管式加热炉的改进措施及工艺优化
提高管式加热炉加热能力的探讨
提高管式加热炉加热能力的探讨[摘要]针对提高管式加热炉加热能力的探讨问题，本文介绍了提升加热炉加热能力的措施有，辐射室内增加设施与辐射换热面积、新型燃烧器与通风方式、加热炉的全密封技术与散热损失和采用加热炉炉管外壁除垢、在线水洗清灰技术，提出了管式加热炉有待改进措施为，智能控制系统、优化工艺流程与排烟温度、创新保温材料和提高操作人员的素质。
【关键词】管式加热炉；热效率；加热能力管式加热炉是炼油厂的重要换热设备。
由于国家的宏观调控和节能减排的政策，新建的管式加热炉逐渐减少，因为早期的技术条件的一些限制，使很多管式加热炉都在低负荷的工况下运行，降低了管式加热炉的热效率。
为了提高管式加热炉的加热能力，已经成为当前的任务。
近年来，供热工程发展迅速，在锅炉、加热炉以及热换器等方面都取得了一定的进展。
在当前条件下，这种供热能力仍不能满足实际需求，因此，提高热效率，促进热能工程的进一步发展。
本文主要探讨了提高管式加热炉加热能力的措施。
1、提升加热炉加热能力的措施提高加热炉的加热能力，主要是提高其热效率。
它可以加强燃料的燃烧，但是增强燃烧会使炉膛内的管壁温度增加使加热能力受到了限制，不能达到生产需要热负荷的要求。
因此，要提高管式加热炉加热能力，在改造过程中，首先技术人员要对管式加热炉正常运行时的数据收集和分析，并在现场对管式加热炉设计数据和烟温，烟压，燃烧的空气温度机型监控同时通过测量得到锅炉介质的进出口的温度和压力。
这样在理论上就可以从增加对流管换热面积，提高烟气的压差，改用新型空气预热系统等个方面实施改造，来提升加热炉加热能力，具体的操作措施如下。
1.1辐射室增加设施与辐射换热面积管式加热炉是通过燃料燃烧生成高温火焰与烟气，通过对流和辐射将高温传递到炉管。
因此，可以在辐射室底部添加炉管，也就是增加换热面积来提高热传导的效率，由于换热面积提高了，必然可以方便接受辐射和内对流传到来的热量。
显然，换热面积与传导热量成定量关系，因此，设置辐射管的容积和表面积有关，而这一数据又与炉管的根数和炉管的直径有关。
强化传热，提高管式炉加热能力
强化传热，提高管式炉加热能力摘要:加热炉是石油化工行业最常用的设备之一。
在加热炉中燃烧能源时，一方面要求改善加热炉的升温效果,另一方面要求减少炉内的燃料的损耗率。
本文主要阐述了管式加热炉的基本特性及使用,并总结了管式加热炉的主要传热方法,并根据其因素加以优选,进而提高了传热,从而有效地改善了加热炉内的加热效果,也极大的节省了能耗。
并提出了强化管式加热炉传热的方法，通过强化传热，可以提高管式加热炉加热能力。
关键词:管式加热炉、传热、效率、提高1.引言由于化石类各种资源的逐年耗尽,面临日益增长的能量需要,中国的各种资源呈现紧缺的趋势。
所以,对于各种资源的大肆消耗,导致人类更加关注各种资源的利用。
加热炉作为一个普通的加热设备,和对燃料的需要是密不可分的。
由于大大提高炼厂加热炉的热效率可大大节省燃油用量,对于降低能源消耗是十分必需的,同时也是非常合理的。
就以管式加热炉为例,可以通过强化传热来提高加热能力,以节约能源,提高能源利用效率2.管式加热炉介绍管式加热炉是炼油厂和石油化工厂的最重要装备之一,同时也是炼油工业用的最常用的一种火力加温装置。
而加热炉的最主要工作内容,是将原料油升温至高以适应下一步骤的需要。
有些加热炉还有着加热过热水蒸气的功能。
管型锅炉,就是利用电流来加热炉内的电加热部件和加热材料,从而升温工件或物品。
管式加热炉的工作机理如下:将燃气通过管式加热炉的辐射室点燃,放出的热能主要经由辐射热交换和对流热交换传导到炉管内部,再经由传导热交换和对流热交换传导到炉管热介质。
管式加热器，分为燃烧炉和余热回收系统,余热回收系统包括空气预热器，其中的空气预热器由无落差气体预热器和冷凝气体预热器二部分构成,而余热回收系统中包括冷凝水。
冷凝水收集池设在通风预热器下面,冷凝水收集池与引风机相通,鼓风机则与通风预热器相接。
管式电炉主要广泛应用于金属加工、玻璃、热加工、镍氢电池正负极材料、新能源、燃烧装置等行业中，是在特定高温环境下检测金属材料性质的专业装置。
管式加热炉热效率下降的原因分析及解决措施
112研究与探索Research and Exploration ·监测与诊断中国设备工程 2019.02 (上)管式加热炉广泛应用于石油化工、天然气化工和有机化学工业，是一种有燃烧的连续运转加热设备。
其主要特点是长周期操作、加热温度高、传热能力大。
1 油气厂加热炉热效率下降的原因分析1.1 加热炉的现状油气厂加热炉为立式圆筒管式加热炉，目前加热炉空气预热器排烟温度的平均值为210℃，比设计值160℃高出50℃，同时炉体表面温度较高，说明加热炉热损较大，工作效率有所下降。
1.2 加热炉热效率下降的原因分析1.2.1 空气预热器换热差，排烟温度高2012年1~12月加热炉空气预热器排烟温度的平均值为210℃，比设计值高出50℃。
在2013年8月份检修期间，抽出空气预热器换热管检查，发现烟气侧翅片大面积积垢，导致热阻增加，换热效率降低。
同时，少数预热器换热管已严重损坏，失去换热作用。
1.2.2 对流段炉管积灰，换热效率低检查对流段炉管，发现对流段底部炉管表面有积灰，但无法确定积灰量。
在8月份检修期间打开加热炉后，进入对流室检查发现炉管表面积灰情况较严重，造成介质传热阻力增大，传热效率下降。
