常減壓裝置加熱爐的節(jié)能探究

楊浩（中海油（青島）工程技術(shù)研究中心有限公司，山東 青島 266500）

常減壓裝置加熱爐節(jié)能改造主要應(yīng)用在余熱回收系統(tǒng)當(dāng)中，本文在加熱爐的節(jié)能改造方面進(jìn)行了重點(diǎn)介紹。希望通過對該加熱爐優(yōu)缺陷的分析，形成相對安全穩(wěn)定的改造方案。

1 常減壓裝置加熱爐運(yùn)行存在問題分析

本公司兩臺加熱爐于2010年3月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)燃料為燃料油和燃料氣，燃料油采用脫酸裝置自產(chǎn)燃料油，燃料氣采用外購的清潔燃料氣、塔頂瓦斯氣。由于自產(chǎn)燃料油能耗較高，2012年加熱爐燃料改燒天然氣和塔頂瓦斯氣。

常減壓裝置加熱爐運(yùn)行過程中存在的問題是多方面的，針對具體情況具體分析了以下幾個方面的內(nèi)容：

1.1 加熱爐裝置自身排煙會產(chǎn)生相對較高的溫度（溫度可達(dá)170-180℃。另：根據(jù)當(dāng)前一些公司的加熱爐節(jié)能管理辦法，排煙溫度通常情況不會超過160℃）；加熱爐裝置產(chǎn)生的熱效率相對較低，能耗則較高。

1.2 空氣預(yù)熱器效果逐漸變差，入爐空氣溫度變低使天然氣消耗增多，從而導(dǎo)致能耗增高。

空氣溫度與煙氣溫度曲線圖

每隔5天的監(jiān)測數(shù)據(jù)變化可知：空氣入爐溫度越來越低，煙氣排煙溫度越來越高。

1.3 本公司常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過優(yōu)化調(diào)整后，原自產(chǎn)0.4MPa過熱蒸汽量顯著減少。減壓爐（F-102）過熱蒸汽管線數(shù)量過剩。

1.4 加熱爐在較高負(fù)荷情況下，易產(chǎn)生供風(fēng)不足，或者是負(fù)壓不夠，這種情況會引起裝置生產(chǎn)問題，需要進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整[1]。

1.5 加熱爐爐壁溫度過高，散熱損失較大，加熱爐熱效率低。不但嚴(yán)重影響了設(shè)備的安全運(yùn)行，還制約了單位加工費(fèi)的降低，直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 常減壓裝置加熱爐運(yùn)行原因分析

常減壓裝置加熱爐在運(yùn)行的過程中其運(yùn)行系統(tǒng)往往會產(chǎn)生各種各樣的問題，究其原因主要由幾個方面的內(nèi)容：

2.1 空氣預(yù)熱器原因分析

裝置加熱爐（F-101，F(xiàn)-102）設(shè)計(jì)熱效率≮87%，2013 年裝置大檢修發(fā)現(xiàn)常壓爐（F-101）空氣預(yù)熱器熱管翅片結(jié)鹽、腐蝕嚴(yán)重，排煙熱損失較大。同時因?yàn)闊峁茴A(yù)熱器的最適合煙氣溫度為250℃以下，長期工作在較高溫度下易造成熱管失效。再加之我公司地處海邊，空氣潮濕含鹽量大，易造成空氣預(yù)熱器熱管翅片結(jié)鹽、腐蝕。

2.2 煙氣流程結(jié)構(gòu)原因分析

本裝置加熱爐煙氣采用聯(lián)合煙道進(jìn)行外排，即減壓爐產(chǎn)生的煙氣會與常壓爐產(chǎn)生的煙氣匯合后，進(jìn)入熱管式空氣預(yù)熱裝置。造成煙氣產(chǎn)生的流程阻力不斷擴(kuò)大，嚴(yán)重影響加熱爐負(fù)壓。這個過程中，高溫與低溫之間產(chǎn)生的煙氣會在重合煙道當(dāng)中出現(xiàn)互串或者是熱損失，這會在一定程度上影響煙氣余熱回收利用。

