浅谈如何提高加热炉热效率的方法及措施

吴慧群

摘 要：加热炉运行过程中的热损失，主要是散热的损失。有效能的损失主要在燃烧传热的不可逆过程中。因此，加热炉热效率的提高重点应放在燃烧和辐射段的散热损失上。

关键词：加热炉;热效率;提高;方法;措施

加热炉是石油化工行业最常用的设备之一，也是消耗能量最多的装置。在实际操作中，加热炉通过燃烧的燃料获得热量，又通过加热炉本身将热量释放出去，也称输出热量。不论哪一种形式都包含热效率的使用，由于热效率与加热炉本身、燃料、燃烧程度等有很大的关系，因此要想提高热效率必须从多个方面入手。

一、加热炉存在的问题

加热炉运行过程中的热损失，主要是散热的损失。有效能的损失主要在燃烧传热的不可逆过程中。因此，加热炉热效率的提高重点应放在燃烧和辐射段的散热损失上。

目前，有的单位加热炉由于设备陈旧，衬里老化、脱落，钢板腐蚀穿孔等各种原因，导致加热炉散热损失增大，局部过热超温，引起热效率下降，热效率一般达不到原设计值或工作要求，不但严重影响了设备的安全运行，还影响了单位的工作，直接影响企业的经济效益。

二、如何提高加热炉热效率方法及措施

提高加热炉热效率最重要的措施是减少加热炉的一切热损失。

影响加热炉热效率的因素很多，如：燃料烧嘴、结构设计、制作是否合理、炉子产量、燃料种类、燃料燃烧情况、燃料和空气的预热情况、废气的排除温度和数量、炉子的冷却条件进而散热状况等诸多因素。所以，要提高加热炉的热效率，可以采取如下措施：

1、尽量减少烟气带走的物理并将此热量充分回收利用。

（1）一是在保证产量和加热质量的前提下尽可能降低出炉烟气的温度;二是被烧坏的蓄热能力差的蓄热小球要及时更换，保证其正常的蓄热能力。三是天然气烧嘴结构设计、制作与炉窑要配套。

（2）要保证足够的空气，使燃气得以充分燃烧。一是员工必须要根据燃气发热值的不同正确调整天然气烧嘴空燃比，以减少化学和机械不完全燃烧所造成的热损失;二是尽量减小空气过剩系数，避免过剩空气吸收大量的热量和产生多余的气体带走热量。三是控制好炉膛压力，防止产生负压而将冷风吸入炉内。四是减少炉膛内各项热损失。采用新型高效节能型筑炉材料，改善炉衬的绝热能力，可以减少炉墙蓄热，并减少通过炉墙向外散失热量造成的热损失。

（3）尽可能强化向工件的传热过程，缩短加热时间，减少待温时间，提高炉子的生产率。一是在加热过程加大燃气的燃烧强度，快速加热。提高入炉工件的温度可以使燃耗指标降低。二是减少炉子表面的辐射散热。炉皮表面要喷涂防止热量辐射散失的专用耐火涂料。三是利用外置式蓄热箱的加热炉必须在箱体表面敷一层绝热材料，减少箱体的热辐射。

2、燃气加热炉的系统优化调整

加热炉运行优化系统是一套对锅炉系统性能进行多目标全面优化的系统，可解决的问题有：热效率、气耗、减温水量与排烟温度的改进，控制过热器与再热器超温和受热面的减低。选择优化系统对加热炉运行进行多目标优化，也可针对企业自身的需求选择着重优化对象。

（1）工作原理的优化。优化系统能够通过有选择的数据快速采集，同时通过人工神经网络模型计算出对锅炉效率影响较大的数据，提供给员工进行相应的跟踪分析和调整，从而达到优化加热炉燃烧的目的。优化系统能将加热炉的性能优化指标，量化为具体参数进行优化控制。该系统能够通过建立加热炉系统运行参数间的关系和系统的特性，进行全面优化。

（2）工作依据的优化。原有的常用机组性能监测软件依据常规测点，优化系统在引进相关常规测点的同时引入了关键的中间过程参数光谱在线测温仪，并将其布置在加热炉辐射区和对流区的分界区域。炉膛出口烟温通过在线实时监测获得。该参数的引入使锅炉运行优化系统在控制对流受热面管壁温度和减温水投放、氮氧化物排放等方面起到了良好的效果。

