管式加熱爐節(jié)能途徑與措施 PPT講義.ppt

小水

    管式爐的燃料消耗在化工裝置能耗中占60％-80％。因此，提高管式爐的熱效率，減少燃料消耗，對(duì)降低裝置能耗具有十分重要的意義 。熱效率是衡量管式爐先進(jìn)性的一個(gè)重要指標(biāo)。
    效率與燃料的關(guān)系，如圖2-1     


它關(guān)系著石油化工裝置能耗的高低。上個(gè)世紀(jì)七十年代以前，管式爐的熱效率僅60％-75％。那個(gè)年代的末期，一場世界性的能源危機(jī)促使各種節(jié)能措施紛紛上馬，從那時(shí)以來，管式爐的熱效率一再得到提高，現(xiàn)在大中型管式爐的熱效率一般都在85％-93％之間，特別是裂解爐，由于重視能量綜合利用的整體設(shè)計(jì)，其熱效率已達(dá)到94％-95％。小爐群則聯(lián)合采用余熱回收系統(tǒng)以提高熱效率。
  常用的節(jié)能途徑及措施
      管式加熱爐的熱負(fù)荷大小，隨裝置換熱流程的不同而改變，在處理能力不變的情況下，減少管式加熱爐的熱負(fù)荷，可減少其加熱爐的燃料用量。
      通過改進(jìn)工藝流程，提高入爐物料溫度等措施，可使管式加熱爐的熱負(fù)荷得到減少，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。

       對(duì)流室的工藝流程變化
       加氫裝置的反應(yīng)爐，由于爐管材質(zhì)昂貴，又要減少壓降等原因，常常采用純輻射的單排管雙面輻射爐型，排煙溫度可高達(dá)800℃。該裝置一般還有重沸爐或分餾爐，其介質(zhì)入爐溫度不高，通常采用對(duì)流-輻射爐型。它們之間應(yīng)該采取聯(lián)合回收余熱的方案：一種是讓分餾爐的被加熱介質(zhì)先進(jìn)反應(yīng)爐對(duì)流室，再進(jìn)分餾爐的對(duì)流室；另一種是將反應(yīng)爐的熱煙氣引入分餾爐的對(duì)流室入口處，分餾爐的對(duì)流室變成兩爐共用。這樣兩爐的排煙溫度都會(huì)大大降低，提高了總的熱效率，減少了燃料消耗。

            重整裝置擴(kuò)建時(shí)，常常將預(yù)處理部分的爐子進(jìn)料先引入新建的重整爐對(duì)流室，再回到原來的爐子。這樣既解決了新建重整爐的熱效率問題，又使原來的預(yù)處理爐子不用改造就能滿足裝置擴(kuò)能而要求爐子增加熱負(fù)荷的需要。
          聯(lián)合煙道 ：
      對(duì)于小爐群，例如芳烴裝置預(yù)處理部分的管式爐，就單個(gè)爐子而言，由于其熱負(fù)荷不大，單獨(dú)上一套余熱回收系統(tǒng)并不經(jīng)濟(jì)，但將這些小爐子的煙氣集中起來上一套余熱回收系統(tǒng)則是合理的。還有把煙氣集中回收，通過高煙囪統(tǒng)一排放 。

2.3.1 減小末端溫差
    減小對(duì)流室出口溫度與被加熱介質(zhì)入對(duì)流室溫度之差。這項(xiàng)措施涉及到一次投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的權(quán)衡問題，應(yīng)該由詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來決定。
    末端溫差大，一次投資少，但管式爐熱效率低，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高；末端溫差小，一次投資大，熱效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。



    采用空氣預(yù)熱器由煙氣直接預(yù)熱空氣的優(yōu)點(diǎn)在于它自成體系，不受工藝流程的約束。在管式爐其他參數(shù)不變的情況下，空氣預(yù)熱溫度與熱效率提高值的關(guān)系見圖2-2。從圖中可以看出，空氣溫度每提高20℃，爐子熱效率提高約一個(gè)百分點(diǎn)。
    隨著空氣溫度的提高，燃燒產(chǎn)物中的NOX增加，如果沒有適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫档蚇OX，則對(duì)環(huán)保是不利的。另外，空氣溫度過高，還可能引起燃油噴頭結(jié)焦或燃燒器結(jié)構(gòu)變形、燒壞等問題，除非改變?nèi)紵�器結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，一般空氣預(yù)熱溫度不宜 超過300℃。


