一种用于模拟原油加热炉结垢导致金属超温的装置和方法

摘要

一种用于模拟原油加热炉结垢导致金属超温的装置和方法。其特征在于：所述装置由加热系统、受热系统、储运系统和检测系统四部分构成，加热系统由炉体外壳、炉体隔热筒、耐火砖支座、炉体隔热板、炉体隔热填料、加热炉盘、加热丝、炉膛均热盘、隔热垫圈以及炉体盖圈构成；受热系统为立式圆筒形容器结构，其包括筒体底板、受热筒体、筒体隔热筒、筒体上盖以及上盖隔热层；所述筒体底板为要检测的金属材料；受热系统座放在加热系统上部；储运系统包括出液阀、活接头、圆环均布管、进液阀、排液阀、连通阀、进液泵、连通泵、储液罐、冷却罐以及搅拌器；检测系统包括炉膛热电偶、底板热电偶、热电偶插座、出液热电偶、进液热电偶、压力表以及流量计。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种针对原油加热炉结垢导致金属超温情况进行模拟试验的装置以及模拟方法。

背景技术

油田使用的加热炉多数都是火筒式加热炉，例如多功能的四合一装置。加热炉的壳体内布置有火嘴（燃烧器）与火筒（火管和烟管）等结构，天然气燃料在火管内燃烧，通过火管和烟管的金属壁向壳体内的原油与水传递热量。近年来，国内油田的火筒式加热炉结垢现象日趋严重。火筒式加热炉的火管表面沉积垢层不但降低加热炉的热效率，而且容易造成火管金属超温，超温严重时会导致烧穿事故。如何科学合理地确定加热炉的除垢周期以及改进加热炉的火管材质，这需要准确测量不同垢层厚度导致火管金属的超温程度以及变化规律。然而，现场加热炉的火管超温检测无法实现，国内也没有这一类的小型模拟装置，无法提供有效的检测数据和技术指导。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种用于模拟原油加热炉结垢导致金属超温的装置和方法，利用本装置可以对现场加热炉的火管超温提供有效的检测数据和技术指导。

本发明的技术方案是：该种用于模拟原油加热炉结垢导致金属超温的装置，由加热系统、受热系统、储运系统和检测系统四部分构成，其独特之处在于：

所述加热系统由炉体外壳、炉体隔热筒、耐火砖支座、炉体隔热板、炉体隔热填料、加热炉盘、加热丝、炉膛均热盘、隔热垫圈以及炉体盖圈构成；所述炉体外壳为耐热钢材质，由圆筒与圆板焊接成带底的圆筒形，其内部用于盛装炉体隔热筒、耐火砖支座、炉体隔热板、炉体隔热填料、加热炉盘、加热丝以及炉膛均热盘；所述炉体外壳左右两侧各开一个小圆孔，用于插入热电偶温度计；所述炉体外壳底部焊接4条支腿；所述炉体隔热筒与炉体隔热板采用耐高温石棉材料制成，所述炉体隔热板为圆板形，所述炉体隔热筒为圆筒形，左右两侧各开一个小圆孔，用于插入热电偶温度计，所述炉体隔热板与炉体隔热筒安放在所述炉体外壳的内部，组成最外层隔热部分；所述耐火砖支座采用耐高温材质，与所述炉体隔热填料组成隔热主体；所述耐火砖支座为圆筒形，上端面用于安放所述受热系统，所述耐火砖支座内腔有一个凸台，用于安放所述加热炉盘，所述耐火砖支座右侧有一个小凹槽，用于插入炉膛热电偶；所述炉体隔热填料采用硅酸盐类轻质大颗粒填料，填充在所述耐火砖支座里的加热炉盘与炉体隔热板之间，以起到隔热主体的作用；所述加热炉盘为工业耐高温电加热炉盘，炉盘里环形槽用于布放电加热丝；所述炉膛均热盘采用耐高温材质制成，所述炉膛均热盘为浅凹状圆盘形，所述炉膛均热盘均布大量小孔，使电加热丝的热量均匀向上散布，所述炉膛均热盘右侧有一个小圆孔，用于插入炉膛热电偶；所述隔热垫圈为耐高温石棉材料，形状为圆环形，安装在所述耐火砖支座与筒体底板之间；所述炉体盖圈采用耐热钢材质制成，为边缘凸台的圆环形，安放在所述加热系统最上部；

