石油化工工藝加熱爐監(jiān)測分析及節(jié)能措施

1、_管 理 ． 實 艘嗍 ?石油化工工藝加熱爐監(jiān)測 分析及節(jié)能措施 張玫 卓爭 輝 陳戰(zhàn) ( 中國石油西北石化節(jié)能監(jiān)測中心)摘要 按 照 Q ／ s Y10 6 6 — 20 10石 油化 工 工藝加 熱 爐節(jié) 能監(jiān) 測 方法) )要 求 ，對 某些 企業(yè) 石化 工 藝加 熱 爐排 煙溫 度 、 空 氣過剩 系數(shù) 、一 氧化 碳 舍量 、外表 面 溫度 、熱 效率 5 個項 目進 行 了綜合監(jiān) 測 ，結(jié) 果表 明 ：石 化 加 熱 爐的

2、綜合 監(jiān) 測合 格 率 逐年 提 升 ，但 是 熱 效率 仍 未達 到 節(jié) 能要 求 ．結(jié) 合 數(shù) 據(jù) 處 理 和 現(xiàn) 場 見證 ，對 影 響加 熱 爐 熱效 率 的諸 因 素進 行 了詳 細 分 析 發(fā)現(xiàn) 排 煙 溫度 偏 高 、 空氣過 剩 系數(shù) 偏 大或偏 小 以及 絕熱 保 溫缺 陷 是導(dǎo)致 熱 效率 不合格 的主要 因素 ，并 有針 對性 地 提 出最 大限度 降低排 煙溫度 ( 高 于煙 氣露 點 3 0℃) 、控 制空 氣

3、過 剩 系數(shù) 在最 佳 范 圍 內(nèi)以及 強化 絕 熱 保 溫 效 果 的 具 體 措 施 。關(guān)鍵 詞 工藝加 熱爐 監(jiān)測 熱效 率 節(jié) 能措 施 D OI ： 10． 3 9 6 9 ／ i ． iS s n． 2 0 9 5 — 14 9 3． 2 0 13 ． 0 0 70 2 1工 藝 加 熱 爐是 石 油 化 工企 業(yè) 能 耗 集 中 的設(shè) 備 ，約 占整個 生 產(chǎn)過 程 能耗 的 5 0 ％ ～6 0 ％。 目前 ，中 國石

4、油 天 然 氣 集 團公 司煉 化 板 塊 所 屬 2 0 余 家 地 區(qū)分 公 司在 役運 行 的工 藝 加熱 爐 有 近 6 0 0 臺 ，上 報工 藝 加 熱爐 設(shè)計 熱 負荷 總計 約 8 0 0 0MW ，有 效熱 負荷 總 計 卻 只有 約 6 0 0 0MW ，負 荷 率在 7 5 ％左 右 ，燃 料消 耗 量 大 ，運行 管 理水平 未 達到 中 國石油 天然 氣企 業(yè) 標 準 Q ／ S Y 1 0 6 6 - 2 0

5、 1 0 《 石油 化工 工藝 加熱 爐節(jié) 能監(jiān) 測 方 法 》要 求 。本 文 根據(jù) 某些 企業(yè) 工 藝 加 熱爐 節(jié) 能監(jiān) 測結(jié) 果 ，進 行 了綜合 分析 ，并 有針 對性 地 提 出具體對 策 。1監(jiān) 測 方 法 及 分 析 依 據(jù) Q ／ S Y1 0 6 6 - ~ - 2 0 1 0 《 石 油 化 工 工 藝 加 熱 爐 節(jié) 能 監(jiān)測 方 法》 規(guī)定 了詳 細 的監(jiān)測 方法 及 分析依 據(jù) 。監(jiān) 測單 項 共 5 個 ，

6、即 ：排 煙 溫度 、空 氣過 剩 系數(shù) 、一 氧 化碳 含 量 、外 表 面 溫度 和 熱 效率 ，5 個 單 項 指標 全 部合 格 才 能 評 判工 藝 加 熱 爐綜 合 監(jiān) 測 合格 ? ，標 準 中 的公 式或 圖表 是本 文計 算分析 依據(jù) 。2 監(jiān) 測 結(jié)果 及 討 論 2 ． 1綜 合 監(jiān)測合 格 率 2 0 0 7 —2 0 11 年 ，綜 合監(jiān) 測 合 格 率 呈 上 升趨 勢 ，第一作者簡介 ：張玫 ，工程 師，1

7、 9 8 4 年畢業(yè)于蘭化職工大學(xué) ( 有機 T藝 合成 專業(yè) ) ，從 事節(jié) 能管 理及監(jiān) 測技 術(shù) 方面 工作 ，E — m a i l ：z h a n g m e i — l s @p e t r o c h i n a ． c o m． c n ．地址 ：甘肅省蘭州市 西固區(qū)福利西 路 1 9 1 號 ，7 3 0 0 6 0 。4 41w w w ． s y s h j n ． c 。 m但從 五年 的平 均 合格 率 3

