论文部分内容阅读
[摘 要]加热炉是常减压装置中很重要的一部分，而且是直接影响到整个装置最终的减压效果。 加热炉的能耗决定了最终的排烟量。所以想要发挥这个装置的作用，最终实现节能减排的目的，就必须提高加热炉的效率，控制好其排烟量的大小。本文就针对提高加热炉热效率途径这个问题进行了详细的探讨。
[关键词]加热炉 热效率 途径
中图分类号：TF 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0393-01
前言：在经济快速发展的今天，各个工业的发展也进入了黄金时代，但是也随之出现了很多问题，目前制约我国经济发展的很重要的因素，就是各种能源的缺乏，以往在发展的时候，人们只关注到最终的经济利益，而忽略了节约能源这回事，使我国从能源大国的地位上狠狠的跌落了下来，以至于现在面临能源匮乏的窘境，所以说节能减排工作迫在眉睫，我国目前使用的节能减排装置的关键部分就是加热炉，而且加热炉也是炼油中最消耗燃料的装置，所以我们只有提高加热炉的热效率，才能更好的实现节能减排的目的。
1 目前提高加热炉热效率的途径
1.1 优化加热炉过剩空气系数
加热炉在正常运行时，热量会随烟气排人大气，导致炉子的热损失增加，热效率下降，所以在排烟温度一定的情况下，过剩空气系数越大，排烟量也越大，通过烟气排出的热量也越多。由此可以得出的结论是过剩空气系数越大，露点腐蚀温度越高，为避免空气预热系统遭受露点腐蚀，影响其长周期运行，只能限制降低排烟温度。另外过大的过剩空气系数还会加剧炉管的氧化，影响加热炉使用寿命，促使氮氧化物增加，对环境产生不利的影响。因此，降低过剩空气系数，可使排烟温度有降低的余地减小，还可以减少有毒气体的排放，保护环境。过剩空气系数有许多好处，但是如果炉内的燃料燃烧不完全，不但燃料内大量化学能未完全放出，造成燃料浪费，不完全燃烧产生的可燃性物质CO、H：、炭粒等还会污染大气，甚至造成炉内二次燃烧而影响加热炉使用安全，所以我们在操作时一定要保证燃料完全燃烧。这个方法从表面看降低了烟气中的氧含量，提高了热效率，但却增加了燃料耗量，并未使热效率真正提高。因此，提高热效率、降低燃料耗量，必须找到适宜的最佳过剩空气系数。而寻找最佳过剩空气系数又是一个比较复杂的事情，以我国目前的技术手段还很难达到，所以提高加热炉热效率的技术还有待提高。
1.2 保证换热良好，控制排烟温度
加热炉在运行时各部分的温度是不同的，比如说对流交换的热量占加热炉总热量交换的25%，辐射室出口的烟气温度一般为400℃左右，所以这个装置要靠对流换热来降低其温度。因此， 降低排烟温度的关键就是设法确保运行中的加热炉对流传热面的传热效率保持在较高的水平上。在生产实际中， 影响传热的主要因素有两个，分别是对流管和空气预热管积灰。积灰通常是烟气中存在燃料燃烧后残余的不可燃的组分和未燃尽的炭粒，在烟气运行过程中通过沉积、吸附等作用在换热管表面形成的。受热面一旦积灰且未得到有效遏制，将严重影响传热效果。在灰垢厚度为0.5mm的情况下，其热阻占受热面总热阻的13/；同时，由于对流管积灰后减少了烟气的流通面积，使烟气流动阻力增大；在低温受热面积灰后的管壁又易吸附烟气中所含的硫酸气，在露点腐蚀的作用下生成FeSO；，加强了积灰的牢固性。由此可见，受热面的积灰是不容忽视的。因为低频声波除灰器吹灰效率高，可自行控制吹灰时间，具有作用面积大，死角少，故障率低，自动化程度高的特点。所以为减轻积灰对传热的影响，常减压装置的常减压炉最好安装8台左右的低频声波除灰装置，其中对流室6台，烟气余热回收系统2台。这样一来，装置的除灰效果就会很好，常减压炉排烟温度也会明显下降，最终稳定在165℃、175℃左右。
