加热炉节能浅谈
朱希平
摘要 本文结合东蒸馏车间采取的具体措施，从节能角度分析影响加热炉热效率的主要因素，初探加热炉节能。
关键词 节能 加热炉 热效率
1前言
加热炉是炼油厂消耗燃料的主要设备，提高加热炉热效率对降低炼油厂总能耗具有重要意义。因此提高加热炉热效率已成为各炼油装置降低能耗和“降本”最有效的途径。
4
东蒸馏车间装置设计加工能力150×10吨/年，加热炉设计负荷为18021KW，设计热效率为86%，现东蒸馏车间处于低处理量运行，车间从加热炉节能角度优化操作，加热炉热效率由2003年的88.8%提高到2008年的90.4%以上。
2节能途径
2.1化换热流程，降低加热炉热负荷
加热炉热负荷随换热流程的不同而改变，优化换热流程，降低加热炉热负荷是减少燃料消耗、降低装置能耗最直接、最有效的措施。东蒸馏车间通过调整E1009ABC三通阀来摸索到最佳位置即在不影响脱盐效果的前提下，脱盐温度控制在120℃左右时原油换后终温从265℃提高到274℃，热效率从88.8%提高到90.6%节约燃料2%，降低了加热炉热负荷。
2.2低排烟温度以减少排烟损失
管式加热炉对流室出口温度为排烟温度。排烟温度在某种程度对加热炉的热效率起决定因素，排烟温度越低，其烟气带走的热量越小，热损失越小，热效率越高。下面介绍东蒸馏车间所采取的行之有效的措施及遇到的问题：
1）采用空气预热器
在加热炉其它参数不变的情况下，空气预热温度与热效率提高大约有如下关系：空气温度每提高20℃，炉子热效率约提高一个百分点，因此采用空气预热器。但是随着空气预热温度提高，使得烟气中的NOX含量增加，对环保不利。另外如果过高，还可能引起燃油喷头结焦、燃烧器变形等问题。所以空气预热器温度不宜超过300℃. 2）除灰除垢以保证加热炉长期在高热效率下运行
不完全燃烧产生的炭粒和燃烧中的灰分等烟尘均会污染对流室炉管的外表面，增加热阻，降低传热效果。随着灰分的增加，排烟温度迅速上升，热效率显著下降。因此必须定期清除积灰。主要方法是使用除灰器，其型式有多种多样，但一定要经常维护保证其一直正常运转。东蒸馏车间将吹灰频次由每周一次改为每周三次，2008年厂里将干气系统进行改造，要求东蒸馏车间尽量多烧干气少烧油，由于干气燃烧产生的灰垢少，在满足达到除灰垢要求的基础上，车间将吹灰改为每周两次，从而节能了用电量。此外在停工检修期间清扫炉管表面的积垢也可强化对流传热，从而降低排烟温度。
3）加强控制原油脱后含盐量减少炉管结垢
原油脱盐程度对加热炉的传热和热效率也有明显影响。燃料油燃烧后，盐分会沉积在加热炉炉管外表面，特别是辐射炉管外表面，降低传热效果。随着积盐的增加，火墙温度（烟气出辐射室温度）增加，排烟温度也随之增加，热效率下降。由于积盐比积灰更难清除，东蒸馏车间定期向炉膛内喷洒炉管清灰剂，取得了一定的效果，考虑到炉管清灰剂会增加对流室的积垢，最根本的办法是使脱后含盐量达标，东蒸馏车间脱后含盐控制在3mg/L，大多时候含盐量能控制在2mg/L以下。
4）降低排烟温度的 降低管式加热炉排烟温度，可以达到提高加热炉热效率的目的，从理论上讲排烟温度要以降到接近环境温度，这时可以获得最高的热效率。但在工程实际中是不能的，因为排烟温度的降低要受经济和技术两方面的。回收余热的换热面积也越来越大，一次投资迅速增加，因此必须根据经济评价确定一个经济合理的余热回收末端温差。另外，排烟温度在技术方面还受烟气露点的。当排烟温度低于烟气的露点温度时在换热面上将产生硫酸腐蚀。目前低温露点腐蚀已成为降低管式加热炉排烟温度和提高热效率的主要障碍。而低温露点腐蚀，不仅与管式加热炉的排烟温度有关，还与燃烧中的含硫量有关，其含硫量越高，露点温度就越高，为防止低温露点腐蚀，余热回收换热面的温度必须高于烟气的露点温度，否则换换热面受到露点腐蚀面损坏。再者，换热面在露点下积的灰是“粘灰”，很难清除，越积越多后，烟气侧的阻力迅速增加，甚至使余热回收系统被迫停运。
2.3 降低过剩空气系数
