论文导读:：鲁宁线目前在用加热炉15台。清灰器顶部的洁净室设有“喷管”。整套清灰系统具有数字自动控制功能。应用PLC自动控制技术实现清灰过程自动控制。
论文关键词：加热炉，清灰器，自动控制，研制，应用
1研发背景
鲁宁线目前在用加热炉15台，是由徐州管道技术作业分公司生产的管式快装加热炉，型号GW8000（5000）-Y/6.4-Y。每年在加热炉退出运行后，都要对加热炉炉膛积灰进行清理，以往的做法是人工采用扫帚和铲子等工具清理炉管表面和炉膛内的积灰，这种清灰的方式在炉膛内造成极大扬尘，尽管对进入炉膛内的人员，全部采取了必要的防护措施，但是，在有限的空间内，飞扬的灰尘密度很大，清灰人员普遍感觉喉咙干涩，几天后咳出的痰仍有灰尘，伴随着头晕、恶心等症状，被灰污染的皮肤甚至出现过敏现象。
为此需要一种清灰装置来替代人工清灰，该装置应达到以下技术要求，1清灰效率高；2无污染，易于操作；3清灰时，炉膛内无扬尘；4自动化程度高。经调研自动控制，目前国内外市场没有现成的设备达到使用的技术要求。
2研发条件
2.1实际条件
燃油加热炉炉膛内的灰尘大多沉积在底部及炉管上部，炉膛的底部又有加热炉管，清理操作的空间比较狭小，一般机械清理易扬尘且又费时。再者燃油加热炉的灰分比较复杂，且在炉内结块大小不一、容重相差较大，其主要由油滴、沥青、碳黑及杂质组成，易飞扬、易粘连，加热炉停炉后，炉膛内积灰较多，每年积灰量能达到400Kg/台。
加热炉清灰过程是在四周布满炉管的炉膛内进行作业，需要自上而下将每一根炉管灰尘清理干净，然后清理保温衬里表面的浮灰。由于炉膛是一个相对封闭的空间，一旦出现扬尘，往往造成局部环境污染，人员视线模糊，清灰作业只能停止。因此人工清灰不仅危害身体健康，而且清灰时间长，粗略计算平均每台加热炉4人清灰时间不低于4个工作日。
2.2技术条件
滤袋过滤粉尘是一种比较成熟、应用广泛的技术，袋式收尘器是工业粉尘处理中使用最广泛的一种收尘器。它对细尘粒（1 μm～5 μm）的过滤效率在99%以上，还可以除去1 μm以下的尘粒。袋式收尘器的适应性比较强，不受粉尘比电阻的影响，也不存在其他的污染问题，更加适合于微细粉尘、吸湿性粉尘、磨啄性粉尘、易燃易爆粉尘的收集、过滤。基于这些特点，在工业粉尘处理中基本上都使用袋式收尘器。我国经过近30年的发展，袋式除尘技术有了长足的进展，主机、滤料、自动控制的质量和技术水平都有很大的提高，并且在加强清灰、提高效率、降低消耗、减少故障、方便维修方面达到了更高的水平。
3工作原理
加热炉炉膛清灰器利用强力负压泵的强大吸力，通过连接管把尘粒吸入壳体的室内，气流放大下行出风筒底部迅速上反进入过滤室，较大颗粒灰尘被下行的气流甩入储灰箱，微小颗粒被上反的气流带入过滤室，经过滤袋隔离附着在滤袋上，清灰器顶部的洁净室设有“喷管”，空压机产生的压缩空气由喷管喷出，高压气体使滤袋振动，使附着在滤袋上的微小颗粒脱落掉入灰斗，洁净气体随强力负压泵引至出气管排出。
清灰器工作原理具体为：当其中1#室的储灰箱尘粒聚积量大时，光电感应器感应到1#灰箱满时，则由PLC控制器按程序关闭该室的气阀自动控制，该室的入口、出口被密封，5秒（时间可调）后开始两次振灰（0.2秒1次时间可调）；振完5秒后升降气缸落下，5秒后推动气缸把灰箱顶出；此时可拿出装满灰的袋子，储灰箱内装入新袋子，顶出3分钟（时间可调）后收回，5秒后升降气缸再升起，5秒后进出气阀打开，完成该室储灰箱的清理。第一室积灰清理完毕后，该室工作，再清理第二室，过程同第一室积灰清理。如此反复进行，达到双室轮换卸灰，从而提高了清灰效率。
