导热油炉管结焦,流速过低和局部过热是同一条链
导热油在管壁上结焦,取决于油膜温度而不是出口油温。流速过低和局部热流过高,都会把油膜温度推过热稳定限度。

导热油炉管结焦,是贴近管壁的油膜温度超过了油的热稳定限度,油在壁面上裂解,留下炭层。出口温度计看到的主体温度,可以仍在允许范围内。膜温比主体温度高出多少,取决于管壁热流大不大,以及油侧对流传热好不好。流速和局部过热,改的就是这两个量,最后都落到膜温上。
流速降低时,管内流动变弱,油侧传热变差,同样的热流必须靠更大的油膜温差才能传进油里,膜温上升。膜温高到开始结焦以后,炭层又变成隔热层,炉管金属温度继续升高,结焦更快。流速过低和局部过热不是两件彼此无关的故障,而是先后把膜温推过极限的同一条链。
流速低下时出口油温仍可以合格
辐射段管内流速应维持在设计给出的下限以上。循环泵磨损、入口过滤器堵塞、阀门被关小,都会使总流量下降。流量下降时,炉子进出口油温差会比正常时更大,同样的热量要由更少的油带走。出口温度若仍被控制在原来的设定值,炉管壁温却可能已经偏高,出口表看不出结焦已经开始。
并联的几路炉管若有一路被异物或变形挡住,这一路流速特别低,其余几路仍然正常。总流量和总温差看不出明显异常,结焦集中在堵住的那一路。壁温只装在总管上时发现不了这根管。局部壁温高出邻管一截,同时总油温还正常,就要怀疑偏流,而不是先断定整炉油都变质了。
油中带气或含水时,管内会出现气段,气段处的管壁失去液体冷却,金属温度很快上升,结焦就在这一段。这和泵流量整体下降不同:系统压力和流量波动,壁温出现尖峰,放气后壁温恢复。整体流量不足则是进出口温差持续偏大,放气也不能把流量补回来。一个是局部断液,一个是整炉流速不够。并联各路的阀门开度不一致,效果和某一路被异物堵住相同,要先核对开度,再判断泵是否磨损。
火焰扫到管壁时热流先升高
火焰直接舔到炉管,或只加热某一圈管子时,局部热流升高。即便管内流速仍在设计范围内,这一段膜温也会先超限,结焦呈带状,位置和火焰方向一致,其他管子内壁仍然干净。把循环量再加大,可以减轻但不能取消火焰冲刷。要纠正燃烧器角度,使火焰回到炉膛中部,而不是只提高泵的转速。
油品老化以后,开始结焦的膜温会下降。酸值、残炭和黏度变差的油,在原来还能接受的流速和热流下也会结焦。这时壁温分布和流量可能都接近设计,结焦却在辐射段大面积出现。油样很差而流量正常,换油和清洗比只加泵流量重要。油样合格而进出口温差持续偏大,先恢复流速。
结焦层变厚以后,同样燃料量下油的吸热减少,出口油温升不上去,操作者往往会继续加大燃烧。热流因此更高,管壁更热,结焦更快。看到油温上不去就加大火,正好把这条链再推进一步。应先核对循环流量和炉管壁温。流量不够时加火只会烧管,不会把油温稳定地提上来。
低流量保护的作用,是在流速还没有低到开始结焦之前停止加热。保护被短接或定值被改得很低以后,炉子可以在油温看起来正常的情况下继续烧。油温控制器维持的是主体温度,它看不见膜温。检查时要确认低流量仍能停止加热,而不是只看出口油温还在自动控制。
整体流量不足时,进出口油温差比设计大,泵电流下降或过滤器压差升高。局部热流过高时,只有火焰方向上的管子壁温高,内壁焦层呈带状。油分析不合格,说明油已经更容易进入这条链。三类可以同时存在,但证据不在同一个仪表上。只凭出口油温合格,不能说明炉管里没有开始结焦。炉管外壁积灰也会使壁温升高,清灰以后壁温仍高,问题就还在管内油膜这一侧。
清洗炉管只能去掉已经形成的焦层,不能改变流速和火焰。焦层清掉以后如果流量仍然低,或火焰仍然扫管,新的焦会在同一位置长出来。清洗之前要记下温差、壁温和火焰位置。复产后这三项若和结焦前一样,说明把膜温推高的那一环还没有被切断。