試述提高煉油工藝爐熱效率的技術(shù)措施

陸偉

摘要：在石油工業(yè)生產(chǎn)中，工藝爐的使用多以管式加熱爐為主，因加熱物質(zhì)的過程主要是加熱管內(nèi)的氣體與液體，這不僅極易引爆烴類物質(zhì)，而且具有較高的危險(xiǎn)性，尤其是在操作條件較差環(huán)境下，以連續(xù)性直接受火方式進(jìn)行加熱，更會(huì)產(chǎn)生較大的能源消耗，為此，亟需對其實(shí)施優(yōu)化與改造技術(shù)措施，由此全面提升工藝爐熱效率。

關(guān)鍵詞：煉油;工藝爐;熱效率;技術(shù)

引言

煉油工藝爐是煉油廠加工原油的關(guān)鍵設(shè)備，每年需消耗大量的燃料氣量，不僅浪費(fèi)資源同時(shí)損害經(jīng)濟(jì)利益。需通過節(jié)能改造減少煉油能耗、成本的同時(shí)，進(jìn)一步提升工藝爐熱效率，降低排煙溫度，使?fàn)t子熱效率達(dá)到工業(yè)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

1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)，對此加熱爐不僅危險(xiǎn)姓高，同時(shí)對技術(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)荷由對流室承擔(dān)，其以對流形式傳熱，工藝熱效應(yīng)隨著對流室吸熱量比重的增加而提高。強(qiáng)化工藝爐熱效應(yīng)，可從對流室的釘頭管、翹片管改善入手。燃燒器具有產(chǎn)熱功能;余熱回收系統(tǒng)方面，主要回收煙氣余熱;通風(fēng)系統(tǒng)主要對燃燒器導(dǎo)入空氣、導(dǎo)出煙氣。基于加熱爐用途角度分類，工藝加熱爐分為氣液混相流體、液體、氣體加熱爐幾類?；谕庑尾町惙诸悾譃榉叫?、立式、箱式工藝加熱爐等。

2煉油工藝爐熱效率技術(shù)應(yīng)用時(shí)的問題

2.1排煙溫度增高的問題

在石油煉油生產(chǎn)期間，排煙溫度過高會(huì)對爐熱效率產(chǎn)生不同程度的影響，而且還會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。然而在煉油企業(yè)中卻對安全生產(chǎn)管理工作有所忽略，不能良好的對煉油工藝其加熱爐內(nèi)的氧氣含量進(jìn)行合理控制。依據(jù)我國所構(gòu)建的煉油加熱爐中氧氣含量規(guī)定，如煉油加熱爐當(dāng)中的氧氣含量大于整體氣體含量標(biāo)準(zhǔn)的4%時(shí)，便會(huì)對煉油加熱爐的效率產(chǎn)生不同程度的影響。

2.2加熱爐溫度波動(dòng)會(huì)加快硫?qū)ζ餍档母g性

新時(shí)代背景下，煉油時(shí)所用的燃料是全新的燃料氣體，然而這類燃料氣體，在燃燒完之后，很可能會(huì)產(chǎn)生很多硫化物質(zhì)。然而，在煉油生產(chǎn)的時(shí)候，企業(yè)為了可以節(jié)省一些生產(chǎn)工序，會(huì)不同程度的縮減成本，針對硫化物的處理工作做得并不理想。長期如此，硫化物質(zhì)在設(shè)備中的占比會(huì)不斷增大，在此情況下，會(huì)很大程度的超過規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。對于加熱爐內(nèi)的溫度穩(wěn)定會(huì)產(chǎn)生不同程度的直接性影響，同時(shí)也會(huì)對煉油加熱爐產(chǎn)生不同程度的腐蝕，使加熱爐的使用期限受到不同程度的損壞。

2.3煉油的設(shè)備比較陳舊

用于煉油的設(shè)備如果比較陳舊，會(huì)在煉油的時(shí)候形成很多問題，這會(huì)對現(xiàn)時(shí)代下的煉油工藝形成阻礙性影響。并且，在對陳舊煉油設(shè)備進(jìn)行維修時(shí)，也會(huì)耗用大量的資金，由此對于經(jīng)濟(jì)效益的提升會(huì)形成不同程度的影響。所以在對煉油設(shè)備實(shí)施相應(yīng)的優(yōu)化和創(chuàng)新時(shí)，會(huì)讓企業(yè)投入較大的成本，在此情況下，煉油企業(yè)均都不能接受。煉油所用的加熱爐并沒有回收的系統(tǒng)裝置，所以回收再利用的成效并不突出，不能確保設(shè)備的充分合理利用，這樣會(huì)不同程度的延長生產(chǎn)周期。

