试述提高炼油工艺炉热效率的技术措施

陆伟

摘要：在石油工业生产中，工艺炉的使用多以管式加热炉为主，因加热物质的过程主要是加热管内的气体与液体，这不仅极易引爆烃类物质，而且具有较高的危险性，尤其是在操作条件较差环境下，以连续性直接受火方式进行加热，更会产生较大的能源消耗，为此，亟需对其实施优化与改造技术措施，由此全面提升工艺炉热效率。

关键词：炼油;工艺炉;热效率;技术

引言

炼油工艺炉是炼油厂加工原油的关键设备，每年需消耗大量的燃料气量，不仅浪费资源同时损害经济利益。需通过节能改造减少炼油能耗、成本的同时，进一步提升工艺炉热效率，降低排烟温度，使炉子热效率达到工业节能标准。

1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，承担系統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。强化工艺炉热效应，可从对流室的钉头管、翘片管改善入手。燃烧器具有产热功能;余热回收系统方面，主要回收烟气余热;通风系统主要对燃烧器导入空气、导出烟气。基于加热炉用途角度分类，工艺加热炉分为气液混相流体、液体、气体加热炉几类。基于外形差异分类，分为方型、立式、箱式工艺加热炉等。

2炼油工艺炉热效率技术应用时的问题

2.1排烟温度增高的问题

在石油炼油生产期间，排烟温度过高会对炉热效率产生不同程度的影响，而且还会产生较严重的浪费现象。然而在炼油企业中却对安全生产管理工作有所忽略，不能良好的对炼油工艺其加热炉内的氧气含量进行合理控制。依据我国所构建的炼油加热炉中氧气含量规定，如炼油加热炉当中的氧气含量大于整体气体含量标准的4%时，便会对炼油加热炉的效率产生不同程度的影响。

2.2加热炉温度波动会加快硫对器械的腐蚀性

新时代背景下，炼油时所用的燃料是全新的燃料气体，然而这类燃料气体，在燃烧完之后，很可能会产生很多硫化物质。然而，在炼油生产的时候，企业为了可以节省一些生产工序，会不同程度的缩减成本，针对硫化物的处理工作做得并不理想。长期如此，硫化物质在设备中的占比会不断增大，在此情况下，会很大程度的超过规范标准。对于加热炉内的温度稳定会产生不同程度的直接性影响，同时也会对炼油加热炉产生不同程度的腐蚀，使加热炉的使用期限受到不同程度的损坏。

2.3炼油的设备比较陈旧

用于炼油的设备如果比较陈旧，会在炼油的时候形成很多问题，这会对现时代下的炼油工艺形成阻碍性影响。并且，在对陈旧炼油设备进行维修时，也会耗用大量的资金，由此对于经济效益的提升会形成不同程度的影响。所以在对炼油设备实施相应的优化和创新时，会让企业投入较大的成本，在此情况下，炼油企业均都不能接受。炼油所用的加热炉并没有回收的系统装置，所以回收再利用的成效并不突出，不能确保设备的充分合理利用，这样会不同程度的延长生产周期。

3提高炼油工艺炉热效率的措施

3.1择优燃烧器

炼油工艺炉的炉型不同、腔内部布置差异，直接影响烟气温度、燃烧器配置等。对此需围绕降低工艺炉局部燃烧温度的原则，选择多级燃料型、多级空气型等类型的燃烧器。喷嘴需围绕燃料雾化理想性选择，如LGH型、Y型等燃烧器，燃烧调节比大，无论是加热炉类型或是燃料油类型适用性广泛，蒸汽损耗量明显降低。合理选择调风器，如平流调风器、轴流式弯曲叶片稳焰器等，直接改善了燃烧稳定程度，从而整体提升工艺炉热效率。加热炉热负荷、换热流程间存在一定联系，改善换热流程，减小加热炉热负荷，可降低燃料耗损与装置能耗，最终达到低成本节能运作。

3.2减少排烟损失

排烟损失会造成不同程度的工艺炉热效率损失。可通过循环回收加热介质烟气方式，减小排烟末端温差与热量排放损失，继而强化工艺炉热效率。或是在原有导热油炉、工艺加热炉设备的基础上，调节介质入口、烟气排口间的持平位置，提高烟气、介质间的温差，为烟气改善介质温度奠定良好基础。根据热效率发平衡表达式，加热炉热效应与排烟损失占总供热比值、不完全燃烧占总供热比值、散热损失占总供热比值间有一定的关系，对此采取降低排烟温度、减少排烟损失、减少排烟温度与介质入口温差、将加热的锅炉给水等低温介质引入对流室末端、减少过剩空气系数、减少不完全燃烧与热散损失、采用空气预热器、采用烟气余热锅炉制造蒸汽等措施是非常有必要的，继而提升加热炉热效应。

3.3高温辐射涂层

在工艺炉炉膛内喷涂抹高温辐射涂层，可显著提升防腐保温隔热、辐射传热效果，以及隔热保湿作用，继而改善其热效应。其中HK-81涂料、陶瓷纤维等高温辐射涂料最为常用。炉壳外墙温度显著降低，不仅工艺炉热效应与加工安全程度显著提升，同时也达到了能源消耗降低的目的。

3.4清除於垢

燃料不完全燃烧后，炭粒与灰分等烟尘会附着在炉管、空气预热器上，热阻增加传热效果随之下降。积灰越多排烟温度越高，热效率直接降低。工艺炉吹灰频次（一般为每24h）、吹灰装置必须明确规定，且装置必须处于正常运行状态。其中声波、激波等吹灰器最为常用，前者借助弹性金属膜片的振动，将内流室、烟道内的空气转换为声波能源，达到清灰目的。但声波、激波等吹灰器的安全程度不高，对此应用范畴相对局限。是科学技术的进步，推动了清灰技术发展的步伐。空穴射流清灰技术是指在管路内安装清洗装置，借助金属叶片的高频振动，形成急速涡流低压区，水流压缩、崩裂继而产生微射流与冲击波，粉碎并清理炉内沉积物，达到清除於垢目的，最终改善传热效果。

结语

总体来说，石油资源对于我国经济的不断发展具有非常重要的作用和意义，并且也推动了城市的不断发展。优化炼油工艺可以有效改善对石油原料的有效利用，由此促进石油业的不断进步。并且还可以有效的管控好石油开采成本的投入。

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