煉油裝置加熱爐節(jié)能途徑與制約因素

秦景民 陳紅宇 王玉輝 谷華慶

摘 要：隨著現(xiàn)在能源和環(huán)境問題日益突出，節(jié)能減排，保護(hù)地球的呼聲越來越高，大家就如何提高能源的利用率進(jìn)行了很多有意義的嘗試，在這其中就有對煉油裝置中加熱爐的嘗試。在煉油時(shí)，加熱爐會消耗大量的包括電能在內(nèi)的不可再生能源。所以解決煉油裝置加熱爐的能耗問題，提高其資源利用率就是一個(gè)值得開發(fā)的問題，同時(shí)這也是響應(yīng)了國家節(jié)能減排的號召。本文研討了加熱爐節(jié)能的方法和影響因素，針對如何節(jié)能，表述了自己的想法，想為煉油裝置加熱爐的節(jié)能發(fā)展提供一個(gè)方向。

關(guān)鍵詞：煉油裝置加熱爐；耗能；節(jié)能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.006

石油的煉制需要物理升華和化學(xué)提取兩種方法相輔相成，但是要想實(shí)現(xiàn)這些，就需要較高的熱量條件才能實(shí)現(xiàn)。 煉油裝置中的加熱爐的就是起到給他們供熱的作用[1]。其加熱效率將直接影響煉油工作的效率，而且還影響油品的質(zhì)量。 所以 ，加熱爐的節(jié)能是要考慮的一個(gè)重要問題，下面本文就做簡單的介紹。

1 加熱爐節(jié)能的必要性

加熱爐作為煉油廠的能耗黑洞。一般來說，煉油廠超過四成的能源都被加熱爐所消耗，雖然煉油廠用于不同生產(chǎn)流程的加熱爐類型不同，但是其都有一個(gè)共同點(diǎn)就是耗能， 在極個(gè)別的加工流程中，有一多半的能量都用來給加熱爐加熱用了，可見其耗能的嚴(yán)重。但是煉油的過程中其加工裝置需要保持一個(gè)基本的環(huán)境溫度，否則就無法進(jìn)行煉油工作，所以不管是哪個(gè)煉油設(shè)施，加熱爐都是十分重要的，其節(jié)能也是必須的。

2 加熱爐節(jié)能的主要途徑

2.1 優(yōu)化換熱流程

加熱爐的熱量負(fù)荷并不是一成不變的，它是隨著加工流程的改變而不斷調(diào)整變換的，因此需要在加工的過程中頻繁進(jìn)行換熱工作。如果換熱流程能節(jié)能，那將取得非常好的節(jié)能效果。優(yōu)化換熱流程的可行性是很高的，不僅能減少燃料的消耗，還可以使其負(fù)荷減輕，延長爐體的壽命[2]。這樣就能極大的減少燃料消耗，降低生產(chǎn)成本，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 充分回收余熱

煉油的過程中熱交換頻繁并且負(fù)載巨大。加熱爐在工作時(shí)有時(shí)需加熱，有時(shí)需散熱，溫度的急速變換不僅耗能嚴(yán)重并且也折損其使用壽命。所以，盡管我們要追求效率，但是充分利用這些余熱也可以極大的節(jié)約能源，減少資源的浪費(fèi)。就像我們可以把空氣冷卻器散出的熱空氣進(jìn)行回收，輸送給加熱爐，讓其用作燃燒空氣，就可減少加熱空氣的過程，也就能降低能源使用成本。

