分析煉油工藝爐熱效率的提升措施

王曉博 李慶明

摘要：我國國民經濟的快速發展，使得人民群眾對石油資源的需求量越來越大。有效提升煉油工藝爐的熱效率，能夠增強煉油效果，生產出優質石油產品，滿足市場需求，進一步推動石油工業的發展。本文針對煉油工藝爐熱效率的提升措施進行了分析。

關鍵詞：煉油工藝;爐熱;效率;提升措施

1煉油工藝加熱爐概述

加熱爐是常見工業生產設備，更是石油煉制企業常用裝置。其中管式加熱爐最為常見，鑒于氣體、液體烴類物質在爐內加熱流動易發生爆炸，連續運轉生產方式，且加工原料多是有害物質，對此加熱爐不僅危險姓高，同時對技術操心人員專業水平要求高。工藝加熱爐主要由通風系統、輻射室、燃燒器等裝置組成。爐膛又稱輻射室，以輻射形式傳熱，承擔系統3/4的爐熱負荷。其余爐熱負荷由對流室承擔，其以對流形式傳熱，工藝熱效應隨著對流室吸熱量比重的增加而提高。

2 煉油工藝與加熱爐運行

2.1 煉油工藝概述

石油屬于一種成分比較復雜的烴類和非烴類的混合化合物，石油中含有多種多樣的碳氫化合物，其分子質量從幾十甚至到數千不等。各類的化合物所具有的沸點普遍都很高，可以從常溫劃分到接近 600℃的高溫，都具有不同的餾分，而且化合物中，存在較多的碳原子的稠環化合物。石油在實際提煉工藝中，經過多種不同的工藝流程，根據不同的餾程實施餾分切割，并進行深入的加工處理，產出各樣的種類眾多的石油商品。

2.2 煉油中的加熱爐運行

在工業生產中加熱爐是較為重要的設備之一。在石油煉制企業中，管式加熱爐是使用最為廣泛的一種工藝加熱爐。其具有如下特點：被加熱的物質只能夠在加熱爐管道內部流動，所以僅能對氣體或是液體進行加熱，并且這些氣體或是液體，一般都是易燃易爆的烴類物質，換言之，這種加熱爐的危險系數較高，操作條件也相對比較苛刻，加熱爐的加熱熱方式為直接受火式，只能使用氣體或液體燃料運轉，連續作業不間斷。

3 煉油工藝爐熱效率的提升措施

3.1 根據工藝爐的類型配置適宜的燃燒器，有效提高效率

燃燒器作為工藝爐的重要組成部分，其結構的不同以及工藝爐內的布置形式都直接關系到煉油工藝爐內的溫度分布，燃燒器的多種不同的配置方式也會隨著工藝爐類型不同而變化，因此需要根據工藝爐的類型選擇合適的燃燒器，建議一般優先選擇的燃燒器既是多級燃料又需要是多級空氣型的，才能有效降低工藝爐內的局部溫度，從而降低能耗損失。同時，燃燒器的放熱效果也會受到燃燒器噴嘴的影響，噴嘴結構的不同以及噴射方式的不同都會影響到燃料霧化放熱，因此需要根據燃燒器選擇適當的噴嘴。隨著市場煉油工藝爐應用的越來越多，各家公司也相應研發不同類型的加熱爐，其最大的不同就是選擇不同的燃燒器，有效提高工藝爐的熱效率。顯而易見，為了能夠提高加熱爐的熱效率，根據加熱爐的類型選擇合適的燃燒器非常重要。

3.2 有效降低排煙造成的熱效損失

工藝爐燃料燃燒會伴隨著尾氣的排放，排煙過程會造成加熱爐熱效率的損失，一般情況下，排煙造成的熱效損失占加熱爐總熱效率的10%左右，由此可見，排煙損失作為加熱爐熱效損失的重要一部分，需要通過采取一定的措施來降低排煙造成的熱效損失，減少能源損耗，提高熱效的輸出效率。詳細的降低排煙熱效損失的方式如下幾種：