所述受热系统为立式圆筒形容器结构，其包括筒体底板、受热筒体、筒体隔热筒、筒体上盖以及上盖隔热层；所述筒体底板为要检测的金属材料，与模拟的加热炉火管为相同材质，所述筒体底板为圆形平板，圆周加工螺纹孔，通过螺栓与所述受热筒体下部相连；在所述筒体底板一侧边水平方向钻孔，用于插入底板热电偶；所述受热筒体为盛装油水介质的立式容器，所述受热筒体的上下端面为法兰面，通过螺栓与底板和上盖相连；在所述受热筒体上钻三个孔，右侧下部孔用于焊接连接进液管，右侧上部孔用于焊接连接压力表管，左侧上部孔用于焊接连接出液管；所述筒体隔热筒为圆筒形，采用耐高温石棉材料，包裹在所述受热筒体外壁上；所述筒体上盖为圆形平板，在所述筒体上盖的圆周钻孔，通过螺栓与所述受热筒体上部相连，用于密封受热筒体上部；所述受热筒体的上下端面与底板和上盖相连处有耐高温密封垫圈；所述上盖隔热层为圆形平板形状，材料为耐高温石棉，通过耐热胶粘接在筒体上盖上，用于减少上部热量散失；

所述受热系统与加热系统为上下分体式安装，受热系统座放在加热系统上部；

所述储运系统包括出液阀、活接头、圆环均布管、进液阀、排液阀、连通阀、进液泵、连通泵、储液罐、冷却罐以及搅拌器；其中，所述进液阀为闸板阀，所述出液阀、排液阀和连通阀为截止阀；所述进液阀连接进液泵出口与受热筒体，用于试验时开关进液管线通道以及调节进液流量大小；所述出液阀连接受热筒体与冷却罐，用于试验时开关出液管线通道；所述排液阀连接受热筒体与储液罐，用于试验后排出受热筒体里剩余的液体；所述连通阀连接冷却罐里的连通泵出口与储液罐，用于将冷却后的冷却罐液体通过连通泵重新打回到储液罐里；所述圆环均布管为一段直管与一个圆环管焊接而成，其中，所述圆环管水平方向左右两侧均布小孔，以保证均匀排液或者均匀进液，所述直管的自由端加工管螺纹，与所述活接头密封连接；

两个圆环均布管位于所述受热筒体里，一个圆环均布管水平布置在所述受热筒体的下部，通过活接头与进液管相连，用于将进来的液体均匀排放到受热筒体下部，另一个圆环均布管水平布置在受热筒体偏上部，通过活接头与出液管相连，用于将受热筒体上部的液体均匀收集到出液管里；

所述活接头用于连接圆环均布管与进液管或者出液管；所述进液泵用于试验时将液体从储液罐打入到受热筒体里，所述连通泵用于试验后将冷却罐里冷却的液体重新打回到储液罐里；所述储液罐和冷却罐为常压立式储罐，储液罐用于储存试验液体，冷却罐用于试验后的液体自然冷却；所述搅拌器为两套直立浆式搅拌器，在储液罐和冷却罐内各安装一套，所述搅拌器的驱动电机放置在储液罐和冷却罐上部，通过长轴带动下部浆叶旋转，将储液罐和冷却罐里的油水液体搅拌均匀；

所述检测系统包括炉膛热电偶、底板热电偶、热电偶插座、出液热电偶、进液热电偶、压力表以及流量计；其中，所述炉膛热电偶选择高温型热电偶，从加热系统外侧插入到炉膛均热盘与筒体底板之间，用于试验时检测炉膛的温度；所述底板热电偶选择高温型热电偶，从加热系统外侧插入到筒体底板的侧面小孔里，用于试验时检测筒体底板的温度；所述热电偶插座为三通形状结构，两侧加工管螺纹，在受热筒体外部与进液或者出液管相连；热电偶插座中间垂直方向加工带螺纹和密封槽的小孔，用于连接带螺纹的出液热电偶或者进液热电偶，并通过O型密封圈达到密封；所述出液热电偶和进液热电偶选择高精度中温型热电偶，装入到热电偶插座里，用于检测出液温度和进液温度；所述压力表选择指针或者数显式压力表，装入到受热筒体侧面，用于监测受热筒体里的压力情况；所述流量计选择耐油污的流量计类型，装入到受热筒体外部的进液管上，用于检测试验时的进液流量。

