炼油加热炉提高热效率节能技术探讨

炼油加热炉提高热效率节能技术探讨

肖懿心

肖懿心

中石油克拉玛依石化有限责任公司新疆克拉玛依834000

摘要：加热炉的热效率高低，决定了整个加热系统的能耗程度。而能耗问题，是炼油企业最关注的核心问题。提高加热炉的热效率，不仅是降低企业成本的直接有效方法，更是对生态环境有着重要意义。本文结合炼油企业中的常用加热装置，对影响热效率的技术因素进行分析，进而提出相关的节能建议。

关键词：炼油厂；加热炉；热效率；节能

前言

炼油加热炉是给石油炼制过程中物理、化学两种过程提供热量的设备，炼油加热炉的供热量对炼油后续程序分馏塔的产品收率有直接的巨大影响，继而影响炼油的最终产品产率，而炼油加热炉在整个炼油过程中又是消耗热量的最大设备，它在炼油综合能耗中占到22-24%,因此对于提高炼油加热炉热效率的节能技术变得尤为重要。

一、炼油加热炉提高热效率节能在运行中存在的问题

1、炼油加热炉排烟温度过高

我国很多炼油企业由于炼油加热炉排烟温度过高，而限制了炼油加热炉提高热效率的节能技术。这些炼油企业只重视炼油加热炉的安全运行而忽略了对炼油加热炉的氧气含量控制，导致炼油加热炉烟气的氧含量偏高，使其氧含量超过了国家规定的规范标准5.0%。这样不但降低了炼油加热炉的热效率，不利于炼油加热炉的节能，还增加了经济成本，对炼油企业和国家都有一定的损失。

2、燃料气里的硫对加热炉腐蚀，温度波动产生的胺液堵塞火嘴

虽然炼油燃料已经脱离减四线等燃料油，而改用新型的燃料气，但是燃料气是由炼油尾气产生出来的，里面仍然含有大量的含硫化学物质。为了减少工序省时省力节约成本，炼油工厂一般不会对这些炼油尾气脱硫或者脱硫措施不彻底。随着炼油企业的发展，对含硫较高的原油加工越来越多，增加的燃料气含硫的比重也越来越大，导致炼油厂燃料气的含硫量严重超出规范标准，造成加热炉烟气露点温度升高，最终导致加剧对炼油加热炉的腐蚀。另外，由于加热炉温度波动使燃料气带胺液，胺液不能燃烧而且在高温下会生成固体化合物，会堵塞火嘴，不及时清理会造成燃料气的浪费，影响加热炉的稳定性。

3、炼油加热炉的余热回收效率偏低

少部分炼油企业的加热炉没有余热回收环节，而一部分炼油企业虽然有余热回收设备，但又不够优良。问题多、寿命短是这些炼油企业余热回收设备最精确的描述，而一部分改用的钢水热管余热回收器，又不适应炼油装置长周期运行。

二、炼油加热炉提高热效率节能的技术

传统的炼油加热炉用的燃料一般为燃料油，随着炼油工业的发展，燃料油已经不适应节能发展的要求，为了降低能耗，保护环境，目前各炼厂都采用炼厂尾气做燃料，大大降低了炼油厂的炼油成本。提高炼油加热炉的热效率主要有提高加热炉燃料气的燃烧效率、强化余热回收等节能途径。根据提高炼油加热炉的热效率节能途径，分别阐述提高炼油加热炉热效率的节能技术。

1、提高加热炉燃料气的燃烧效率

提高炼油加热炉燃料气的燃烧效率主要有改善加热炉的燃烧状态、降低燃料气的不完全燃烧、降低空气比例，提高燃烧火焰温度和强化炼油加热炉的燃烧技术。

1.1、改善加热炉的燃烧状态

在加热炉的下游，经常会因为波动造成燃料气带胺液，胺液不仅粘性大不能燃烧，经过高温后会生成固体化合物，这种固体化合物会堵塞火嘴，不仅浪费燃烧气还会影响加热炉的平稳性。针对这种情况，可以引进新型高效铁丝疏通火嘴技术，不仅改善了加热炉的燃烧状况，还使加热炉内蒸汽雾化、燃料烟气多级雾化，以减少燃料的不完全燃烧。