3.2.1通過溫差來吸收排煙熱量

加熱過程中，伴隨著煙氣的排放，介質被加熱的時候，煙氣排放之前通過有效的措施使被加熱的介質能夠最大化的吸收煙氣中的熱量，最大限度降低排煙引起的熱量損失。而這種措施可以通過在煙氣離開的部位設置被加熱介質的入口，讓較低溫度的介質與排煙的溫度產生巨大溫差，這樣排煙的熱量將會自動被加熱介質吸收，從而減少排煙的熱量損失。例如導熱油爐和管式加熱爐都有這種通過溫差來吸收煙氣熱量的效果。

3.2.2通過增加預熱器來降低排煙熱量損失

空氣預熱器主要是通過降低排煙熱量損失，使熱量充分利用，以達到減少熱量損失的目的。通過在煙氣出口位置設置空氣預熱器，有效降低排煙溫度，增加加熱爐被加熱介質的溫度，從而較少熱量的損失浪費。再利用此方式的降低熱量損失的過程中，還需要考慮由于排煙溫度的降低引起的煙氣出現露點的腐蝕問題，為降低腐蝕問題帶來的影響，需要通過對排煙設備底部增加保溫和內部增加防腐蝕等措施來避免此問題，這關系到排煙設備的使用壽命。

3.3 定期進行清灰

由于煉油廠的環境限制，加熱爐內經常會積攢灰塵，長期便會影響加熱爐的傳熱效率。針對此情況，需要進行定期清灰。目前，主要有以下幾種吹灰器：①聲波吹灰器，其工作原理是將一定量空氣輸送到對流室與煙道內，此時會產生一定的氣壓，而后將壓縮空氣的氣壓施加到彈性金屬膜片上，使其產生自激振和諧振，從而產生聲能，最終達到清理積灰的目的。②激波清灰器，通過激波對空氣進行急劇壓縮，增大空氣的氣壓、溫度和密度，由于這種劇烈的壓力脈動，使積灰因沖擊而破碎。而且積灰中的折射波還會與入射波相互作用，造成積灰與設備壁相互分離，從而達到徹底清灰的目的。③一種新型的清灰技術，叫做空穴射流清灰技術。該技術原理如下：首先將清洗裝置裝入管路之中，裝置上的金屬葉片會產生高頻震蕩。而后該區域的水流會變成急速旋轉的渦流。連續移動的低壓將水流進行壓縮直至水流崩裂，強力的微射流聚集成沖擊波，通過粉碎爐內的沉積物達到清灰的效果。除了使用專業的清灰設備進行清灰外，還要嚴格規定吹灰的頻率，來保證加熱爐的正常運轉。

3.4 對加熱爐增加噴涂高溫輻射涂層，減少熱量損失

加熱爐輻射式在熱量的傳熱過程中，很大程度上會出現熱量的損失，通過在內壁上噴涂高溫紅外輻射涂料，不僅能夠有效減低爐壁的熱量損失，而且能夠增加載體的輻射能量以及輻射的傳熱效應，同時一定程度上還能起到隔熱保濕的作用。在減低散熱損失的同時，達到節能減排的目的。

4結語

現階段，我國政府已將節能環保列入新時期主要議事日程，煉油企業應積極響應國家號召，多方面著手不斷提高加熱爐熱效率，在降低能耗的同時，提高企業的經濟效益。

參考文獻：

[1]張勇.提高煉油工藝爐熱效率的措施[J].化工設計通訊，2017，（7）：123.

[2]金容旭. 煉油工藝節能環保的實現路徑研究[J]. 化工管理，2017，（12）：106.

（作者單位：沈陽石蠟化工有限公司）

作者簡介：姓名：王曉博（1978.10.25—），性別：男 ;籍貫：浙江省紹興市;民族：漢族;學歷：大學專科;職稱：助理工程師;職務：操作工;研究方向：化學工程與工藝。