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摘要：通過鱼刺图对影响加热炉热效率的因素进行分析，找出常减压蒸馏装置加热炉系统节能降耗的有效途径，并进行有意义的探讨。
关键词：加热炉 热效率 节能降耗 途径
中图分类号：S210.4文献标识码： A 文章编号：
1概述
原油常减压蒸馏装置是炼油厂最大的耗能装置之一，据统计，其能耗约占全厂总能耗的18.5%。装置能耗主要是工艺过程所必须消耗的燃料、蒸汽、电、水等。其中燃料约占60%–85%。因此，降低装置燃料消耗，提高加热炉热效率是实现装置“低能耗，高效率”的关键。为此，研讨加热炉节能降耗的途径对实际生产有着重要的意义。
2影响加热炉热效率的因素
为了更准确全面的分析加热炉的运行、管理缺陷，研究制定科学的管理方法和技术改造措施，分别从设备、人、外部环境和方法四个方面对加热炉系统进行调研，以便找出影响加热炉热效率的因素主要有：①预热风温度；②燃烧器效率低；③炉管、热管积灰、积盐、结垢严重；④换后温度；⑤管理粗放，操作不到位。
图1.“影响加热炉效率因素”的鱼刺图
3加热炉节能降耗的途径
3.1对预热风系统进行改造。
理论上讲，排烟温度降到环境温度时，加热炉热效率最高，但实际上是不可能的，随着排烟温度的降低，烟气余热回收系统的末端温差越来越小，传热效果越来越差，换热面积也需增大，一次投资迅速增加。另一方面，换热面上的积灰也很难清除，严重影响换热效果。因此，可将常减压空气预热器改造成无机热传导热管式空气预热器并配备声波吹灰设施，以便提高预热风温度，减少排烟温度。无机热传导技术是以无机元素为介质，将其注入到金属管内，经密封后成型，无机热传导热管将热量从管的一端向另一端快速传递。在整个传热过程中，管内热阻趋于零，管内介质蒸发温度控制在140℃，以避开漏点腐蚀，确保空气预热器的正常生产状态。无机热传导热管的优势有：热阻小，传热快；结构紧凑，流动阻力小；不易积灰结垢；具有良好的维护性。为防止热管预热器露点腐蚀可采取以下两种措施：一是增大空气侧翅片节距，提高烟气出口的热管壁温度，降低结露量；二是为解决排烟温度低于150℃的腐蚀问题，在烟气出口端的10排热管表面采用了耐低温硫腐蚀的工业搪瓷材料，它具有附着力强、稳定性好，有较强的耐腐蚀性能和较长的表面稳定性。同时，为解决冬季鼓风温度低的问题，可在鼓风机出口和引风机出口加设连接管线并用蝶阀控制，以提高进入空气预热器空气端入口温度，避免露点腐蚀。
3.2对燃烧器进行改造。
燃烧器是加热炉的主要部件之一，它是把燃料和助燃空气以多种形式混合并快速燃烧，产生具有较高㶲值的热烟气。其技术性能的优劣对加热炉的能耗、环保和长期安全、稳定的运转有着直接影响。为了提高燃油燃烧器的燃烧性能，可改造的途径有：⑴改进油枪油汽混合器结构，如增加进汽口数量，改变进汽口角度，在油汽混合器油路前端加设挡片（挡片可以调节，以改变燃料油进入混合器混合室前的流态和流量）等，以使燃料油雾化的更好，燃油雾化粒径更小，便于燃料油与空气充分接触，燃烧的更充分。⑵采用二段燃烧及烟气再循环技术，减少燃烧局部高温区的产生并降低燃烧过程中氧的分压，既保证充分燃烧，又大幅减少CO的存留量。⑶优化一、二次供风系统，如改变火盆供风口的数量、角度及排列方式，以便供风均匀，使燃料燃烧充分不冒黑烟，火型稳定。
⑷改进喷嘴结构，使火焰高度适中，炉管受热更均匀。 多烧低压瓦斯气是加热炉节能降耗见效最快的手段，这不仅节约了燃料油的使用量，还使热值很高的低压瓦斯气得到回收利用，降低了生产成本。但低压瓦斯气的压力难以控制，瓦斯气燃烧时的火焰成型不稳定，易偏烧，炉管受热不均，易造成炉管局部过热而结焦。同时在燃烧时因燃烧不充分，而出现火软冒黑烟的现象，炉管积灰严重，影响传热效果。
3.3加强清灰和电脱脱盐效率。