1.2降低燃料气的不完全燃烧

目前炼油燃料大都不能完全燃烧，我国还没有任何先进的技术使炼油燃料气达到完全燃烧的境界。但是，可以通过一些措施减少燃料的不完全燃烧。炼油的加热炉燃料，不能被燃烧的化学热能会随着烟雾排进空气，这不仅污染大气，而且降低燃料的热效率、造成燃料化学热的损失。减少燃料不完全燃烧的措施是选用优质的燃烧器，并对燃烧器及时定期维护，使其长时间保持在良好状态下工作，以确保燃烧器里的燃料在标准操作下能完全燃烧。然后，在炼油操作过程中，精心调节空气量，使其达到最适合燃料气燃烧的程度。

1.3、降低空气比例，提高燃烧火焰温度

提高燃烧火焰温度的节能措施步骤是：第一步，给管式加热炉设置空气预热器，设置在管式加热炉的下游；第二步是利用对流室加热工艺的介质，减小对流室加热工艺介质和燃料释放烟气的温差；第三步是烟道板的控制引进DCS、PLC程序，在线自动测定并及时调整氧气的含量，以达到在燃料燃烧中空气均衡进入，可以提高燃料燃烧的火焰温度。另外对于重质燃料的加热炉，需运用添加剂技术，以减少加热炉衬里、对流室炉管和余热回收等地方的结垢，降低炼油加热炉燃料气的消耗，来提高燃料气的燃烧效率。

1.4、强化炼油加热炉的燃烧技术

炼油加热炉燃气喷枪改用多级强化雾化结构，喷嘴采用多级进风技术，这些设备有利于加热炉内燃料的混合、燃烧，以促使燃料室内的燃料气快速完全燃烧。另外，还可以提高加热炉表面的平均热度，提高炼油加热炉的总热负荷和自我处理能力。

2、改善炉管的受热状况

炉管的受热状况也是影响加热炉热效率的一个重要方面，改善炉管的受热状况来提升热效率也是一个常见的措施。首先是改善炉管的循环系统，只有循环系统通畅，才能使炉管的受热均匀，不会出现局部温度过高而局部温度过低的现象，改善循环系统常用的方式就是对喷嘴的结构进行改进，使整个结构更加科学。除此以外，炉管的摆放位置和摆放形态也会对热效率产生影响，一般采用单排垂直排列的方式来提高双面的辐射效果，提升炉管的热效率。随着技术的进步和生产的需要，加热炉的炉型也在不断的调整和改变中。

3、严格控制排烟温度

加热管中烟气温度过高也是影响加热炉热效率的重要原因，烟气温度过高就会导致燃烧的不充分，对烟气温度进行控制主要有以下几种措施：第一，增加对流室的传热面积，对流室中包括注水管、原料加热管、过热蒸汽管，要提高传热面积一般就是通过增加这些管道的根数和改变他们的排列方式来进行。第二，对辐射室的面积进行调整，辐射室连接着对流室，烟气温度的降低不可能仅仅依靠对流室的面积来完成，辐射室应该发挥其功能，加强烟气的散热工作，使烟气在进入对流室之前温度就有所降低。第三，空气预热器的使用。新型的空气预热器一般使用在烟气余热回收系统中，这种预热装置替代之前的原油式空气预热器，预热的效果更好，并且更加节能，操作方便。

4、使用高温辐射涂层

辐射室也是提高加热炉热效率的一个重要设置，常见的方法就是在辐射室的外层涂上高温的红外辐射涂料，这种高温辐射涂料会使传热效果更佳，并且会有效的减少散热。高温辐射涂料的功能并不是在于提高炉壁的温度，而是通过辐射功能的增加加强炉壁的传热效果，这种传热效果不会导致炉壳外墙温度的急剧上升，反而是在同样的温度条件下，外墙的温度是可能下降的。这些技术当前已经被众多的化工企业所采用，并且通过实践证明的确有提高热效率节能的效果。

结语

文章通过阐述炼油加热炉节能存在的问题，探讨了炼油加热炉提高热效率中提高炼油加热炉燃料气的燃烧效率、强化炼油加热炉的余热回收等节能途径，并通过对不同节能途径的分别探讨，分析了提高炼油加热炉热效率的节能技术。

参考文献：

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[2]刘冬梅.提高炼油企业加热炉热效率的节能技术建议[J].科技与企业，2012，（21）.

[3]魏宏学.CO余热锅炉改造[J].石油化工设备,2005,34(4):7677.