利用前面所述装置来模拟原油加热炉新建或者清垢后的加热炉火管无垢层时的火管金属温度情况的方法，该方法试验时无垢层，具体由如下步骤构成：

第一步，准备所述装置的与加热炉火管同材质的筒体底板，安装好整个装置；

第二步，按照油田采出液油水比例准备一定配比的油水混合液体，加入到所述装置的储液罐里；

第三步，启动所述储液罐里的搅拌器，将油水液体搅拌均匀；

第四步，启动所述装置中的进液泵，打开进液阀和出液阀，使试验液体经过受热系统后流入冷却罐；

第五步，观察所述装置中的流量计数据，根据预先设定的液体流量调节进液阀，实现液体稳定的循环流程；

第六步，启动所述装置中的加热电源，根据预先设定的加热温度，通过炉膛热电偶控制加热丝达到规定温度；

第七步，待炉膛温度稳定后，记录下来液体流量以及炉膛温度，通过进液热电偶测量进液温度，通过出液热电偶测量出液温度，通过底板热电偶测量底板金属温度；

第八步，试验结束后，打开所述装置中的排液阀，将受热系统剩余液体排放到储液罐里，清理干净受热系统。

利用前面所述装置来模拟原油加热炉使用一定周期后的加热炉火管有垢层时的金属传热效率下降条件下的火管金属超温情况的方法，该方法试验时有垢层，具体由如下步骤构成：

第一步，准备所述装置的与上述无垢层方法相同材质的筒体底板，安装好整个装置；

第二步，在所述筒体底板上制备一定厚度垢层；

具体预制垢层的方法为：将取自现场加热炉火管的垢层破碎，用少量水和微量原油稀释后，按照一定厚度平铺在所述筒体底板上，缓慢沉降和加热风干，测量获得的垢层厚度；

第三步，准备与上述无垢层方法相同的试验液体，加入到所述装置的储液罐里；

第四步，启动所述储液罐里的搅拌器，将油水液体搅拌均匀；

第五步，启动所述装置中的进液泵，打开进液阀和出液阀，使试验液体经过受热系统后流入冷却罐；

第六步，观察所述装置中的流量计数据，根据上面所述无垢层方法设定的液体流量，调节进液阀，使之液体流量相同，实现液体稳定的循环流程；

第七步，启动所述装置中的加热电源，根据上面所述无垢层方法测定的的出液与进液温差，由于有垢层时的金属传热效率下降，调高炉膛控制温度，以达到相同的出液与进液温差；

第八步，待炉膛温度稳定后，在与上面所述无垢层方法的液体流量以及出液与进液温差相同情况下，记录下来炉膛温度，通过底板热电偶测量底板金属温度；

第九步，试验结束后，打开所述装置中的排液阀，将受热系统剩余液体排放到储液罐里，拆卸下来筒体底板，清除垢层，清理干净受热系统；

第十步，所述方法通过不同厚度垢层的多次试验和检测，测得的底板金属温度与上面所述无垢层方法的相同液体流量以及出液与进液温差情况下的底板金属温度对比，得到有垢层时的底板金属超温程度，最终获得达到金属使用温度上限的垢层厚度临界值，由此为加热炉设计选材以及除垢周期提供技术指导。

本发明具有如下有益效果：本发明的目的在于开发出一种能够针对油田原油加热炉结垢导致金属超温情况进行模拟的小型装置，并提供模拟加热炉结垢工况下的操作方法。本发明针对原油加热炉的不同工况进行模拟检测，属于国内首次开发此类装置，填补了这一领域的技术空白。利用本发明可以通过模拟装置进行大量试验和数据检测，可以查清原油加热炉结垢导致金属超温情况，为加热炉确定除垢周期以及火管材质改进提供技术指导，为油田安全生产保驾护航。此外，本发明给出的装置中的筒体底板可以方便地更换成加热炉所对应的不同材质，本装置的垢层组分以及沉积厚度可以任意调整，可方便进行各类垢层试验。

