提高管式加热炉的热效率

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1、中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）题目：提高管式加热炉的热效率学习中心：河北奥鹏学习中心年级专业：1403化学工程与工艺学生姓名：学号：指导教师：职称：技师导师单位：中国石化石家庄炼化中国石油大学（华东）远程与继续教育学院论文完成时间：2016年06月11日中国石油大学（华东）现代远程教育摘要近年来，随着石油化工工业的迅速发展，管式加热炉技术越来越受到人们的重视。管式加热炉的燃料消耗在炼油装置总能耗中占相当大的比例，少则20%～30%，多则80%～90%。所以，提高管式加热炉的热效率，可大量节约燃料用量，

2、对减少能源消耗是非常必要的，也是十分有效的。关键词：管式加热炉，热效率，能耗目录第1章前言1第2章影响加热炉热效率的因素及其提高的措施22.1影响加热炉的热效率的因素22.2提高加热炉热效率的措施22.2.1降低排烟温度，减少排烟热损失22.2.2降低排烟温度的措施2（1）减少排烟末端温差2（2）应用空气预热器3（3）去灰除垢保证高效的炉热效率52.2.3降低过剩空气系数52.2.4减少不完全燃烧62.2.5减少散热损失7第3章低温露点腐蚀的安全预防措施83.1低温露点腐蚀机理83.2壁温与腐蚀速度的关系93.3防止和

3、减少低温露点腐蚀的措施113.3.1避开烟气露点腐蚀温度113.3.2采用耐蚀金属材料113.3.3采用热管外敷设非金属材料技术123.3.4提高空气进预热器的温度123.3.5预热器增加除灰设施123.3.6低氧燃烧12第4章结论12参考文献：13致谢15第1章14第1章前言热效率是衡量加热炉设计和运行管理先进性的一个重要指标。它关系着石油化工装置乃至全厂能耗的高低。因此，加热炉的设计和运行管理部门都必须十分关注其热效率，以避免浪费能源，影响经济效益；同时，也不能盲目追求过高的热效率，使得一次投资过高或尾部换热面低温

4、露点腐蚀和粘灰堵塞，影响长周期安全运转。所以，本文主要分析分析了影响管式加热炉热效率的因素,主要包括过剩空气系数、排烟温度等。提出了提高管式加热炉热效率的措施,包括提高空气进入炉膛的温度、控制过剩空气系数、减少不完全燃烧损失和散热损失、降低排烟温度等,进而提高100万吨/年加氢加氢装置加热炉热效率。其中降低排烟温度被认为是最有效的方法。但是排烟温度的降低极易引发露点腐蚀问题,对此作了详细阐述,并提出了解决方法。14第1章影响加热炉热效率的因素及其提高的措施2.1影响加热炉的热效率的因素影响加热炉的热效率因素很多，主要归

5、纳起来有以下几个因素：（1）炉子排烟温度越高，热效率越低。（2）过剩空气系数越大，热效率越低。（3）化学不完全燃烧损失越大，即排烟中的CO和H2越多，热效率越低。（4）机械不完全燃烧损失越大，即排烟中的未烧尽碳粒子含量越多，热效率越低。（5）炉壁散热损失越大，热效率越低。2.2提高加热炉热效率的措施2.2.1降低排烟温度，减少排烟热损失减少排烟热损失可以提高热效率，排烟损失在管式加热炉的热损失中占有较大的比例。当炉子热效率（如90％）较高时，排烟损失占总损失的70％～80％；当加热炉热效率（如70％）较低时，排烟损失占

6、总损失的90％以上。2.2.2降低排烟温度的措施（1）减少排烟末端温差减少排烟末端温差即减少排烟温度与被加热介质进入对流室温度的差值。在装置中有需要加热的低温介质时可采用这种冷进料节能的方法，把炉子的对流室作为换热器和换热器流程一起优化考虑。100万吨/年加氢装置F1101对流室走过热蒸汽吸收热量，供给分馏塔使用，降低了排气温度，达到了减少排烟末端温差。如图3-1所示：14图2-1（2）应用空气预热器运用空气预热器将烟气直接预热空气的优势在于它不受工艺流程的约束，在管式加热炉其它参数不变的前提下，预热温度与热效率的关系

7、是空气温度每提高20℃，炉热效率约提高一个百分点。需要注意的是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降低NOX，则对环保不利。同时，空气温度过高，还可能引起燃料油喷头结焦或燃烧器过大的变形等问题，需进一步改进燃烧器结构和提高材质，通常空气预热器后空气温度不宜超过300℃。目前100万吨/年加氢装置F1101余热回收流程如图3-2所示，利用烟气余热加热空气，降低了烟气温度，同时也达到了节能的目的。2009年大检修期间F1101余热回收系统管箱在原有基础上增加热管120根，排烟温度如果由160℃降低

8、到120-135℃，加热炉瓦斯节省200-300Nm3/h。每年节约瓦斯约168万-252万Nm3。前后节能效果如表一所示：14图2-2表2-1：余热回收增加热管前后运行数据对比进料量T/h炉膛温度℃排烟温度℃空气入炉温度℃瓦斯量Nm3/h单耗Nm3瓦斯/T原料改造前122680-710165-170178-185480-5403