2.3 提高加熱效率

提高加熱效率可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行：第一降低排煙溫度。煉油裝置加熱爐的熱量會隨著排煙流失很大一部分。加熱爐的煙氣剛排除時(shí)，溫度很高，其中包含的熱能也是非常巨大的，但其沒有經(jīng)過任何回收處理就直接排放流失其實(shí)是很可惜的。一個(gè)高效的加熱爐燃料產(chǎn)生的熱量的使用效率為三成左右，而如果當(dāng)加熱爐的燃料使用效率比較低時(shí)，其能量使用效率就只有10%了，超過90%的能量都隨煙氣流失了，可見其浪費(fèi)的嚴(yán)重。而要降低排煙溫度，可將需加熱的水放到對流室中，通過煙氣余熱鍋爐降低過?？諝庀禂?shù)，達(dá)到加熱的目的。現(xiàn)實(shí)中，加熱爐中的空氣燃燒不可能達(dá)到完美狀態(tài)，但是我們可以備出一部分過?？諝馔ㄈ氲郊訜釥t中，使加熱爐中的燃料燃燒的更加充分，而通入的那一部分空氣就可以稱為過?？諝鈁3]。第二，減少不完全燃燒。加熱爐中的燃料不完全燃燒是因?yàn)槿紵^程不可能達(dá)到理想狀態(tài)，受客觀條件的影響，燃料很難與空氣完全接觸，所以有些燃燒流程就會有燃燒不完全的現(xiàn)象。不完全燃燒對于煉油廠來說是一件讓人很頭痛的事，這種情況就相當(dāng)于變相的浪費(fèi)燃料，改善工藝可以有效降低這個(gè)問題。高品質(zhì)的燃燒爐也可以達(dá)到減緩不完全燃燒的目的。第三減少散熱。加熱爐暴露空氣中，熱量交換是不可避免的，但是我們可以對其進(jìn)行加裝保溫材料，達(dá)到減少熱交換的目的。加熱爐中燃燒所產(chǎn)生的熱量首先會加熱爐內(nèi)壁，之后熱量就會傳到爐的外壁，進(jìn)而消散到空氣中，導(dǎo)致熱量流失。但新生產(chǎn)的加熱爐這種現(xiàn)象得到有效地控制，熱量流失不太嚴(yán)重，所以可以放心使用，但是舊的加熱爐就需要注意保養(yǎng)和維護(hù)了。

3 制約加熱爐節(jié)能的主要因素

3.1 降低排煙溫度

降低排煙溫度理論上可行，但實(shí)際上面臨的技術(shù)難關(guān)眾多，需要解決的成本問題異常突出。排煙溫度高，降溫還算容易，當(dāng)排煙溫度低時(shí)，則難度激增。并且煙氣露點(diǎn)溫度也制約著熱效率的提高，所以想要達(dá)標(biāo)是非常困難的。

3.2 降低爐外壁溫度

降低爐外壁溫度的制約條件主要是隔熱材料的成本問題。像比較好的隔熱材料，其成本一般就很高，如果對加熱爐強(qiáng)加隔熱，很可能是省下來的燃料費(fèi)還不如購買隔熱材料的費(fèi)用高，與降低成本完全是背道而馳[4]。

3.3 環(huán)境保護(hù)的制約

空氣預(yù)熱是提高加熱爐效率最常見的方式之一，但當(dāng)溫度升高時(shí)，氮氧化物的濃度也會升高，如果不進(jìn)行處理就排放，容易造成空氣污染，不符合現(xiàn)在的環(huán)保政策。

4 總結(jié)與展望

對加熱爐所用的燃料進(jìn)行凈化不僅可以提高加熱效率，還可以提高煉油廠成品油的品質(zhì)，這是因?yàn)槿剂现械碾s質(zhì)能在加熱時(shí)影響煉油工程的質(zhì)量，并且還會污染空氣不利于環(huán)境保護(hù)工作的展開，所以對燃料的凈化要重視起來。同時(shí)我們也相信余熱回收可以通過開發(fā)新工藝來解決。畢竟這種工藝的已經(jīng)在試驗(yàn)當(dāng)中了，一旦該工藝取得突破性的進(jìn)展，煉油裝置的加熱爐節(jié)能問題將不再會對煉油企業(yè)產(chǎn)生困擾。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘巖，葛玉龍，晉西潤，王寧，左甜，馬方義.高酸海洋原油煉油裝置加熱爐節(jié)能優(yōu)化分析[J].石油石化節(jié)能，2017，7（07）：32-35+9.

[2]陳鈺，嚴(yán)沖，馬賽，王大泉.煉油裝置加熱爐節(jié)能途徑與制約因素[J].化工管理，2016，13（13）：165.

[3]萬士良，任雪粉.煉油裝置加熱爐節(jié)能存在的問題及解決措施[J].甘肅科技，2010，26（14）：30-31.

[4]李文輝.煉油裝置加熱爐節(jié)能途徑與制約因素[J].中外能源，2009，14（10）：85-91.

作者簡介：秦景民（1972-），男，山東廣饒人，本科，工程師，研究方向：煉油設(shè)備。