炉管积灰每增厚1mm，炉膛温度就要上升60~70℃，排烟温度上升20℃，热效率下降1%。
1.2.3 炉体保温有破损，散热损失大对相关参数进行测量后，计算了加热炉的散热损失量。
加热炉全年运行时间为330天，总供热量约为19972.7×1010J/年，平均散热强度以658.8W/m 2计算，可以得出散热损失占其总供热量的2.95%。
同时对加热炉炉体保温进行检查，发现保温层表面出现少量裂纹，顶部表面出现少量粉化脱落情况。
1.2.4 炉火燃烧效果差，不完全燃烧损失大烟气含氧量和炉膛压力是影响加热炉燃烧效果的主要参数。
目前工艺卡上对上述两参数的控制范围较大，容易造成燃料气燃烧不充分，增加不完全燃烧损失，加热炉热效率下降。
提高管式加热炉热效率的几项措施
提高管式加热炉热效率的几项措施李旭阳摘要管式加热炉是炼油厂的重要加热设备，耗费能量大。
为了降低能耗，提高热效率，在辐射室增加炉管及桥墙，并采用新型燃烧器、变频技术和全密封技术等措施，获得了良好效果。
关键词管式加热炉热效率改造中图分类号ＴＥ９６３文献标识码Ｂ一、设备概况胜利油田石油化工总厂延迟焦化车间加热炉Ｆ一７００１为卧管底烧立式炉（单面辐射），１９９５年建成，２００２年又经过设计改造，是延迟焦化装置的关键设备。
其最上面装有２１６根咖４２ｍｍｘ４ｍｍｘｌ４４５０ｍｍ高频翅片管；对流室的中部为２４根中８９ｍｍｘ８ｍｍｘｌ４４５０ｍｍ（钉头管）注水加热管，下部由５２根１２７ｍｍｘｌｏｍｍｘｌ４４５０ｍｍ焦化油对流加热管组成，其中４４根为钉头管、８根为光管；辐射室由７２根１２７ｍｍｘｌｏｍｍ×１４４５０ｍｍ辐射管组成。
加热炉共有２６个火嘴，燃烧器是油气混烧型。
焦化油分为东西两路分别进入对流室，从对流室流出后，进入辐射室最下部第一根管，由第八根管流出经转油线折返到辐射室顶部进入，最后由辐射室第九根管流出，两路分支再并为一路经四通阀进入焦炭塔。
操作过程中，通过高压向炉管内注水使炉管内介质高速流动，快速通过炉管，送入焦炭塔内进行裂解缩合反应。
几年来，随着新技术、新工艺的不断更新，加热炉经过如下的不断改进，其热效率逐渐升高，降低了车间能耗，创造了良好的经济效益。
加热炉的结构简图见图１。
二、提高管式加热炉热效率的改造措施１．在辐射室增设炉管及桥墙管式加热炉是利用燃料燃烧所产生的高温火焰和烟气作为热源，通过热源的辐射和对流将热量传给炉管，再通过传导把热量传给管内高速流动的介质，使其达到一定温度。
在辐射室底部新增加８根炉管，布置方式为Ｍ型（图１中虚线所示部分为新增炉管），新增炉管用钢架支撑，最大限度的接受炉膛内对流和辐射的热量。
在流速不变的情况下炉管的增加使介质在炉内滞留时间延长，从而获得的热量增加，介质的温度相应提高。
管式加热炉调优原则与方法
加热炉调优原则与方法一、概述加热炉是炼油和化工生产过程中的重要设备，同时也是比较大的耗能设施，如何在不影响工艺安全稳定运行的基础上，通过对加热炉进行调整优化，挖掘节能潜力，以达到节能降耗的目的。
我们根据多年对加热炉的监测和了解，并结合相关文献和资料，总结了一些经验，通过对加热炉进行及时调整、适时控制、采用自控和必要改造等优化方法，达到方便控制、提高热效率、节约能源的效果。
对加热炉进行调优的方法和途径较多，我们从工艺、设备、调控和管理的角度出发，根据加热炉自身特点，归纳总结了如下4条调优的方法：提高加热炉热效率；加强日常控制和提高自动化的应用；加强设备的维护，合理配备监控仪表；提高人员素质，加强日常管理。
二、加热炉调优原则与方法（一）、提高加热炉热效率来实现加热炉调优的途径调优的目的是，加热炉要始终处于稳定的运行状态，同时各相关参数处于最佳配比状态，燃烧充分，换热良好，损失较低。
根据加热炉效率计算，从节能监测角度来分析，通常有以下4个提高加热炉效率的方法。
1、从装置自身的结构和工艺特点进行考虑，有以下措施。
优化换热、降低热负荷这主要通过对整个工艺系统换热流程进行优化，其效果非常明显，如炼油厂柴油加氢车间去年对汽柴油加氢装置的改造，就是通过换热流程的优化改造，提高了物料进入加热炉入口的温度，使炉子的热负荷降低，把炉膛温度降了下来，使排烟温度降低。
详见附件一。
●余热的回收根据每台加热炉的特点，采用不同的余热回收方案，系统进行考虑，如利用排放的烟气来预热进入加热炉的空气，可以提高预热空气的温度；还可利用物料的余热来预热空气。
通过我们的调查，目前石化公司还有近30%的加热炉没有采用余热回收。
●降低排烟温度主要有减小排烟温度与被加热介质的入对流段的差；需要的低温介质引入对流段顶部；能在条件允许的情况下预热空气；在必要时可以采用废热锅炉等方法来降低排烟温度。
目前公司加热炉排烟温度达不到控制指标或设计标准的有近50%以上。
提高加热炉效率措施及改造思路
提高加热炉效率措施及改造思路摘要：油田加热系统是油田的耗能大户，提高加热炉的效率是实施油田节能战略的关键。
油田开发20余年，由于产能递减，早期安装的加热炉部分出现负荷偏低、加热效率下降、腐蚀结垢严重等问题，因此，探讨加热系统的特点及寻求对应的效率措施成为当下油田必须实行的重要任务。
结合加热系统现状，对影响加热炉效率的因素进行分析，通过对近年在油田加热炉所采用的提高炉效措施的探讨和总结，对加热炉提高炉效潜力及技术的应用提出初步思路。
