影響常壓加熱爐熱效率的因素和解決辦法

馬　驥（中石油長(zhǎng)慶石化公司,陜西　咸陽(yáng)　712000）

影響常壓加熱爐熱效率的因素和解決辦法

馬驥
（中石油長(zhǎng)慶石化公司,陜西咸陽(yáng)712000）

摘要：本文對(duì)常壓加熱爐熱效率進(jìn)行了詳細(xì)的核算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析影響常壓加熱爐熱效率的關(guān)鍵因素。同時(shí)針對(duì)影響因素和裝置實(shí)際，提出提高加熱爐熱效率的方法。

關(guān)鍵詞：常壓加熱爐；熱效率；計(jì)算；分析

1　前言

煉油廠能耗主要有四大塊，其中加熱爐的能耗是主要的能耗組成部分。加熱爐的節(jié)能降耗作為主要的課題，提高加熱爐熱效率對(duì)于降低企業(yè)的能耗，降低企業(yè)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益作用是十分明顯的。

長(zhǎng)慶石化公司常壓加熱爐（F1001）是常壓裝置主要的能耗設(shè)備，在實(shí)際運(yùn)行中由于操作等原因，加熱爐的熱效率一直比較低，隨著常壓裝置的超負(fù)荷運(yùn)行，加熱爐的負(fù)荷也接近滿負(fù)荷。提高加熱爐熱效率、降低能耗、保證常壓裝置及二次加工裝置的平穩(wěn)運(yùn)行也成為一個(gè)十分迫切的問(wèn)題。

2　常壓加熱爐熱效率核算

2.1煙氣中空氣過(guò)剩系數(shù)的計(jì)算

設(shè)計(jì)熱效率為93%，設(shè)計(jì)燃料氣為高壓瓦斯。下表列出常壓加熱爐煙氣分析平均值。

表1　煙氣組成分析

通過(guò)燃料氣燃燒計(jì)算表數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出加熱爐煙氣空氣過(guò)剩系數(shù)為：2.2熱效率計(jì)算

其中：

Q2：排煙損失

Q3：燃料化學(xué)不完全燃燒損失

HRX：燃料物理熱

QW：霧化蒸汽的顯熱

QW1：燃料用空氣的顯熱

Q5：加熱爐散熱損失

QARDW：燃料低發(fā)熱量

（1）燃料物理熱HRX、霧化蒸汽的顯熱QW、燃料用空氣的顯熱QW1的計(jì)算,（見(jiàn)表2）。

（2）燃料化學(xué)不完全燃燒損失的計(jì)算，（見(jiàn)表3）。

（3）加熱爐散熱損失Q5

加熱爐尺寸：長(zhǎng)×寬×高：692×10089×57085mm

合計(jì)加熱爐散熱總表面積：2150m2

平均表面熱流量：q=3.6(10+u0.5)(tb-t0)

其中：環(huán)境風(fēng)速u估算為1m/s，爐體表面溫度tb(實(shí)測(cè))為70℃，環(huán)境溫度t0=25℃

由（1）式得：平均表面熱流量q=1782kJ/m2h

加熱爐總散熱量Qsr=3831300kJ/h

加熱爐散熱損失為：Q5=總散熱量/燃料消耗量

=3831300/1782

=2150kJ/kg

表2　HRX、QW、QW1計(jì)算表

表3　燃料化學(xué)不完全燃燒損失Q3的計(jì)算

（4）加熱爐熱效率?，（見(jiàn)表4）。

表4　熱效率計(jì)算表

加熱爐熱效率

3　結(jié)果分析和討論

由表4數(shù)據(jù)可以看出，影響加熱爐熱效率的因素為排煙損失和燃料的低發(fā)熱值。

3.1排煙損失

眾所周知，在正常情況下，排煙損失是加熱爐各項(xiàng)損失中最大的一項(xiàng)，在燃料、設(shè)備和環(huán)境在一定的條件下，煙氣氧含量的高低就成為衡量排煙損失大小的重要因素，煙氣氧含量高，將加大排煙熱損失，但氧含量太低，又會(huì)導(dǎo)致燃燒不完全，仍會(huì)影響加熱爐燃料的消耗。

目前國(guó)內(nèi)同類型的加熱爐煙氣氧含量都控制在1.0%—1.5%，而常壓加熱爐煙氣氧含量的平衡值在4%—5%，大量的熱量隨著煙氣損失掉。空氣的過(guò)剩系數(shù)達(dá)到了1.20，煙氣氧含量為11.5%。

3.2爐壁熱損失

對(duì)加熱爐外壁溫度進(jìn)行測(cè)試，由于常壓加熱爐存在油火、氣火均燒的情況，并且燃燒的火嘴分布不均勻，致使?fàn)t外壁溫度在點(diǎn)爐火處溫度較高，大約是85℃左右；點(diǎn)氣火處溫度較低，大概是65℃左右，加熱爐爐壁溫度溫差較大，說(shuō)明加熱爐受熱不均勻，保溫效果不好，使得其爐表面熱損失也加大。

3.3排煙溫度的高低

經(jīng)過(guò)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)排煙溫度為146℃，降低排煙溫度，可以使加熱爐的排煙損失降低，提高加熱爐的熱效率，但是如果溫度過(guò)低，將會(huì)造成露點(diǎn)腐蝕。

4　改進(jìn)措施

針對(duì)加熱爐存在的問(wèn)題，將從加強(qiáng)管理和挖潛增效方面提出以下改進(jìn)措施：

（1）精心操作，調(diào)整好“三門一板”，在保證燃料燃燒完全的情況下，盡量降低空氣過(guò)剩系數(shù)。

調(diào)整數(shù)據(jù)，氧含量下降了13%，煙氣溫度下降了6℃，可使得加熱爐的熱效率得到了有效地提高。

（2）改進(jìn)霧化蒸汽品質(zhì)。如將加氫裂化裝置大于200℃的蒸汽直接引入常減壓裝置，或者增加分水器，保證霧化蒸汽進(jìn)爐前能夠脫出一部分的水，提高霧化蒸汽的顯熱，從而提高加熱爐熱效率。

（3）穩(wěn)定燃料油壓力，保證霧化效果。因常壓爐仍以燃料油為主要燃料，但是裝置現(xiàn)有霧化蒸汽和燃料油的壓差控制儀表故障，無(wú)法使用。則增加油壓指示和蒸汽壓力指示。保證燃料油的壓力穩(wěn)定，從而增加燃料顯熱的提高，更好的提高了加熱爐的熱效率。

（4）盡量均勻調(diào)整火嘴的分配燃燒，降低爐壁熱損失。更換已壞的火嘴。在保證常減壓裝置平穩(wěn)運(yùn)行的情況下，使火嘴分配燃燒，并且使燃料油與高壓瓦斯達(dá)到合理的配比，降低爐壁溫差，并加強(qiáng)爐壁的保溫工作，從而降低爐壁散熱損失。

5　結(jié)論

采用上述方案后，可將排煙溫度降至125～135℃，熱效率提高到92.36%，節(jié)約燃料油14.5kg/h。

總體看來(lái)，要提高加熱爐的熱效率首先要在“三門一板”上做文章，加強(qiáng)煙氣中氧含量的測(cè)定與監(jiān)控，同時(shí)加強(qiáng)燃料油，氣的互相配比，深化技術(shù)管理，進(jìn)一步發(fā)揮員工的動(dòng)力，做到科學(xué)管理，科學(xué)操作。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢明樹(shù),馮殿義.工程熱力學(xué)（第二版）[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2009(03):28.