2.3.2.1 熱管空氣預(yù)熱器
熱管空氣預(yù)熱器中的熱管一般由管殼和內(nèi)部工作液體(工質(zhì))組成。鋼制、密閉管殼內(nèi)抽成真空,工質(zhì)是經(jīng)特殊處理的液體,如圖2-3所示。
但是，碳鋼-水熱管在使用過程中不凝氣的積聚是常見的問題之一。因此，長期制約了熱管有效使用壽命的提高。






                  圖2-3  熱管原理圖

    岳陽長嶺設(shè)備研究所研發(fā)的低溫除氫技術(shù)很好地解決了這個(gè)難題。該技術(shù)在2004年第13屆國際熱管年會(huì)上，得到國內(nèi)外專家的高度評(píng)價(jià)，并于2006年獲得了國家發(fā)明專利。采用該技術(shù)生產(chǎn)的熱管有以下特點(diǎn)：
    ①除氫反應(yīng)溫度大幅降低，在常溫下就能很好的進(jìn)行除氫反應(yīng)，這樣徹底解決了鋼—水熱管在不同使用溫度下不凝氣體的消除問題，保證了鋼-水熱管的長周期高效運(yùn)行。

②用該技術(shù)生產(chǎn)的長效鋼-水熱管，在試驗(yàn)室條件下，使用壽命較普通熱管提高兩倍以上，其性能已基本達(dá)到銅材的效果，但成本較銅材大幅降低。
③工業(yè)應(yīng)用節(jié)能效果明顯，在相同熱管數(shù)量下，熱風(fēng)平均溫度提高20℃以上。

④對(duì)不凝氣的消除效果非常明顯。從已在工業(yè)上應(yīng)用的情況看，新生產(chǎn)的熱管使用一年，無一支熱管因產(chǎn)生不凝氣而性能下降；普通熱管使用半年后，熱管冷端頂部溫度有66%的下降，溫度平均降幅為63℃，而長效鋼-水熱管只有6%略有下降。
目前，該技術(shù)已在長嶺分公司、岳化烯烴廠、鷹山石化、揚(yáng)子石化、西安石化、武漢石化等單位得到應(yīng)用，受到用戶的一致好評(píng)。


      當(dāng)熱管換熱器在低溫?zé)煔庵惺褂脮r(shí)，熱管會(huì)遇到低溫露點(diǎn)腐蝕是其在使用中常見的又一個(gè)主要問題。解決露點(diǎn)腐蝕問題我們可以從以下幾方面做工作：
   ①根據(jù)煙氣的露點(diǎn)溫度合理確定排煙溫度。一般而言，排煙溫度應(yīng)高于露點(diǎn)溫度20-40℃。另外，在冬、夏季節(jié)環(huán)境溫度相差較大的情況下，應(yīng)控制不同的排煙溫度，在應(yīng)適當(dāng)提高冬季排煙溫度。


②增設(shè)前置預(yù)熱器，提高空氣入預(yù)熱器的溫度，可有效的防止露點(diǎn)腐蝕。
③對(duì)空氣風(fēng)道進(jìn)行旁路設(shè)計(jì)，當(dāng)煙氣溫度較低或環(huán)境溫度較低時(shí)，可將部分換熱后空氣混合到冷空氣中，以提高空氣的入口溫度。



