提高加热炉热效率的措施探讨

提高加热炉热效率的措施探讨
摘要：加热炉是石油化工行业提供热量的主要设备，乌石化芳烃车间有24台加
热炉，数量较多，其技术水平、热效率的高低直接影响装置运行的技术水平、节
能减排与经济效益。

本文概述了加热炉热效率，对影响加热炉热效率提高的主要
因素以及提高加热炉热效率的措施进行了探讨分析，旨在提高加热炉运行效率。

关键词：加热炉；热效率；影响因素；措施
1加热炉热效率的概述
加热炉的热效率是指生产运行中加热炉参与热交换过程的热量利用程度，热
效率是衡量加热炉优劣的一个重要参数。

加热炉燃料消耗指标用全炉热效率表示，即全炉有效热负荷与燃料总发热量之比，热效率越高说明燃料的有效利用率越高，燃料消耗就低。

空气不够，燃烧不完全，部分燃料尚未燃烧就离开炉膛和过剩空
气系数太大有关（就是空气量太大），从烟气带出来的热就多，炉子的热效率就低。

2影响加热炉热效率提高的主要因素
影响加热炉热效率提高的因素主要有：（1）过剩空气系数过大的因素。

过剩空气系数的控制主要与加热炉运行的热负荷、燃烧器的性能参数及技术检测手段
等有关，过剩空气系数过大，加热炉内烟气含氧量过多，排烟时过量空气将热能
带走排入大气，热损失增大，热效率下降。

（2）气体未完全燃烧。

气体不完全
燃烧热损失的大小主要取决于燃烧成分、炉膛过剩空气系数、所用燃烧器、燃烧
器与炉膛匹配是否适当以及运行操作是否合理。

有部分加热炉存在缺氧燃烧现象，烟气中存在大量可燃气体，这一现象的存在，不仅造成了较大的气体不完全燃烧
热损失，也为加热炉的安全运行、操作人员的安全生产留下了隐患。

（3）负荷
率低、保温状况使散热损失加大。

散热损失与保温情况及散热表面积的大小、形
状等有关，同时还与加热炉的额定容量和运行负荷的大小有关，在非额定工况下，散热损失与加热炉的负荷成反比。

加热炉长期处于低负荷状态下运行，尽管排烟
温度不是很高，但散热损失较大，运行热效率较低，当负荷率低于50%时，加热
炉散热损失就达到设计值得2倍。

另部分加热炉保温层老化、脱落现象，增大了
加热炉的散热损失。

（4）加热炉监控计量仪表缺损因素。

加热炉监控仪表不全
现象普遍存在。

缺少单台加热炉燃料量的计量仪表和烟温监控仪表。

由于仪表的
缺乏，使加热炉的运行调节缺失了必要的依据，也使加热炉的节能管理缺乏必要
的手段。

3提高加热炉热效率的措施分析
3.1提高空气进入炉膛的温度，降低排烟温度。

可以利用加热炉的高温烟气余热加热入炉空气，分成高温段和低温段空气预热器对空气逐步加热，以提高入炉
空气温度，可以把入炉空气温度提高到120℃以上。

或者利用芳烃装置内的蒸汽
凝结水余热，加热增设在加热炉燃烧器上的空气预热器，使进入炉膛的空气被加热，从而节约了燃料气消耗而达到一次节能，因此达到了双向节能的目的。

目前
有新型的玻璃管式空气预热器，利用烟气对空气加热，其换热效果好，腐蚀率低，可以将排烟温度降低到100℃运行，可以将加热炉热效率提高1%-2%的水平，已
在很多装置进行使用。

