加热炉第二章讲义.ppt

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1、2007年11月中国石化加热炉检测评定中心长岭中心站岳阳长岭设备研究所有限公司管式炉的燃料消耗在化工装置能耗中占60％-80％。因此，提高管式炉的热效率，减少燃料消耗，对降低装置能耗具有十分重要的意义。热效率是衡量管式炉先进性的一个重要指标。效率与燃料的关系，如图2-12图2-1效率与燃料的关系3它关系着石油化工装置能耗的高低。上个世纪七十年代以前，管式炉的热效率仅60％-75％。那个年代的末期，一场世界性的能源危机促使各种节能措施纷纷上马，从那时以来，管式炉的热效率一再得到提高，现在大中型管式炉的热效率一般都在85％-93％之间，特别是裂解炉，由于重视能

2、量综合利用的整体设计，其热效率已达到94％-95％。小炉群则联合采用余热回收系统以提高热效率。常用的节能途径及措施管式加热炉的热负荷大小，随装置换热流程的不同而改变，在处理能力不变的情况下，减少管式加热炉的热负荷，可减少其加热炉的燃料用量。通过改进工艺流程，提高入炉物料温度等措施，可使管式加热炉的热负荷得到减少，从而达到节约能源的目的。2.1优化装置的换热系统4对流室的工艺流程变化加氢装置的反应炉，由于炉管材质昂贵，又要减少压降等原因，常常采用纯辐射的单排管双面辐射炉型，排烟温度可高达800℃。该装置一般还有重沸炉或分馏炉，其介质入炉温度不高，通常采用对流

3、-辐射炉型。它们之间应该采取联合回收余热的方案：一种是让分馏炉的被加热介质先进反应炉对流室，再进分馏炉的对流室；另一种是将反应炉的热烟气引入分馏炉的对流室入口处，分馏炉的对流室变成两炉共用。这样两炉的排烟温度都会大大降低，提高了总的热效率，减少了燃料消耗。2.2联合回收余热5重整装置扩建时，常常将预处理部分的炉子进料先引入新建的重整炉对流室，再回到原来的炉子。这样既解决了新建重整炉的热效率问题，又使原来的预处理炉子不用改造就能满足装置扩能而要求炉子增加热负荷的需要。联合烟道：对于小炉群，例如芳烃装置预处理部分的管式炉，就单个炉子而言，由于其热负荷不大，单独

4、上一套余热回收系统并不经济，但将这些小炉子的烟气集中起来上一套余热回收系统则是合理的。还有把烟气集中回收，通过高烟囱统一排放。62.3.1减小末端温差减小对流室出口温度与被加热介质入对流室温度之差。这项措施涉及到一次投资和运转费用的权衡问题，应该由详细的技术经济比较来决定。末端温差大，一次投资少，但管式炉热效率低，运转费用高；末端温差小，一次投资大，热效率高，运转费用低。72.3降低排烟温度采用空气预热器由烟气直接预热空气的优点在于它自成体系，不受工艺流程的约束。在管式炉其他参数不变的情况下，空气预热温度与热效率提高值的关系见图2-2。从图中可以看出，空气

5、温度每提高20℃，炉子热效率提高约一个百分点。随着空气温度的提高，燃烧产物中的NOX增加，如果没有适当的措施来降低NOX，则对环保是不利的。另外，空气温度过高，还可能引起燃油喷头结焦或燃烧器结构变形、烧坏等问题，除非改变燃烧器结构和材质，一般空气预热温度不宜超过300℃。2.3.2用各种空气预热器预热空气89图2—2空气温度与热效率的关系102.3.2.1热管空气预热器热管空气预热器中的热管一般由管壳和内部工作液体(工质)组成。钢制、密闭管壳内抽成真空,工质是经特殊处理的液体,如图2-3所示。但是，碳钢-水热管在使用过程中不凝气的积聚是常见的问题之一。因此

6、，长期制约了热管有效使用寿命的提高。11图2-3热管原理图岳阳长岭设备研究所研发的低温除氢技术很好地解决了这个难题。该技术在2004年第13届国际热管年会上，得到国内外专家的高度评价，并于2006年获得了国家发明专利。采用该技术生产的热管有以下特点：①除氢反应温度大幅降低，在常温下就能很好的进行除氢反应，这样彻底解决了钢—水热管在不同使用温度下不凝气体的消除问题，保证了钢-水热管的长周期高效运行。1213②用该技术生产的长效钢-水热管，在试验室条件下，使用寿命较普通热管提高两倍以上，其性能已基本达到铜材的效果，但成本较铜材大幅降低。③工业应用节能效果明显，

7、在相同热管数量下，热风平均温度提高20℃以上。14④对不凝气的消除效果非常明显。从已在工业上应用的情况看，新生产的热管使用一年，无一支热管因产生不凝气而性能下降；普通热管使用半年后，热管冷端顶部温度有66%的下降，温度平均降幅为63℃，而长效钢-水热管只有6%略有下降。目前，该技术已在长岭分公司、岳化烯烃厂、鹰山石化、扬子石化、西安石化、武汉石化等单位得到应用，受到用户的一致好评。当热管换热器在低温烟气中使用时，热管会遇到低温露点腐蚀是其在使用中常见的又一个主要问题。解决露点腐蚀问题我们可以从以下几方面做工作：①根据烟气的露点温度合理确定排烟温度。一般而言

8、，排烟温度应高于露点温度20-40℃。另外，在冬、夏季节环境温度相