常減壓加熱爐降低能耗，提高熱效率的措施

鐔國強(qiáng)(中石油遼陽石化分公司煉油廠常減壓一車間,遼寧 遼陽 111003)

常減壓加熱爐降低能耗，提高熱效率的措施

鐔國強(qiáng)(中石油遼陽石化分公司煉油廠常減壓一車間,遼寧 遼陽 111003)

常減壓加熱爐是能耗大戶，所以降低其能耗，提高其熱效率，對節(jié)能減排有重要意義。本文中認(rèn)為主要降低能耗的方法有：應(yīng)用高溫輻射涂料，提高爐體密封性，改造余熱回收系統(tǒng)等；提高熱效率的方法有：改善加熱爐燃料性質(zhì)，改造空預(yù)器熱管等方法。這些方法可以有效地降低能耗，提高加熱爐的熱效率。

加熱爐；熱效率；節(jié)能；措施

1 概述

常減壓加爐熱作為重要的安全設(shè)備和蒸餾設(shè)備，其可持續(xù)運(yùn)行將對所有設(shè)備產(chǎn)生直接影響，特別是近幾年隨著建設(shè)的需要，重要蒸餾真空加熱機(jī)組運(yùn)行周期不斷擴(kuò)大，以及企業(yè)對降低能耗，提高熱效率工作的重視不斷加強(qiáng)，減少燃料消耗和操作成本正成為一個新的研究趨勢。鑒于如今依然很多大規(guī)模重管式爐結(jié)垢、腐蝕熱管和機(jī)組常減壓加熱爐低效率運(yùn)行等問題，通過改善常減壓加熱爐的操作系統(tǒng)、優(yōu)化改造措施，增加了加熱爐的熱效率和維護(hù)改進(jìn)措施等相關(guān)條件，以確保常減壓蒸餾裝置正常穩(wěn)定運(yùn)行，實現(xiàn)了安全和可持續(xù)的發(fā)展。

2 節(jié)能改造措施

2.1 高溫輻射涂料的應(yīng)用

高溫涂層具有較高的輻射發(fā)射率，可以提高高能量輻射的光譜分布，具有和多種物質(zhì)強(qiáng)烈吸收紅外光譜相匹配的輻射分布，從而增加輻射容量利用效能。輻射涂料由固體輻射材料組合而成，高溫輻射紅外線波有著強(qiáng)烈的穿透能力，可以在同一時間穿過加熱的對象，以使該對象內(nèi)外部均勻受熱，熱工作介質(zhì)的熱量聚集迅速。紅外線波能夠穿透燃料本身，從而使燃料吸收體紅外線能越級到下一個層級，釋放能量來加速燃料燃燒，燃料完全燃燒從而達(dá)到節(jié)能改造的功效。

此外，在爐壁敷一層涂料，涂覆的表面溫度急劇上升，然而自己本身的熱吸收僅是耐火磚的十分之一，輻射返回大部分熱量可以使?fàn)t溫升高50攝氏度到100攝氏度。與此同時，輻射涂層的作用可促進(jìn)熱空氣循環(huán)，冷空氣倒轉(zhuǎn)，延長煙氣的駐留時間，并產(chǎn)生再一次介質(zhì)燃燒，從而減少了廢氣溫度，從而減少了熱損失，提高了熱效率。

2.2 提高爐體密封性

依據(jù)常減壓加熱爐加熱技術(shù)的特點(diǎn)，爐內(nèi)全封閉加熱是提高加熱爐操作熱效率的絕好方法。通過對常減壓加熱爐構(gòu)造三維立體完全封閉的加熱空間，以減少爐內(nèi)泄漏的空氣，特別是輻射室漏氣。熱爐體內(nèi)往往會出現(xiàn)對流室彎肘部空間、防爆門、防火門關(guān)閉不密實，并有漏入空氣不參與燃燒，不僅會產(chǎn)生變形，也會增加爐內(nèi)氣流煙霧氧含量，同時加熱爐的熱效率降低；還會引起加熱爐和爐組件加速氧化，增加二氧化硫到三氧化硫的轉(zhuǎn)化率，從而提高了低溫露點(diǎn)腐蝕。

2.3 余熱回收系統(tǒng)改造

考慮到原來的空氣預(yù)熱器的熱負(fù)載小，效率低，決定翻新所有部件，使用復(fù)合材料（熱管）空氣預(yù)熱器，75%-100%范圍內(nèi)的熱負(fù)載可以調(diào)節(jié)，排氣溫度調(diào)整范圍125-155℃之間。