关键词: 加热炉；提高效率；措施；技术改造1 加热炉运行现状目前，大庆油田建有各类燃气加热装置包括有管式加热炉（高效炉）、火筒式直接加热炉（二合一、四合一、五合一、脱水加热炉、水套炉）、真空加热炉及锅炉等。
2 影响加热炉效率因素分析加热炉是油田的主要耗能设备。
因此，尽可能地提高加热炉的效率是油田节能的重要目标之一。
造成部分加热炉炉效偏低的因素主要有以下几个方面。
2.1 部分加热炉使用时间较长，加热炉损耗较大，热效率较低据统计，加热炉中运行时间在 11 年以上的有59台，占集输系统加热炉总数的47.2%，其中火筒炉42台，占该部分加热炉的71.1%。
该部分加热炉经过长时间的运行，普遍存在火筒及烟管腐蚀老化严重，各类故障发生频率高，导致加热炉损耗较大，炉效偏低。
2.2 无法保证加热炉的运行状态达到最佳1）部分加热炉的参数设置不合理，空气过剩系数大，带走的热量也大，加热炉效率低；空气过剩系数小，燃料不能充分燃烧，加热炉效率低。
大部分加热炉燃烧器属于自动控制，只能依靠厂家调设，导致不能及时调整合理的燃气配比，影响了加热炉的效率。
2）个别加热炉排烟温度过高时，由于缺乏加热炉检测仪器及相关的技术人员，不能及时调节烟道挡板，影响了加热炉的效率。
3）由于加热炉工况的特殊性决定其需要定期维护保养，其中对燃烧器火嘴的维护工作是保证加热炉燃烧效果的重要环节，尤其是使用湿气的加热炉燃烧器火嘴，长时间运行火嘴容易结焦或腐蚀，如不及时清理或维修，必然会导致燃烧效果差，甚至偏烧，影响加热炉的系统效率，同时造成能源浪费。
加热炉管控和操作优化方案
加热炉管控和操作优化方案一、方案说明为加强加热炉的管理，确保加热炉的安全、稳定、长周期运行，切实做好加热炉节能降耗工作，特制订本预案。
二、加强日常巡检、维护保养管理1、检查燃烧器及燃料系统。
检查长明灯火嘴燃烧是否正常；燃料气枪定期保养，发现损坏及时更换；备用的燃烧器关闭风门、汽门。
2、检查加热炉被加热工艺介质，有无偏流现象，异常情况必须查明原因，及时处理。
3、检查消防蒸汽系统。
检查看火孔、看火窗、防爆门、人孔门是否严密。
检查炉体钢架和钢板是否完好严密。
4、检查辐射炉管有无局部过烧、开裂、鼓包、弯曲等异常现象。
检查加热炉衬里有无脱落，炉内件有无异常，仪表监测系统是否正常。
5、检查气门、风门、烟道挡板的调节是否灵活好用。
6、检查鼓风机、引风机运行有无异常。
7、检查瓦斯管线、阀门、金属软管有无泄漏。
8、检查一次仪表完好情况，定期对氧含量分析仪标定。
三、加强开停工管理严格执行操作规程操作，加强点火程序管控。
把好验收关，做好点炉前检查工作，专人管理盲板；氮气置换瓦斯系统管线，用肥皂水检查有无漏点；启动鼓风机和引风机，调节好负压，再拆长明灯盲板，严格执行化验分析要求，在加热炉炉膛上、下对称4个点分别采样，确认达到合格标准（炉膛中可燃气体含量小于0.2%）后进行点长明灯；爆炸气采样分析合格15分钟内必须完成点火操作，超过15分钟必须重新进行爆炸性气体采样分析；长明灯燃烧正常后再拆主火嘴盲板进行点主火嘴。
加强熄炉风险管控，熄炉后立即进行氮气吹扫加盲板。
四、严格执行联锁管理制度常减压装置有加热炉引风机、鼓风机停机连锁。
启停联锁必须填写申请单按要求进行审批，做好风险评估、应急预案及操作方案。
五、加强应急演练常减压装置设有转油线泄漏着火事故现场处置方案、炉膛爆炸事故现场处置方案、加热炉炉管破裂泄漏着火事故现场处置方案，定期组织应急演练。
六、加强加热炉热效率精细化管理1、精细操作，优化换热流程，提高原油总体换热终温，把两路炉进料调节均衡。
提高管式加热炉处理能力的技术措施
提高管式加热炉处理能力的技术措施改造加热炉的目的就是增加热负荷，提高热效率。
在实际操作过程中,为了提高管式炉的处理量，通过增强燃烧的办法，可提高热负荷10%左右。
但因受辐射管壁温度过高、火焰舔炉管和炉膛产生正压等条件限制，其处理能力难以管式加热炉是炼油厂和化工厂重要的供热设备。
目前，由于国家宏观经济政策的调整，新建加热再提高，仍不能满足热负荷要求［1］。
因此，在改造之前，应收集分析和现场标定加热炉的性能指标，包括设计数据和操作时炉内各部位烟气温度和压力；燃烧空气温度、压力降及过剩空气系数；介质的进、出口温度和压力等。
经综合分析，可从以下6个方面对管式加热炉进行改造。
1.增加对流管表面积增加对流管表面积能增大对流段的热负荷。
对流段位于辐射室上部,增加对流室高度比增加辐射室高度容易。
在常减压装置、焦化装置中通常可采用这种改造方法。
对流段排烟温度与介质进口温度之差,国外要求低于30℃,国内多为100～150℃。
可从以下三个方面进行改造。
其一，增加对流管数量。
管式加热炉对流段上部一般留有高度不小于800mm 的检修空间，小型加热炉高度不小于600mm，可在此空间加装对流管。
若空间不够，可加高对流段，以增加对流管的换热面积。
山东省某炼油厂250×105t/a常减压装置加热炉，设计热负荷23.255MW,对流段炉管为，18排，每排12根，共计216根。
欲提高处理量，该炉热负荷就不够，于是在对流段上部增加一组炉管,计6排，72根对流管，热负荷增加20%，满足了工艺要求。
其二，用扩大表面管替代光管。
旧式加热炉对流段有的用光管，可以用翅片管或钉头管代替。
钉头管表面积是光管的2～3倍,翅片管表面积是光管的8～11倍［2］。
代替后原来的管板不能再用，需重新制作管板。
如果燃烧器烧油，需增设吹灰器吹灰。
