提高煉油工藝爐熱效率的措施分析

王永帥

【摘要】在石油煉制過程中，加熱爐是最為重要的設備之一，幾乎參與了各類工藝過程。管式加熱爐對相關的操作條件要求十分苛刻，在使用時需要特殊注意，與此同時，要通過相應的技術措施，在保障安全的情況下，提高煉油工藝爐的熱效率。本文主要是探討相關措施來提升工藝爐的熱效率。

【關鍵詞】石油煉制??工藝爐??類型配置??熱效率

作為裂解和轉化反應的關鍵設備，加熱爐關系著石油煉制的質量、效率、能耗和操作周期。而管式加熱爐以其優越的性能成為目前應用最為廣泛的工藝加熱爐。工藝加熱爐主要有以下幾部分組成：輻射室、對流室、燃燒器、余熱回收系統、通風系統。按照工藝加熱爐的結構外形進行分類：如立式圓筒爐、螺旋管式圓筒爐、底燒立管箱式爐、底燒水平管箱式爐、形管對燒箱式爐等。隨著煉油廠應用的越來越普遍，作為煉油廠最主要的能耗設備工藝加熱爐應用的越來越多，然而所帶來的能耗問題越來越嚴重，急需要相應的措施來提高其工藝爐的熱效率。因此，可以考慮從以下幾個方面的技術措施來有效提高效率，從根本上降低能耗，達到節能環保的目的。

一、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。

二、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：

（一）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。

（二）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。

（三）定期進行清灰，維護設備保證傳熱效果

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。一是聲波吹灰器，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。二是激波清灰器，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。三是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。

（四）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。

綜上所述，隨著國家不斷提倡節能減耗，本著節約的目的，我們煉油廠工藝爐必須采取一定的措施來解決能耗過多問題，為企業降低能耗成本，提高煉油工藝的熱效率，通過煉油廠大量的實踐論證表明，這種有效的措施對企業帶來的經濟效益是顯而易見的，也是非常巨大的。因此在以后的煉油工藝過程中，需要在目前已有的基礎上，挖掘出更多有效的節能減耗措施，通過不斷的技術投入來研究新型的輔助設備來提高熱效率，最終保證工藝爐設備處于一個最佳的運行狀態，同時各企業之間所研究改善的措施以及設備都需要共享，共同來實現節能減耗，避免能耗損失浪費，這對于推動整個煉油行業的發展具有非常重大的意義。

參考文獻：

[1]吳海.熱壁LPCVD設備TEOS工藝爐管的使用與維護[J].半導體技術，2018，37（10）：786-789.

[2]傅文玲，劉英哲，王松漢.匹配工藝爐的燃氣輪機選擇和熱力系統分析[J].石油化工，1992，（10）：684-690.