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管式加热炉节能减排技术作者：沈媛杨真真陈海林来源：《中国科技博览》2017年第05期[摘要]管式加热炉是石油、煤矿、焦油等产业输送的过程中使用的重要换热设备，它的燃料消耗在石油化工装置能耗中大约占60%～80%。
随着我国经济的快速增长，资源和环境之间的矛盾日趋尖锐，所以为了提高加热炉热效率，减少燃料消耗，加强节能减排，我们就要努力地使管式加热炉更加完善。
[关键词]节能减排技术革新发展趋势中图分类号：X11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0399-011、节能减排技术应用传统的管式加热炉污染环境严重，耗费的能源也相对较多，这就违背了可持续发展的要求。
为此，我们应当对其技术进行改进。
要做到节能减排，首先要明确影响加热炉热效率的因素有哪些。
它包括加热炉的排热温度、加热炉的炉管污垢、过剩空气系数等等。
针对这些问题，我们改进了一些方法，使管式加热炉逐渐走向了资源节约型与环境友好型的道路。
（1）首先要控制炉内的排热温度，因为炉内温度越高，消耗的热量就大。
所以要对换热系统进行优化，减少加热炉的燃料用量。
通过对工艺流程进行改进，提高介质入炉油温，使得管式加热炉的热负荷减少，从而达到减少热量排放的效果，进而达到了节能减排的要求。
（2）排烟温度在某种程度上对管式加热炉的热效率起着重要的作用，排烟温度低，烟气带走的热量就会相对较少，热效率也会得到提高。
所以我们可以通过减少换热流程，来提高管式加热炉的热效率，起到节能的作用。
（3）合理控制过剩空气系数，可以提高管式加热炉的热效率。
我们可以通过检测空气中CO的含量，来控制烟道的供风挡板或燃烧空气入炉量，使得管式加热炉可以长期处于最佳的燃烧状态从而减少消耗，起到减排的作用。
2管式加热炉的技术革新传统的管式加热炉热效率低，热源损失较大，所以我们应当通过对其技术进行改进，来解决这些问题。
通过对加热炉各项数据的分析，我们得到了以下几种技术革新的方法。
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。
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。
提高炼油企业加热炉热效率的节能技术建议[摘要]加热炉的热效率高低，决定了整个加热系统的能耗程度。
而能耗问题，是炼油企业最关注的核心问题。
提高加热炉的热效率，不仅是降低企业成本的直接有效方法，更是对生态环境有着重要意义。
本文结合炼油企业中的常用加热装置，对影响热效率的技术因素进行分析，进而提出相关的节能建议。
【关键词】炼油厂；加热炉；热效率；节能1、常用管式加热炉的节能建议1）冷空气进预热器前先预热这是一个对大型加热炉有应用前景的方案，对于该种方式，文献[1] 提出了工艺物流、低压泛气和低温水这3种可行的预热介质。
采用工艺物流对冷空气进行预热最有效益的是利用工艺废热。
如装置有需要空冷的废热，采用这种方式的节能有多重意义：①可以节省空冷的电耗。
②工艺废热是直接作为有效热供给加热炉，其节能效果显著，通常可以将加热炉的燃料消耗降低2%。
③可延长余热回收设备的使用时间，使得余热回收设备的使用时间延长。
④仅提高了燃料的利用率，不能提高加热炉的热效率，且系统复杂，有时还可能降低了加热炉的热效率。
⑤低压泛汽和水对空气进行预热要视系统是否有过剩的低压泛汽和120°以上的水，并且要能保证其来源稳定，通常是不易实现的。
2）改善炉管的受热状况炉管的受热状况也是影响加热炉热效率的一个重要方面，改善炉管的受热状况来提升热效率也是一个常见的措施。
首先是改善炉管的循环系统，只有循环系统通畅，才能使炉管的受热均匀，不会出现局部温度过高而局部温度过低的现象，改善循环系统常用的方式就是对喷嘴的结构进行改进，使整个结构更加科学。
除此以外，炉管的摆放位置和摆放形态也会对热效率产生影响，一般采用单排垂直排列的方式来提高双面的辐射效果，提升炉管的热效率。
随着技术的进步和生产的需要，加热炉的炉型也在不断的调整和改变中。
