关于API 560中定义的加热炉热效率讨论.pdf

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1、第52卷第1期2015年2月I匕工役■与管遵PROCESSEQUⅡ’MENT&PIPINGVbl_52No．1Feb．2015关于API560中定义的加热炉热效率讨论史方军，黄佳平，郭慧波(中国寰球工程公司，北京100叭2)摘要：通过对API560中加热炉热效率(包括：净热效率、燃料效率、总热效率)的定义进行辨析，指出不同热效率概念的区别和联系，并通过定量计算反映出基准温度、燃烧空气入炉温度、过剩空气量、燃料组成等因素对热效率值的影响，提出提高加热炉热效率的有效措施。对加热炉热效率实时监测方法进行阐述，提出监测值扩展到净热效率和燃料效率，以便更全面地反映加热炉能量利用程度。关键词：

2、加热炉；API560；热效率；净热效率；燃料效率；总热效率中图分类号：TQ054；TH12l文献标识码：A文章编号：1009．3281(2015)01．0028．006加热炉的热效率表示加热炉系统中参与热交换过程的热能利用程度。在API560—2007“FiredHeatersforGeneralRefineryServic’’‘11及SH／T3036—2012《一般炼油装置用火焰加热炉》(对应API560)【2】中，净热效率定义为总吸收热量除以燃料的低位发热量与空气、燃料、雾化剂的显热之和；燃料效率定义为总吸收热量除以燃料燃烧的低位发热量；总热效率定义为总吸收热量除以燃料燃烧的高

3、位发热量与空气、燃料、雾化剂的显热之和。在SH／T3045—2003《石油化工管式炉热效率设计计算》【3】中热效率的定义与净热效率的定义相同。而在GB／T2588—2000《设备热效率计算通则》【41中规定燃料带人热量为燃料应用基低(位)发热量和燃料由基准温度加热到体系人口温度的显热，并规定供给能量中还应包括外界供给体系的电和功。由此可见，此定义对于加热炉系统中无鼓风机、引风机或其他附属能耗设备的加热炉，其热效率等同于上述净热效率；但对于有鼓风机、引风机的加热炉，则需要把风机消耗的电能计算在供给热量内，此时热效率值与上述净热效率则不同。有专业书籍【51称按《设备热效率计算通则》定义

4、的热效率为综合热效率。由于加热炉系统中电和功能耗设备的不确定性，在此对综合热效率不做具体计算。在工程项目中，加热炉的燃料消耗量是影响装置能耗指标的一个重要因素。项目初期，工艺确定加热炉的有效热负荷后，可通过预期的燃料效率估算出燃料的消耗量。只有在完成加热炉设计后，才能计算出实际的燃料消耗量及炉子的热效率。加热炉热效率值有正平衡和反平衡两种计算方法。正平衡法是以吸热量除以总供热量，但是由于项目初期燃料消耗量未知，正平衡计算难度较大，因此大多采用反平衡法，即总供给热量与总热损失之差除以总供给热量。在sH／T3036—2012附录G中给出了净热效率、燃料效率和总热效率的计算公式如下：净热

5、效率：e=坠±差享三≥篙半×·。。％(·)燃料效率：。，：坠二竺￡竺g兰生)二坠二盟。100％(2)总热效率：吒=鱼÷筹{是≮篙掣×-。。％c3，式中矗。——燃料低位发热量，kJ／l(g2Jlz。——燃料高位发热量，kJ／l(g；酗。——空气带人显热修正值，l(J／1(g；劬广—燃料带人显热修正值，k脉g：△而。——雾化剂带入显热修正值，kJ／l(g；．1zr_一散热损失，kJ／l(g；．1z；一排烟损失，kJ／1(g。通过上述公式可以看出，诸多因素会影响到加热炉的热效率值。收稿日期：2014．07—09作者简介：史方军(1975一)，男，山东阳信人，硕士，高级工程师。现从事炼油、

6、化工工业炉设计。2015年2月史方军，等．关于API560中定义的加热炉热效率讨论1各种因素对热效率值的影响1．1基准温度对热效率值的影响任何热平衡计算都需要首先确定基准温度，热效率计算也不例外。燃烧空气、燃料、雾化剂的显热修正值(Sensibleheatcorrection)与基准温度有关。在API560和SH／T3045—2003中规定的基准温度为15℃，在GB／T2587—2009《热设备能量平衡通则》中规定“以环境温度为基准或采用其它基准温度”‘61。以一种气体燃料为例，说明基准温度对热效率的影响，燃料组成如表1所示。表1气体燃料1组成1hhIe1C【)111ponenI‘

7、)fgasnlcl11ncⅢ行伴_【l!竹数．””川舒件E：廿数，”．，‘i

8、忆：(1II。236JE忆i．(’、lI_二()7乙Ei．(’、ll，，】356’“’LH?31二1乙烯(、I{：839‘jL‘LO：0sn【J、J烷olI。4oL化城CO：3l内ft(’jl_I。(147硫f∥-jH，S()()【)1J乜：(、，lh二．”q、II、OIl74卜懦(i㈠O0l瓤’LN：1】3n假设燃料及燃烧空气入炉温度为15℃，排烟温度为140℃，散热损失为3％。过剩空气系