炉管内气体空间和不满流的成因
当原油进入炉管中的时候,先期从*高处炉管(进油管)向下流动的原油,其动能突然增加(原油的重力势能所转化的动能).这时,根据流体力学中的伯努利方程可知;随着原油动能的增加,其流速加大,而压力降低。当压力降至原油的饱和蒸气压的时候,就使得原油中的轻组分和杂质如硫化氢等脱离液相的束缚,形成气相。同时,后续的原油不具备相应的能量与动能增加的原油保持同步,因此相对而言,使其呈现出一定程度的滞后现象。
这种滞后现象使得此间的原油过水断面变小。气冷罗茨泵另外,虽然自上而下过水断面变小,而在*低处的炉管内随着原油的累积,过水断面却不断变大,并达至整个炉管径向截面。这样一来,就使得过水断面变小处的炉管内空气被封隔起来,并与脱离原油束缚的轻组分和杂质(如硫化氢等)形成炉管内原油上方的气体空间。因此,进出油炉管内的不满流现象也就应运而生。这种现象也与加热炉的工作压力有密切的联系。随着加热炉工作压力的增加,炉管内原油压力升高。
因气体空间中的气相压力低于原油的饱和蒸气压,使之逐渐进入液相原油中,则气体空间变小,故不满流现象趋弱甚至消失。而随着加热炉工作压力的减小(如现场加热炉运行时的工作压力仅为设计压力的1/2左右),温度较高,那么,炉管内原油的压力也就大幅度降低,气体空间则因轻组分脱离其束缚进入气相而变大,故不满流现象又趋强。不满流现象随时都有可能出现和消失。因此,炉管烧穿的危害性根源,也就由此而产生。