分析煉油工藝爐熱效率的提升措施

王曉博 李慶明

摘要：我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得人民群眾對(duì)石油資源的需求量越來越大。有效提升煉油工藝爐的熱效率，能夠增強(qiáng)煉油效果，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)石油產(chǎn)品，滿足市場(chǎng)需求，進(jìn)一步推動(dòng)石油工業(yè)的發(fā)展。本文針對(duì)煉油工藝爐熱效率的提升措施進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：煉油工藝;爐熱;效率;提升措施

1煉油工藝加熱爐概述

加熱爐是常見工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，更是石油煉制企業(yè)常用裝置。其中管式加熱爐最為常見，鑒于氣體、液體烴類物質(zhì)在爐內(nèi)加熱流動(dòng)易發(fā)生爆炸，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)方式，且加工原料多是有害物質(zhì)，對(duì)此加熱爐不僅危險(xiǎn)姓高，同時(shí)對(duì)技術(shù)操心人員專業(yè)水平要求高。工藝加熱爐主要由通風(fēng)系統(tǒng)、輻射室、燃燒器等裝置組成。爐膛又稱輻射室，以輻射形式傳熱，承擔(dān)系統(tǒng)3/4的爐熱負(fù)荷。其余爐熱負(fù)荷由對(duì)流室承擔(dān)，其以對(duì)流形式傳熱，工藝熱效應(yīng)隨著對(duì)流室吸熱量比重的增加而提高。

2 煉油工藝與加熱爐運(yùn)行

2.1 煉油工藝概述

石油屬于一種成分比較復(fù)雜的烴類和非烴類的混合化合物，石油中含有多種多樣的碳?xì)浠衔?，其分子質(zhì)量從幾十甚至到數(shù)千不等。各類的化合物所具有的沸點(diǎn)普遍都很高，可以從常溫劃分到接近 600℃的高溫，都具有不同的餾分，而且化合物中，存在較多的碳原子的稠環(huán)化合物。石油在實(shí)際提煉工藝中，經(jīng)過多種不同的工藝流程，根據(jù)不同的餾程實(shí)施餾分切割，并進(jìn)行深入的加工處理，產(chǎn)出各樣的種類眾多的石油商品。

2.2 煉油中的加熱爐運(yùn)行

在工業(yè)生產(chǎn)中加熱爐是較為重要的設(shè)備之一。在石油煉制企業(yè)中，管式加熱爐是使用最為廣泛的一種工藝加熱爐。其具有如下特點(diǎn)：被加熱的物質(zhì)只能夠在加熱爐管道內(nèi)部流動(dòng)，所以僅能對(duì)氣體或是液體進(jìn)行加熱，并且這些氣體或是液體，一般都是易燃易爆的烴類物質(zhì)，換言之，這種加熱爐的危險(xiǎn)系數(shù)較高，操作條件也相對(duì)比較苛刻，加熱爐的加熱熱方式為直接受火式，只能使用氣體或液體燃料運(yùn)轉(zhuǎn)，連續(xù)作業(yè)不間斷。

3 煉油工藝爐熱效率的提升措施

3.1 根據(jù)工藝爐的類型配置適宜的燃燒器，有效提高效率

燃燒器作為工藝爐的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)的不同以及工藝爐內(nèi)的布置形式都直接關(guān)系到煉油工藝爐內(nèi)的溫度分布，燃燒器的多種不同的配置方式也會(huì)隨著工藝爐類型不同而變化，因此需要根據(jù)工藝爐的類型選擇合適的燃燒器，建議一般優(yōu)先選擇的燃燒器既是多級(jí)燃料又需要是多級(jí)空氣型的，才能有效降低工藝爐內(nèi)的局部溫度，從而降低能耗損失。同時(shí)，燃燒器的放熱效果也會(huì)受到燃燒器噴嘴的影響，噴嘴結(jié)構(gòu)的不同以及噴射方式的不同都會(huì)影響到燃料霧化放熱，因此需要根據(jù)燃燒器選擇適當(dāng)?shù)膰娮?。隨著市場(chǎng)煉油工藝爐應(yīng)用的越來越多，各家公司也相應(yīng)研發(fā)不同類型的加熱爐，其最大的不同就是選擇不同的燃燒器，有效提高工藝爐的熱效率。顯而易見，為了能夠提高加熱爐的熱效率，根據(jù)加熱爐的類型選擇合適的燃燒器非常重要。

3.2 有效降低排煙造成的熱效損失

工藝爐燃料燃燒會(huì)伴隨著尾氣的排放，排煙過程會(huì)造成加熱爐熱效率的損失，一般情況下，排煙造成的熱效損失占加熱爐總熱效率的10%左右，由此可見，排煙損失作為加熱爐熱效損失的重要一部分，需要通過采取一定的措施來降低排煙造成的熱效損失，減少能源損耗，提高熱效的輸出效率。詳細(xì)的降低排煙熱效損失的方式如下幾種：