（3）采用加热炉连续供热，间歇调节并辅之以质调节的运行方式。

因为加热炉的频繁起火，炉膛温度骤冷骤热，不仅会降低运行效率和热效率质量而且也影响加热炉的使用寿命。经实测结果显示，加热炉运行两小时之内热效率很低，即起火半小时测得锅炉热效率仅为33%，一小时为55%，两小时之后才能稳定到70%以上。所以采用连续工作、间歇调节并辅之以质调节的运行方式，调整炉排速度、风量等，避免了频繁起火引起的热损失，使锅炉能较长时间保持高温状态并满负荷高效率运行，同时也延长了加热炉的使用寿命。？

（4）采用微机控制，实现加热炉燃烧过程控制的自动化。

为适应加热炉负荷变化，加热炉工作过程要不断变化，因而加热炉炉膛内燃烧过程也要变化。为减少因操作不当而对燃烧的影响，对锅炉燃烧过程采用微机控制。当负荷变化后，应自动改变燃气的供给量，同时调节风量，以保证蒸汽压力稳定。微机控制燃烧自动化过程一般是以蒸汽压力为调节参数，根据蒸汽压力变化调节送风和引风量，从而能进一步提高锅炉的热效率。利用微机控制不但能提高加热炉的热效率，而且对加热炉安全运行及改善员工的劳动条件及劳动强度也都带来好处。

3、加强水处理，促进热能的有效转换。

加热炉经过一定时期的运行，加热炉内部将出现水中沉淀物，即结垢现象，这是无法避免的。据统计，加热炉结垢1mm厚度，就要增加燃料消耗3%，而且加热炉结垢后对加热炉安全运行也极为不利。

大中型加热炉水处理中还常常采用真空除氧，真空除氧比大气式热力除氧可省大量燃料，而且又能减少排烟损失，提高加热炉效率，所以是大中型加热炉有效的水处理方式。

4、加强加热炉及系统的维护，防止和减少热损失。

加热炉运行时，由于维护不当，对热效率影响也很大。为提高加热炉系统热效率，减少热损失，在运行时应着重注意以下几个问题：

一是加强维护保养，防止和减少热量损失。由于加热炉及供热系统温度比环境温度高的多，使加热炉本体及供热系统向周围放热而产生损失在所難免。为了减少热损失必须加强维护，对锅炉本体及管道要做好保温层，减少热损失尤为重要。热力管网及阀门等漏水也是热损失一个不可忽视的环节，热力管路的绝热保护必须妥善处理。对使用热水管道集汽罐排气时，尽量使用自动排汽阀或密闭关锁阀门，避免用胡乱开阀门放热水。另外经常检查供热系统中阀门、接头及散热气，随时消除漏水现象。

二是加强管理，提高节能意识。加强管理包括技术管理及成本管理两方面。在技术管理方面，应根据具体情况尽可能设置完善的管理系统。如燃烧中应该有取样装置，各种计量装置及仪表，设置水质化验室，以适应燃气的工业分析。在成本管理方面，燃料管理是十分重要的工作。蒸汽和热水是加热炉房的产品，产量要有计划，分析要有计量。加热炉设备维修管理也是十分重要的，停炉时要有检查制度，并派专人维修。

三、结束语

总之，提高加热炉的热效率的方法不能只从一个方面进行，而应当根据加热炉运转的实际情况综合各种方式改进，同时还要加强相关管理，在未来发展中，要从生产实际出发，提高加热炉热效率。在生产工作中要根据实际的情况找出加热炉可行的解决方案，确保加热炉可以保持在高效率的状态运行，确保加热炉运行的安全性和经济性。

参考文献

[1]周世刚;油田地面集输系统常用加热炉适应性分析[J];油气储运;2014年第33期

[2]梁光川;黄兴;王勇;文雯;燃气加热炉热效率计算方法的改进及应用[J];油气储运;2016年第35期.

[3]杨新荣;锅炉运行的优化调整[J];电力设备;2014年第4期.