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
喷粉房中图分类号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。另外为了增加炉膛中的再辐射面，使传热均匀，在炉膛中间增设一堵阶梯形桥墙，从而提高加热炉的热负荷，改善辐射室热量分布。实践证明，这种做法对提高加热炉热效率是有效的。 ２．更换新型燃烧器
焦化装置加热炉为方箱炉，在点油火嘴数量较少的时候，因火嘴分配不匀，炉膛内部存在偏烧现象。另外随着开工周期的延长，燃烧器顶部喷头逐渐结焦和烧结，使个别燃烧孔道堵塞，从而产生火焰偏斜的现象。在燃料油雾化不匀时，火焰会烧到火盆砖，时间长会造成火盆毁坏。经过多方考察和技术论证，将ＶＩ—Ｂ１００型火嘴（燃料油１００ｋｇ／ｈ）改为ＶＩ—Ｂ６５型火嘴（燃料油６５ｋｇ／ｈ）和ＶＩ—Ｂ５０型火嘴（燃料油５０ｋｇ／ｈｏ这样，减少单个火嘴的热负荷，增加火嘴的数量，使炉膛内热负荷均匀。另外将燃料油手阀由闸阀改为截止阀，增大燃料油流量调节范围和调节精细度。改造后炉膛温度下降了大约４０℃，燃料油单耗明显降低。
３．采用全密封技术，减少加热炉散热损失
在改造中，采用单层结构的轻质耐热衬里，在辐射室衬里表面喷涂耐高温、重量轻、抗气流冲刷性强的新型陶瓷纤维材料，厚度为５０ｍｍ，由于其蓄热量小，加热炉升温速度较快。开工期间，又在炉墙外增加表面保温层。做法是选用高密度硅酸铝材料，外表面敷４ｍｍ钢板。弯头箱内部则用硅酸岩保温填充满。针对加热炉防爆门与炉底部看火孔缝隙较大，漏风严重，氧含量波动较大的情况，选用了新型填充材料和新式看火孑Ｌ盖，解决了炉体密封问题。整改后用便携式点温仪实测表明，焦化加热炉辐射室东西外表面温度均控制在５０℃以下，效果较好，而辐射室南北端外表面及靠近弯头箱的部位温度达６０＂Ｃ以下，说明保温效果稍差，但总体上降低了炉子热损失。
电池将通过开关２和二极管向负荷供电，保证直流系统正常运行，此时，应尽快恢复图２的电路连接。
（５）大功率二极管和电阻的选用。若直流系统正常工作时最大电流为１５０Ａ。可选用两只２ＣＺｌ００（每只额定电流为１００Ａ）并联，为确保二极管可靠阻断测试期间正常浮充电流，二极管反向击穿电压应高于充电机均衡充电输出电压与蓄电池组的电压差，并要留有裕度，同时还应达到一定冲击功率，以适应大电流放电。若检测放电电流为３０Ａ，计算电阻值为７．２ｎ，功率为６．４８ｋＷ，则应选用７ｋＷ。７．２ｎ的大功率电阻。
函设苗管理与维修２００８№３
蜂巢发动机>放大器的放大
改进后的蓄电池监测方式不影响直流系统正常运行，可真实反映蓄电池实际性能，及时发现蓄电池的异常，并且能对蓄电池进行大电流在线放电试验，活化电池组性能，延长电池组使用寿命。应用该监测方式的直流系统可减少蓄电池组配置数量，提高蓄电池组使用效率。Ｗ０８．０３—２１
氢氧化钴
作者通联：铜川铝业电厂维修部陕西铜川市董家河镇７２７１００
Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｑｉｎ９０３６Ｃ／啊ａｈｏｏ．ｅｏｍ．ｃｎ（编辑凌瑞］
新金瓶酶
４．采用加热炉炉管外壁除垢、在线水洗清灰技术
炉管在管式加热炉中起着传热面的作用，但随着加工周期的延长，炉管表面在高温、氧化等的复杂环境中逐渐产生一层氧化皮，这大大的降低了炉管的传热效果，操作中需提高炉膛温度才能使炉出口温度保持不变，但这又加速了炉管的蠕变，降低持久强度，性能变坏。为此，根据加热炉辐射管外壁结垢情况，结合炉膛温度、炉管管壁温度等相关参数，定期用炉管专用除垢剂对辐射室炉管进行除垢，以增加辐射管的导热性能。
对流管特别是钉头管容易积灰，而蒸汽吹灰器又只能安装在对流管束间隔较大的区域，对于管子排列紧密的区域吹灰效果差。另外吹灰器管子长度有限，吹灰的面积较小，无法彻底对对流管束进行吹灰清理。借鉴美国阿莫科公司在线水洗清灰的技术经验，并根据加热炉对流室炉管的分布情况，设计了长管水洗喷嘴，在原吹灰器的位置，利用凝结水对对流室炉管进行水洗清灰。利用蒸发所产生的能量通过烟道带走灰垢，从而达到清灰的目的。
经过实践验证，上述方法对于清除炉管外壁结垢、积灰的情况有明显的效果。
５．鼓风机改为变频调节
原来加热炉的过剩空气量是通过调节烟道挡板和风道蝶阀来控制的，但人为操作精度低，效率差。过剩空气量多，会带走大量热量，增加燃料消耗，时间长也加速炉管氧化，导致传热效果变差；空气量不足则燃料燃烧不充分。操作过程中劳动强度大，岗位人员多。后来增设了变频器，使氧含量低时，转速增加；氧含量高时，转速降低。采用该措施后，加热炉每月平均热效率明显升高，操作工劳动强度显著降低。
改造前后加热炉主要参数比较见表１，可看出采取以上措施后加热炉热效率提高效果明显，
改造立即创效。
三、结束语
通过施行以上一系列措施，加热炉基本满足平稳、高效、长周期运行的需要。但随着炼油技术的发展和管理水平的提高，争取在以下方面取得进展：
（１）增加全炉操作智能控制系统，使过剩空气系数、燃料燃表１加热炉改造前后主要参数比较表
参数改造前改造后排烟温度／ｏＣ２３５１８５