3）严格控制排烟温度加热管中烟气温度过高也是影响加热炉热效率的重要原因，烟气温度过高就会导致燃烧的不充分，对烟气温度进行控制主要有以下几种措施：第一，增加对流室的传热面积，对流室中包括注水管、原料加热管、过热蒸汽管，要提高传热面积一般就是通过增加这些管道的根数和改变他们的排列方式来进行。
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。
管式加热炉的节能技术分析摘要：介绍了影响加热炉热效率的因素，针对重整装置加热炉运行过程中炉效率偏低的现象分析了原因;分析降低加热炉的可采取的措施，同时对将来的节能方向做了展望。
关键词：管式加热炉；炉效；节能随着工业化的发展，石油作为重要的能源形式，带动了石油炼制、石油化工等整个石化行业的发展。
到目前为止，石化行业都已经世界经济中一个举足轻重的部门。
在这些行业中，目前主要使用的工艺介质加热炉是管式炉，它具有以下主要特点。
由于在管内流动，故被加热介质仅限于气体和液体.通常这些气体或液体通常都是易燃易爆的烃类物质，具有较大的危险性，操作条件比较苛刻。
加热方式主要为直接式，燃料为液体或气体，运转周期长，连续不间断操作。
提高管式加热炉的热效率，减少燃料消耗，对降低装置能耗具有十分重要的作用。
加热炉的设计，计算和操作，维修经验就显得十分必要了。
热效率是衡量管式炉先进性的一个重要指标。
随着能源的消耗和短缺，提高管式加热炉热效率，节约能耗和长周期保持加热炉运行较高的水平是当前急待解决的问题。
目前主要有以下一些节能的途径和措施。
1、优化装置的换热系统管式加热炉的热负荷大小，随装置换热流程的不同而变化，在处理能力不变的情况下，减少管式加热炉的热负荷，可减少其加热炉的燃料用量。
管式加热炉的热效率越高，减少热负荷相应使管式加热炉热效率值提高的就越大。
通过改进工艺流程，提高入炉物料温度等措施，可使管式加热炉的热负荷得到减少，从而达到节约能源的目的。
2、降低排烟温度减少排烟热损失就可以提高热效率。
值得指出的是，排烟损失在管式炉的热损失中占有极大的比例。
当炉子的热效率较高时，排烟损失占总损失的70%～80%;当炉子热效率较低(例如70%)时，排烟损失占总损失的比例高达90%以上。
降低排烟温度的主要措施有以下几种。
（1）减少末端温差，即减少对流段出口温度与被加热价值入对流段温度之差。
（2）用各种空气预热器预热空气，采用空气预热器的优点在于它自成体系，受工艺流程的约束。
2023年工业加热炉节能降耗方案通常需要考虑以下几个方面：分析能源消耗、改进工艺技术、优化设备运行、加强管理与培训等。
一、分析能源消耗1. 能源消耗分析：通过对加热炉能源消耗进行详细的统计与分析，了解能源的利用状况，找出能源消耗较大的环节和原因。
2. 能源利用率评估：评估加热炉的能源利用率，确定加热炉的能效水平。
3. 能源测量与监测：建立能源测量与监测系统，对加热炉的能源消耗进行实时监测，并制定能源消耗的统计指标，用于后续的能源节约评估。
二、改进工艺技术1. 工艺优化：针对能源消耗大的环节，进行工艺优化，通过改变操作模式、改进加热方式等手段，降低能源消耗。
2. 热交换技术：采用热交换技术，将加热炉排放的高温废气、热水等废热进行回收利用，提高能源利用率。
3. 节能设备应用：引入先进的节能设备，如高效燃烧器、节能型电炉等，以提高工艺的能源利用效率。
三、优化设备运行1. 设备维护与调整：加强对设备的维护保养，定期检查设备的运行状态，及时调整设备参数，保证设备的正常运行。
2. 废热利用：对于排放烟气中的高温废气，采取有效的废热利用措施，如烟气余热回收装置，用于加热炉内的其他工艺环节。
3. 高效燃烧技术：改变传统的燃烧方式，引入高效燃烧技术，提高燃烧效率，减少燃料消耗。
四、加强管理与培训1. 设立能源管理团队：成立专门的能源管理团队，负责能源消耗的监测、评估与改进工作。
2. 培训与教育：对操作人员进行能源节约培训，提高操作人员的节能意识和技能，减少人为操作失误导致的能源浪费。
3. 建立能源管理制度：建立完善的能源管理制度，制定相应的能源消耗控制和节约目标，监督实施，并进行周期性的能源消耗评估和改进。
总结：通过分析能源消耗、改进工艺技术、优化设备运行、加强管理与培训等多个方面的措施，可以有效地实施工业加热炉节能降耗方案，从而达到减少能源消耗、节约成本、提高能源利用效率的目的，为企业的可持续发展做出贡献。