建议采用声波吹灰器,吹灰介质为压缩空气,吹灰效果好,可提高对流传热系数,降低排烟温度,同样可提高加热炉的热负荷。
管式加热炉的优化与维护
管式加热炉的优化与维护作者：苗壮来源：《智富时代》2018年第08期【摘要】管式加热炉是石油化工行业中十分常用的加热设备，如何维护使用好管式加热炉是每一个石油化工企业生产管理的一项关键问题。
因为加热炉是直接关系到装置生产稳定的设备。
并且一个企业的能耗能否控制好与加热炉的合理优化节能有直接关系。
本文针对管式加热炉的结构、维护与优化进行介绍，希望能够在管式加热炉的管理和使用方面提供帮助。
【关键词】管式加热炉；结构；优化；维护一、管式加热炉的组成部分及介绍管式加热炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器和通风系统等五部分组成，如下图所示。
其结构通常包括：钢结构、炉管、炉墙（内衬）、燃烧器、孔类配件等。
下面针对各个部件进行逐一介绍：1、基本结构、炉膛与部件炉膛与炉墙（炉衬）炉膛即是加热炉对炉管内介质加热的地方。
其主要由炉墙、炉顶和炉底组成。
这三个地方又被叫做炉衬，只有保证炉衬完的好，才能够保证加热炉的平稳运行。
炉衬要具备在高温的情况下抗烟气腐蚀的能力，同时还要有良好的保温和密闭性。
管式炉的炉墙结构由三部分构成，它们分别是耐火砖结构、耐火混凝土结构和耐火纤维结构。
其中耐火砖结构又分为砌砖炉墙、挂砖炉墙和拉砖炉墙。
拉砖炉墙是目前应用比较广泛的炉墙，尤其是温度较高的管式加热炉，如裂解炉和转化炉。
2、辐射室管式加热炉的热量传导主要在辐射室内进行。
整个加热炉的热负荷有七成以上在辐射室内。
位于辐射室内的炉管通常也被称为辐射管。
辐射室是加热炉中直接与火焰相接触的地方，所以，对其使用的材料的耐高温，耐腐蚀和稳定性有很高的要求。
3、对流室对流室通常位于辐射室的上方，也被设计放置于地面的形式。
在对流室内均匀的布置着加热炉管，这些炉管通过吸收辐射室内的烟气热量来对炉管内的介质进行加热。
为提高这些炉管的加热效果，通常采用接触面积大的顶头炉管或翅片炉管。
对流室内的炉管所吸收的热负荷约为总炉热效率的二到三成。
二、管式加热炉的技术指标管式加热炉的技术指标主要包括：热负荷、炉膛体积热强度、辐射表面热强度、对流表面热强度、热效率、火墙温度。
如何提高加热炉的热效率
如何提高加热炉的热效率为提高加热炉的热效率，我们可以从以下几个方面进行改进和优化。
1.炉壁材料优化：使用高热导率和低热扩散系数的材料作为炉壁材料，以提高炉壁对热能的传导效率，减少热量的散失。
2.加热炉绝热层设计：在炉体的外部增加一层绝热材料，如耐高温陶瓷纤维等，来减少热量的传导和辐射散失。
3.燃烧系统的优化：合理设计燃烧系统，确保燃料的充分燃烧，减少烟气中有用热量的损失。
可以采用高效燃烧器、给燃料加预热器等技术手段，提高燃烧效率。
4.炉膛结构的改进：合理设计炉膛结构，减小冷热风的混合程度，减少烟气中的冷风量，提高燃烧效率。
可以采用逆火焰、进排风分离等技术手段。
5.热回收技术的应用：利用烟气中的高温热量进行热回收，可以用于预热进入炉体的冷空气或水，提高能源利用效率。
可以采用换热器、烟气余热锅炉等设备，将废热转化为可利用的热能。
6.炉体的隔热和密封：优化炉体的隔热设计，减少热量的辐射和传导散失。
同时，加强炉体的密封性能，避免热量的流失和外界冷空气的进入。
7.控制系统的改进：改进加热炉的控制系统，实时监测和调节燃料的供给、炉内温度和烟气成分等参数，以提高炉内温度的稳定性和热能的利用效率。
8.定期维护和清洁：定期对加热炉进行维护和清洁，保持炉体内部的清洁和燃烧系统的正常运行，避免因积灰、结垢等问题导致的热量散失。
9.优化操作过程：优化加热炉的操作过程，合理调整加热时间、温度和过程参数，以减少不必要的热能损失。
10.人员培训和技术改进：提高员工的技术水平和操作技能，加强员工对加热炉的运行原理和特点的理解，以优化操作方式，减少能源的浪费和热能的散失。
通过以上的改进措施，可以有效提高加热炉的热效率，降低能源消耗和生产成本，实现资源的节约和环境的保护。
同时，这些改进也将对加热炉的运行安全性和产品质量的稳定性产生积极的影响。
加热炉系统改善举措
加热炉系统改善举措随着工业和科技的不断发展，加热炉已经成为了各行各业不可或缺的设备。
然而，由于加热炉的使用环境以及经常使用，很多加热炉的系统设计存在诸多问题，导致其工作效率低下，造成资源的浪费和生产成本的提高。
因此，对加热炉进行系统改善举措，是一个非常值得重视的工作。
一、加热炉系统的问题在加热炉系统中，常见的问题有以下几种：（一）能源浪费：由于加热炉效率低下，导致能源的浪费。
在传统的加热炉中，采用的是间接加热方式，耗费大量的电能，同时还会大量排放废气和废热，造成能源浪费。
（二）温度不稳定：很多加热炉的控制系统不够完善，导致温度不稳定，从而影响热处理效果和产品质量。
（三）操作复杂：在传统加热炉中，操作比较复杂，需要经过多个步骤才能完成加热工作，给操作人员带来不便。
（四）安全问题：由于加热炉长时间工作，温度高，易导致设备出现安全事故。
以上问题的存在，需要通过加热炉系统的改善来解决。
二、加热炉系统改善举措为了解决加热炉系统存在的问题，我们可以采取以下举措：（一）采用高效加热方式：在传统加热炉中，采用的是间接加热方式，高温的废气和废热往往被直接排放掉，造成能源的浪费。
而采用直接加热方式，可以大大提高加热效率，减少能源的浪费。