8、7 ． 4 ％來 看 ，仍 然 處 于較 低 的水 平 ，見 圖 1 。3 7． 4__ ． 1 _ _．2 0 0 7 年 2 0 0 8 年 2 o o e ~ 2 O 1 睥 2 0 1 1 年 平均 圖 1工 藝 加 熱 爐 綜 合 監(jiān) 測 合格 率 2 0 0 7 ～2 0 11 年 工藝 加熱 爐監(jiān) 測 的熱效 率平 均合 格 率 為 6 9 ． 7 ％，而影 響加 熱 爐 熱效 率 的 主要 因 索 主 要 是

9、排 煙 溫度 、空 氣過 剩 系數(shù) 和爐外 表 面溫度 。這 3 項 指 標監(jiān) 測 合 格率 偏低 必然 造成 工 藝 加熱 爐 熱 效 率 降低 ，見 表 1 。表 12 0 0 7 — 2 0 1 1 年工 藝加 熱爐 5 個 單 項 指 標監(jiān) 測 2 ． 2 排 煙溫 度對熱 效率 的影 響 當(dāng)工 藝 加熱 爐煙 道氣 中氧 氣含 量 、一 氧化碳 含 量 為 一 定值 時 ，排 煙 溫 度 每增 加 1 0℃ ，排 煙 熱 損

10、失 增 加 0 ． 4 ％ ～0 ． 5 ％，加 熱 爐熱 效率 即降 低 0 ． 4 ％ ～0． 5 ％ ” 。2 0 0 7 —2 叭 1 年 排 煙 溫 度 監(jiān) 測 平 均 合 格 率 僅 為 簧 理 · 實 踐 ， Ma n a g e me n t ＆ P r a c t i c e表 5 環(huán) 境 溫 度 、風(fēng) 速 對 爐 外 表 面 溫 度 的 影 響 環(huán)境溫度， 爐體外表面實測平 換算后爐外 環(huán)境風(fēng)速， 表面熱

11、流量／℃ 均溫度， ℃ 表 面 溫 度， q C( m· s 。 。 )( k J · mh 。 。 )3節(jié) 能 措 施 3 ． 1降低 排煙 溫度 1 )設(shè) 置煙氣余 熱 回收 系統(tǒng) ，減少 排煙 損失 。2 )加強 吹灰 提 高換 熱效 果 。采 用性 能優(yōu) 良的 吹灰 器 ，定 時對加 熱 爐吹 灰保 持受 熱 面清 潔 ，防止 局部 過熱 和管 內(nèi) 的積 灰 和結(jié)焦 。3 )增 加 傳 熱 面 積 ?？?

12、采 用 翅 片 管 或 丁 頭 管 ；應(yīng) 推廣選 用高 效熱管 。4 )精 心 操作 、合 理 調(diào) 整加 熱 爐 爐 膛 負壓 。避 免 空氣 漏入 對流 區(qū) ，使得 未燃 燒 的燃料 在 對流 段發(fā) 生 二次 燃燒 、造 成排 煙 溫度 升高 。一 般加 熱爐 正 常 控 制 負壓在 1 0 0P a 以下 ，負 壓過 大勢 必造 成排 煙熱 損 失增 大 。5 ) 降低 排 煙 溫 度要 避 免 酸 露 點腐 蝕 。降 低 排 煙

13、溫度 可 減少 排煙 熱損 失 ，但卻 受 到煙 氣露 點溫 度 特 別 是 空 氣 預(yù)熱 器 冷 端溫 度 的制 約 。煙氣 的露 點 溫度 與燃料 中的硫 含量 、過剩 空氣 、煙氣 中的水 蒸 氣 含 量 有 關(guān) 。為 防 止低 溫 對 加熱 爐 盤 管 或 空預(yù) 器 的腐 蝕 ，排 煙 溫度一 般要 比煙氣 露點 高 3 0℃ 。3 ． 2 減 少加 熱爐 的漏風(fēng) ，降低 空氣 系數(shù) 1 )降低加 熱爐 空氣 過剩 系數(shù) 。主要

14、 措施 ：◇ 調(diào) 節(jié) 好 三 門一 板 ，在 保 證 完 全 燃 燒 的前 提 下 ，盡量 降低 入爐 空氣量 ，降低空 氣過 剩系數(shù) ?！?消 除 爐 體漏 風(fēng) 。 對 于 最終 排 煙 處 氧含 量 比 輻 射 段 出 口處 氧 含 量偏 高 的 加 熱爐 ，應(yīng) 重點 檢 查 、整 改 對流段 或 空氣 預(yù)熱 器 的漏風(fēng) 、破 損 以及 腐蝕 部 位 。及時修 復(fù) 觀火 孑 L 處 保 溫 ，更 換 、填 充對 流段 的 軟 保 溫