2 提高加热炉热效率途径的改进
2.1 寻找具体加过剩空气系数对加热炉运行至关重要
过剩空气系数对加热炉运行至关重要，过大或过小不仅会使燃料消耗量增大，热效率降低，还会威胁加热炉的长周期运行，影响加热炉的综合经济效益。而且上文就提到过过剩空气系数对整个装置来说很重要，但是想要控制好又很难，所以我们可以具体针对每一种不同的加热炉确定其自身的最佳过剩空气系数。因此在氧含量调节困难时可考虑使用变频调速电机控制进风量，使供风系统在满足燃烧的情况下，控制过剩空气系数、节能的较佳手段，采用后可以增加余热回收系统的操作弹性，更适应装置负荷的变化，可以适应不同加热器的要求。
2.2 保证吹灰设施的正常运行
一旦除灰装置停止运行时间过长，造成灰垢堆积，在运行过程中将难以清除，导致排烟温度升高，浪费大量的燃料。在上文中我们也已经提到积灰是影响加热器正常传热的主要因素，所以在加热器运行的时候也一定要保证除灰装置的正常运行，否则会发生无法预料的后果。
2.3 燃烧器的发热值不能过低
采用过多的燃烧器，仅靠手动控制使各个燃烧器处在合理的过剩空气系数下完全燃烧是困难的。我国现在的技术水平也很难做到这一点。所以选用发热值较高的燃烧器，可以减少燃烧器数量，使供风更加平衡。
2.4 优化燃烧器的性能，使用高强燃烧器
高强燃烧器加强了燃料与空气的混合，可在较低的过剩空气系数下保证充分燃烧。如FD一900型高强燃烧器可以在过剩空气系数为1.068时正常工作，这无疑有利于提高加热炉热效率。所以为了保证燃烧良好，可以在燃烧器设计中均采用加大过剩空气系数的方式也就是选择高强燃烧器来保证燃烧的充分。
2.5 炉体衬里采用纤维喷涂技术
我们以往炉体衬里采用的是耐火纤维毡，而小块耐火纤维毡具有整体性差、接缝多、易定向收缩产生贯通缝等缺点，这会导致炉壁总是漏风，影响装置最终的效果。耐火纤维喷涂是近几年新兴的一种衬里技术，以其耐高温、耐振动、绝热、质量轻等优点成为加热炉隔热材料的首选。由于施工时采用连续喷涂工艺，所获得的炉衬为整体结构，克服了小块纤维毡的缺点，能有效地封闭炉体缝隙，防止炉壁漏风。
2.6 调节过剩空气系数的注意事项
在调节过剩空气系数时如果炉膛负压过大时会导致炉体各漏风点漏风加剧，过小则易引起回火伤人现象，危及加热炉的安全生产。所以应该注意调节烟道挡板，使炉膛负压在合适水平。实际生产中炉膛负压一般控制在一50Pa较合适。调节供风系统时，需注意保持各燃烧器间供风平衡，否则易出现烟气氧含量较高，冒黑烟、烟气中含有CO的不完全燃烧等情况。因此，在加热炉工况发生变化时，应及时调节各燃烧器空气人口蝶阀，以控制过剩空气系数在合理范围内，并保证燃烧充分。另外还要注意对加热炉进行堵漏，减少供风系统的不可控因素，因为炉体不严漏风是造成过剩空气系数偏大的常见因素之一。比如运行中的加热炉为负压操作时空气会从看火窗、观察孔、备用燃烧器、关闭不严的防爆门、弯头箱及炉体结构上的其他缝隙处漏入炉膛内，造成排烟中过剩空气系数偏大，而燃烧器处由于供风量不足，又存在燃烧不良的情况，导致热效率下降。因此，采取措施防止漏风是必要的。
結语：加热炉不仅是常减排装置中的重要部分，影响节能减排的效果，而且还是炼油的主要装置，耗能量很大。所以可以这么说我国各行工业的发展都离不开加热炉这个装置，所以提高它的热效率对我国工业的发展是很重要的，本文先是介绍了我国目前采用的提高加热器热效率的途径，之后又总结介绍了其的一些改进措施，希望可以促进我国在这方面的技术水平。
参考文献
[1]王颖，刘香兰，申欣，贺冰.提高加热炉热效率途径的探讨[J].化学工业与技术，2013.