3.2加强过剩空气系数的控制。

燃料气不可能在理论空气量下燃烧，而需要在一定过剩空气量的条件下才能完全燃烧。

燃烧所用实际空气量与理论空气量之比
为过剩空气系数。

如果过剩空气系数过大，大量的过剩空气热量将会被烟气带走。

影响过剩空气系数的因素有燃料性质、燃烧的控制、炉体密封性、加热炉的测控
水平、炉体负压水平等[1]。

（1）燃料性质。

气体燃料易与空气均匀混合，但也
需要精细化操作，不易过大，同时也不应过小。

否则，也会造成燃烧不完全。

或
者火焰发飘，飘舔炉管，影响装置的安全生产。

（2）炉体密封性能。

加热炉在
负压下操作时，如果炉体密封性能不好，空气进入炉内，会造成影响燃烧器的正
常燃烧，使辐射段的烟气氧含量过高。

炉体密封性能不好，由炉壁各处的门、孔、缝漏入空气形成。

有时虽然辐射顶的烟气含氧量很高，燃烧器入口处氧含量却仍
然不足，就是由生产操作中没有及时关闭或关好看火孔，炉外空气进入造成。

因
此要求必须按照操作规程，看火孔使用后，及时关闭。

（3）负压控制。

炉顶负
压高，相对来说炉体漏入的空气量会增加，同时烟气排出速度会增加，高温烟气
在炉膛内的停留时间会相对缩短，辐射传热时间缩短，排烟温度上升。

（4）加
热炉的测控水平。

加热炉的运行中，随着天气温度的变化，在同样的烟囱挡板的
开度下，炉顶负压及氧含量是不一样的，通过中控室DCS在线氧化锆的氧含量显示，可以证明这一点。

因而有必要适时加强烟囱挡板的精细化调节，以促进加热
炉热效率的最大化。

3.3减少不完全燃烧损失。

不完全燃烧不但造成热损失，降低加热炉热效率，而且还会造成大气污染。

减少不完全燃烧损失的方法，首先是要选择性能良好的
燃烧器，并及时进行维护；其次是在操作中精心调节“三门一板”，以确保适当的
过剩空气量。

3.4减少散热损失。

加热炉外壁主要以辐射和对流方式向大气散热，新建加热炉的散热量不大，一般仅占加热炉总供热量的1.5%～3.0%。

因此，减少散热损失
对提高加热炉的热效率不是很大。

但是，在生产运行中，在用加热炉或多或少由
于热烟气的冲刷会造成对炉体耐火衬里的损坏，在停车检修时，有必要对损坏的
衬里进行修复或更换，另外及时清除辐射段炉管翅片上的积灰，以减少热能的损
失[2]。

3.5加强加热炉的日常维护保养。

加热炉在生产运行中，设备运行管理人员加强了加热炉的现场维护保养工作。

因为加热炉的现场维护保养工作的质量，将直
接关系到加热炉是否能够实行长周期的安稳运行。

为此，加大了对生产装置加热
炉的定期岗检，对加热炉实施全方位的维护保养工作。

及时检查燃烧器的燃烧情况，定期清洗长明灯。

另外，在加热炉“三门一板”的转动件部位，定期做好加脂
防锈保养，努力提高加热炉设备的完好性。

同时，认真做好烟囱挡板，风道碟阀、空气预热器的检查维护，为加热炉的高效运行提供可靠保证。

3.6强化加热炉在线控制仪表的检查维修。

装置对在线控制仪表的使用质量坚持常查常改，发现在线控制仪表有失准问题，及时安排仪表维护人员检修或更换，保证在线仪表的正确性，为加热炉的安全生产提供了坚实的基础[3]。

还要求仪表
维护保养部门，加强对在线控制仪表的定期检验，保证加热炉在线控制仪表的完
好投用。

4结束语
综上所述，加热炉是化工生产装置的关键设备，也是主要耗能设备，加热炉
的运行状况的好坏直接影响到安全生产和经济效益，为此必须加强现场安全生产
的管理，积极开展技术改造，努力提高加热炉的设备技术状况。

在加热炉的管理
工作中，要积极应用新技术、新材料、不断提升加热炉的管理水平，不断降低热
能损耗，从而提高加热炉热效率。

本文结合加热炉生产运行的状况，对影响加热
炉热效率的因素进行了分析，主要包括加热炉过剩空气系数、燃料不完全燃烧等
因素，并提出了提高炉热效率的措施。

参考文献：
[1]许军.试论促进炼油企业常减压装置加热炉热效率提高的途经[J].化工设计通讯，2017（05）
[2]杜金虎等.水套加热炉热效率损失原因及对策分析[J].现代制造技术与装备，2017（06）
[3]张震辉.加热炉热效率分析及改进措施[J].石油石化节能，2017（07）。