④進(jìn)行調(diào)壁溫防低溫腐蝕設(shè)計(jì)。通過調(diào)節(jié)冷熱端的結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高熱管換熱器的最低壁溫，防止低溫腐蝕。結(jié)構(gòu)參數(shù)中，冷熱端長度的變化對(duì)壁溫的變化最敏感，但熱端的長度不能增加太多，否則出口煙氣的溫度升高，單支熱管傳熱能力下降，空氣側(cè)流動(dòng)阻力也會(huì)增大；目前應(yīng)用得最多的是調(diào)整翅片的高度和間距。在結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整中，一般建議冷熱側(cè)同時(shí)改變某一參數(shù)，這樣壁溫變化較快，且單排熱管的傳熱量基本不變，不用增加管排即可保證原有的傳熱性能。在壁溫與露點(diǎn)溫度相差不大時(shí)，優(yōu)先選擇翅片高度或間距作為調(diào)溫參數(shù)；當(dāng)壁溫與露點(diǎn)溫度相差較大時(shí)，應(yīng)選擇冷端長度作為調(diào)溫參數(shù)或同時(shí)調(diào)節(jié)多個(gè)參數(shù)。采用這種辦法逐排改變壁溫低于煙氣露點(diǎn)的最后幾排熱管結(jié)構(gòu)，就可有效的防止低溫腐蝕。


⑤熱管是低溫區(qū)的換熱元件，其外表面采用燒鍍搪瓷，即在普通碳鋼(翅片管)外涂一層耐酸搪瓷，可有效防止換熱器低溫露點(diǎn)的腐蝕。由于搪瓷層很薄，一般厚度為0.2mm，因而與碳鋼結(jié)合緊密，對(duì)傳熱效果影響很小。搪瓷管的傳熱系數(shù)大于等于48.3W(m2·℃)，與碳鋼管相比，傳熱系數(shù)相對(duì)降低率小于7.14%；且搪瓷表面光滑，不易結(jié)垢積灰，又耐磨損、抗腐蝕；與選用耐酸不銹鋼材料相比，可降低投資。

2.3.2.2 水熱媒空氣預(yù)熱器
水熱媒空氣預(yù)熱器利用除氧水或除鹽水作熱媒(中間載熱體)，建立一個(gè)閉路循環(huán)系統(tǒng)。熱媒水通過放置在加熱爐對(duì)流室出口的煙氣換熱器吸收煙氣的熱量，再通過布置在鼓風(fēng)機(jī)出口的空氣預(yù)熱器放出熱量，加熱空氣，如此循環(huán)將煙氣熱量傳遞給加熱爐所需的空氣。為了防止煙氣換熱器發(fā)生低溫露點(diǎn)腐蝕，在水熱媒空氣預(yù)熱器進(jìn)口和循環(huán)水泵入口之間，設(shè)置旁路調(diào)節(jié)閥，控制空氣預(yù)熱器的換熱量，保證進(jìn)煙氣換熱器熱媒水的溫度高于露點(diǎn)溫度，即煙氣換熱器的最低壁溫高于露點(diǎn)(一般設(shè)計(jì)值為120℃-150℃)。水熱媒空氣預(yù)熱器典型流程見圖2-4。


主要工作特點(diǎn)有以下四點(diǎn)：
(1)由于水熱媒空氣預(yù)熱器進(jìn)煙氣換熱器的熱媒溫度均控制在130℃以上，即使加熱爐負(fù)荷降低，排煙溫度也將高于水熱媒的進(jìn)口溫度；煙氣側(cè)最低管壁溫度均高于水熱媒進(jìn)口溫度，即高于露點(diǎn)溫度，較好地適應(yīng)了加熱爐負(fù)荷變化。
(2)水熱媒空氣預(yù)熱器設(shè)置了旁路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，只要將控制回路中進(jìn)煙氣換熱器的熱媒水溫度提高，便可使煙氣側(cè)最低管壁溫度高于露點(diǎn)溫度，從而適應(yīng)燃料的變化。