15、層 ，消 除 引風(fēng)機 與空 預(yù)器 或?qū)?流段 的 彈性 連 接 處 的縫 隙來 減 少 漏 點 。 同時 ，調(diào)節(jié) 好 煙 囪擋 板 ，合理控制爐頂負壓減少爐體漏風(fēng)，降低空氣過剩系數(shù)。2 )選 用高 效 節(jié) 能 型燃 燒 器 提 高 燃燒 效率 。近 年來 ，相繼 出現(xiàn) 了 L G H強 化 傳熱 型燃 燒器 、低 N O燃 燒 器 、重 質(zhì)燃 油 助 劑 等 ，促 進 了燃 燒 技 術(shù) 的發(fā) 展 ，提 高 了加 熱爐 的燃燒 效率 。3

16、 )合 理 控 制 燃燒 供 風(fēng) 。既 要控 制 煙 氣 中的 氧 4 61w w w ． s y s h j n ． c 。 m含 量 低 ，還 要 控 制 煙氣 中的 C O含量 ，只要 是沒 有 檢 測 到 C O含 量 ，就 可 以繼 續(xù) 降 低 供風(fēng) 量 ；但 是如 果 C O含量 超 過 了 預(yù)定 值 ，即使 是 氧含 量 超 標 ，也 要 繼續(xù) 增 加供 風(fēng) ，否則 就相 當(dāng)于燃料 在放 空 。不但 能耗 增加 ，而且 造

17、成新 的污 染 。3 ． 3改善 爐 壁 保溫 ，減 少 散熱 損 失 ，提 高加 熱 爐 熱 效 率 一 般 爐 壁 的 散 熱 損 失 占總 供 給 熱 量 的 2 ． 5 ％ 一3 ％。如 果 保 溫 不 良 ，則 爐 外 表 面溫 度 升 高 ，散 熱 損失將大于這個正常指標 ，使加熱爐的熱效率降低 。1 )搞 好加 熱爐 檢 修 和 維護 ，保 證 爐墻 沒 有 大 的 裂 紋 和孔 洞 ，使煙 氣 不致 串入 爐墻 和爐 壁

18、 之 間 ，造成 爐壁 局部 過熱 。2 )采 用 高 效爐 襯 材 料 ，減少 散 熱 損 失 。 南于 石 油化 工 的加熱 爐是 連續(xù) 性操 作 的加熱 爐 ，常 用 的 爐 襯有 磚結(jié) 構(gòu) 、澆 注料 襯里結(jié) 構(gòu) 等 ，其節(jié) 能效 果有 限 。 目前 ，煉 化企業(yè) 一 些加 熱爐 采用 陶瓷 纖維 結(jié)構(gòu) 和復(fù) 合襯 里結(jié) 構(gòu) ，取得 了較 好 的效果 。部 分企 業(yè) 為 了進一 步提 高傳 熱效 果 ，采 取 了在爐 墻 內(nèi)襯噴

19、 涂熱 輻 射涂 料 等措 施 ，加強 爐墻 的輻 射能 力 ，提 高 了加 熱爐 的熱 效率 。 同時 ，涂 料 噴 于磚 與 陶 纖表 面 后 ，使 磚 、陶纖表 面形 成保 護層 ，能 防 止爐壁 磚 、陶纖 因長 時 問燒 烘 而粉化 ，從 而延長 爐襯 的使用 壽命 。4結(jié) 束 語 通過 對石 油化 工工 藝加 熱 爐監(jiān) 測分 析及 節(jié)能 措 施 的探 討 得 出結(jié) 論 ：若 提高 工 藝 加熱 爐 的 熱效 率 ，必 須通

20、過最 大 限度地 降低 排煙 溫度 、有 效控 制 空氣 過 剩 系數(shù) 以及改 善加 熱爐 絕熱 保溫 效果 這些 節(jié) 能措 施 來 降低加 熱爐 的排 煙損 失 、不 完全燃 燒損 失 和散 熱 損失 等 ，提 高其熱 效率 。雖 然本 文沒 有述 及 工藝 節(jié) 能 內(nèi)容 ，但是 優(yōu)化 工藝 和設(shè) 備設(shè) 計 及加 強工 藝節(jié) 能管理 仍 是節(jié) 能 的首要措 施 。 隨著加 熱爐 熱效 率 的 提高 ，燃 料消耗 和生產(chǎn) 成本 將相 應(yīng)

21、下 降 ，生 產(chǎn)裝 置 的整 體經(jīng) 濟效 益將 進一 步提 高 ，從 而達 到節(jié) 能降耗 的 目的 。參考 文獻 ：[ 1 ] 中 國 石 油 天 然 氣 集 團公 司 節(jié) 能 節(jié) 水 專 業(yè) 標 準 化 委 員 會 ．Q ／ S Y1 0 6 6 — 2 O 1 0 石 油化 丁 T 藝 加 熱 爐 節(jié) 能 監(jiān) 測 方 法 I s ] ． 北 京 ： 石 油 工 業(yè) 出版 社 ． 2 0 1 0 ．[ 2 ]史 培甫． 工業(yè)鍋 爐節(jié)