（二）优化控制系统：以提高加热炉的温度控制精度为目标，对加热炉的控制系统进行优化，使温度能够保持较为稳定，从而保证良好的热处理效果和产品质量。
（三）简化操作流程：采用自动化控制系统可以实现对加热炉的自动开启、关闭，自动调节温度等操作，从而简化操作流程，提高加热炉的使用效率。
（四）强化安全防护措施：在加热炉系统中增设安全装置，如闸门、疏水器等，对加热炉进行全面安全防护，避免因不可预见的意外事故造成设备或工人安全问题。
三、怎么实现加热炉系统的改善？为了实现加热炉系统的改善，需要从以下几个方面入手：（一）加强技术研发：通过技术研发，开发出更加高效、更加稳定的加热炉系统。
同时，要加强与国外公司的合作，借鉴先进的技术和管理经验。
加热炉热效率影响因素分析及改进措施研究
加热炉热效率影响因素分析及改进措施研究加热炉是工业领域中常用的设备之一，其热效率的高低直接影响着加热的效果和能源的消耗。
本文将分析影响加热炉热效率的因素，并提出改进措施。
1. 炉内温度分布：加热炉热效率与炉内温度分布直接相关。
如果炉内温度分布不均匀，就会导致部分材料受热不均匀，从而影响热效率。
2. 炉壁的保温性能：炉壁的保温性能直接影响热效率。
如果炉壁的保温性能不好，就会导致散热损失增加，从而降低热效率。
3. 燃料的燃烧完全性：燃料的燃烧完全性也是影响热效率的因素之一。
如果燃料燃烧不完全，就会产生大量的烟气和尾气，从而浪费燃料能量，降低热效率。
4. 燃料的质量：燃料的质量也会影响热效率。
质量较差的燃料中可能含有杂质，会导致燃烧不稳定，从而影响热效率。
5. 控制系统的精度：加热炉的控制系统的精度也会直接影响热效率。
如果控制系统的精度不高，就会导致温度控制不准确，从而影响热效率。
二、改进措施1. 炉内温度分布的优化：可以通过改变加热炉的结构，增加温度调节装置，优化炉内气流，改善炉内温度分布。
2. 提高炉壁的保温性能：可以通过选用保温性能较好的材料，增加保温层的厚度，改善炉壁的保温性能，减少散热损失。
3. 提高燃料的燃烧完全性：可以采用更好的燃烧技术，改善燃烧条件，增加氧气供应，以提高燃料的燃烧完全性。
4. 选用高质量的燃料：可以选择质量优良的燃料，减少杂质含量，提高燃烧稳定性，提高热效率。
5. 提高控制系统的精度：可以采用更先进的控制系统，提高温度传感器的精度，加强自动控制功能，提高温度控制的准确性。
通过对加热炉热效率影响因素的分析以及改进措施的研究，可以提高加热炉的热效率，降低能源消耗。
这对于节约能源、保护环境、提高生产效益具有重要意义。
改进措施的实施也需要与实际情况相结合，根据具体情况进行优化，以达到最佳效果。
提高管式加热炉热效率的途径
提高管式加热炉热效率的途径摘要：从提高加热炉热效率出发，分析了影响常减压装置加热炉热效率的因素，主要包括过剩空气系数、不完全燃烧、排烟温度等，对提高加热炉热效率的有效途径进行了探讨。
关键词：管式加热炉热效率影响因素改进措施烟气含氧量排烟温度炼油企业综合能耗主要有四大块，其中加热炉的燃料能耗是主要组成部分，占炼油企业总能耗的30﹪～40﹪，因此加热炉的节能降耗是炼油厂节能工作的重要课题，提高加热炉的热效率对于炼油厂的能耗、降低生产成本、提高经济效益作用极为显著。
一、主要影响因素管式加热炉的热效率，是指其中参与热交换过程的热量利用程度，是衡量管式加热炉优劣的一个重要参数。
经过分析，影响管式加热炉热效率的因素主要有以下几点。
1.排烟温度越高，烟气带走的热量也越多，管式加热炉的热效率就越低。
由热效率公式（在完全燃烧情况和炉墙保温正常情况下）：①可知，烟气温度越高，排出烟气量越多，烟气带走的热量越多，对热效率的影响也越大。
因此，要控制好排烟温度。
2.不完全燃烧造成的热损失在排烟损失中，除了上述烟气的物理损失外，还有由于不完全燃烧而造成的化学损失。
不完全燃烧除会造成热量损失、降低热效率外，还会造成大气的污染，机械不完全燃烧产生的结炭还会造成对流室炉管表面积灰，影响传热效率，也是造成热损失的原因之一。
二、提高热效率的措施1.最大限度挖潜增效1.1提高空气进入炉膛的温度通常利用排出的高温烟气对空气进行加热以提高空气进入炉膛的温度。
该方式简便且无需改变工艺流程，便于操作控制。
这样既提高了空气进入炉膛的温度，又降低了排烟温度，可大大提高管式加热炉的热效率。
由空气预热温度与热效率提高值的关系（见图1）可以看出，当空气预热温度从0℃增加到110℃时，管式加热炉的热效率提高5 %。
图1空气预热温度与热效率提高值的关系曲线虽然对空气进行预热可提高管式加热炉的热效率，但是，不能对空气温度进行无限制的提高。
因为随着空气温度的提高，燃烧产物中的NOx （一氧化氮和二氧化氮）会相应增加，如果不采取适当措施来控制NOx 的排放，将难以达到环保要求。
加热炉管控和操作优化方案
加热炉管控和操作优化方案一、方案说明为加强加热炉的管理，确保加热炉的安全、稳定、长周期运行，切实做好加热炉节能降耗工作，特制订本预案。
二、加强日常巡检、维护保养管理1、检查燃烧器及燃料系统。
检查长明灯火嘴燃烧是否正常；燃料气枪定期保养，发现损坏及时更换；备用的燃烧器关闭风门、汽门。
2、检查加热炉被加热工艺介质，有无偏流现象，异常情况必须查明原因，及时处理。
3、检查消防蒸汽系统。
检查看火孔、看火窗、防爆门、人孔门是否严密。
检查炉体钢架和钢板是否完好严密。