(3)在加熱爐短時(shí)間操作異常，進(jìn)空氣預(yù)熱器煙氣溫度高于正常設(shè)計(jì)值時(shí)，水熱媒空氣預(yù)熱器不會(huì)發(fā)生像熱管式空氣預(yù)熱器的熱管失效甚至爆管的現(xiàn)象。水熱媒空氣預(yù)熱器總管路中設(shè)有安全閥，當(dāng)熱媒水的壓力高于設(shè)定值時(shí)，安全閥自動(dòng)啟跳，確保設(shè)備安全，設(shè)備使用壽命在5年以上。
(4) 最終排煙溫度同熱管式空氣預(yù)熱器相比，可降低20℃-50℃，所以余熱回收效率高，加熱爐熱效率可提高1％以上。

2.3.2.3 水熱媒空氣預(yù)熱器與熱管空氣預(yù)熱器的比較
熱管空氣預(yù)熱器的主要不足之處有：
(1)熱管操作彈性小。加熱爐正常操作時(shí)，煙氣出對(duì)流室進(jìn)空氣預(yù)熱器的溫度為220℃-350℃，而在異常情況下，煙氣溫度可能高出設(shè)計(jì)值100℃-150℃，此時(shí)產(chǎn)生大量不凝氣體，減弱了熱管元件內(nèi)的循環(huán)，導(dǎo)致部分熱管失效。

(2)熱管式空氣預(yù)熱器較難適應(yīng)燃料的變化。當(dāng)燃料硫含量增加，煙氣的露點(diǎn)溫度提高，熱管式空氣預(yù)熱器低溫段管壁溫度可能低于露點(diǎn)溫度，導(dǎo)致露點(diǎn)腐蝕。
所以采用熱管式空氣預(yù)熱器時(shí)為了防止露點(diǎn)腐蝕，排煙溫度不能定得太低，一般為140-180℃。


水熱媒空氣預(yù)熱器的主要不足之處有：
(1)因水熱媒空氣預(yù)熱器是用除氧水或除鹽水為介質(zhì)循環(huán)取出煙氣余熱，需要與裝置外(或內(nèi))的水系統(tǒng)相連，因此流程長，在加熱爐區(qū)要增加熱水泵、旁路調(diào)節(jié)系統(tǒng)、安全閥等(其它類型的余熱回收系統(tǒng)沒有這些設(shè)施)，增加了操作的復(fù)雜性。
(2)用于熱負(fù)荷較小的加熱爐時(shí)，投資成本高。
因此，對(duì)這兩項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，要因地制宜，靈活采用。

2.3.3 用煙氣余熱鍋爐發(fā)生蒸氣
在一些生產(chǎn)裝置上如連續(xù)重整四合一重整反應(yīng)爐上，熱負(fù)荷很大，為了減少壓降又不能在對(duì)流室排爐管，只能將對(duì)流室作為煙氣余熱鍋爐。又如制氫裝置的轉(zhuǎn)化爐，其轉(zhuǎn)化反應(yīng)只在輻射室的轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)進(jìn)行，熱負(fù)荷較大，煙氣出輻射室的溫度比一般管式爐要高的多，對(duì)流室僅靠預(yù)熱原料氣遠(yuǎn)不能將煙氣溫度降下來，只能布置煙氣余熱鍋爐來產(chǎn)生蒸汽并入系統(tǒng)管網(wǎng)。

2.3.4 去灰除垢保證高的爐熱效率
加熱爐不完全燃燒產(chǎn)生的碳粒和燃料中的灰分等煙塵均會(huì)污染對(duì)流室爐管和余熱回收系統(tǒng)（如熱管）的外表面，增加熱阻，降低傳熱效果。
造成受熱面積灰結(jié)垢的主要因素有：燃料品質(zhì)變重，含硫增高；吹灰器的選型與使用不當(dāng)，受熱面表面生成陳垢；爐負(fù)荷變化導(dǎo)致的燃燒質(zhì)量波動(dòng)性大。