[2]刘海超.提高加热炉热效率的技术改造及持续改进[J].石油和化工节能，2013.
[关键词]加热炉 热效率 途径
中图分类号：TF 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0393-01
前言：在经济快速发展的今天，各个工业的发展也进入了黄金时代，但是也随之出现了很多问题，目前制约我国经济发展的很重要的因素，就是各种能源的缺乏，以往在发展的时候，人们只关注到最终的经济利益，而忽略了节约能源这回事，使我国从能源大国的地位上狠狠的跌落了下来，以至于现在面临能源匮乏的窘境，所以说节能减排工作迫在眉睫，我国目前使用的节能减排装置的关键部分就是加热炉，而且加热炉也是炼油中最消耗燃料的装置，所以我们只有提高加热炉的热效率，才能更好的实现节能减排的目的。
1 目前提高加热炉热效率的途径
1.1 优化加热炉过剩空气系数
加热炉在正常运行时，热量会随烟气排人大气，导致炉子的热损失增加，热效率下降，所以在排烟温度一定的情况下，过剩空气系数越大，排烟量也越大，通过烟气排出的热量也越多。由此可以得出的结论是过剩空气系数越大，露点腐蚀温度越高，为避免空气预热系统遭受露点腐蚀，影响其长周期运行，只能限制降低排烟温度。另外过大的过剩空气系数还会加剧炉管的氧化，影响加热炉使用寿命，促使氮氧化物增加，对环境产生不利的影响。因此，降低过剩空气系数，可使排烟温度有降低的余地减小，还可以减少有毒气体的排放，保护环境。过剩空气系数有许多好处，但是如果炉内的燃料燃烧不完全，不但燃料内大量化学能未完全放出，造成燃料浪费，不完全燃烧产生的可燃性物质CO、H：、炭粒等还会污染大气，甚至造成炉内二次燃烧而影响加热炉使用安全，所以我们在操作时一定要保证燃料完全燃烧。这个方法从表面看降低了烟气中的氧含量，提高了热效率，但却增加了燃料耗量，并未使热效率真正提高。因此，提高热效率、降低燃料耗量，必须找到适宜的最佳过剩空气系数。而寻找最佳过剩空气系数又是一个比较复杂的事情，以我国目前的技术手段还很难达到，所以提高加热炉热效率的技术还有待提高。
1.2 保证换热良好，控制排烟温度
加热炉在运行时各部分的温度是不同的，比如说对流交换的热量占加热炉总热量交换的25%，辐射室出口的烟气温度一般为400℃左右，所以这个装置要靠对流换热来降低其温度。因此， 降低排烟温度的关键就是设法确保运行中的加热炉对流传热面的传热效率保持在较高的水平上。在生产实际中， 影响传热的主要因素有两个，分别是对流管和空气预热管积灰。积灰通常是烟气中存在燃料燃烧后残余的不可燃的组分和未燃尽的炭粒，在烟气运行过程中通过沉积、吸附等作用在换热管表面形成的。受热面一旦积灰且未得到有效遏制，将严重影响传热效果。在灰垢厚度为0.5mm的情况下，其热阻占受热面总热阻的13/；同时，由于对流管积灰后减少了烟气的流通面积，使烟气流动阻力增大；在低温受热面积灰后的管壁又易吸附烟气中所含的硫酸气，在露点腐蚀的作用下生成FeSO；，加强了积灰的牢固性。由此可见，受热面的积灰是不容忽视的。因为低频声波除灰器吹灰效率高，可自行控制吹灰时间，具有作用面积大，死角少，故障率低，自动化程度高的特点。所以为减轻积灰对传热的影响，常减压装置的常减压炉最好安装8台左右的低频声波除灰装置，其中对流室6台，烟气余热回收系统2台。这样一来，装置的除灰效果就会很好，常减压炉排烟温度也会明显下降，最终稳定在165℃、175℃左右。
2 提高加热炉热效率途径的改进
2.1 寻找具体加过剩空气系数对加热炉运行至关重要