4、检查辐射炉管有无局部过烧、开裂、鼓包、弯曲等异常现象。
检查加热炉衬里有无脱落，炉内件有无异常，仪表监测系统是否正常。
5、检查气门、风门、烟道挡板的调节是否灵活好用。
6、检查鼓风机、引风机运行有无异常。
7、检查瓦斯管线、阀门、金属软管有无泄漏。
8、检查一次仪表完好情况，定期对氧含量分析仪标定。
三、加强开停工管理严格执行操作规程操作，加强点火程序管控。
把好验收关，做好点炉前检查工作，专人管理盲板；氮气置换瓦斯系统管线，用肥皂水检查有无漏点；启动鼓风机和引风机，调节好负压，再拆长明灯盲板，严格执行化验分析要求，在加热炉炉膛上、下对称4个点分别采样，确认达到合格标准（炉膛中可燃气体含量小于0.2%）后进行点长明灯；爆炸气采样分析合格15分钟内必须完成点火操作，超过15分钟必须重新进行爆炸性气体采样分析；长明灯燃烧正常后再拆主火嘴盲板进行点主火嘴。
加强熄炉风险管控，熄炉后立即进行氮气吹扫加盲板。
四、严格执行联锁管理制度常减压装置有加热炉引风机、鼓风机停机连锁。
启停联锁必须填写申请单按要求进行审批，做好风险评估、应急预案及操作方案。
五、加强应急演练常减压装置设有转油线泄漏着火事故现场处置方案、炉膛爆炸事故现场处置方案、加热炉炉管破裂泄漏着火事故现场处置方案，定期组织应急演练。
六、加强加热炉热效率精细化管理1、精细操作，优化换热流程，提高原油总体换热终温，把两路炉进料调节均衡。
管式加热炉燃烧器改造及热效率探讨
1.2 技术路线选择氮氧化物在工业装置上的控制方法有以下两种方案。
(1)产生前：低氮氧化物燃烧技术。
主要包括低过剩空气系数燃烧、低氮氧化物燃烧器等。
(2)产生后：脱硝装置。
主要包括选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)、臭氧氧化法等通过调查发现，方案①与方案②对比结果如下：方案①具有初期投资小，运行成本低，改造施工周期短，对加热炉运行影响小，脱硝率较低。
结合加热炉燃烧器为普通燃烧器和氮氧化物超标值较小的情况，装置将加热炉全部燃烧器(52台)更换为低氮氧化物燃烧器(采用燃烧分级燃烧、空气分级燃烧、烟气回流技术)的方式降低烟气中氮氧化物含量。
1.3 加热炉燃烧器改造装置检修期间，将3台加热炉燃烧器(52台)全部更换为超低氮氧化物燃烧器。
加热炉燃烧器改造设计基础数据如表2所示。
表2 加热炉燃烧器改造设计基础数据2 加热炉燃烧器改造后运行情况加热炉火嘴改造完成后，对加热炉进行检测。
炉设备相关检测数据及计算结果汇总如表3、表4所示。
表3 炉设备烟气成分测试结果汇总(环境温度：35℃)F201空预器烟气口276.7 1.970234500F202空预器烟气口162.92.3523460 引言管式加热炉广泛应用于石油化工、天然气化工和有机化学工业，是一种有燃烧的连续运转加热设备。
主要优点是加热温度高，传热能力大和便于操作管理。
加热炉的热效率，影响着装置生产运行的安全性和经济性。
重视加热炉的技术改造和加热炉日常管理，提高加热炉烟气质量和热效率，是满足环保、降低能耗、提高经济效益的关键[1-2]。
针对某加氢装置排放烟气氮氧化物含量大于100mg/m 3的《石油炼制工业污染物排放标准》(GB 31570—2015)排放要求，对燃烧器进行改造，改造后加热炉烟气氮氧化物含量达标，但加热炉热效率仍存在较大提升空间。
1 加热炉燃烧器改造1.1 工艺流程简图装置设有一台反应加热炉F101(纯辐射单室箱式炉，28个燃烧器)、一台分馏加热炉F201(对流辐射圆筒炉，4个燃烧器)和一台减压加热炉F202(纯辐射单室箱式炉，20个燃烧器)，燃烧器均采用灯塔型的火嘴设计，加热炉烟气共用一套余热回收系统：3台加热炉烟气汇合后在空气预热器中与F101、F201空气(鼓风机出口)进行换热，F202为自然通风。
管式加热炉的改进措施及工艺优化
1 概述
河南神马尼龙化工有限责任公司苯精制装置的 加热炉 (B201、B202) ,采用自然抽风方式 ,无一次供 风结构 ,采用气体燃料 (氢气与甲烷 )直接受火的加 热形式 ,燃料气压力 0. 35 M Pa,被加热物料 (氢气与 烃类物质 )在炉管内部流动受热 。自 1998年投料试 车至 2001年生产期间 ,加热炉炉肩温度一直过高 , 超出设计温度 30～50 ℃,燃料气用量较多 ,烟囱出 口温度较高 ,能耗比较高 ,炉内温度较高 ,严重时造 成炉子内炉管的管夹和螺栓熔融 ,炉体涂漆变色 ,需 停车进行检修 。
物料出口温度 / ℃ 610
610
480
480
炉肩温度 / ℃ 920～945 868～892 808～832 772～786
烟囱温度 / ℃ 398～415 300～310 410～438 300～320
燃料气用量 Nm3 ·h - 1
590～640 520～569 297～345 226～263
摘 要 :通过苯精制装置工艺加热炉的实际操作运行情况 ,分析了自然抽风管式加热炉安全运行中的因素 ,提出了 有效的工艺优化措施 ,在实际应用生产中取得了较好的效果 。 关键词 :苯 ; 管式加热炉 ; 燃烧 ; 热效率 中图分类号 : TQ051. 5 文献标识码 : B 文章编号 : 1003 - 3467 (2006) 10 - 0043 - 02
运行 。