  為保證加熱爐長期在高效率下運(yùn)行，采取的主要措施有：
（1）在線投用清灰劑。在加熱爐運(yùn)行過程中，定期從輻射段看火孔適量加入清灰劑，達(dá)到清除對(duì)流段爐管表面污垢的目的。它的原理是：投入到爐膛的清灰劑燃燒后，生成堿性物質(zhì)隨著煙氣的流動(dòng)而堆積在爐管表面上，與垢物中的酸和碳酸鹽起中和反應(yīng)，變成無腐蝕、無粘接性的硫酸鹽，從管壁上自行剝離脫落下來。
（2）必須堅(jiān)持用吹灰器定期清除積灰。這對(duì)于燃油加熱爐尤為重要。現(xiàn)在吹灰器的種類較多，有蒸汽吹灰器、聲波吹灰器、次(亞)聲波吹灰器和燃?xì)饷}沖(激波)吹灰器等，它們?cè)诟髯缘氖褂梅秶鷥?nèi)效果較好。

現(xiàn)在使用較多的是聲波吹灰器，其原理是利用了聲學(xué)、振動(dòng)學(xué)和疲勞學(xué)等原理，通過聲波發(fā)生器，把一定強(qiáng)度的聲波送入運(yùn)行中的加熱爐內(nèi)各種可能積灰結(jié)垢的空間區(qū)域，通過聲能量的作用，使這些區(qū)域中的空氣分了與灰、垢粒子產(chǎn)生振蕩，即對(duì)這些粒子施以拉、壓循環(huán)變化的載荷，當(dāng)達(dá)到一定的循環(huán)應(yīng)力周次數(shù)N（N為102-105)后，灰、垢之間的結(jié)合力會(huì)因疲勞而被逐步破壞，再加上煙氣流的沖刷及煙氣中所含顆粒對(duì)灰粒子的撞擊而使灰垢脫落，被煙氣流帶走。

北京時(shí)林公司制造的聲波除灰系統(tǒng)由4部分組成：壓縮空氣源、聲波發(fā)生器、聲導(dǎo)管、電腦自動(dòng)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)所使用的壓縮空氣壓強(qiáng)在O.3-O.6 MPa之間，流量在2-6 m3／min之間，它包括空氣過濾器、油霧器、減壓閥及電磁閥等元件。除灰器作用范圍為1.5-3 m，聲強(qiáng)范圍為135-140 dB，聲波頻率30-70 Hz。
實(shí)踐證明，用好吹灰設(shè)施，及時(shí)清除灰垢是加熱爐長周期安全運(yùn)行的重要措施之一。
運(yùn)行中應(yīng)對(duì)吹灰有足夠的重視，不要等積灰多了再吹，而是邊積邊吹，盡量保持不積灰或少積灰的良好狀態(tài)。


（3）干冰清洗與化學(xué)清洗
對(duì)燒渣油和對(duì)流室安裝釘頭管、翅片管的爐子，用吹灰器難以徹底解決積灰問題。因此，近年來在停工大修期間和消缺期間用干冰清洗與化學(xué)清洗清洗對(duì)流管的方法，已取得良好的效果。據(jù)資料介紹，用這兩種方法清洗對(duì)流管的積灰后，可使排煙溫度下降20-100℃，熱效率相應(yīng)提高1％-5％。
下面分別介紹這兩種對(duì)流管積灰的清洗方法和注意事項(xiàng)：
①干冰清洗

干冰是CO2的固態(tài)存在形式，CO2常態(tài)下是一種無色無味的氣體。在－78℃低溫時(shí)，CO2以固體形式存在，在常壓下，固體CO2直接升華，沒有液化過程。
干冰清洗又稱冷噴。其工作原理是以壓縮空氣作為動(dòng)力和載體，以干冰顆粒為加速粒子，通過專用的噴射清洗機(jī)噴射到被清洗物體表面，利用高速運(yùn)動(dòng)的固體干冰顆粒的動(dòng)量變化、升華、熔化等能量轉(zhuǎn)換，使被清洗物體表面的污垢、油污、殘留雜質(zhì)等迅速冷凍、凝結(jié)、脆化、被剝離，同時(shí)隨氣流清除。該方法不會(huì)對(duì)被清洗物體表面，特別是金屬表面造成任何傷害，也不會(huì)影響金屬表面光潔度。

