煉油加熱爐提高熱效率節能技術探討

高仲萍

(陜西省延安煉油廠節能科 陜西 延安 716000)

煉油加熱爐是給石油煉制過程中物理、化學兩種過程提供熱量的設備，煉油加熱爐的供熱量對煉油后續程序分餾塔的產品收率有直接的巨大影響，繼而影響煉油的最終產品產率，而煉油加熱爐在整個煉油過程中又是消耗熱量的最大設備，它在煉油綜合能耗中占到22-24%,因此對于提高煉油加熱爐熱效率的節能技術變得尤為重要。

1 煉油加熱爐提高熱效率節能在運行中存在的問題

1.1 煉油加熱爐排煙溫度過高

我國很多煉油企業由于煉油加熱爐排煙溫度過高，而限制了煉油加熱爐提高熱效率的節能技術。這些煉油企業只重視煉油加熱爐的安全運行而忽略了對煉油加熱爐的氧氣含量控制，導致煉油加熱爐煙氣的氧含量偏高，使其氧含量超過了國家規定的規范標準5.0%。這樣不但降低了煉油加熱爐的熱效率，不利于煉油加熱爐的節能，還增加了經濟成本，對煉油企業和國家都有一定的損失。

1.2 燃料氣里的硫對加熱爐腐蝕，溫度波動產生的胺液堵塞火嘴

雖然煉油燃料已經脫離減四線等燃料油，而改用新型的燃料氣，但是燃料氣是由煉油尾氣產生出來的，里面仍然含有大量的含硫化學物質。為了減少工序省時省力節約成本，煉油工廠一般不會對這些煉油尾氣脫硫或者脫硫措施不徹底。隨著煉油企業的發展，對含硫較高的原油加工越來越多，增加的燃料氣含硫的比重也越來越大，導致煉油廠燃料氣的含硫量嚴重超出規范標準，造成加熱爐煙氣露點溫度升高，最終導致加劇對煉油加熱爐的腐蝕。另外，由于加熱爐溫度波動使燃料氣帶胺液，胺液不能燃燒而且在高溫下會生成固體化合物，會堵塞火嘴，不及時清理會造成燃料氣的浪費，影響加熱爐的穩定性。

1.3 煉油企業的老式吹灰器太過陳舊

旋轉式的老式蒸汽吹灰器，已經不適合高速發展的煉油設備，而且使用壽命已經快到盡頭，在使用過程中出現諸多問題。因為改造煉油廠的吹灰器需要耗費大量的資金，而且所收獲的經濟效益又不高。在對吹灰器改造方面，我國的大部分煉油企業不約而同地選擇了保持緘默。

1.4 煉油加熱爐的余熱回收效率偏低

少部分煉油企業的加熱爐沒有余熱回收環節，而一部分煉油企業雖然有余熱回收設備，但又不夠優良。問題多、壽命短是這些煉油企業余熱回收設備最精確的描述，而一部分改用的鋼水熱管余熱回收器，又不適應煉油裝置長周期運行。

2 煉油加熱爐提高熱效率節能的技術

傳統的煉油加熱爐用的燃料一般為燃料油，隨著煉油工業的發展，燃料油已經不適應節能發展的要求，為了降低能耗，保護環境，目前各煉廠都采用煉廠尾氣做燃料，大大降低了煉油廠的煉油成本。提高煉油加熱爐的熱效率主要有提高加熱爐燃料氣的燃燒效率、強化余熱回收等節能途徑。根據提高煉油加熱爐的熱效率節能途徑，分別闡述提高煉油加熱爐熱效率的節能技術。

2.1 提高加熱爐燃料氣的燃燒效率

提高煉油加熱爐燃料氣的燃燒效率主要有改善加熱爐的燃燒狀態、降低燃料氣的不完全燃燒、降低空氣比例，提高燃燒火焰溫度和強化煉油加熱爐的燃燒技術。

2.1.1 改善加熱爐的燃燒狀態

在加熱爐的下游，經常會因為波動造成燃料氣帶胺液，胺液不僅粘性大不能燃燒，經過高溫后會生成固體化合物，這種固體化合物會堵塞火嘴，不僅浪費燃燒氣還會影響加熱爐的平穩性。針對這種情況，可以引進新型高效鐵絲疏通火嘴技術，不僅改善了加熱爐的燃燒狀況，還使加熱爐內蒸汽霧化、燃料煙氣多級霧化，以減少燃料的不完全燃燒。