过剩空气系数对加热炉运行至关重要，过大或过小不仅会使燃料消耗量增大，热效率降低，还会威胁加热炉的长周期运行，影响加热炉的综合经济效益。而且上文就提到过过剩空气系数对整个装置来说很重要，但是想要控制好又很难，所以我们可以具体针对每一种不同的加热炉确定其自身的最佳过剩空气系数。因此在氧含量调节困难时可考虑使用变频调速电机控制进风量，使供风系统在满足燃烧的情况下，控制过剩空气系数、节能的较佳手段，采用后可以增加余热回收系统的操作弹性，更适应装置负荷的变化，可以适应不同加热器的要求。
2.2 保证吹灰设施的正常运行
一旦除灰装置停止运行时间过长，造成灰垢堆积，在运行过程中将难以清除，导致排烟温度升高，浪费大量的燃料。在上文中我们也已经提到积灰是影响加热器正常传热的主要因素，所以在加热器运行的时候也一定要保证除灰装置的正常运行，否则会发生无法预料的后果。
2.3 燃烧器的发热值不能过低
采用过多的燃烧器，仅靠手动控制使各个燃烧器处在合理的过剩空气系数下完全燃烧是困难的。我国现在的技术水平也很难做到这一点。所以选用发热值较高的燃烧器，可以减少燃烧器数量，使供风更加平衡。
2.4 优化燃烧器的性能，使用高强燃烧器
高强燃烧器加强了燃料与空气的混合，可在较低的过剩空气系数下保证充分燃烧。如FD一900型高强燃烧器可以在过剩空气系数为1.068时正常工作，这无疑有利于提高加热炉热效率。所以为了保证燃烧良好，可以在燃烧器设计中均采用加大过剩空气系数的方式也就是选择高强燃烧器来保证燃烧的充分。
2.5 炉体衬里采用纤维喷涂技术
我们以往炉体衬里采用的是耐火纤维毡，而小块耐火纤维毡具有整体性差、接缝多、易定向收缩产生贯通缝等缺点，这会导致炉壁总是漏风，影响装置最终的效果。耐火纤维喷涂是近几年新兴的一种衬里技术，以其耐高温、耐振动、绝热、质量轻等优点成为加热炉隔热材料的首选。由于施工时采用连续喷涂工艺，所获得的炉衬为整体结构，克服了小块纤维毡的缺点，能有效地封闭炉体缝隙，防止炉壁漏风。
2.6 调节过剩空气系数的注意事项
在调节过剩空气系数时如果炉膛负压过大时会导致炉体各漏风点漏风加剧，过小则易引起回火伤人现象，危及加热炉的安全生产。所以应该注意调节烟道挡板，使炉膛负压在合适水平。实际生产中炉膛负压一般控制在一50Pa较合适。调节供风系统时，需注意保持各燃烧器间供风平衡，否则易出现烟气氧含量较高，冒黑烟、烟气中含有CO的不完全燃烧等情况。因此，在加热炉工况发生变化时，应及时调节各燃烧器空气人口蝶阀，以控制过剩空气系数在合理范围内，并保证燃烧充分。另外还要注意对加热炉进行堵漏，减少供风系统的不可控因素，因为炉体不严漏风是造成过剩空气系数偏大的常见因素之一。比如运行中的加热炉为负压操作时空气会从看火窗、观察孔、备用燃烧器、关闭不严的防爆门、弯头箱及炉体结构上的其他缝隙处漏入炉膛内，造成排烟中过剩空气系数偏大，而燃烧器处由于供风量不足，又存在燃烧不良的情况，导致热效率下降。因此，采取措施防止漏风是必要的。
結语：加热炉不仅是常减排装置中的重要部分，影响节能减排的效果，而且还是炼油的主要装置，耗能量很大。所以可以这么说我国各行工业的发展都离不开加热炉这个装置，所以提高它的热效率对我国工业的发展是很重要的，本文先是介绍了我国目前采用的提高加热器热效率的途径，之后又总结介绍了其的一些改进措施，希望可以促进我国在这方面的技术水平。
参考文献
[1]王颖，刘香兰，申欣，贺冰.提高加热炉热效率途径的探讨[J].化学工业与技术，2013.
[2]刘海超.提高加热炉热效率的技术改造及持续改进[J].石油和化工节能，2013.