在配送过量空气的前提下 ,燃烧气通过主烧嘴 送入炉内 ,在受热的状况下 ,燃料气与氧气边混合边 燃烧 。混合过程将直接影响燃料气在炉内的浓度分 布 ,因而会影响燃烧速率和燃烧效果 。燃料气与氧 气的湍流混合与扩散程度越强烈 ,燃烧越充分 ,因 此 ,在操作上应保证可能高的燃料气压力 ,即燃料气 的动能越多 ,燃料气与氧气分子混合得越完全 ,燃料 气与氧气燃烧模式表现为最佳 :外焰轮廓稳定 ,热量 分布合理 , 辐射段热量占热负荷的 80%以上 。所 以 ,燃料气与氧气分子在炉内混合程度和混合状态 对于燃烧效果起着至关重要的作用 。实际生产中 , 燃料气压力应不低于 0. 3 MPa。 2. 3 停留时间
试论提高管式加热炉热效率的措施
试论提高管式加热炉热效率的措施【摘要】管式加热炉广泛应用于石油化工、天然气化工和有机化学工业，是一种有燃烧的加热设备。
管式加热炉是连续运转的设备，其主要特点有：长周期操作，加热温度高，传热能力大，做好预热炉的节能减排，意义重大。
本文分析了天然气裂解装置管式预热炉存在的问题，介绍了改造过程，总结了改造效果及经济效益，并对加热炉今后的改造方向进行了展望。
【关键词】节能改造；管式加热炉；热效率1 管式加热炉节能改造及效果1.1 改造前预热炉运行情况1.1.1 整体换热面积偏低，不能满足换热要求预热炉换热面积是决定其运行热效率的基本要素。
换热面积小，无法充分换热，大部分热量由烟气带走，导致排烟温度升高，热效率低。
原预热炉的对流段和辐射段均是4×Φ76的螺旋盘管，预热炉对流段采用的是光管，水平螺旋排列，这是旧式预热炉普遍采取的形式，天然气和氧气预热炉的换热面积分别为32.2m2与73.1m2，已经达不到设计工况下高效换热的要求。
1.1.2 耐火保温材料落后且易垮塌，局部温度偏高原预热炉壳体保温材料选用的是浇注料+耐火砖结构，不但材料自身重，而且容易垮塌，造成局部保温效果差，炉壁面局部温度偏高，尤其是天然气预热炉，局部壁面温度最高处已接近230℃。
从炉子的安全、经济运行角度考虑，均有必要对其进行改进。
1.1.3 烟气排烟温度高，预热炉热效率低改造前，由于装置不断扩能，加热炉负荷不断增加，各系列预热炉排烟温度高，一般都在360～470℃，热效率都在65～75%。
排烟热损失主要是通过排烟温度和排出的烟气体积来决定的，这主要与过剩空气系数、炉膛负压及换热效率等因素有关。
当过剩空气系数在1.2～1.25，排烟温度在360℃～470℃时，排烟损失占到总热量的15%～20%，由此可见这是预热炉热损失大，热效率低的主要原因。
而且排烟温度越高，过剩空气带走的热量越多，对热效率的影响越大。
1.1.4 炉外壁表面温度高Shj36-91《石油化工管式炉设计》规定，在外界气温为27℃和无风条件下，炉外壁温度不大于80℃。
提高管式加热炉热效率的途径
／ Ｂ Ｑ。 一Ｑ ／ ＢＱ ， （
减少散热 损 失对提 高加 热炉 的热效 率不 是很大 。但 是， 对于 已经运 营多 年的管式 加热炉 ， 要及 时更换 损坏 的炉墙 ， 以减少 散热损 失。 １ ． ５ 除灰 除垢以保证 管式加 热炉 高效运行 由于 不 完全燃 烧产 生 的碳粒 和燃 料 中的 灰分 等烟 尘会 沉积 在对 流 室炉管 的外 表面 增加 热阻 降低 传热 效果 。为 保证 管式 炉长期 高效 运 行 必须坚持 用 吹灰器 减少 积灰 。对积 灰较严 重 的加热 炉， 特 别是烧 燃料 油 的炉 子要增 设新 型吹 灰器 或增 加吹 灰频 次对 一些 烧气 的并 采 用余热 回 收 的加热 炉 吹灰器 也要 投 用 以减少受 热 面积 灰 、结 盐和 结垢 保证 良好 的传热 。近几 年 出现 的声波 吹灰 器 、激 波吹 灰器 以及 改进型 的蒸 汽 吹
可 知， 烟气 温度越 高 ， 排 出烟气 量越 多， 烟气 带走 的热 量越 多 ， 对 热 效率 的影响 也越大 。因此 ， 要 控制好 排烟温 度 。 ２ ． 不 完全 燃烧造 成 的热损失 在 排烟 损失 中， 除了上 述烟 气的 物理 损 失外 ， 还 有 由于不 完 全燃 烧 而造成 的化学 损失 。不完全 燃烧 除会造成 热量 损失 、降低热效 率外 ， 还 会 造成 大气 的污染 ， 表 面积灰 ， 影 响传热 效率 ， 也是 造成热 损失 的原 因之 一 。
二 、提高 热效率 的措施
１ ． 最大 限度挖潜 增效 １ ． １ 提 高空 气进入 炉膛 的温度 通常 利 用排 出 的高温 烟气 对空 气进 行 加热 以提 高空 气进 入 炉膛 的 温 度 。该 方 式简便 且无 需改 变工艺 流程 ， 便 于操作 控制 。这样 既 提高 了 空 气进 入炉膛 的温度 ， 又 降低 了排 烟温度 ， 可 大大提 高管式 加热炉 的热效 率。 由空气 预热 温度 与热效 率 提高值 的 关系 （ 见图 １ ） 可 以看 出， 当空气 预热温 度从 ｏ ￣ ｃ 增加 到 １ ｌ Ｏ ℃时， 管 式加热 炉的热 效率提 高 ５％。
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１ ０期
程远铭等 ： 管式加热炉的改进措施及工艺优化
管 式 加 热 炉 的 改 进 措 施 及 工 艺优 化
程远铭’ 王允从 潘爱军’ 何泽涵’ ， ， ，
（ ． 南神 马尼尼化工有 限责任公 司 ， １河 河南 甲顶Ｉ ４７ １ ２ 河南汇源化学化 工有限公司 ，河南 平顶ｉ ４ ７ １ ｌ ６０ ３； ． Ｉ ｈ ６０ ３）