随着积灰的增加，排烟温度迅速上升，预热风温度下降，热效率显著下降，为保证加热炉长期在较高的热效率下运转，必须定期（每8小时或24小时）用吹灰器清除积灰。原油脱盐程度对加热炉的热效率有间接地影响，油燃烧后，盐分会沉积在炉管的外表面，会增大热阻，降低传热效率，增大挡墙温度，因此要定期（每周两次）加清灰剂，以清除炉管表面的盐垢。但由于受到炉子结构的限制，清灰剂不能均匀的喷洒到每根炉管的表面，使得除垢效果大打折扣。因此，脱除盐垢的最根本办法是要求原油脱盐达标，这就要加强电脱盐操作或采用新技术（如脉冲电脱盐技术等），以提高脱盐效率，确保燃料油含盐量低。
3.4提高换后终温。
常减压加热炉所加热的工艺介质在经过后续设备完成蒸馏或其他加工之后，产品需要冷却到一定温度才能送出装置。冷的原料和热的产品之间往往要进行复杂的热交换。一个装置内除加热炉外，另外还有各种其他换热设备，它们之间在热能利用方面往往可以互补。这就有必要把加热炉系统同整个装置结合在一起，全面考虑优化，以便采取综合节能措施。
炼油装置的特点是加热炉的热负荷随换热终温（即常压炉入口温度）的不同而改变，提高换热终温，可降低加热炉热负荷，从而减少燃料消耗。如将原油换热终温从220℃提高到280℃–300℃，加热炉热负荷几乎可减少1/2,燃料油消耗将显著下降。因此，为提高原油换热终温，可采取的途径有：⑴优化换热流程，如在不影响整体安全生产的前提下，把二换最后一台换热器调到三换首位。⑵优化中断回流流程，增加高温位热源取热比例。⑶采用高效换热器。现5台渣油换热器管束为螺旋管，提高了传热效果。⑷提高减压塔底温度。减底渣油是装置内热容量最大的热源。据资料介绍，减底渣油在355℃以下裂解量很小，对真空度几乎不构成影响。因此，在保证减底温度不大于355℃的情况下，尽量降低极冷油量，做到少打或停打。⑸降低减四线流量。当渣油不生产沥青时，减四线油量应尽量少拔，而是让减四油压入渣油中以提高热位热源的产量。
4结束语
文中阐述了几种加热炉节能降耗的途径，在实际生产中应结合装置的特点、工艺要求、费用高低、设备的腐蚀，操作的安全等因素具体而定，不能只追求节能降耗而忽视了安全生产。随着科学技术的不断进步，加热炉技术将不断优化，节能降耗的途径将不断深化拓展。
参考文献
[1]李淑华.加热炉热效率提高的途径 [J].化学工程师.1999,2.
[2]徐彬.无机热传导热管空气预热器在加热炉的应用[J].石油炼制与化工.2004,5.
关键词：加热炉 热效率 节能降耗 途径
中图分类号：S210.4文献标识码： A 文章编号：
1概述
原油常减压蒸馏装置是炼油厂最大的耗能装置之一，据统计，其能耗约占全厂总能耗的18.5%。装置能耗主要是工艺过程所必须消耗的燃料、蒸汽、电、水等。其中燃料约占60%–85%。因此，降低装置燃料消耗，提高加热炉热效率是实现装置“低能耗，高效率”的关键。为此，研讨加热炉节能降耗的途径对实际生产有着重要的意义。
2影响加热炉热效率的因素
为了更准确全面的分析加热炉的运行、管理缺陷，研究制定科学的管理方法和技术改造措施，分别从设备、人、外部环境和方法四个方面对加热炉系统进行调研，以便找出影响加热炉热效率的因素主要有：①预热风温度；②燃烧器效率低；③炉管、热管积灰、积盐、结垢严重；④换后温度；⑤管理粗放，操作不到位。
图1.“影响加热炉效率因素”的鱼刺图
3加热炉节能降耗的途径
3.1对预热风系统进行改造。
理论上讲，排烟温度降到环境温度时，加热炉热效率最高，但实际上是不可能的，随着排烟温度的降低，烟气余热回收系统的末端温差越来越小，传热效果越来越差，换热面积也需增大，一次投资迅速增加。另一方面，换热面上的积灰也很难清除，严重影响换热效果。因此，可将常减压空气预热器改造成无机热传导热管式空气预热器并配备声波吹灰设施，以便提高预热风温度，减少排烟温度。无机热传导技术是以无机元素为介质，将其注入到金属管内，经密封后成型，无机热传导热管将热量从管的一端向另一端快速传递。在整个传热过程中，管内热阻趋于零，管内介质蒸发温度控制在140℃，以避开漏点腐蚀，确保空气预热器的正常生产状态。无机热传导热管的优势有：热阻小，传热快；结构紧凑，流动阻力小；不易积灰结垢；具有良好的维护性。为防止热管预热器露点腐蚀可采取以下两种措施：一是增大空气侧翅片节距，提高烟气出口的热管壁温度，降低结露量；二是为解决排烟温度低于150℃的腐蚀问题，在烟气出口端的10排热管表面采用了耐低温硫腐蚀的工业搪瓷材料，它具有附着力强、稳定性好，有较强的耐腐蚀性能和较长的表面稳定性。同时，为解决冬季鼓风温度低的问题，可在鼓风机出口和引风机出口加设连接管线并用蝶阀控制，以提高进入空气预热器空气端入口温度，避免露点腐蚀。