附图说明：

图1为装置的总体布局图；

图2为装置的主体剖视图；

图3为装置的加热系统剖视图；

图4为加热系统的炉体外壳剖视图；

图5为加热系统的炉体隔热筒剖视图；

图6为加热系统的耐火砖支座剖视图；

图7为加热系统的加热炉盘立体图；

图8为加热系统的炉膛均热盘剖切主视图；

图9为加热系统的炉膛均热盘俯视图；

图10为加热系统的炉体盖圈剖视图；

图11为装置的受热系统与储运和检测部分剖视图；

图12为受热系统的筒体底板剖切主视图；

图13为受热系统的筒体底板俯视图；

图14为受热系统的受热筒体剖视图；

图15为受热系统的筒体上盖俯视图；

图16为储运系统的圆环均布管剖切主视图；

图17为储运系统的圆环均布管俯视图；

图18为检测系统的热电偶与插座连接剖视图；

图19为检测系统的热电偶插座剖视图。

图中1-炉膛热电偶；2-炉体外壳；3-炉体隔热筒；4-耐火砖支座；5-炉体隔热板；6-炉体隔热填料；7-加热炉盘；8-电加热丝；9-炉膛均热盘；10-隔热垫圈；11-底板热电偶；12-炉体盖圈；13-筒体底板；14-受热筒体；15-筒体隔热筒；16-出液阀；17-热电偶插座；18-出液热电偶；19-活接头；20-圆环均布管；21-筒体上盖；22-上盖隔热层；23-压力表；24-进液热电偶；25-进液阀；26-流量计；27-排液阀；28-筒体底板垢层；29-连通阀；30-进液泵；31-连通泵；32-储液罐；33-冷却罐；34-搅拌器。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的装置结构作进一步说明：

由图1和图2所示，所述装置组成包括加热系统、受热系统、储运系统、检测系统四部分。

由图3至图10所示，所述加热系统为一种特制的立式加热炉结构，其包括：炉体外壳、炉体隔热筒、耐火砖支座、炉体隔热板、炉体隔热填料、加热炉盘、加热丝、炉膛均热盘、隔热垫圈、炉体盖圈。

所述炉体外壳为耐热钢材质，由圆筒与圆板焊接成带底的圆筒形，内部盛装加热系统其它部件。炉体外壳左右两侧各开一个小圆孔，用于插入热电偶温度计。外壳底部焊接4条较高的支腿。

所述炉体隔热筒与炉体隔热板为耐高温石棉材料。炉体隔热板为圆板形。炉体隔热筒为圆筒形，左右两侧各开一个小圆孔，用于插入热电偶温度计。炉体隔热板与隔热筒安放在加热系统外壳内部，组成最外层隔热部分。

所述耐火砖支座为耐高温氧化铝或者碳化硅材质，与炉体隔热填料组成隔热主体。耐火砖支座为圆筒形，上端面用于安放受热系统。耐火砖支座内腔有一个凸台，用于安放加热炉盘。耐火砖支座右侧有一个小凹槽，用于插入炉膛热电偶。所述炉体隔热填料为轻质的膨胀蛭石或者其它硅酸盐类大颗粒填料，用于填充在耐火砖支座里的加热炉盘与炉体隔热板之间，起到隔热主体的作用。所述加热炉盘为常规的工业耐高温电加热炉盘，炉盘里环形槽用于布放电加热丝。所述炉膛均热盘为耐高温氧化铝或者碳化硅材质。炉膛均热盘为浅凹状圆盘形，用于隔绝炉盘里的电加热丝与金属筒体底板，防止通电时短路。炉膛均热盘均布大量小孔，使电加热丝的热量均匀向上散布。炉膛均热盘右侧有一个小圆孔，用于插入炉膛热电偶。所述隔热垫圈为耐高温石棉材料，形状为圆环形，安装在耐火砖支座与筒体底板之间，不但密封隔热，而且缓冲受热系统安放时对耐火砖支座的磕碰。所述炉体盖圈为耐热钢材质，为边缘凸台的圆环形，安放在加热系统最上部，起到定位和保护作用，防止受热系统安放时对炉体隔热筒的磕碰。

由图11至图15所示，所述受热系统为一种立式圆筒形容器结构，其包括：筒体底板、受热筒体、筒体隔热筒、筒体上盖、上盖隔热层。

所述筒体底板为要检测的金属材料，与模拟的加热炉火管相同材质，例如加热炉常用的Q245R碳钢、15CrMo合金钢、304不锈钢等。筒体底板为圆形平板，圆周加工螺纹孔，通过螺栓与受热筒体下部相连，拆卸螺栓就可方便地更换筒体底板。在筒体底板一侧边水平方向钻孔，用于插入底板热电偶。所述受热筒体为盛装油水介质的立式容器。受热筒体上下端面为法兰面，通过螺栓与底板和上盖相连。受热筒体左右侧钻三个孔，右侧下部孔用于焊接连接进液管，右侧上部孔用于焊接连接压力表管，左侧上部孔用于焊接连接出液管。所述筒体隔热筒为圆筒形，材料为耐高温石棉，通过捆扎方法包裹在受热筒体外壁上，用于减少侧向热量散失。所述筒体上盖为圆形平板，圆周钻孔，通过螺栓与受热筒体上部相连，用于密封受热筒体上部。所述受热筒体的上下端面与底板和上盖相连处有耐高温密封垫圈。所述上盖隔热层为圆形平板形状，材料为耐高温石棉，通过耐热胶粘接在筒体上盖上，用于减少上部热量散失。

