提高煉油工藝爐熱效率的措施分析

王永帥

【摘要】在石油煉制過程中，加熱爐是最為重要的設(shè)備之一，幾乎參與了各類工藝過程。管式加熱爐對(duì)相關(guān)的操作條件要求十分苛刻，在使用時(shí)需要特殊注意，與此同時(shí)，要通過相應(yīng)的技術(shù)措施，在保障安全的情況下，提高煉油工藝爐的熱效率。本文主要是探討相關(guān)措施來提升工藝爐的熱效率。

【關(guān)鍵詞】石油煉制??工藝爐??類型配置??熱效率

作為裂解和轉(zhuǎn)化反應(yīng)的關(guān)鍵設(shè)備，加熱爐關(guān)系著石油煉制的質(zhì)量、效率、能耗和操作周期。而管式加熱爐以其優(yōu)越的性能成為目前應(yīng)用最為廣泛的工藝加熱爐。工藝加熱爐主要有以下幾部分組成：輻射室、對(duì)流室、燃燒器、余熱回收系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)。按照工藝加熱爐的結(jié)構(gòu)外形進(jìn)行分類：如立式圓筒爐、螺旋管式圓筒爐、底燒立管箱式爐、底燒水平管箱式爐、形管對(duì)燒箱式爐等。隨著煉油廠應(yīng)用的越來越普遍，作為煉油廠最主要的能耗設(shè)備工藝加熱爐應(yīng)用的越來越多，然而所帶來的能耗問題越來越嚴(yán)重，急需要相應(yīng)的措施來提高其工藝爐的熱效率。因此，可以考慮從以下幾個(gè)方面的技術(shù)措施來有效提高效率，從根本上降低能耗，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

一、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。

二、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：

（一）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。

（二）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。

（三）定期進(jìn)行清灰，維護(hù)設(shè)備保證傳熱效果

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。一是聲波吹灰器，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。二是激波清灰器，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。三是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)。

（四）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。

綜上所述，隨著國家不斷提倡節(jié)能減耗，本著節(jié)約的目的，我們煉油廠工藝爐必須采取一定的措施來解決能耗過多問題，為企業(yè)降低能耗成本，提高煉油工藝的熱效率，通過煉油廠大量的實(shí)踐論證表明，這種有效的措施對(duì)企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的，也是非常巨大的。因此在以后的煉油工藝過程中，需要在目前已有的基礎(chǔ)上，挖掘出更多有效的節(jié)能減耗措施，通過不斷的技術(shù)投入來研究新型的輔助設(shè)備來提高熱效率，最終保證工藝爐設(shè)備處于一個(gè)最佳的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)各企業(yè)之間所研究改善的措施以及設(shè)備都需要共享，共同來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗，避免能耗損失浪費(fèi)，這對(duì)于推動(dòng)整個(gè)煉油行業(yè)的發(fā)展具有非常重大的意義。

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