2.3 吹灰機(jī)原因分析

預(yù)熱器上設(shè)置有一臺聲波吹灰器，現(xiàn)場使用發(fā)現(xiàn)吹灰效果較差。吹灰器的故障率發(fā)生較高，嚴(yán)重影響了吹灰效果。會造成對流受熱面產(chǎn)生大量的積灰，影響熱阻。

2.4 加熱爐爐壁熱損失

裝置加熱爐由于使用時間較長，襯里老化、脫落等各種原因，導(dǎo)致加熱爐散熱損失增大，局部過熱超溫，引起熱效率下降，熱效率一般在85-86%左右，達(dá)不到原設(shè)計(jì)值或公司考核要求。

3 常減壓裝置加熱爐的節(jié)能改造對策

就目前常減壓裝置加熱爐系統(tǒng)出現(xiàn)的問題來看，節(jié)能改造至關(guān)重要。主要可以通過一下幾個方面進(jìn)行節(jié)能，具體分析如下：

3.1 可將對流室中段部分蒸汽管改為原料油排管，將對流室中段的4排蒸汽管切除，在原位置改為3排原料油排管，來提高熱量的利用率。并對翅片管的大小以及翅片之間的相關(guān)距離進(jìn)行合理增大，以有效就降低阻力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造。

3.2 將原F-101對流頂部的空氣預(yù)熱器拆除，在拆除留下的空檔內(nèi)，新做集合煙道。添置一臺放置于地面的擾流子翅片管/熱管式空氣預(yù)熱器，其中，擾流子翅片管部分為高溫段煙氣/空氣換熱管，用以適合320℃以上的高溫?zé)煔猓瑹峁懿糠钟糜诘蜏囟危约訌?qiáng)傳熱并減輕換熱器重量，其中在煙氣溫度低于140℃的換熱管段，將采用TP316L 的基管，并以304L 的鋼帶做翅片。這樣做既可提高加熱爐的熱效率（約為93.5%），將煙氣溫度降至120℃以下，又可以在該低溫?zé)煔夤r下，使熱管能足以承受可能的低溫硫露點(diǎn)腐蝕。

3.3 添置一臺鼓風(fēng)機(jī)，并為該鼓風(fēng)機(jī)及原引風(fēng)機(jī)加裝變頻器，以提高風(fēng)機(jī)的節(jié)能水平和工況適應(yīng)能力。

3.4 在新設(shè)計(jì)的預(yù)熱器上采用激波吹灰器，改換落后吹灰器，消除控制閥失靈故障。有效增強(qiáng)吹灰效果，避免出現(xiàn)襯里損壞及爐管積灰等問題。

3.5 為加熱爐輻射室噴耐高溫反輻射節(jié)能涂料，噴涂后可使襯里涂層外觀均勻，表面不起皮、不開裂，涂層厚度約為3.0±0.2mm，在同等生產(chǎn)工況下，加熱爐爐外壁溫度較噴涂前平均降低15℃左右，極大地降低了加熱爐外壁的散熱損失，進(jìn)一步提高加熱爐熱效率。

4 結(jié)語

綜上所述，為有效實(shí)現(xiàn)加熱爐的節(jié)能改造，要從多方面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。在節(jié)能改造過程中要從多角度分析影響加熱爐耗能的原因，并及時采取有效對策實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造。同時還需結(jié)合裝備設(shè)置的實(shí)際特征進(jìn)行總體布置，并在此基礎(chǔ)上提出多種操作情況，不斷創(chuàng)新技術(shù)，通過技術(shù)革新推動節(jié)能方式的完善，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保。

[1]韓剛.節(jié)能技術(shù)在焦化污油加工裝置中的應(yīng)用研究[D].天津：天津大學(xué)，2010（12）.

[2]王敏，趙東風(fēng)，王永強(qiáng)，張婷婷.常減壓裝置能耗特點(diǎn)及優(yōu)化用能技術(shù)分析[J].現(xiàn)代化工，2014（03）.

[3]李志鋒，王勝軍，王振波，章大海.常減壓裝置常底油泵節(jié)能改造[J].化工機(jī)械，2012（06）.