加热炉烟道挡板存在的问题与改进

李 林

（中石化管道储运公司管道技术作业分公司，江苏 徐州 221008）

1 烟囱挡板存在的问题

烟囱挡板安装在烟囱，用以调节烟气阻力、负压，还可以控制火焰长度，从而达到控制温度均匀分布的目的。早期烟囱挡板由地面手动调节机构调节其开度，近年来由于用微机控制加热炉操作，已改用电气调节，亦有保留手动调节手段，以备发生事故时使用。

加热炉烟囱挡板所处环境恶劣，加热炉燃烧时，烟气中含有水蒸气、二氧化硫等酸性气体，容易在烟囱挡板处凝结形成低温露点腐蚀；烟气中的灰份会沉积在烟囱挡板上，增加转动阻力；烟气运行温度较高，会使烟囱挡板形成高温氧化。由于加热炉每年有近7个月的停运时间，加重了烟囱挡板的锈蚀，使烟囱挡板不能正常转动，严重时甚至抱死，失去调节功能。长期以来，烟道挡板是加热炉设计制造中的难题之一。

烟囱挡板的手动操作不能连续、精确控制炉膛负压，因此普遍存在加热炉运行负压偏高的问题，个别输油站甚至将烟囱挡板置于全开状态，使炉膛负压高达-140～-200 Pa，致使烟囱排烟温度升高30℃以上，炉效降低2～3个百分点，既增加运行成本，又加大了环境污染。

由于加热炉定时吹灰导致烟尘排放污染环境，公司下决心进行除尘改造，使吹灰时的含尘烟气进入除尘系统，吹灰后再切换到烟囱正常排放。除尘改造要求烟囱挡板频繁切换，烟囱挡板一旦抱死，将直接影响除尘系统的正常工作。

2 烟囱挡板结构和控制系统的改进

2.1 烟囱挡板及控制系统改进

（1）原烟囱挡板及控制系统。烟囱挡板由挡板轴、轴套、挡板和连接螺栓组成；挡板和挡板轴通过螺栓连接在一起，轴套焊接在烟囱上，通过调节轴的转动来调节挡板开合。烟囱挡板的开闭通过钢丝绳由卷扬机控制，以前采用手动卷扬机，后改用电动卷扬机，均不能很好的控制炉膛负压。

挡板、挡板轴和轴套采用碳素钢Q 235-B制造，由于加热炉运行过程中发生不同程度的锈蚀，影响了挡板轴的转动灵活性，后将轴套材料改为ZCuPb10Sn10，但其运行一段时间后，挡板轴和轴套间仍然发生了锈蚀。

（2）烟囱挡板改进。改进后烟囱挡板材质改用耐酸不锈钢06Cr 19Ni 10Ti，其抗耐氧化腐蚀、酸腐蚀和低温露点腐蚀性强，不会因长期闲置而发生锈蚀。同时改进了挡板结构，改进后的烟囱挡板为密封型，挡板简图见图1。按轴的数量可以分为单轴烟囱挡板、多轴烟囱挡板。

①同时烟囱挡板结构改为密封型式，降低了烟气对轴套密封面的腐蚀。②挡板轴冷端放在二个圆形支承刀口上，保证了轴承永远在同心位置上，解决了启动阻力大、受热轴变形弯曲而产生刮套管的问题。③采用了可调螺钉，可以控制轴受热伸长或轴倾斜而引起走轴，避免了挡板与衬里相接触产生摩擦乃至卡住不动现象。

图1 烟囱挡板外形图

（3）烟囱挡板控制系统改进。挡板的控制由操纵机构实现，操纵机构由连杆机构和电子执行器组成，连杆一端连接挡板轴，一端连接电子执行器（见图2、图3）。电子执行器的转动带动挡板轴转动，而电子执行器中控制器通过炉前柜连接到加热炉控制电脑上，既可以通过终端控制电脑控制电子执行器，也可以通过现场炉前柜上控制器进行现场控制。在终端电脑增加一路模拟量调节系统，进行少量的程序组态，就可以实现烟囱挡板负压自动控制目标。烟囱挡板实现远程操作，降低了操作人员劳动强度。自控方案选择炉膛出口负压值为控制对象，通过调节烟囱挡板开度，将负压准确控制在-30～-60 P a范围之间。

图2 烟囱挡板图

图3 烟囱挡板操纵机构图

2.2 烟囱挡板安装、维护和保养

（1）密封挡板与密封板之间应有95%以上的长度接合，焊接密封板应在挡板安装后进行。

（2）出厂前和现场施工完毕后都应进行检验，应达到开关灵活、闭合严密、开关位置正确。

（3）挡板调节系统应在挡板关闭时调整，同时开关指示应为“关”；当挡板全开时，开关指示应为“开”。

（4）烟囱挡板在使用中如没有发生超温时，填料二年更换一次。如在长期超温下工作，加热炉停炉时，要作全面检查。

（5）定期检查密封挡板是否变形，闭合是否严密，可通过分析不同部位烟气含量或停炉时打开检查。

3 结语

改进后的烟囱挡板克服了原烟囱挡板的性能缺陷，可以保证加热炉夏季停炉后不发生锈蚀，挡板轴转动灵活可靠。通过提高烟囱挡板自动化程度，降低了工人的劳动强度，同时使加热炉的负压得到精确控制，降低了排烟温度，提高了炉效，实现节能减排的目标。