申玉臣

【摘 要】加熱爐是常減壓蒸餾裝置主要的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，其熱效率對(duì)裝置加工能耗影響較大，因此，提高該加熱爐的熱效率，對(duì)于裝置的長(zhǎng)周期、高效運(yùn)行及節(jié)能減排具有十分重要的意義。

【關(guān)鍵詞】加熱爐；熱效率；常減壓蒸餾裝置

0.前言

加熱爐是煉油廠和石油化工廠的重要設(shè)備之一，它是利用燃料在爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫火焰與煙氣作為熱源，來(lái)加熱爐管中流動(dòng)的油品，使其達(dá)到工藝操作規(guī)定的溫度，以供給原油或油品進(jìn)行分餾，裂解或反應(yīng)等加工過(guò)程中所需要的熱量，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

1.概況

（1）常減壓蒸餾裝置中加熱爐就是將原油加熱到一定溫度使之氣化從而達(dá)到分餾的目的，加熱爐消耗大量的能量，常減壓裝置加熱爐能耗占裝置總能耗的82%到92%，煉油裝置中加熱爐的特殊性在于直接火焰加熱，不同于一般工業(yè)爐，它的盤(pán)管要承受高溫高壓和介質(zhì)腐蝕，內(nèi)部介質(zhì)易燃易爆易裂解。易結(jié)焦和腐蝕性較強(qiáng)的油和氣。

（2）加熱爐按外形大致分為：箱式爐，立式爐，圓筒爐，大型方爐。這種劃分法是按輻射式的外觀形狀，而與對(duì)流室無(wú)關(guān)。

（3）影響加熱爐熱效率的因素：燃燒器效率低，燃燒性質(zhì)劣化。部分吹灰器壞，操作員節(jié)能意識(shí)不強(qiáng)，熱管，輻射室，對(duì)流室爐管積灰，積鹽，結(jié)垢嚴(yán)重，爐體保溫差燃料油的比例過(guò)大。爐體漏風(fēng)，冬天氣溫低，管理粗放，操作不到位，過(guò)?？諝庀禂?shù)操作過(guò)松。

（4）燃燒器效率低，燃料燃燒不完全，油嘴易滴油，結(jié)焦堵塞，干擾性不強(qiáng)，燃燒不穩(wěn)定，CO的含量高，爐膛溫度偏高?？椿痖T(mén)變形，對(duì)流室彎頭箱門(mén)密封性差，煙道檔板關(guān)不嚴(yán)，爐體外部有多處鼓泡和裂縫，都會(huì)導(dǎo)致加熱爐熱效率的降低?？梢愿鼡Q較差的燃燒器，采用高效燃燒器。提高燃燒速度和燃燒溫度。增強(qiáng)火焰的輻射能力。從而提高燃燒效率。

2.改造原則和設(shè)計(jì)指標(biāo)

（1）加熱爐熱效率≤92%、排煙中的NOx含量和燃燒噪聲低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

（2）采用先進(jìn)的煙氣余熱回收系統(tǒng)，將加熱爐排煙溫度降低到140℃。

（3）用節(jié)能燃燒器取代現(xiàn)用燃燒器，減少煙氣排放量和煙氣中NOx含量。

（4）對(duì)流室彎頭箱采用全密封，減少漏風(fēng)量。

（5）輻射室采用改性輕質(zhì)澆注料和致密型陶 纖復(fù)合襯里，在環(huán)境溫度27.5℃，無(wú)風(fēng)條件下，外壁溫度≤65℃。

（6）增設(shè)節(jié)能自動(dòng)控制系統(tǒng)，提高燃燒效率，保證加熱爐長(zhǎng)期、高效、安全運(yùn)行。

（7）不改變加熱爐現(xiàn)工藝參數(shù)，對(duì)引起工藝參數(shù)發(fā)生改變的排管系統(tǒng)不做變動(dòng)。

3.采用的新技術(shù)

3.1采用全密封對(duì)流室減少爐體漏風(fēng)量

由于加熱爐對(duì)流室彎頭箱密封不嚴(yán)，從這些部位漏入爐體內(nèi)的空氣都不參與燃燒，不但使加熱爐熱效率降低；而且還會(huì)提高 SO2向 SO3的轉(zhuǎn)化率，從而加劇低溫露點(diǎn)腐蝕等。為提高對(duì)流室彎頭箱的密封性，減少爐體漏風(fēng)量，在節(jié)能改造中，對(duì)流室實(shí)施全密封：用致密陶瓷纖維加黏結(jié)成型劑預(yù)先制造一種彎頭密封保溫模塊，加戴在每一個(gè)彎頭上；間隙用陶瓷纖維填充。致使對(duì)流室彎頭箱無(wú)漏風(fēng)點(diǎn)。為確保彎頭箱門(mén)與彎頭密封保溫模塊之間緊密結(jié)合，在彎頭密封保溫模塊外部加了一層厚度10mm巖棉板密封墊。在對(duì)流室彎頭箱與封門(mén)之間用石棉板做密封墊片，用螺栓把對(duì)流室彎頭箱和彎頭箱門(mén)壓緊，消除對(duì)流室彎頭箱漏風(fēng)。