②化學(xué)清洗
化學(xué)清洗利用清洗液的濕潤、滲透、乳化、分散和剝離性能，將污垢從爐管表面清除干凈。其過程由清洗設(shè)備將清洗液輸送到對(duì)流段頂部，由上而下噴淋到對(duì)流段爐管表面，在對(duì)流段下部安裝一個(gè)接液槽，將清洗液導(dǎo)出爐體。
在清洗過程中，如何保護(hù)好爐內(nèi)對(duì)流段、輻射段襯里不被清洗液淋濕，是爐管清洗中一個(gè)較為關(guān)鍵的技術(shù)步驟。如果對(duì)流段、輻射段襯里被淋濕、浸泡或沖壞，加熱爐開工后，可能出現(xiàn)爐襯脫落、裂紋等現(xiàn)象，將影響加熱爐正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)需停爐搶修。因此，清洗中要有爐襯的保護(hù)措施。

近幾年，岳陽長嶺設(shè)備研究所先后對(duì)中石化長嶺分公司、廣州分公司、洛陽分公司、天津分公司、茂名分公司、西安分公司、荊門分公司及上海石化、齊魯石化、揚(yáng)子石化、鎮(zhèn)海石化、燕山石化、大慶石化、吉林化工、中原油田、岳化等幾十家國內(nèi)大型石化企業(yè)的近300臺(tái)加熱爐進(jìn)行了化學(xué)清洗，效果很好。并沒有一臺(tái)加熱爐的對(duì)流段、輻射段襯里被淋濕、浸泡或損壞�；瘜W(xué)清洗效果見圖2-5、圖2-6。



③干冰清洗與化學(xué)清洗優(yōu)、缺點(diǎn)對(duì)比見表2-1。
表2-1干冰清洗與化學(xué)清洗優(yōu)、缺點(diǎn)的比較
第二章 管式加熱爐的節(jié)能途徑與措施

2.4 合理控制過�？諝庀禂�(shù)
過剩空氣系數(shù)對(duì)管式加熱爐熱效率影響很大。過剩空氣系數(shù)過大，一方而，表明管式加熱爐內(nèi)煙氣含氧量過多，排煙時(shí)，過�？諝鈱�熱量帶走，排入大氣，所以使?fàn)t子熱損失增加，熱效率下降；另一方面，會(huì)降低爐膛內(nèi)燃燒溫度，使?fàn)t管表而熱強(qiáng)度下降，若要保證管式加熱爐的恒定熱負(fù)荷，則必須增加燃料用量，使管式加熱爐熱效率下降。過�？諝庀禂�(shù)過小，會(huì)造成燃料燃燒不完全，也會(huì)使管式加熱爐燃料耗量增加，從而使管式加熱爐熱效率下降。

合理控制過剩空氣系數(shù)的辦法很多。首先是要選用性能良好的燃燒器，保證在較低的過�？諝庀禂�(shù)下完全燃燒；其次是在操作過程中管好三門一板(風(fēng)門、氣門、油門和煙囪擋板)，確保管式爐在合理的過�？諝庀禂�(shù)下運(yùn)轉(zhuǎn)，既不讓過�？諝饬刻�大，也不因過�？諝獠粔蚨�出現(xiàn)不完全燃燒；再者是應(yīng)做好管式爐的堵漏，因?yàn)榛�工管式爐幾乎都是負(fù)壓操作的，如果看火門、人孔門、彎頭箱門等關(guān)閉不嚴(yán)或爐墻有泄漏之處，從這些地方漏入爐內(nèi)的空氣一般都不參與燃燒而白白帶走熱量。
第二章 管式加熱爐的節(jié)能途徑與措施

過�？諝庀禂�(shù)太大不僅僅使熱效率降低，還有其他許多有害之處，例如加速爐管和爐內(nèi)構(gòu)件的氧化、提高S02向S03的轉(zhuǎn)化率從而加劇低溫露點(diǎn)腐蝕等等。
合理地控制過�？諝庀禂�(shù)，對(duì)提高管式加熱爐的熱效率是很重要的。通常采取的措施是，檢測煙氣中的一氧化碳含量，來控制煙道供風(fēng)擋板或燃燒空氣入爐量，使管式加熱爐處于最佳的燃燒狀態(tài)，從而使燃料耗量減少。