过剩空气系数１．６８１．２
烟道气氧含量，％８．６４．５
炉体外壁温度，℃８０６０
加热炉热效率，％８３８９
：趱堂瑟篷。
图１
一种关注烧状况、烟道挡板的开度、排烟温度、炉膛温度、炉管温度等集中管理，优化操作，最大限度的提高加热炉热效率。
（２）充分利用对流室加热工艺介质、发生蒸汽或预热燃用空气，优化工艺流程，降低排烟温度。
（３）研制经济实惠、重量轻、体积小、隔热效果好的保温材料。降低加热炉外壁温度，减少热量损失。
（４）提高操作人员的素质，运用科学的管理手段挖掘人的潜能，创造效益最大化。Ｗ０８．０３—
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作者通联：胜利油田石油化工总厂延迟焦化车间山东东营市２５７０００
Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｈｌｘｙ＠ｓｌｏｆ．ｃｏｍ［编辑王其）
设备管理与维值２００８№３团
提高管式加热炉热效率的几项措施
作者：李旭阳
作者单位：胜利油田石油化工总厂延迟焦化车间，山东东营市,257000
刊名：
设备管理与维修
英文刊名：PLANT MAINTENANCE ENGINEERING
年，卷(期)：2008，""(3)
被引用次数：0次
1.期刊论文刘素枝.LIU Su-zhi管式加热炉热效率优化控制-微计算机信息2009,25(16)
本文对管式加热炉进行计算机优化控制设计，采用以出口温度为主调参数，以燃料流量为付调参数，组成串级调节回路以保证出口温度稳定.在优化控制中用常规控制与热效率在线自寻最优控制相结合的方法，组成加热炉热效率最优控制系统，以实现系统热效率最大.控制过程主要是瓦斯流量热平衡控制和过剩空气系数最优控制.经过实际应用表明，所设计系统方案简单，控制稳定，干扰抑制能力强.
2.期刊论文通过优化设计提高管式加热炉热效率-黑龙江科技信息2009,""(32)
阐述了如何通过对加热炉的优化设计提高管式加热炉热效率.
3.期刊论文张威.方辉管式加热炉节能综述-油气田地面工程2002,21(6)
从节能角度，分析影响管式加热炉热效率的主要因素及存在的问题，指出提高管式加热炉热效率的具体措施.根据系统、装置的操作情况、特点，制定出合理的、最佳的方案，使管式加热炉的热效率得到提高，达到节约能源的目的.
4.会议论文于战德管式加热炉热效率的影响因素及解决措施2006
本文分析了影响管式加热炉热效率的主要因素及存在的问题，根据装置的特点，提出了提高管式加热炉热效率的具体措施.
5.期刊论文蔡晓君.王建军管式加热炉的节能改造-化工设备与管道2002,39(2)
本文分析了提高管式加热炉热效率的方法和措施，并以炼厂管式加热炉节能改造为例，说明了加热炉节能改造的必要性.
6.期刊论文杜灯华过剩空气系数α对管式加热炉的影响-化工设备与管道2004,41(5)
以燃烧燃料油为例，讨论了过剩空气系数 <I>α </I>对管式加热炉热效率和炉管腐蚀的影响，并从设计、操作等方面针对这些影响提出了一些建议.
7.期刊论文裴召华提高管式加热炉热效率的措施-油气储运2009,28(11)
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、不完全燃烧、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，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.
8.期刊论文窦世山.李林江.Dou Shishan.Li Linjiang提高管式加热炉处理能力的技术改造措施-石油机械2000,28(5)
针对早期建造的炼油厂和化工厂在役管式加热炉热负荷和热效率低的状况，提出了若干技术改造措施包括，增大对流管表面积以增大对流段的热负荷；增加辐射管的换热面积；修正烟囱高度；换用新型燃烧器，变自然通风为强制供风，以增大燃烧器的发热量，减小过剩空气系数，节省燃料2%～3%；在对流段和烟囱之间增设空气预热器以提高空气入炉温度；采用高温辐射涂料增强辐射换热效果，从而增加热源对炉壁的辐射传热量和炉管的传热量等.
9.会议论文顾镇均.靳世平.苏红星.陈峰管式加热炉旋流场燃烧节能技术研究与应用2006
通过对加热炉几种工况进行热力计算、冷态试验的流场分布及阻力测定和热态试验的炉膛温度场分布及管壁温度等参数的测定，确定将管式加热炉炉膛内直流燃烧改为旋流场燃烧和增加辐射筒，增设烟气含氧量分析，极好地改善炉膛内的燃烧状况和对流辐射传热效果，从而降低排烟温度40℃，减少加
热炉排烟损失，提高了炉子的热效率，节约了煤气量10﹪以上.
10.期刊论文程远铭.王允从.潘爱军.何泽涵管式加热炉的改进措施及工艺优化-河南化工2006,23(10)
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.
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