3.2改性澆注料與致密陶瓷纖維復(fù)合襯里

輻射室是加熱爐的核心及高溫區(qū)，輻射室襯里材料選擇是否適當(dāng)、結(jié)構(gòu)是否合理、對(duì)減少爐體散熱損失和保證加熱爐長(zhǎng)周期安全運(yùn)行有著非常重要的意義。致密型陶纖襯里與改性澆注料襯里相比具有容重輕、導(dǎo)熱系數(shù)小和施工方便等優(yōu)點(diǎn)；但存在致密度差、透氣度大、耐壓強(qiáng)度小等缺點(diǎn)。改性澆注料襯里與致密型陶纖襯里相比具有致密度高、透氣度小、耐壓強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)。采用改性澆注料和致密型陶纖復(fù)合襯里，兩者互補(bǔ)，不但可以有效地阻擋煙氣滲透，還可達(dá)到良好的隔熱保溫效果。

3.3新型煙氣余熱回收系統(tǒng)

煙氣余熱回收系統(tǒng)工藝流程，新型煙氣余熱回收系統(tǒng)由中溫?zé)峁芸諝忸A(yù)熱器、熱載體閉路循環(huán)系統(tǒng)（由兩臺(tái)氣—液換熱器、一個(gè)熱載體儲(chǔ)罐和熱載體循環(huán)泵等組成）和鋼—水熱管空氣預(yù)熱器組成，熱載體為水。360℃的煙氣首先進(jìn)入中溫?zé)峁芸諝忸A(yù)熱器與空氣換熱，溫度由360℃降至240℃進(jìn)入熱載體加熱器，與熱載體換熱，溫度由230℃降至190℃進(jìn)入鋼—水熱管空氣預(yù)熱器，與空氣換熱，溫度降至140℃由引風(fēng)機(jī)送入煙囪。 空氣由鼓風(fēng)機(jī)送入鋼—水熱管空氣預(yù)熱器，與煙氣換熱，溫度由I5.5℃升至70℃進(jìn)入熱載體空氣預(yù)熱器，與熱載體換熱，溫度升至120℃后進(jìn)入中溫?zé)峁芸諝忸A(yù)熱器，與煙氣換熱，溫度升至270℃后進(jìn)入熱風(fēng)道送給加熱爐燃燒器。熱載體閉路循環(huán)系統(tǒng)130℃的除鹽水首先進(jìn)入熱載體加熱器與360℃煙氣換熱， 加熱到170℃進(jìn)入熱載體空氣預(yù)熱器，與70℃空氣換熱，溫度降低到130℃進(jìn)入熱載體加熱器；熱載體循環(huán)量與排煙溫度實(shí)行單路調(diào)節(jié)控制，確保加熱爐排煙溫度140℃（+2℃）。鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)不更換，電機(jī)增設(shè)變頻調(diào)節(jié)器。 熱載體閉路循環(huán)系統(tǒng)： 采用一種中間介質(zhì)（如導(dǎo)熱油、柴油或水）作熱載體，先到熱載體加熱器取熱，以降低煙氣溫度；然后再到熱載體空氣預(yù)熱器中加熱助燃空氣。冷卻后的熱載體再次進(jìn)入熱載體加熱器取熱，依次循環(huán)，利用煙氣余熱間接預(yù)熱空氣。此技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是：調(diào)節(jié)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，操作平穩(wěn)，運(yùn)行可靠。可根據(jù)加熱爐熱負(fù)荷、燃料性質(zhì)、環(huán)境溫度變化，通過(guò)調(diào)節(jié)熱載體循環(huán)量（控制或調(diào)節(jié)熱載體與空氣換熱量），及時(shí)調(diào)節(jié)加熱爐排煙溫度，把加熱爐排煙溫度控制在煙氣露點(diǎn)溫度以上，避免低溫露點(diǎn)腐蝕，保證加熱爐或煙氣余熱回收設(shè)備長(zhǎng)期、安全，高效運(yùn)行。排煙溫度可控可調(diào)是熱效率）92%，排煙溫度接近煙氣露點(diǎn)溫度的加熱爐長(zhǎng)期、安全、高效運(yùn)行的保障；采用熱載體閉路循環(huán)系統(tǒng)有著很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。熱管空氣預(yù)熱器具有體積小、質(zhì)量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)。加熱爐使用熱管空氣預(yù)熱器的缺點(diǎn)是：不能根據(jù)加熱爐熱負(fù)荷、燃料性質(zhì)、環(huán)境溫度的變化，及時(shí)調(diào)節(jié)加熱爐排煙溫度。

4.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上多方面改造，可排除加熱爐現(xiàn)存的缺陷，比整爐更換費(fèi)用少且相對(duì)容易實(shí)施，改造后可大大提高加熱爐的安全系數(shù)和效率，為裝置的節(jié)能降耗，安全環(huán)保平穩(wěn)運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。