粘度燃油的的两种测试试方法，因因而得出各各自的两种种粘度单位位制和表示示方法。美美国的低粘粘度油用的的是：通用用赛氏秒，符符号为SUUt;高粘粘度油用的的是：赛氏氏一福氏秒秒，符号为为SFt；两种符号号的角标tt表示测试试的温度。英英国的低粘粘度油用的的是：商业业雷氏秒，符符号为Rtt或R1;高粘度油油则是：海海军雷氏秒秒；符号为为RAt或或R2。如如某燃烧器器标明其适适用燃油的的粘度为

40、33000ssecsRRl /1100F，就是是在温度为为100F（388）时、550mL的的该燃油流流出测试孔孔眼的时间间需30000s, Rl则表表明是商业业雷氏秒（或或Rt ）。以上列举了了常用的四四种燃油的的粘度单位位。各单位位之间如何何进行换算算呢？由于于各种粘度度的测试方方法不同，有有时难以直直接换算。但但是，各国国的燃油除除采用一些些专门的粘粘度单位外外，通常都都同时采用用了运动粘粘度。这样样，不同的的粘度单位位就可以通通过运动粘粘度的转换换进行换算算了。上述述列举的粘粘度单位的的换算关系系列于表332。表3一2粘粘度的换算算关系粘度名称符号换算为运动动枯度（拖拖）公式恩氏（条件

41、件）粘度1赛氏秒赛氏一福氏氏秒商业雷氏秒秒Rt (R11)海军雷氏秒秒RAt (R2)*SUt和和SFt也也可分别表表示为SUUS和SSSF。2.粘度在在使用中的的重要性粘度是燃油油，特别是是重油和渣渣油使用中中最重要的的一个指标标。它在燃燃油的装卸卸运输和锅锅炉的安全全经济运行行中都是非非常重要的的。(1)装卸卸运输运送燃油的的汽车罐车车和铁路槽槽车均配有有加热和保保温措施。尤尤其是寒冷冷地区和长长距离运输输，加热和和保温更是是必要。加加热的目的的就是为降降低油的粘粘度，使其其保持在允允许的范围围之内，以以便装卸。为为进行燃油油的装卸要要使用各种种泵类。而而无论是齿齿轮泵，螺螺杆泵还是是离心

42、泵，他他们工作时时对介质的的粘度适应应性都有限限制。超过过这个限制制，泵就无无法工作；同时，随随着输送介介质粘度的的增加，泵泵的运行效效率就会急急剧下降。如如离心泵，当当输送粘度度为14 0E的重油油时，其效效率为一五五.8%，如如果粘度增增加到244 0E，则泵泵的效率就就会下降到到12.77%。如果果燃油通过过管道输送送，粘度增增加，阻力力就增大，泵泵的扬程就就必须提高高；如果粘粘度过大，就就可能造成成泵的扬程程不足，甚甚至导致燃燃油在管道道中停止流流动，造成成堵塞事故故，等等。所所以，粘度度是实现燃燃油经济、安安全输送一一个十分重重要的指标标。(2)燃烧烧的安全与与经济燃油的燃烧烧都要经

43、过过雾化器的的雾化才能能进行（见见第三节）。不不论采用何何种雾化方方式，要达达到正常雾雾化，油的的粘度都必必须满足雾雾化器的要要求。如果粘度超超过雾化器器要求的粘粘度不多，雾雾化还能进进行，但油油的粒度变变大，其直直接后果就就是燃烧不不完全，产产生大量炭炭黑。这些些炭黑一方方面会沉降降在烟道中中，影响锅锅炉传热和和通风；另另一方面就就导致烟囱囱冒黑烟，不不仅污染环环境，锅炉炉的效率和和出力也都都会大大下下降。如果粘度过过高，雾化化就急剧恶恶化，燃油油喷人炉膛膛时就不是是油雾，而而是油滴或或油流了。也也就是雾化化已不能进进行了，就就会造成炉炉膛熄火。这这是非常危危险的。许许多炉膛爆爆炸事故都都是

44、这样造造成的。雾雾化恶化，还还可能导致致油粒冲到到炉膛受热热面上，形形成油焦，导导致锅炉爆爆管事故的的发生。所所以，粘度度直接影响响锅炉的安安全经济运运行。(3)燃油油的粘度温温度特性从上述可知知，燃油的的粘度指标标是保证锅锅炉正常运运行的一个个关键性指指标。燃用用时，必须须保证粘度度达到相应应过程和设设备所要求求的指标。实实际上锅炉炉用燃油在在常温下是是很难进行行装卸输送送的，也根根本不能雾雾化燃烧。如如何降低燃燃油粘度并并使其达到到使用的要要求呢？前前述汽车罐罐车和铁路路槽车运油油采取的加加热就是达达到这一目目的的措施施。因为所所有燃油，其其粘度都随随油的温度度升高而降降低，而且且各种油品

45、品都存在各各自的粘度度和温度相相互依变的的关系，这这就是所谓谓油的粘度度温度特性性，如图332。为便于使用用，各炼油油厂一般都都对本厂出出产的各种种燃油进行行粘度一温温度试验，从从而得出他他们的依变变关系。通通常将试验验得出的依依变关系制制成相应的的图线，拱拱实际使用用。由于粘度与与温度存在在依变关系系，所以对对一定油品品，只要其其温度确定定，粘度也也就确定了了。反之，要要求燃油必必须达到某某一粘度，只只须将油加加热到相应应温度就可可以了。粘粘度测定不不便，但油油温是可以以直接通过过温度计测测得。所以以，锅炉实实际运行中中，就可通通过控制油油温而达到到控制粘度度。图2-2还标出出各种使用用场合

46、燃油油应有的粘粘度。例如如，用离心心泵将1000号燃油油从卸油坑坑里打人贮贮油罐。从从图32“4”可以查到到，离心泵泵输送液体体时，液体体的最大粘粘度不得大大于30 0E。从330 0E水平线线与1000重油交交点的横坐坐标值可知知只要将该该油加热到到68，其粘度度就可满足足要求。又如，锅炉炉使用的是是100号号燃油。燃燃烧器采用用压力机械械雾化。燃燃烧器的说说明书要求求：使用1100号燃燃油时，其其进油粘度度不得大于于2.5 0E (0By).从2.55 0E水平线线与1000重油交交点的横坐坐标值可知知此时的进进油温度应应达到一三三3。必须指出的的是，油的的粘度随其其温度的升升高而下降降。但并不不是将油的的温度加热热到越高越越好，因为为油是由大大量的碳元元素和少量量其它元素素组成的，如如果温度过过高，就可可能导致碳碳在加热设设备中的分分离沉积，影影响设