3提高煉油工藝爐熱效率的措施

3.1擇優(yōu)燃燒器

煉油工藝爐的爐型不同、腔內(nèi)部布置差異，直接影響煙氣溫度、燃燒器配置等。對此需圍繞降低工藝爐局部燃燒溫度的原則，選擇多級(jí)燃料型、多級(jí)空氣型等類型的燃燒器。噴嘴需圍繞燃料霧化理想性選擇，如LGH型、Y型等燃燒器，燃燒調(diào)節(jié)比大，無論是加熱爐類型或是燃料油類型適用性廣泛，蒸汽損耗量明顯降低。合理選擇調(diào)風(fēng)器，如平流調(diào)風(fēng)器、軸流式彎曲葉片穩(wěn)焰器等，直接改善了燃燒穩(wěn)定程度，從而整體提升工藝爐熱效率。加熱爐熱負(fù)荷、換熱流程間存在一定聯(lián)系，改善換熱流程，減小加熱爐熱負(fù)荷，可降低燃料耗損與裝置能耗，最終達(dá)到低成本節(jié)能運(yùn)作。

3.2減少排煙損失

排煙損失會(huì)造成不同程度的工藝爐熱效率損失。可通過循環(huán)回收加熱介質(zhì)煙氣方式，減小排煙末端溫差與熱量排放損失，繼而強(qiáng)化工藝爐熱效率?；蚴窃谠袑?dǎo)熱油爐、工藝加熱爐設(shè)備的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)介質(zhì)入口、煙氣排口間的持平位置，提高煙氣、介質(zhì)間的溫差，為煙氣改善介質(zhì)溫度奠定良好基礎(chǔ)。根據(jù)熱效率發(fā)平衡表達(dá)式，加熱爐熱效應(yīng)與排煙損失占總供熱比值、不完全燃燒占總供熱比值、散熱損失占總供熱比值間有一定的關(guān)系，對此采取降低排煙溫度、減少排煙損失、減少排煙溫度與介質(zhì)入口溫差、將加熱的鍋爐給水等低溫介質(zhì)引入對流室末端、減少過剩空氣系數(shù)、減少不完全燃燒與熱散損失、采用空氣預(yù)熱器、采用煙氣余熱鍋爐制造蒸汽等措施是非常有必要的，繼而提升加熱爐熱效應(yīng)。

3.3高溫輻射涂層

在工藝爐爐膛內(nèi)噴涂抹高溫輻射涂層，可顯著提升防腐保溫隔熱、輻射傳熱效果，以及隔熱保濕作用，繼而改善其熱效應(yīng)。其中HK-81涂料、陶瓷纖維等高溫輻射涂料最為常用。爐殼外墻溫度顯著降低，不僅工藝爐熱效應(yīng)與加工安全程度顯著提升，同時(shí)也達(dá)到了能源消耗降低的目的。

3.4清除於垢

燃料不完全燃燒后，炭粒與灰分等煙塵會(huì)附著在爐管、空氣預(yù)熱器上，熱阻增加傳熱效果隨之下降。積灰越多排煙溫度越高，熱效率直接降低。工藝爐吹灰頻次（一般為每24h）、吹灰裝置必須明確規(guī)定，且裝置必須處于正常運(yùn)行狀態(tài)。其中聲波、激波等吹灰器最為常用，前者借助彈性金屬膜片的振動(dòng)，將內(nèi)流室、煙道內(nèi)的空氣轉(zhuǎn)換為聲波能源，達(dá)到清灰目的。但聲波、激波等吹灰器的安全程度不高，對此應(yīng)用范疇相對局限。是科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了清灰技術(shù)發(fā)展的步伐?？昭ㄉ淞髑寤壹夹g(shù)是指在管路內(nèi)安裝清洗裝置，借助金屬葉片的高頻振動(dòng)，形成急速渦流低壓區(qū)，水流壓縮、崩裂繼而產(chǎn)生微射流與沖擊波，粉碎并清理爐內(nèi)沉積物，達(dá)到清除於垢目的，最終改善傳熱效果。

結(jié)語

總體來說，石油資源對于我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展具有非常重要的作用和意義，并且也推動(dòng)了城市的不斷發(fā)展。優(yōu)化煉油工藝可以有效改善對石油原料的有效利用，由此促進(jìn)石油業(yè)的不斷進(jìn)步。并且還可以有效的管控好石油開采成本的投入。

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