影响加热炉热效率的因素及对策

影响加热炉热效率的因素及对策

摘要：21世纪随着石油开采工程的不断深入，全国的各大油田也得到了不断的发展。由于新疆冬季的特殊气候条件，气温低，持续时间长，在原油的输送过程中需要进行中间加热，这就需要大量的加热炉。笔者通过分析加热炉在运行中存在的一系列问题和影响加热炉热效率的因素，提出了提高加热炉运行热效率的技术对策，并介绍了几种提高运行热效率的途径和具体措施，指出了影响热效率的关键因素以及提高热效率的可行性，并在此基础上就进一步提高加热炉热效率提出了建议和改进措施。

关键词：加热炉热效率对策

引言：众所周知，原油在运输和加工过程中，必须要使用加热炉加工。因此，加热炉成为了石油领域中无法取代的重要能源机器，但是由于加热炉在加热原油的过程中很大一部分的热能都散发了出去，并没有应用于加热原油上。所以，找到提高加热炉热效率的方法成为了整个热能领域亟待解决的问题，考虑到加热炉是将原油运输中不可或缺的一道工序，也是至关重要的一项设备，找到影响加热炉热效率的因素，提出解决问题的方法，是整个石油行业需要解决的问题。

一、影响加热炉效率的主要因素

1.加热炉受热面积灰结垢一直是困扰加热炉运行的主要因素，受热面积灰结垢一旦形成，它所造成的负面影响将是持久的及递增的。同时应保证燃料燃烧充分。因为，排烟热损失主要由排烟温度和烟气量决定，烟气量取决于加热炉的过剩空气系数，提高热效率的途径主要是通过降低过剩空气系数或排烟温度来实现。所以，在过剩空气系数和排烟温度增高时，加热炉热效率都将降低。

2.加热炉运行控制中由于多种原因致使运行工况控制不好，包括风门调节不当，供风过大；运行负荷低于设计值；燃料品质不好造成腐蚀和积灰；供风系统操作不当；燃烧器选型问题等，这些问题导致的直接结果是加热炉排烟气氧含量和过剩空气系数普遍偏高。通过调查发现，企业中加热炉烟气中的平均氧含量普遍都高于标准的指标，平均排烟温度也高于标准温度。过高的烟气氧含量导致炉内的过剩空气较多，这样会造成排烟温度偏高，烟气带走的热量越多，对热效率的影响也就越大。过大的过量空气系数还会加速炉管的氧化，促使氮氧化物增加，给环境造成不利的影响，影响炉管使用寿命

3.余热回收系统设备状况的好坏也会影响加热炉的热效率。时刻了解设备的腐蚀状况，加以预防。余热回收系统设备腐蚀主要是硫酸露点腐蚀造成，在该系统低温烟气段普遍存在，系统中的蒸馏装置前置空气预热器因为腐蚀容易泄漏，造成热损失。

4.炉壁散热损失超标仍然是一个不可忽视的因素。通过观察炉膛内部发现，部分炉子炉膛衬里脱落严重，炉壁表面温度普遍高于规定的标准温度，造成这种

情况的主要是原因是炉膛内出现局部过热点使衬里脱落，此外，炉壁衬里的材质有的也不能满足炉膛温度的要求。

5.加热炉采用计算机控制的热效率一般比操作人员精心操作高2%；而精心操作又比一般操作高2%。这说明加热炉的运行水平与加热炉的操作与控制水平是密切相关的。实施加热炉计算机优化控制前，现场操作人员的操作技能的高低及责任心就显得有为重要。这需要有步骤、有计划地开展加热炉知识培训，加强现场的规范管理，以促进加热炉运行及管理水平的不断提高。

6.因为空气过剩系数过大使废气量增加，废气热损失增大，燃烧温度降低：空气过剩系数过小，会造成燃料的不完全燃烧，浪费燃料。

二、提高加热炉热效率的具体措施

1.明确加热炉等产油的具体要求，明确加热炉运行操作技术界限，明确加热炉启炉、停炉操作规程，明确提温、降温等操作的具体方法和完成时间。确定日常管理的重点和程序，保证加热炉运行在良好工况，均衡使用加热炉设备，避免单一过度使用造成设备疲劳。

2.加热炉外壁以辐射和对流两种方式向大气散热。可以改进炉壁耐火保温设计，强化辐射传热。为了增加载体获得的辐射能，可以在加热炉辐射室内壁涂以高温红外辐射涂料，这样还能对炉壁起到隔热保温作用、减少炉壁散热损失。

3.过剩空气系数过小造成燃烧不完全，浪费燃料：而加热炉的过剩空气系数过大，又会造成排烟温度过高，损失能量大，严重影响热效率。因此，在保证充分燃烧的前提下，保持一合理的过量空气系数，使加热炉在平稳高效下运行对节能有利。

4.燃烧器的各项参数的设置直接影响着加热炉效率的高低，加热炉的热负荷一般设置在80%左右最为经济适用。烟道挡板的开度太大容易造成排烟温度过高降低加热炉的热效率，烟道挡板的开度太小又容易造成炉膛内含氧量不足而发生不完全燃烧，降低加热炉的热效率，根据实际测算，耀县站加热炉烟道挡板的开度在80%～90%为宜。

5.加热炉受热面的结焦、积灰是一个普遍存在的难题。我处运行的许多加热炉吹灰系统都是将风送入对流室，利用风的吹力将灰吹出，这样就会造成瞬时炉膛温度降低而降低加热炉热效率；还有末吹出的灰形成二次吸附沉积而降低加热炉热效率，这种吹灰系统自动化水平和工作效率较低。因此，建议我处在加热炉对流室安装声波吹灰器，能提高自动化操控水平，节约人力物力资源，有效减少积灰的吸附沉积，提高热效率

三、加热炉在我国的发展前景

在我国，能源的利用效率不高与工业发达国家的差距非常大，已经成为制约

国民经济发展的瓶颈，大部分工业企业由于种种的原因仍存在着设备陈旧老化、工艺技术落后、能耗高、效益差等问题。在石油、石化企业中，相当大的一部分中小型加热炉存在着排烟温度高和热效率低的问题，尤其是那些负荷小、炉型落后、设备老化的炉子，能源浪费更为严重。加大加热炉节能降耗技术的研究应用项目的开展，才能有效缓解企业发展的能源瓶颈制约，提高能源利用效率。项目的开展也将为大量中小型加热炉的技术改造和更新换代提供技术参考和经验借鉴，减少由于能源对各企业的制约和束缚。

四、结束语

目前，提高加热炉的热效率已经被企业多数领导及技术人员所重视，每个操作人员都应该贯彻提高加热炉热效率思想，不断地研究发现提高加热炉热效率的新方法，从点滴入手，得到事半功倍的效果，尽量使加热炉始终处于最佳状态下运行，获得长期的经济效益。

参考文献：

[1] 曹冠之. 工业窑炉热工特性及简化计算.北京科技大学热能工程系

[2] 吴道洪. 工业炉燃油、燃气燃烧器的新发展[J].工业加热，1998，（1）：26 -28

[3] 李均宜. 炉温仪表与热控制[M]. 北京：机械工业出版社，1981