3.2.1通過溫差來吸收排煙熱量

加熱過程中，伴隨著煙氣的排放，介質(zhì)被加熱的時(shí)候，煙氣排放之前通過有效的措施使被加熱的介質(zhì)能夠最大化的吸收煙氣中的熱量，最大限度降低排煙引起的熱量損失。而這種措施可以通過在煙氣離開的部位設(shè)置被加熱介質(zhì)的入口，讓較低溫度的介質(zhì)與排煙的溫度產(chǎn)生巨大溫差，這樣排煙的熱量將會(huì)自動(dòng)被加熱介質(zhì)吸收，從而減少排煙的熱量損失。例如導(dǎo)熱油爐和管式加熱爐都有這種通過溫差來吸收煙氣熱量的效果。

3.2.2通過增加預(yù)熱器來降低排煙熱量損失

空氣預(yù)熱器主要是通過降低排煙熱量損失，使熱量充分利用，以達(dá)到減少熱量損失的目的。通過在煙氣出口位置設(shè)置空氣預(yù)熱器，有效降低排煙溫度，增加加熱爐被加熱介質(zhì)的溫度，從而較少熱量的損失浪費(fèi)。再利用此方式的降低熱量損失的過程中，還需要考慮由于排煙溫度的降低引起的煙氣出現(xiàn)露點(diǎn)的腐蝕問題，為降低腐蝕問題帶來的影響，需要通過對(duì)排煙設(shè)備底部增加保溫和內(nèi)部增加防腐蝕等措施來避免此問題，這關(guān)系到排煙設(shè)備的使用壽命。

3.3 定期進(jìn)行清灰

由于煉油廠的環(huán)境限制，加熱爐內(nèi)經(jīng)常會(huì)積攢灰塵，長(zhǎng)期便會(huì)影響加熱爐的傳熱效率。針對(duì)此情況，需要進(jìn)行定期清灰。目前，主要有以下幾種吹灰器：①聲波吹灰器，其工作原理是將一定量空氣輸送到對(duì)流室與煙道內(nèi)，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的氣壓，而后將壓縮空氣的氣壓施加到彈性金屬膜片上，使其產(chǎn)生自激振和諧振，從而產(chǎn)生聲能，最終達(dá)到清理積灰的目的。②激波清灰器，通過激波對(duì)空氣進(jìn)行急劇壓縮，增大空氣的氣壓、溫度和密度，由于這種劇烈的壓力脈動(dòng)，使積灰因沖擊而破碎。而且積灰中的折射波還會(huì)與入射波相互作用，造成積灰與設(shè)備壁相互分離，從而達(dá)到徹底清灰的目的。③一種新型的清灰技術(shù)，叫做空穴射流清灰技術(shù)。該技術(shù)原理如下：首先將清洗裝置裝入管路之中，裝置上的金屬葉片會(huì)產(chǎn)生高頻震蕩。而后該區(qū)域的水流會(huì)變成急速旋轉(zhuǎn)的渦流。連續(xù)移動(dòng)的低壓將水流進(jìn)行壓縮直至水流崩裂，強(qiáng)力的微射流聚集成沖擊波，通過粉碎爐內(nèi)的沉積物達(dá)到清灰的效果。除了使用專業(yè)的清灰設(shè)備進(jìn)行清灰外，還要嚴(yán)格規(guī)定吹灰的頻率，來保證加熱爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.4 對(duì)加熱爐增加噴涂高溫輻射涂層，減少熱量損失

加熱爐輻射式在熱量的傳熱過程中，很大程度上會(huì)出現(xiàn)熱量的損失，通過在內(nèi)壁上噴涂高溫紅外輻射涂料，不僅能夠有效減低爐壁的熱量損失，而且能夠增加載體的輻射能量以及輻射的傳熱效應(yīng)，同時(shí)一定程度上還能起到隔熱保濕的作用。在減低散熱損失的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

4結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，我國(guó)政府已將節(jié)能環(huán)保列入新時(shí)期主要議事日程，煉油企業(yè)應(yīng)積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，多方面著手不斷提高加熱爐熱效率，在降低能耗的同時(shí)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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[2]金容旭. 煉油工藝節(jié)能環(huán)保的實(shí)現(xiàn)路徑研究[J]. 化工管理，2017，（12）：106.

（作者單位：沈陽(yáng)石蠟化工有限公司）

作者簡(jiǎn)介：姓名：王曉博（1978.10.25—），性別：男 ;籍貫：浙江省紹興市;民族：漢族;學(xué)歷：大學(xué)?？?職稱：助理工程師;職務(wù)：操作工;研究方向：化學(xué)工程與工藝。