炼油装置加热炉节能途径与制约因素

陈钰 严冲 马赛 王大泉 (中国石油长庆石化公司, 陕西 咸阳 712000)

炼油装置加热炉节能途径与制约因素

陈钰 严冲 马赛 王大泉 (中国石油长庆石化公司, 陕西 咸阳 712000)

随着现代环境保护问题日益突出，节省能源，提高能源利用效率成为整个社会的共识。在进行炼油工序时，加热炉产生了最大的能源消耗。要解决炼油装置的能源消耗问题，提高炼油装置的能源利用效率，就要首先在加热炉上寻找突破。本文探讨了加热炉节能的主要途径和制约因素，对如何提高节能效率给出了自己的意见和建议。

炼油装置；加热炉；节能环保

炼制石油既需要物理方法、也需要化学方法。这些方法中，许多都需要比较好的热量条件才能施行。加热炉的作用就是给他们提供热量。加热炉的加热效率直接影响到炼油装置的效率，也影响到最终的产品质量。所以，加热炉是炼油装置节能要考虑的首要问题。

1 加热炉节能的必要性

加热炉是整个炼油厂的能耗大户。一般来说，整个炼油厂所消耗的能源中，有四成左右都被提供给了加热炉。用于不同生产流程的加热炉能耗也是不尽相同的，有的加工装置需要的热量占比特别大，整个流程有一多半的能量用来加热。还有的加工装置只需要保持一个基本的环境温度就可以。不管是哪种加工装置，加热炉都是十分重要的。

2 加热炉节能的主要途径

(1)优化换热流程 加热炉的热量负荷是随着加工流程的改变而改变的，在加工过程中常常需要换热操作。如果能够在换热流程中更好的节约能源，将能达到最好的节能效果。优化换热流程不仅能够减少燃料消耗，而且还能降低加热炉的负荷，延长加热炉的寿命。优化换热流程之后可以极大的降低燃料成本，带来巨大的经济效益[1]。

(2)充分回收余热 炼油过程中的热量转换是非常负载和频繁的。有的加工过程有时需要加热，有时需要散热，加热炉产生的温度有时会被另外的装置吸收。实际上，尽管效率优先，但是充分利用这些被其他装置吸收的热量可以极大的节约能源。比如把空气冷却器中送出的热空气回收利用，回流给加热炉作为燃烧使用的空气，就能降低能源成本。

(3)提高加热效率 ①降低排烟温度。加热炉中的热量有很大一部分是通过排烟流失的。炉子排除的烟雾刚从炉中出来，温度往往非常高，但其中包含的热量没有经过任何处理就直接被排在空气中流失了。如果一个炉子的燃料使用效率比较高，那么烟雾大概会损失掉七成到八成的热量，如果驴子的燃料使用效率比较低，则有高达九成的热量从烟雾中流失。降低排烟温度，主要有减小温差、将需要加热的水引流到对流室的末端、使用空气预热器和烟气余热锅炉、除灰除垢等方式[2]。②降低过剩空气系数。燃烧过程需要空气，但是现实中的燃烧反应不可能达到完美状态，所以在进行燃烧时要准备出一部分过程空气以保证燃烧的充分，这一部分空气就是过剩空气。过剩空气在炼油过程中是十分必要的，但是这部分空气在加热时同样要吸收热量，客观上也导致了热量的浪费，如果能减少这部分过剩空气，那么同样可以达到节能的效果。降低过剩空气系数可以使用品质更高的燃烧器，加强相关工序的运行管理，同时要保证加热炉的封闭性，避免外部空气渗入[3]。③减少不完全燃烧。不完全燃烧的产生同样是因为燃烧过程不可能达到完美的理想状态，所以有些燃烧流程会产生不完全燃烧的现象。不完全燃烧无疑是对燃料的浪费，改善工艺能够有效降低不完全燃烧的现象。选用高质量的燃烧器同样可以解决这个问题。④减少散热。加热炉的外壁暴露空气中，难免与空气发生热量交换。燃料燃烧产生的热量首先会加热炉内壁，然后炉内壁又会加热炉外壁，导致热量流失。但是新建的加热炉一般这种流失不太严重，使用时间比较长的炉子要注意保养和维护。

3 制约加热炉节能的主要因素

(1)降低排烟温度的制约 理论上排烟温度可以降低到和周围环境的温度差不多的水平，但是实际上面临着技术和理论的严重制约。排烟温度越低，降低排烟温度就越难。由于烟气露点的温度制约，提高热效率比较困难，一般达不到理想标准。

(2)降低炉外壁温度的制约 降低炉外壁温度主要依赖隔热材料。但是比较好的隔热材料本身就需要一定的成本，如果一味追求，将有可能是节省燃料的费用抵不过使用隔热材料的费用。经济因素是主要的制约条件[4]。

(3)环境保护的制约 提高加热炉效率最常见的方式就是进行空气预热，但是随着温度的升高，空气中的氮氧化物浓度逐步增加，容易形成空气污染。

4 对加热炉节能的展望

(1)进一步净化燃料 净化燃料不仅仅是提高加热效率的要求，更是降低空气污染的要求。燃料中的杂质极大的影响了炼油工程的质量和环境保护工作，未来要继续重视。

(2)开发新工艺 开发新的工艺来解决种种问题。相信余热回收问题能够通过未来开发的新工艺来妥善解决。现在这种工艺的初步形态已经在试验当中。

5 结语

加热炉节能问题对于提高炼油装置能源利用具有重大意义。相关企业必须充分认识加热炉节能的必要性，了解加热炉节能的主要途径，不断探索加热炉节能的新工艺。

[1]卢时述.过程能量综合在炼油装置热联合能量优化中的应用研究[D].湘潭大学,2005.

[2]韩刚.节能技术在焦化污油加工装置中的应用研究[D].天津大学,2004.

[3]薛彩霞.常减压蒸馏装置节能优化的研究[D].西安石油大学,2013.

[4]解红军,余绩庆,刘富余.加热炉余热回收技术综述[J].石油规划设计,2011,06:36-39+53.