2.5 減少不完全燃燒損失
不完全燃燒除造成熱損失，降低熱效率外，還造成大氣污染。機(jī)械不完全燃燒產(chǎn)生的炭粒還會(huì)造成對(duì)流室爐管表面積灰，影響傳熱效果。
減少不完全燃燒損失的措施首先是選用性能良好的燃燒器，并及時(shí)和定期地做好維護(hù)，使燃燒器長期保持在良好狀態(tài)下運(yùn)行，以保證在正常操作范圍內(nèi)能完全燃燒。其次是在操作中精心調(diào)節(jié)“三門一板”，以保證過�？諝饬窟m合。

化工管式爐的燃燒器性能一般都較好，自動(dòng)化控制水平也較高，因此不完全燃燒都較少。在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中通常都不考慮不完全燃燒損失。但對(duì)那些性能不良或維護(hù)不及時(shí)運(yùn)行狀況不好的燃燒器，以及操作管理不精心的爐子來說，不完全燃燒損失則是不可忽略的。


2.6 減少散熱損失
管式爐外壁以輻射和對(duì)流兩種方式向大氣散熱。散熱量與爐外壁溫度、環(huán)境溫度和風(fēng)速等有關(guān)。當(dāng)內(nèi)壁溫度一定，爐墻材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和尺寸也一定時(shí)，環(huán)境溫度下降，爐外壁溫度也降低，實(shí)際溫差變化不大，散熱損失變化也不大。同樣，環(huán)境風(fēng)速增加，外壁溫度也降低，但對(duì)流傳熱系數(shù)增加，因此散熱量變化也不大。也就是說，環(huán)境溫度和風(fēng)速對(duì)爐外壁溫度影響較大，而對(duì)散熱損失雖然有影響，但是影響并不大。

新建的化工管式爐的散熱損失并不大，一般僅占爐子總能量的l％-2％。因此靠減少散熱損失來提高熱效率的余地并不大。但對(duì)于已經(jīng)使用多年，爐墻已有損壞的爐子，及時(shí)修補(bǔ)爐墻對(duì)減少散熱損失，提高熱效率卻是很有必要的。

2.7 扭曲片強(qiáng)化傳熱技術(shù)在裂解爐輻射爐管上的應(yīng)用
在流體力學(xué)中，當(dāng)氣相或液相物料在管道內(nèi)沿著一個(gè)方向做平直流動(dòng)時(shí)，在摩擦力的作用下，靠近管壁的流體速度相對(duì)于管道中心的流體流速要慢得多，易發(fā)生滯留現(xiàn)象；而流速慢的物料在外界高溫作用下則容易結(jié)焦，從而影響傳熱效果。

裂解爐輻射管扭曲片技術(shù)改造就是在爐管上間隔焊接兩段內(nèi)部預(yù)制有一個(gè)S型的扭曲片短管，強(qiáng)制改變了裂解爐管內(nèi)物料的流向，使其中的物料由原來的柱塞流改變成旋轉(zhuǎn)流，對(duì)爐管管壁產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)烈的橫向沖刷作用，從而減薄邊界滯留層，減緩管壁的結(jié)焦趨勢，進(jìn)而提高了傳熱效果，并延長了裂解爐的運(yùn)行周期。

扭曲片技術(shù)是北京化工研究院將航空空心葉片強(qiáng)制冷卻原應(yīng)用于乙烯裂解爐強(qiáng)化傳熱的技術(shù)發(fā)明。經(jīng)過十多年的試驗(yàn)和開發(fā)，該技術(shù)目前已經(jīng)日臻成熟，經(jīng)在企業(yè)的整爐工業(yè)試驗(yàn)表明，扭曲片管對(duì)輕重原料都有很好的適應(yīng)性，加裝扭曲片管可使裂解爐輻射段爐管管壁溫度下降20℃以上，對(duì)裂解爐的操作和運(yùn)行沒有不良影響，石腦油在正常裂解條件下延長運(yùn)行周期110%，石腦油在提高處理量7％和提高裂解溫度8℃的條件下延長運(yùn)行周期70％，重柴油在提高處理量7%條件下延長運(yùn)行周期27%，扭曲片對(duì)裂解爐的主要產(chǎn)品收率影響不大。