2.1.2 降低燃料氣的不完全燃燒

目前煉油燃料大都不能完全燃燒，我國還沒有任何先進的技術使煉油燃料氣達到完全燃燒的境界。但是，可以通過一些措施減少燃料的不完全燃燒。煉油的加熱爐燃料，不能被燃燒的化學熱能會隨著煙霧排進空氣，這不僅污染大氣，而且降低燃料的熱效率、造成燃料化學熱的損失。減少燃料不完全燃燒的措施是選用優質的燃燒器，并對燃燒器及時定期維護，使其長時間保持在良好狀態下工作，以確保燃燒器里的燃料在標準操作下能完全燃燒。然后，在煉油操作過程中，精心調節空氣量，使其達到最適合燃料氣燃燒的程度。

2.1.3 降低空氣比例，提高燃燒火焰溫度

提高燃燒火焰溫度的節能措施步驟是：第一步，給管式加熱爐設置空氣預熱器，設置在管式加熱爐的下游；第二步是利用對流室加熱工藝的介質，減小對流室加熱工藝介質和燃料釋放煙氣的溫差；第三步是煙道板的控制引進DCS、PLC程序，在線自動測定并及時調整氧氣的含量，以達到在燃料燃燒中空氣均衡進入，可以提高燃料燃燒的火焰溫度。另外對于重質燃料的加熱爐，需運用添加劑技術，以減少加熱爐襯里、對流室爐管和余熱回收等地方的結垢，降低煉油加熱爐燃料氣的消耗，來提高燃料氣的燃燒效率。

2.1.4 強化煉油加熱爐的燃燒技術

煉油加熱爐燃氣噴槍改用多級強化霧化結構，噴嘴采用多級進風技術，這些設備有利于加熱爐內燃料的混合、燃燒，以促使燃料室內的燃料氣快速完全燃燒。另外，還可以提高加熱爐表面的平均熱度，提高煉油加熱爐的總熱負荷和自我處理能力。

2.2 煉油加熱爐的余熱回收

在煉油過程中，強化加熱爐的余熱回收主要是通過水熱媒技術和無機傳熱技術來實現的。

2.2.1 水熱媒技術

采用水熱媒技術，可以利用除氧水、除鹽水在加熱爐內建立一個封閉式循環系統，在這個循環系統內，熱媒水可以吸收煉油加熱爐對流室排出的煙氣，并通過自身的換熱器吸收煙氣的熱量，然后把熱量用來加熱助燃空氣。這個技術不僅具有系統簡單、裝置方便等特點，還可以提高煉油加熱爐的余熱回收效率，進而提高煉油加熱爐的燃燒效率，實現煉油加熱爐的節能。

2.2.2 無機傳熱技術

采用無機傳熱技術既可以提高煉油加熱爐的傳熱效率，又可以通過無機傳熱工質把無機元素注入到煉油加熱爐內的各種金屬管和夾層板腔內，使其具有導熱性，以提高煉油過程中加熱爐的余熱回收率，進而實現煉油加熱爐的節能。

2.2.3 煉油加熱爐聯合煉油廠其它設備回收余熱

煉油廠的產品，很多需要空氣冷卻器空冷才能送出設備，煉油廠可以把空氣冷卻氣回收的煉油產品余熱供給煉油加熱爐做燃燒空氣，這樣不僅降低了煉油裝置的能量耗損，還可以增加加熱爐的節能途徑，降低加熱爐燃料的成本。煉油廠煉油產品的熱量是從煉油裝置中攜帶出來的熱量，一般攜帶的熱量有限，對加熱爐的節能作用不大。可以將空氣冷卻氣改成熱油式空氣預熱器，將煉油裝置生產的產品附近的空氣預熱到一定程度，送進加熱爐余熱回收裝置，這樣不僅提高了煉油產品回收熱量的利用率，而且解決了加熱爐預熱回收設備冷端由于溫度過低引起的設備腐蝕問題。利用熱油式空氣預熱器回收煉油產品熱量的辦法，對冬季極度寒冷的地方來說，作用更加明顯，而且這種方法，因為增加了煉油加熱爐的余熱回收途徑提高了余熱回收的效率，對煉油加熱爐來說，也是一種重大變革。

3 結語

文章通過闡述煉油加熱爐節能存在的問題，探討了煉油加熱爐提高熱效率中提高煉油加熱爐燃料氣的燃燒效率、強化煉油加熱爐的余熱回收等節能途徑，并通過對不同節能途徑的分別探討，分析了提高煉油加熱爐熱效率的節能技術。

[1]周宏偉.提高加熱爐熱效率技術淺析[J].中國石油和化工標準與質量，2012，（09）.

[2]劉冬梅.提高煉油企業加熱爐熱效率的節能技術建議[J].科技與企業，2012，（21）.