１ 空 气 量
烧， 不仅提高热效 率 ， 还可减少 Ｎ 与含硫成分 的 Ｏ
生成 ， 减少 炉管积 灰 ， 轻腐蚀 和 大气污 染 的风 门和挡板 完成 。
在进料率一定 即热负荷一定 的情况下 ， 空气量
： 小对燃 烧 的效 率起 决 定性 的作用 ， 空气 量过 大 ， 过 Ｊ 空气带 走 的热量 增 多 ， 热损 失 加 大 ， 效 率 降低 ， 热 Ｉ 温度 升高 ， 道气 同时会 显 著降低 辐射 段温度 ， 而 从 ： 变温度 分 布 ， 响 辐射 段 与 对 流 段 吸 收热 量 的 比 影 Ｊ辐射 段 吸收热垃 降低 ， ， 使得 通过 增加 燃料 气用 量
摘
要： 通过苯精制装置工 艺加热炉的 实际操作运行情况 ， 分析 了 自然抽风管式加 热炉安全运行 中的 因素 ， 出了 提
有 效的工艺优化措施 ， 实际应用生产 中取得 了较好的效果。 在 关键词 ： ；管式加 热炉 ；燃烧 ；热效率 苯 中图分类号 ：Ｑ ５ ． Ｔ ０ １５ 文献标识码 ： Ｂ 文章编 号：０ ３— ４ ７ ２ ０ ）０— ０ ３— ２ １０ ３６ （０ ６ １ ０４ ０
概 述
河 南 神 马尼 龙化 工有 限责 任公 司苯精 制装 置 的 『 （ ２ １Ｂ ０ ） 采用 自然抽 风 方 式 ， 一 次供 热炉 Ｂ ０ 、２２ ， 无
鲒构， 采用气体燃料 （ 氢气与 甲烷 ） 直接受火的加
形式 ， 料气 压力 ０ ３ ａ被加 热物 料 （ 燃 ．５ＭＰ ， 氢气 与 ： 质） 类物 在炉管 内部流动 受热 。 自 １９ ９ ８年投 料试
对 于燃烧 效果 起 着 至 关重 要 的 作 用 。实 际生 产 中 ， 燃料 气 压力应 不低 于 ０ ３Ｍ ａ ． Ｐ 。
２ ３ 停 留时 间 ．
） 烟 囱温度 、 ～， 炉肩 温度 处于 正常 范 。
收 稿 日期 ：０ ６— ６—２ ２０ ０ ３
作者简介 ： 程远铭 （ ９２一） 男， １７ ， 助理ｊ 程 帅， 二 从事化 Ｉ ｉ ＿２ ＂ 艺技术开发 Ｔ ， ： 电话：０ ７ ） １８ ７ 。 作 （３ ５ ７ ０ ３ ２
．
至 ２０ 年牛产期 间， ０１ 加热炉炉肩温度一直过高 ，
图 １ 烟 道 气 各 组 分 参 数 关 系 图
Ｉ 计 温度 ３ ５ 出设 ０～ ０℃ ， 料 气 用 量较 多 ， 囱 燃 烟 温 度较 高 ， 能耗 比较高 ， 内温 度 较 高 ， 重 时造 炉 严 ： 子 内炉管 的管夹 和螺 栓熔 融 ， 炉 炉体 涂漆变 色 ， 需 ； 进行 检修 。 车
’
２２ 燃料气 与氧 气湍流 混合 程度 ． 在配 送 过量 空 气 的前 提 下 ， 燃烧 气 通过 主烧嘴 送入 炉 内 ， 在受 热 的状 况下 ， 燃料 气 与氧气边 混合边 燃烧 。混合过程 将直 接影 响燃料 气在 炉 内的浓度分
布， 因而会影响燃烧速率和燃烧效果。燃料气与氧 气 的湍流 混合 与 扩 散 程 度 越 强 烈 ， 烧 越 充 分 ， 燃 因 此， 在操作上应保证可能高的燃料气压力 ， 即燃料气 的动能越多， 燃料气与氧气分子混合得越完全 ， 燃料
； 际操 作 中采 用 Ｃ点为 控 １ 目标 ， ， ｉ ０ 即烟道 气 分 析指 中， 氧含 量 ２ ～３ ， Ｏ 含量 ５ ％ ％ Ｃ ０×１ ～１０× ０一 ５
分布合理 ， 辐射段热 量 占热负 荷的 ８ ％ 以上。所 ０ 以 ， 料 气与 氧气 分子 在 炉 内混 合 程 度 和混 合 状 态 燃
由图 １可 以看 出 ， 烟道 气 中 Ｃ Ｏ含 量 可 以非 常 灵敏地 反 映燃烧情 况 ，． 量 急剧 增 加 ， 完 全燃 Ｃ Ｏ含 不 烧 Ｄｌ０燃料 消 耗 量 大ｒ ￣Ｄ 。在 低过 剩 空气 下燃 ｉ ， ： Ｊ ￣ ＮＪ ｉ ： ｉ
影ｌ ， 热炉燃烧 的参数控制 ｌ－ ｌ， ￣＇ ｊ ｎ
气与 氧气燃 烧模 式表 现为最 佳 ： 外焰 轮廓稳 定 ， 量 热
能保证 一定 的热 负荷 ， 造成 燃料气 消耗量增 多 ， 对 气最过 小 ， 造成燃 料气 燃烧 不完 全 ， 大燃 料气 的 加
： 吸 收热量 ，Ｄｉ使得 加热 炉炉 肩温 度显 著升 高 ； 段 ｔ ｉ ￣： ， ｉ ， 道气 各组 分关 系见 图 １ 由 图 １可 以看 出 ， 耗 烟 。 点 操 作能达 到最 高热效 率 ， 实现 炉 内最 佳燃 烧 ， 在
标 ： 肩 温 度 、 道 温 度 、 内压 力 、 门开度 、 料 炉 烟 炉 风 燃 气 压力 及 烟道 挡板 开度 ， 然后 进 行如 下调 节 ： 量 开 适 大风 门 ， 节燃 料 气 ， 节 阀 门 ， 注 意保 持 较 高 调 调 应 的燃料 气压 力 ； 过观 火孔 确定 燃烧 状况 ， 通 主烧 嘴燃 烧 提供 热一 足 时 ， 能投 用辅 助烧 嘴 ， 节 幅度均 最不 才 调 以炉肩 温 度 的正 常 为标 准 ， 助烧 嘴 投 用 过 早极 易 辅
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河 南 化 工 Ｈ Ｎ Ｎ Ｃ Ｅ Ｃ ＬＩ Ｄ Ｓ Ｒ Ｅ Ａ Ｈ ＭＩＡ Ｎ Ｕ Ｔ Ｙ
２０ ０ ６年
第２ ３卷
燃料 气 与氧分 子 混合 燃 烧 的停 留 时 间 ， 反 应 即
在人工调整炉子前 ， 首先测定炉子工艺操作指