影響常壓加熱爐熱效率的因素和解決辦法

馬　驥（中石油長慶石化公司,陜西　咸陽　712000）

影響常壓加熱爐熱效率的因素和解決辦法

馬驥
（中石油長慶石化公司,陜西咸陽712000）

摘要：本文對常壓加熱爐熱效率進行了詳細的核算，并根據計算結果分析影響常壓加熱爐熱效率的關鍵因素。同時針對影響因素和裝置實際，提出提高加熱爐熱效率的方法。

關鍵詞：常壓加熱爐；熱效率；計算；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。加熱爐的節能降耗作為主要的課題，提高加熱爐熱效率對于降低企業的能耗，降低企業成本，提高經濟效益作用是十分明顯的。

長慶石化公司常壓加熱爐（F1001）是常壓裝置主要的能耗設備，在實際運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荷運行，加熱爐的負荷也接近滿負荷。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運行也成為一個十分迫切的問題。

2　常壓加熱爐熱效率核算

2.1煙氣中空氣過剩系數的計算

設計熱效率為93%，設計燃料氣為高壓瓦斯。下表列出常壓加熱爐煙氣分析平均值。

表1　煙氣組成分析

通過燃料氣燃燒計算表數據，可以計算出加熱爐煙氣空氣過剩系數為：2.2熱效率計算

其中：

Q2：排煙損失

Q3：燃料化學不完全燃燒損失

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的計算,（見表2）。

（2）燃料化學不完全燃燒損失的計算，（見表3）。

（3）加熱爐散熱損失Q5

加熱爐尺寸：長×寬×高：692×10089×57085mm

合計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：環境風速u估算為1m/s，爐體表面溫度tb(實測)為70℃，環境溫度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計算表

表3　燃料化學不完全燃燒損失Q3的計算

（4）加熱爐熱效率?，（見表4）。

表4　熱效率計算表

加熱爐熱效率

3　結果分析和討論

由表4數據可以看出，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損失中最大的一項，在燃料、設備和環境在一定的條件下，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，又會導致燃燒不完全，仍會影響加熱爐燃料的消耗。

目前國內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。空氣的過剩系數達到了1.20，煙氣氧含量為11.5%。

3.2爐壁熱損失

對加熱爐外壁溫度進行測試，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，致使爐外壁溫度在點爐火處溫度較高，大約是85℃左右；點氣火處溫度較低，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

經過測量，發現排煙溫度為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，但是如果溫度過低，將會造成露點腐蝕。

4　改進措施

針對加熱爐存在的問題，將從加強管理和挖潛增效方面提出以下改進措施：

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

調整數據，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）改進霧化蒸汽品質。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，但是裝置現有霧化蒸汽和燃料油的壓差控制儀表故障，無法使用。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運行的情況下，使火嘴分配燃燒，并且使燃料油與高壓瓦斯達到合理的配比，降低爐壁溫差，并加強爐壁的保溫工作，從而降低爐壁散熱損失。

5　結論

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%，節約燃料油14.5kg/h。

總體看來，要提高加熱爐的熱效率首先要在“三門一板”上做文章，加強煙氣中氧含量的測定與監控，同時加強燃料油，氣的互相配比，深化技術管理，進一步發揮員工的動力，做到科學管理，科學操作。

參考文獻：

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