加热炉膛清灰器基本结构由清灰手持器、强力负压泵、空压机、进气阀、过滤室、储灰室、出风口等主要部件构成核心期刊目录。
清灰器结构及工作原理图
4技术特点
4.1性能指标
1、整套清灰系统具有数字自动控制功能。2、采用重力除尘技术与布袋过滤技术集成化设计，适用于加热炉对流室、辐射室等特殊环境内积灰及浮尘的清扫，能够满足炉膛内清灰的要求，无扬尘和二次污染。3、装置的结构新颖，清灰效率高，能在在不同输油站移动使用。4、通过控制滤袋滤尘运行中气流通过滤料的速度（称为过滤速度），对于大于0.1 μm的微粒，滤尘效率可达99％以上。
4.2特点
1、加热炉炉膛清灰器结构采用创新的模块组设计理念，通过控制气动阀门，实现不同两室灰袋自动切换，达到两室轮转不停清灰。2、自动化程度高，应用PLC自动控制技术实现清灰过程自动控制。3、具备数字控制清除积灰，吸力强大、吸管长、效果理想，集过滤除尘组合于一体的特点。4、过滤袋采用先进方法做拒水防油处理。5、清灰器杆的头部可以根据清理场合的不同，变换使用不同形状的头部清洁刷。如：清理加热炉底部的积灰，可以使用平形的清洁刷；清理炉管上部的积灰时，可以更换使用炉管等弧度的清洁刷；清理边角部位的积灰，可以使用清灰杆直接吸收积灰。
5实际应用效果与市场情景分析
5.1实际应用效果分析
2010年，加热炉炉膛清灰器研制成功并在睢宁输油站试验，通过实际应用，加热炉炉膛清灰器满足了各项技术要求，清灰效率高，无扬尘，操作、移动方便。该装置彻底解决加热炉长期依赖人工清灰的技术难题，提高了加热炉清灰效率，达到炉内清灰无粉尘飞扬，实现保障员工身心健康的目的。实际效益分析如下
1、经济效益：应用加热炉炉膛清灰器每年每台加热炉节约资金0.8万元自动控制，鲁宁处总计在用加热炉15台，每年节约清理费用12万元，这些还不包括生产管理人员往返的其他费用。
2、社会效益：采用人工清灰时，一般加热炉人工清灰需5～6人轮流进入炉膛内，用扫帚和铲子等工具，对炉管表面积灰和炉膛内积灰进行清理，将清除下的炉灰装入袋子或桶内运至炉膛外。使用加热炉炉膛清灰器后，可有效解决加热炉人工清灰时，对清灰者个人的粉尘伤害。避免炉内的清灰人员容易出现的尘肺、皮肤过敏、视力模糊、喉咙干涩等职业病的发生。
5.2市场应用前景分析
鲁宁线15台加热炉分布于六个输油站，使用加热炉炉膛清灰器，只需一人进入炉膛内，另外一人路外配合即可完成清灰工作。加热炉炉膛清灰器工作时，灰尘被过滤，收集在储灰袋内，积灰集满后，可更换另一个储灰袋，灰的清理和运出过程都是在密闭过程中进行，减轻了人的劳动强度，避免粉尘对人肌体和呼吸系统损害，达到了预期的效果。现在，中国石化管道储运分公司多条输油管道共有70多台在用加热炉，每年都需进行清灰，市场应用前景广阔。
参考文献：
白云川.芳烃加热炉在线清灰技术的工业应用.石油化工安全环保技术2009.25.02；9-11
白洁人.天津轧钢五厂研制应用加热炉空气换热器自行清灰装置.节能信息，1994，01：14-15
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