通過對流室的最高煙氣溫度可達(dá)到370℃，這是因為熱管型常規(guī)的空氣預(yù)熱器的操作溫度上限是360℃，熱管失效和爆管在這個溫度上很容易就可以發(fā)生。因此，空氣預(yù)熱器被設(shè)計成一個分湍流空氣預(yù)熱器和熱管相結(jié)合的集成結(jié)構(gòu)。

3 熱效率提高措施

3.1 改善加熱爐燃料性質(zhì)

因為石油、天然氣、低壓瓦斯等氣體的硫氣體含量高，燃燒狀態(tài)非常不好，而且往往會發(fā)生油燃燒時的煙氣冷凝和黑煙的現(xiàn)象，容易造成爐管的污染。低壓氣體壓力是難以控制的，局面火焰燃燒也是不理想，從而導(dǎo)致煙道氣題一氧化碳的含量高，安排生產(chǎn)操作困難，對常減壓加熱爐的出口溫度和煙氣中的氧含量控制較難。與此同時，因為二氧化硫在煙氣中的含量是非常高的，在空氣預(yù)熱器的熱管露點(diǎn)被嚴(yán)重腐蝕，這限制了廢氣溫度的提高，降低了加熱爐熱效率。所以，通過停止燃燒燃料，和恢復(fù)三頂瓦斯回收脫硫系統(tǒng)的使用改造，低壓氣體和瓦斯全部放入器具催化脫硫，加熱爐只針對高壓燃料氣體，氣體脫硫后燃燒減少溫室氣體排放的硫含量，提高了燃料特性，改進(jìn)了工藝控制和加熱爐熱效率。

3.2 改造空預(yù)器熱管

為了確保加熱爐的高效率和長期安全運(yùn)行，垂直熱管空氣預(yù)熱器的立式管置換為傾斜10°的傾斜管，以增加紊流和增加的熱傳遞效果。為了防止露點(diǎn)氣體腐蝕，以確保低溫?zé)峁芸諝忸A(yù)熱裝置長時間安全操作，可采用的措施有：（1）通過烘烤處理加熱煙道氣管外表面，提高氣體露點(diǎn)的耐腐蝕性；（2）通過特殊的涂層，將氣體劃分，以防止腐蝕露點(diǎn)；（3）用清水沖洗煙氣一側(cè)，定期對水換熱元件進(jìn)行清洗；（4）絕緣的內(nèi)襯以及裝有不銹鋼襯里的內(nèi)表面加裝保護(hù)層，以防止絕緣用水沖洗時被損壞。

3.3 采用復(fù)合襯里

爐腔熱輻射的襯里被改變?yōu)橐粋€復(fù)合襯里，澆注料更改為致密陶瓷纖維較為容易，更換損壞的外壁保溫層，過熱的地方也要更換為120mm的陶瓷纖維層。緊湊型陶瓷纖維爐襯具有重量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，但也有緊密度差，抗壓強(qiáng)度不大等缺點(diǎn)。保溫釘支撐框架一旦被腐蝕，就會造成大面積里襯倒塌，影響正常安全生產(chǎn)。鑄造80毫米輕質(zhì)澆注料襯里材料具有高密度、透氣差、承壓良好等特點(diǎn)。

4 結(jié)語

常減壓加熱爐通過改善加熱爐材料性質(zhì)、改造空氣預(yù)熱器熱管、采用復(fù)合里襯方法提高常減壓設(shè)備熱效率，通過高溫輻射涂料的應(yīng)用、提高爐體密封性、余熱回收系統(tǒng)改造等方法降低了常減壓加熱爐能耗，提高了加熱爐熱效率，達(dá)到了節(jié)能改造的目標(biāo)。

[1]王亞君.常減壓加熱爐節(jié)能改進(jìn)措施[J].節(jié)能，2011，10：72-75.

[2]修振東.常減壓裝置加熱爐熱效率優(yōu)化分析及綜合治理[J].煉油技術(shù)與工程，2014，09：35-38.

[3]嵇鳴.提高煉油企業(yè)常減壓裝置加熱爐熱效率的有效途經(jīng)[J].淮陰師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，02：153-156.

鐔國強(qiáng)（1972-），男，遼寧鞍山人助理工程師專科主要從事石油煉制工作