3.2对燃烧器进行改造。
燃烧器是加热炉的主要部件之一，它是把燃料和助燃空气以多种形式混合并快速燃烧，产生具有较高㶲值的热烟气。其技术性能的优劣对加热炉的能耗、环保和长期安全、稳定的运转有着直接影响。为了提高燃油燃烧器的燃烧性能，可改造的途径有：⑴改进油枪油汽混合器结构，如增加进汽口数量，改变进汽口角度，在油汽混合器油路前端加设挡片（挡片可以调节，以改变燃料油进入混合器混合室前的流态和流量）等，以使燃料油雾化的更好，燃油雾化粒径更小，便于燃料油与空气充分接触，燃烧的更充分。⑵采用二段燃烧及烟气再循环技术，减少燃烧局部高温区的产生并降低燃烧过程中氧的分压，既保证充分燃烧，又大幅减少CO的存留量。⑶优化一、二次供风系统，如改变火盆供风口的数量、角度及排列方式，以便供风均匀，使燃料燃烧充分不冒黑烟，火型稳定。
⑷改进喷嘴结构，使火焰高度适中，炉管受热更均匀。 多烧低压瓦斯气是加热炉节能降耗见效最快的手段，这不仅节约了燃料油的使用量，还使热值很高的低压瓦斯气得到回收利用，降低了生产成本。但低压瓦斯气的压力难以控制，瓦斯气燃烧时的火焰成型不稳定，易偏烧，炉管受热不均，易造成炉管局部过热而结焦。同时在燃烧时因燃烧不充分，而出现火软冒黑烟的现象，炉管积灰严重，影响传热效果。
3.3加强清灰和电脱脱盐效率。
随着积灰的增加，排烟温度迅速上升，预热风温度下降，热效率显著下降，为保证加热炉长期在较高的热效率下运转，必须定期（每8小时或24小时）用吹灰器清除积灰。原油脱盐程度对加热炉的热效率有间接地影响，油燃烧后，盐分会沉积在炉管的外表面，会增大热阻，降低传热效率，增大挡墙温度，因此要定期（每周两次）加清灰剂，以清除炉管表面的盐垢。但由于受到炉子结构的限制，清灰剂不能均匀的喷洒到每根炉管的表面，使得除垢效果大打折扣。因此，脱除盐垢的最根本办法是要求原油脱盐达标，这就要加强电脱盐操作或采用新技术（如脉冲电脱盐技术等），以提高脱盐效率，确保燃料油含盐量低。
3.4提高换后终温。
常减压加热炉所加热的工艺介质在经过后续设备完成蒸馏或其他加工之后，产品需要冷却到一定温度才能送出装置。冷的原料和热的产品之间往往要进行复杂的热交换。一个装置内除加热炉外，另外还有各种其他换热设备，它们之间在热能利用方面往往可以互补。这就有必要把加热炉系统同整个装置结合在一起，全面考虑优化，以便采取综合节能措施。
炼油装置的特点是加热炉的热负荷随换热终温（即常压炉入口温度）的不同而改变，提高换热终温，可降低加热炉热负荷，从而减少燃料消耗。如将原油换热终温从220℃提高到280℃–300℃，加热炉热负荷几乎可减少1/2,燃料油消耗将显著下降。因此，为提高原油换热终温，可采取的途径有：⑴优化换热流程，如在不影响整体安全生产的前提下，把二换最后一台换热器调到三换首位。⑵优化中断回流流程，增加高温位热源取热比例。⑶采用高效换热器。现5台渣油换热器管束为螺旋管，提高了传热效果。⑷提高减压塔底温度。减底渣油是装置内热容量最大的热源。据资料介绍，减底渣油在355℃以下裂解量很小，对真空度几乎不构成影响。因此，在保证减底温度不大于355℃的情况下，尽量降低极冷油量，做到少打或停打。⑸降低减四线流量。当渣油不生产沥青时，减四线油量应尽量少拔，而是让减四油压入渣油中以提高热位热源的产量。
4结束语
文中阐述了几种加热炉节能降耗的途径，在实际生产中应结合装置的特点、工艺要求、费用高低、设备的腐蚀，操作的安全等因素具体而定，不能只追求节能降耗而忽视了安全生产。随着科学技术的不断进步，加热炉技术将不断优化，节能降耗的途径将不断深化拓展。
参考文献
[1]李淑华.加热炉热效率提高的途径 [J].化学工程师.1999,2.
[2]徐彬.无机热传导热管空气预热器在加热炉的应用[J].石油炼制与化工.2004,5.