2.8 裂解爐空氣預(yù)熱技術(shù)的應(yīng)用
充分利用乙烯裝置過剩的低壓蒸氣、急冷水等熱源，在裂解爐底部燃燒器采用空氣預(yù)熱器回收低溫?zé)峒夹g(shù)，節(jié)能效果明顯。
該項(xiàng)技術(shù)由北京航天動(dòng)力研究所開發(fā)。通過增設(shè)在裂解爐底部燃燒器的空氣預(yù)熱器加熱入口空氣，從而提高進(jìn)入爐膛的空氣溫度，降低裂解爐的燃料消耗。

這種新技術(shù)的核心之處是它的節(jié)能性，即選用的加熱介質(zhì)是裝置余熱，而不是有用熱介質(zhì)；節(jié)能系統(tǒng)不增加公用工程水、電、氣、汽的消耗；用裂解爐本身設(shè)備儲(chǔ)備的動(dòng)力余量來推動(dòng)整個(gè)節(jié)能系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，即僅消耗很少的原設(shè)備動(dòng)力就可滿足運(yùn)行。這種新技術(shù)已在中石化幾套大型乙烯裝置上成功投用，空氣溫度加熱達(dá)到50℃-130℃，節(jié)約燃料氣1.5%-5%。此項(xiàng)技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利。

2.9 應(yīng)用高溫輻射涂料增強(qiáng)換熱效果
加熱爐的燃料通常為瓦斯、燃料油，這兩種能源燃燒所放出的化學(xué)能，在加熱爐內(nèi)是以輻射和對(duì)流的方式傳給介質(zhì)的，而靠輻射方式傳遞的熱量占總的傳熱量的70％，可見輻射傳熱的效果如何，直接影響加熱爐的效率。要想強(qiáng)化輻射傳熱那就必須增加反輻射率，燃料燃燒所放出的化學(xué)能傳到爐墻后要馬上反給爐管，最終傳給介質(zhì)，而不是被爐墻所吸收。

因此，在管式爐爐膛內(nèi)表面噴涂高溫輻射涂料,可以增強(qiáng)輻射傳熱量。爐內(nèi)壁常用的耐火材料(耐火磚、耐火混凝土和耐火纖維氈三大類)輻射系數(shù)小,而高溫輻射涂料的幅射系數(shù)大,涂抹后會(huì)增加熱源對(duì)爐壁的輻射傳熱量,使?fàn)t壁表面溫度上升,達(dá)到增大爐管的傳熱量和加熱爐的熱負(fù)荷之目的。

2.10 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
變頻調(diào)速技術(shù)是通過改變電動(dòng)機(jī)定子電源頻率來改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，相應(yīng)地改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和工況，使其工況適應(yīng)加熱爐運(yùn)行的變化。

加熱爐在實(shí)際運(yùn)行中，因熱負(fù)荷、燃料組份的變化，使得加熱爐煙氣中最佳過剩氧量很難控制，使用傳統(tǒng)的“三門一板"很難準(zhǔn)確地控制煙氣中的氧含量。在加熱爐空氣預(yù)熱器系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)的電機(jī)上分別安裝變頻調(diào)速器，空氣量和煙氣量靠調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)的電機(jī)頻率來實(shí)現(xiàn)，風(fēng)量和煙氣量能夠做到準(zhǔn)確控制，從而保證燃料燃燒充分，加熱爐高效運(yùn)行和平穩(wěn)。

采用變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)電效果明顯。加熱爐系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)，現(xiàn)在根據(jù)用風(fēng)量要求，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，節(jié)電率達(dá)40％。
謝謝！

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有用嗎

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太好了