过剩空气系数对加热炉热效率影响很大，实际上不可能在理论空气量下完全燃烧，总是在一定过剩空气量的条件下才能完全燃烧。燃烧所用实际空气量与理论之比叫做过剩空气系数。一般炼油加热炉正常的过剩空气系数在烧气时a=1.05-1.15,烧油时a=1.15-1.25。在实际操作中,如果过剩空气量增加,过剩空气系数过大，排烟时大量的过剩空气将热量带走排入大气，导致炉子热损失增加。由于过剩空气带走的热量越多,对热效率的影响也就越大。过剩空气系数过小，会造成燃料燃烧不完全，也会使加热炉燃料耗量增加，从而使加热炉热效率下降。以下措施可以降低过剩空气系数：
1） 调节好“三门一板”（即风门、汽门、油门及加热炉烟道挡板），保证完成燃烧的前
提下尽量降低入炉空气量，可通过检测烟气中的一氧化碳含量来控制烟道供风挡板或燃烧空气入炉量，使加热炉处于最佳的燃烧状态。
2） 改进燃烧器性能和选用高效燃烧器是降低过剩空气系数的重要措施。采用高效燃烧
器不但可以降低过剩空气系数而且能强化燃烧，保证燃料的完全燃烧和提高传热能力。
3） 采用先进的蒸汽雾化喷嘴，改善燃料的雾化粒度，以使燃料达到燃烧完全。
4） 炉体不严，漏风量多是造成过剩空气系数在的主要原因之一，因此加强对停用火嘴、
看火孔、人孔、对流管板、采样孔和导向样孔等漏内点封堵。
2.4减少炉壁散热损失
1） 搞好加热炉的检修，对炉墙裂纹和孔洞的修补，使烟气不致于串入炉墙和炉壁之间
造成炉壁局部过热。
2） 采用耐热和保温新材料，如陶瓷纤维。
[1]
3） 控制炉膛温度不得超温以免烧坏炉墙，导致炉壁温升高。
2.5加强加热炉的操作管理
东蒸馏车间制定了加热炉的管理制度，要求炉内多火嘴齐火苗、炉膛明亮、确保四路温差及总出口温度平稳，以免局部过热烧坏炉管。对于燃料器要求岗位人员定期检查，有火嘴损坏的立即更换。岗位人员要根据火焰情况来对燃烧器的使用情况进行判断，如果燃烧器漏油，还需要将堵塞风门的燃料油清理掉；未使用的燃烧器需要检查是否畅通，不畅通的要立即处理。
3结论
结合东蒸馏车间2008年1月至4月烟气分析如表1，可知加热炉热效率控制在90.40%以上，加热炉节能的途径很多，东蒸馏车间采取了许多措施，摸索了许多经验，收到了可喜的效果，经过多年的努力，加热炉热效率在股份公司排名中位列第7名，但是与国际国内先进水平相比还有一定的差距，探索加热炉更多节能措施的路还很长。
表1 东蒸馏车间2008年1—4月烟气分析
烟气过剩空气 排烟损
系数 失% 氧含量 一氧化碳 二氧化碳 温度
℃
-4
1月 4.8 2.0×1010.4 157 1.21 5.4
-4
2月 4.75 10×109．20 155 1.21 5.4
-4
3月 4.20 2.5×109．40 160 1.20 5.4 4月
参考文献
[1]
烟气分析，v%
热效
率% 90.40 90.40 90.40 90.60
换后终温 ℃ 274 274 272 270
1.81 3.0×10
-4
10.87 160 1.08 5.2
唐孟海 胡兆灵 《常减压蒸馏装置技术问答》 中国石化出版社 2006.6 185
Discusses of The Energy Conservation on The Heating Furnace
Shallowly
Zhu xiping
Abstract: This paper unifies the specific measures which the east distillation workshop adopts,from the energy conservation angle analysis influence heating furnace thermal efficiency’s primary factor, initially searches the heating furnace energy conservation. Key Words: energy conservation heating furnace thermal efficiency
