节能技术讲座（下）【中国石化集团公司节能技术中心+郭文豪】+

《节能技术讲座（下）【中国石化集团公司节能技术中心+郭文豪】+》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、热机、热泵的位置热机的位置：不能跨越窄点，应放于窄点之上，或窄点之下；热泵的位置：应跨越窄点但由于热泵能提高的温度不是很高，只有对前图中的温度提高不大的情况下才能适应。4．6加热炉在过程组合中的适宜布局（1）加热炉烟气温焓模型传统的过程设计中，加热炉的设计仅仅是为了满足工艺负荷的要求，在有剩余烟气余热的情况下用于空气预热和锅炉给水预热等。加炉炉的传热一般分为辐射和对流两段。辐射段温度驱动力不是设计需考虑的主要因素。而在对流段由于烟气温度要低得多，所以炉管传热面积可按烟气和工艺物流间的温差驱动力来确定。加热炉的温焓曲线可

2、简化为一条直线，烟气可以恒定热容流率（质量流率与比热容的乘积）表示，使之从理论火焰温度冷却至大气温度T0。虽然实际上达不到理论火焰温度且烟气热容是温度的函数，但为了说明问题方便，仍可以此温度作为烟气温度温焓线的参考起始点，并可以得到较为正确的结果，因为在对流段的较低温度区间内，烟气的热容随温度的变化很小。将烟气温焓线和过程总综合曲线画在一起，就可以确定最小燃料耗量。这是在工艺过程设计和加热炉设计之前就可以获得目标燃料耗量的方法，即不需知道炉管根数、管径及其出入炉温度和其它参数。（2）传统的空气预热方法习惯上总是认为增加

3、空气预热可以提高加热炉效率和降低燃料耗量。如下图所示可以看出其影响。图中不带烟气预热的烟气温焓线以虚线表示，而空气对燃料比率保持不变的带空气预热的烟气线以实线表示，显然空气预热后理论火焰温度上升，其结果是烟气线的斜率变陡了，导致烟气从烟囱排弃的热损失降低，降低的燃料耗量热值相当于助燃空气所获得的热量。如右图所示：工艺过程所需的最低供热量为Qhmin，当窄点温差为50℃时是1300kW，窄点温度为400℃（烟气窄点温度为425℃，工艺冷流窄点温度为375℃）。如不用空气预热则理论火焰温度为1500℃。如尾端烟气在热流窄点

4、温度下离开加热炉时，所需燃料为：燃料=Qhmin+(烟气窄点温度－T0)*烟气热容流率＝1790kW然而，425℃的烟气是足以用来预热空气的，设最小允许离开烟囱的烟气温度为200℃，则最高空气预热温度是270℃。这时新的理论火焰温度为1725℃，并可计算出新的燃料耗量：燃料＝Ｑhmin+(200-T0)*烟气热容流率=1480kW所以助燃空气预热可节省燃料17%。以上是有传统方法设计的优化结果，烟气流率和烟囱排弃温度已经是最低了，似乎没有改进的余地了。（3）用窄点技术考虑的空气预热如果把工艺过程和加热炉作为一个整体来考

5、虑，预热空气就意味着引入了一股以前没有考虑的冷物流，根据窄点金法则，引入冷物流只有当其温度低于窄点时才是有效的，因为它增加了低于窄点部分的冷物流热量从而有助于降低冷公用工程（如冷却水）。同时窄点金法则也告诉我们：最大的空气预热温度应该等于冷流的窄点温度。如果空气和燃料的预热需要QR的热量，则工艺过程所消耗的冷公用工程量也下降QR，但更重要的是燃料耗量也按下式降低了（即燃料量等于烟气放热量减去空气和燃料的预热量）。燃料=Qhmin+(TPH-T0)*Cp烟气-（TPC-T0）*（Cp空气+Cp燃料）由于Cp烟气=Cp空气

6、+Cp燃料燃料=Qhmin+（TPH-TPC）*Cp烟气也即燃料=Qhmin+窄点温差*Cp烟气(1)如果燃料不预热或没有预热到窄点温度，则上式做如下修改：燃料=Qhmin+窄点温差*Cp烟气+Cp燃料*（TPC–T燃料）(1a)TPH------热物流窄点温度TPC------冷物流窄点温度T燃料------燃料温度以上述公式为前提的结果令人吃惊，因为当窄点温差为0且燃料又完全预热的话，可以得到燃料量等于最小热公用工程Qhmin，即可以得到100%的加热炉效率。即使窄点温差在合理的范围内，且假定燃料不预热，也可以算出

7、很高的加热炉效率。用公式（1a）可以计算得出这时的燃料是1379kW，而用传统优化方法所得到的燃料是1480kW，其差别主要在于加热炉和过程是否组合在一起考虑。传统的方法中，空气预热温度只能加热到270℃，而冷流窄点温度却是375℃。通过上图中总综合曲线可以清楚看出：低于窄点温度处尚有多余的工艺过程热量可利用，就可把空气预热到375℃，燃料耗量降到1379kW,进一步降低了6%的燃料消耗。这时燃料耗量才真正降到最低值了。应注意的是：加热炉效率是不可能等于100%的，之所以出现前面的结果是因为：空气预热的一部分热量是由工

8、艺过程物流提供的。4．7易污垢换热的网络设计法对待污垢的传统设计方法很简单，就是增大易导致结垢换热器的传热面积。而发展的窄点技术中，则推荐相反的方法，减少易导致结垢换热器的传热面积，而增大其下游的不易结垢的传热面积。某换热网络见下图：物流3在温度超过125℃以后就易结垢，结垢趋势是典型的渐近线型，即在6个月后（装置操作周期为12个