所述受热系统与加热系统为上下分体式安装，受热系统座放在加热系统上部。只要抽出底板热电偶，就可以将受热系统从加热系统上部拿下来，以便于更换筒体底板、清洗受热筒体、预制垢层等操作。

由图1、图2、图16、图17所示，所述储运系统包括：出液阀、活接头、圆环均布管、进液阀、排液阀、连通阀、进液泵、连通泵、储液罐、冷却罐、搅拌器。所述进液阀为闸板阀，出液阀、排液阀、连通阀为截止阀。所述进液阀连接进液泵出口与受热筒体，用于试验时开关进液管线通道以及调节进液流量大小。所述出液阀连接受热筒体与冷却罐，用于试验时开关出液管线通道。所述排液阀连接受热筒体与储液罐，用于试验后排出受热筒体里剩余的液体。所述连通阀连接冷却罐里的连通泵出口与储液罐，用于将冷却后的冷却罐液体通过连通泵重新打回到储液罐里。所述圆环均布管为一段直管与一个圆环管焊接而成。圆环管水平方向左右两侧均布小孔，以保证均匀排液或者均匀进液。直管自由端加工管螺纹，与活接头密封连接。

所述受热筒体里有两个圆环均布管，一个圆环均布管水平布置在受热筒体偏下部，通过活接头与进液管相连，用于将进来的液体均匀排放到受热筒体下部；另一个圆环均布管水平布置在受热筒体偏上部，通过活接头与出液管相连，用于将受热筒体上部的液体均匀收集到出液管里。两个圆环均布管上下布局，有利于液体加热后向上垂直对流。所述活接头用于连接圆环均布管与进液管或者出液管，方便拆卸，以便于清洗圆环均布管以及受热筒体。

所述进液泵和连通泵均为可以输送油水混合液的污油泵。其中，进液泵用于试验时将液体从储液罐打入到受热筒体里；连通泵用于试验后将冷却罐里冷却的液体重新打回到储液罐里。所述储液罐和冷却罐为常用的常压立式储罐。其中，储液罐用于储存试验液体；冷却罐用于试验后的液体自然冷却。所述搅拌器为两套常用的直立浆式搅拌器，储液罐和冷却罐各安装一套。搅拌器的驱动电机放置在储液罐和冷却罐上部，通过长轴带动下部浆叶旋转，将储液罐和冷却罐里的油水液体搅拌均匀。

由图2、图18、图19所示，所述检测系统包括：炉膛热电偶、底板热电偶、热电偶插座、出液热电偶、进液热电偶、压力表、流量计。

所述炉膛热电偶选择高温型热电偶，从加热系统外侧插入到炉膛均热盘与筒体底板之间，用于试验时检测炉膛的温度。所述底板热电偶选择高温型热电偶，从加热系统外侧插入到筒体底板的侧面小孔里，用于试验时检测筒体底板的温度。所述热电偶插座为三通形状结构，两侧加工管螺纹，在受热筒体外部与进液或者出液管相连；热电偶插座中间垂直方向加工带螺纹和密封槽的小孔，用于连接带螺纹的出液热电偶或者进液热电偶，并通过O型密封圈达到密封。所述出液热电偶和进液热电偶选择高精度中温型热电偶，装入到热电偶插座里，用于检测出液温度和进液温度。所述压力表选择指针或者数显式压力表，装入到受热筒体侧面，用于监测受热筒体里的压力情况。当受热筒体里的压力偏高时，立即停止试验，检查管路和圆环均布管是否有堵塞现象。所述流量计选择耐油污的流量计类型，装入到受热筒体外部的进液管上，用于检测试验时的进液流量。

下面结合具体实施案例对本发明的操作方法作进一步说明：

所述模拟装置可以模拟原油加热炉两种常用生产工况条件下的火管金属超温情况，工况（一）为新建或者清垢后的加热炉火管无垢层时的金属温度情况，工况（二）为使用一定周期后的加热炉火管有垢层时，由于金属传热效率降低，液体加热温度不够，为保证生产需要，加大燃烧量（例如开大天然气火嘴），导致加热炉的火管金属超温的情况。

