分析炼油工艺炉热效率的提升措施

王晓博 李庆明

摘要：我国国民经济的快速发展，使得人民群众对石油资源的需求量越来越大。有效提升炼油工艺炉的热效率，能够增强炼油效果，生产出优质石油产品，满足市场需求，进一步推动石油工业的发展。本文针对炼油工艺炉热效率的提升措施进行了分析。

关键词：炼油工艺;炉热;效率;提升措施

1炼油工艺加热炉概述

加热炉是常见工业生产设备，更是石油炼制企业常用装置。其中管式加热炉最为常见，鉴于气体、液体烃类物质在炉内加热流动易发生爆炸，连续运转生产方式，且加工原料多是有害物质，对此加热炉不仅危险姓高，同时对技术操心人员专业水平要求高。工艺加热炉主要由通风系统、辐射室、燃烧器等装置组成。炉膛又称辐射室，以辐射形式传热，承担系统3/4的炉热负荷。其余炉热负荷由对流室承担，其以对流形式传热，工艺热效应随着对流室吸热量比重的增加而提高。

2 炼油工艺与加热炉运行

2.1 炼油工艺概述

石油属于一种成分比较复杂的烃类和非烃类的混合化合物，石油中含有多种多样的碳氢化合物，其分子质量从几十甚至到数千不等。各类的化合物所具有的沸点普遍都很高，可以从常温划分到接近 600℃的高温，都具有不同的馏分，而且化合物中，存在较多的碳原子的稠环化合物。石油在实际提炼工艺中，经过多种不同的工艺流程，根据不同的馏程实施馏分切割，并进行深入的加工处理，产出各样的种类众多的石油商品。

2.2 炼油中的加热炉运行

在工业生产中加热炉是较为重要的设备之一。在石油炼制企业中，管式加热炉是使用最为广泛的一种工艺加热炉。其具有如下特点：被加热的物质只能够在加热炉管道内部流动，所以仅能对气体或是液体进行加热，并且这些气体或是液体，一般都是易燃易爆的烃类物质，换言之，这种加热炉的危险系数较高，操作条件也相对比较苛刻，加热炉的加热热方式为直接受火式，只能使用气体或液体燃料运转，连续作业不间断。

3 炼油工艺炉热效率的提升措施

3.1 根据工艺炉的类型配置适宜的燃烧器，有效提高效率

燃烧器作为工艺炉的重要组成部分，其结构的不同以及工艺炉内的布置形式都直接关系到炼油工艺炉内的温度分布，燃烧器的多种不同的配置方式也会随着工艺炉类型不同而变化，因此需要根据工艺炉的类型选择合适的燃烧器，建议一般优先选择的燃烧器既是多级燃料又需要是多级空气型的，才能有效降低工艺炉内的局部温度，从而降低能耗损失。同时，燃烧器的放热效果也会受到燃烧器喷嘴的影响，喷嘴结构的不同以及喷射方式的不同都会影响到燃料雾化放热，因此需要根据燃烧器选择适当的喷嘴。随着市场炼油工艺炉应用的越来越多，各家公司也相应研发不同类型的加热炉，其最大的不同就是选择不同的燃烧器，有效提高工艺炉的热效率。显而易见，为了能够提高加热炉的热效率，根据加热炉的类型选择合适的燃烧器非常重要。

3.2 有效降低排烟造成的热效损失

工艺炉燃料燃烧会伴随着尾气的排放，排烟过程会造成加热炉热效率的损失，一般情况下，排烟造成的热效损失占加热炉总热效率的10%左右，由此可见，排烟损失作为加热炉热效损失的重要一部分，需要通过采取一定的措施来降低排烟造成的热效损失，减少能源损耗，提高热效的输出效率。详细的降低排烟热效损失的方式如下几种：

3.2.1通过温差来吸收排烟热量

加热过程中，伴随着烟气的排放，介质被加热的时候，烟气排放之前通过有效的措施使被加热的介质能够最大化的吸收烟气中的热量，最大限度降低排烟引起的热量损失。而这种措施可以通过在烟气离开的部位设置被加热介质的入口，让较低温度的介质与排烟的温度产生巨大温差，这样排烟的热量将会自动被加热介质吸收，从而减少排烟的热量损失。例如导热油炉和管式加热炉都有这种通过温差来吸收烟气热量的效果。

3.2.2通过增加预热器来降低排烟热量损失

空气预热器主要是通过降低排烟热量损失，使热量充分利用，以达到减少热量损失的目的。通过在烟气出口位置设置空气预热器，有效降低排烟温度，增加加热炉被加热介质的温度，从而较少热量的损失浪费。再利用此方式的降低热量损失的过程中，还需要考虑由于排烟温度的降低引起的烟气出现露点的腐蚀问题，为降低腐蚀问题带来的影响，需要通过对排烟设备底部增加保温和内部增加防腐蚀等措施来避免此问题，这关系到排烟设备的使用寿命。

3.3 定期进行清灰

由于炼油厂的环境限制，加热炉内经常会积攒灰尘，长期便会影响加热炉的传热效率。针对此情况，需要进行定期清灰。目前，主要有以下几种吹灰器：①声波吹灰器，其工作原理是将一定量空气输送到对流室与烟道内，此时会产生一定的气压，而后将压缩空气的气压施加到弹性金属膜片上，使其产生自激振和谐振，从而产生声能，最终达到清理积灰的目的。②激波清灰器，通过激波对空气进行急剧压缩，增大空气的气压、温度和密度，由于这种剧烈的压力脉动，使积灰因冲击而破碎。而且积灰中的折射波还会与入射波相互作用，造成积灰与设备壁相互分离，从而达到彻底清灰的目的。③一种新型的清灰技术，叫做空穴射流清灰技术。该技术原理如下：首先将清洗装置装入管路之中，装置上的金属叶片会产生高频震荡。而后该区域的水流会变成急速旋转的涡流。连续移动的低压将水流进行压缩直至水流崩裂，强力的微射流聚集成冲击波，通过粉碎炉内的沉积物达到清灰的效果。除了使用專业的清灰设备进行清灰外，还要严格规定吹灰的频率，来保证加热炉的正常运转。

3.4 对加热炉增加喷涂高温辐射涂层，减少热量损失

加热炉辐射式在热量的传热过程中，很大程度上会出现热量的损失，通过在内壁上喷涂高温红外辐射涂料，不仅能够有效减低炉壁的热量损失，而且能够增加载体的辐射能量以及辐射的传热效应，同时一定程度上还能起到隔热保湿的作用。在减低散热损失的同时，达到节能减排的目的。

4结语

现阶段，我国政府已将节能环保列入新时期主要议事日程，炼油企业应积极响应国家号召，多方面着手不断提高加热炉热效率，在降低能耗的同时，提高企业的经济效益。

参考文献：

[1]张勇.提高炼油工艺炉热效率的措施[J].化工设计通讯，2017，（7）：123.

[2]金容旭. 炼油工艺节能环保的实现路径研究[J]. 化工管理，2017，（12）：106.

（作者单位：沈阳石蜡化工有限公司）

作者简介：姓名：王晓博（1978.10.25—），性别：男 ;籍贯：浙江省绍兴市;民族：汉族;学历：大学专科;职称：助理工程师;职务：操作工;研究方向：化学工程与工艺。