对应工况（一）无垢层情况，具体实施案例方法由如下步骤构成：

第一步，准备所述装置的与加热炉火管同材质的筒体底板，例如常用Q245R材质，安装好整个装置；

第二步，按照油田采出液的油水比例，例如常见体积配比20%原油+80%水，混合配制试验液体，加入到所述装置的储液罐里；

第三步，启动所述储液罐里的搅拌器，将油水液体搅拌均匀；

第四步，启动所述装置中的进液泵，打开进液阀和出液阀，使试验液体经过受热系统后流入冷却罐；

第五步，观察所述装置中的流量计数据，根据预先设定的液体流量调节进液阀，例如液体流量控制为2L/min，实现液体稳定的循环流程；

第六步，启动所述装置中的加热电源，根据预先设定的加热温度，例如炉膛温度控制为800℃，通过炉膛热电偶控制加热丝达到规定温度；

第七步，待炉膛温度稳定后，记录下来液体流量以及炉膛温度；通过进液热电偶测量进液温度，测量值为22℃；通过出液热电偶测量出液温度，测量值为72℃；通过底板热电偶测量底板金属温度，测量值为328℃；

第八步，试验结束后，打开所述装置中的排液阀，将受热系统剩余液体排放到储液罐里，清理干净受热系统。

由于多次试验时的室内温度可能存在差异，会使得储液罐里的试验液体温度发生较小变化，为消除室温变化产生的试验误差，用被加热液体的出液温度减去进液温度得到的加热温差来代表实际加热炉的有效热负荷的一个重要参量，对应无垢层的工况（一），上述具体实施案例方法得到的加热温差为276℃。

对应工况（二）有垢层情况，具体实施案例方法由如下步骤构成：

第一步，准备所述装置的与上述无垢层方法相同材质的筒体底板，安装好整个装置；

第二步，在所述装置中的筒体底板上制备一定厚度垢层；

具体预制垢层的方法为：将取自现场加热炉火管的垢层破碎，用少量水和微量原油稀释后，按照一定厚度平铺在所述筒体底板上，缓慢沉降和加热风干，测量垢层厚度为24mm；

第三步，准备与上述无垢层方法相同的试验液体，例如体积配比20%原油+80%水，加入到所述装置的储液罐里；

第四步，启动所述储液罐里的搅拌器，将油水液体搅拌均匀；

第五步，启动所述装置中的进液泵，打开进液阀和出液阀，使试验液体经过受热系统后流入冷却罐；

第六步，观察所述装置中的流量计数据，根据上述无垢层方法设定相同的的液体流量，例如液体流量控制为2L/min，调节进液阀，使之液体流量相同，实现液体稳定的循环流程；

第七步，启动所述装置中的加热电源，根据上述无垢层方法测定的的出液与进液温差276℃，由于有垢层时的金属传热效率下降，调高炉膛控制温度，当炉膛温度升高到970℃，达到相同的出液与进液温差276℃；

第八步，待炉膛温度稳定后，在与上述无垢层方法的液体流量2L/min以及出液与进液温差276℃相同的情况下，记录下来炉膛温度970℃，通过底板热电偶测量底板金属温度为368℃；

第九步，试验结束后，打开所述装置中的排液阀，将受热系统剩余液体排放到储液罐里，拆卸下来筒体底板，清除垢层，清理干净受热系统；

第十步，预置多个厚度垢层，例如：15mm、31mm、40mm、46mm，利用所述方法进行多次试验和检测，得到不同厚度垢层所对应的底板金属温度，参见下表：

垢层厚度0mm24mm31mm40mm46mm50mm底板金属温度328℃368℃395℃436℃457℃481℃

由上表可以看出，在工况（一）与工况（二）相同的液体流量以及出液与进液温差的情况下，有垢层的底板金属温度高于无垢层的底板金属温度，并且随着垢层加厚，底板金属温度升高越大。

所述方法的底板金属选用的是原油加热炉火管常用的Q245R材质，其推荐使用温度上限为430℃，超过此温度长期高温使用，Q245R会发生珠光体球化、石墨化、高温蠕变加剧、强度急剧下降等现象，产生安全隐患。

由上表可以看出，当垢层厚度达到40mm时，作为底板金属的Q245R材质的温度高于其推荐使用温度上限430℃，垢层越厚，金属超温程度越大，因此，在加热炉一定工况（油水比例、液体流量以及出液与进液温差）情况下，确定其沉积的垢层厚度不得大于40mm，由此为加热炉设计选材以及除垢周期提供技术指导。