2024年工业加热炉节能降耗方案工业加热炉在很多行业中起着至关重要的作用，但同时也存在能源消耗大、污染物排放高等问题。
随着全球对于环境保护的重视程度不断提高，如何降低工业加热炉的能源消耗并减少对环境的污染已成为一个亟待解决的问题。
____年工业加热炉节能降耗方案应该包括以下几个方面的改进和措施：1. 技术升级与改造通过对现有加热炉设备的技术升级和改造，可以有效地降低能源消耗。
采用高效节能的加热方式，如超声波加热、电磁感应加热等，可以提高加热效率，减少能源浪费。
同时，应推广应用高效燃烧器和高温燃烧技术，提高燃料的利用率，减少燃烧产生的废气排放。
2. 节能热工装备的研发与应用研发和应用节能热工装备是降低工业加热炉能源消耗的重要途径。
可以通过引入先进的热工装备，如热泵、余热回收装置等，实现能源的充分利用和循环利用。
同时，结合智能控制技术，提高热工装备的运行效率和控制精度。
3. 能源管理与优化建立科学有效的能源管理体系，对工业加热炉进行全面的能源分析和评估。
通过对能源消耗过程的监测和数据分析，找出能源浪费和能效低下的原因，并制定相应的优化措施。
此外，还可以采用节能型设备、节能策略、能源计量等手段，对能源进行合理配置和管理，实现能源的最优利用。
4. 加强技术创新与人才培养加大对工业加热炉领域的技术创新投入，推动科技创新与成果转化。
通过研发新材料、新工艺、新设备等，不断提高工业加热炉的节能降耗性能。
同时，加强人才培养，注重技术人员的培训和素质提升，提高行业的整体技术水平和创新能力。
5. 加强政策支持与国际合作政府应出台相应的政策措施，鼓励和引导企业加大对节能降耗技术的研发和应用。
同时，加强与国际社会的合作与交流，借鉴国外先进经验和技术，促进工业加热炉的节能降耗。
总之，____年工业加热炉节能降耗方案应该是一个系统工程，需要从技术改造、装备研发、能源管理、技术创新和政策支持等多个角度综合考虑。
只有通过多方面的改进和措施的结合，才能实现工业加热炉能源消耗的降低和环境污染的减少。
煤焦油管式加热炉节能减排综合利用技术摘要：对煤焦油管式加热炉提出了综合节能减排技术。
采用信息采集技术和计算机技术，对传统仪表进行改造，利用变频调速技术对炉排、鼓风机、引风机进行精确的速度控制。
采用复合式烟气余热阶梯回收利用技术，首先高温烟气段，利用热管式余热锅炉将“烟气余热产生蒸汽。
然后在中温烟气段，利用烟气的热量将冷水换热用于锅炉补水，在低温烟气段，将将冷风加热成热风，回吹管式炉用于助燃，采用合理机械结构的脱硫除尘设备，达到综合节能降耗减排的目的。
关键词：管式加热炉;烟气余热阶梯回收;热管式余热锅炉;合理机械结构;综合节能管式加热炉为煤化工行业的必备设备，主要用于对煤焦油的深加工处理，目前我国15万吨以上管式加热炉约有500台左右，年所耗燃料折合成标煤约1200万吨。
由于目前管式炉对煤焦油加热温度要求严格，排烟温度高达400℃，废烟气由炉顶烟囱直接排走，既造成了能源巨大的浪费又污染了环境。
因此，降低生产成本，减少能源消耗与环境污染的问题有着十分重要的意义，前景非常广泛。
针对这一现状，本文提出了对管式加热炉的控制系统、与烟气余热回收、脱硫除尘设备机械结构方面进行了技术创新，并且达到了预期的效果。
1.总体实施方案1.1余热回收部分设计余热回收部分的主要功能是将烟气的热量回收利用，并且提供满足脱硫所需的外界条件。
余热回收在整体系统中起着重要作用，其中收热效率、烟气阻力和清灰状况都直接影响着脱硫效果。
余热回收装置由上、下两个部分组成。
上部分为储热部分，用来储存热量并加热冷水或者冷空气，下部分为烟箱部分，相当于烟气通道，两个单元间由热管贯穿，高温烟气通过热管传导至储热部分收集利用，从而达到节能的目的。
通过调整储热部分的结构形式可以产生蒸汽、热水及热风，烟箱部分通过详细合理的结构形式排布及流通面积的计算，设计合理的风速，已达到自动清灰的效果。
该设计运行安全可靠。
1.1.1热管设计导热管的主要功能是将烟气热量快速、高效传导给冷侧介质，使之被综合利用。
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。
加强管理提高加热炉效率的经验分析加热炉是油田生产中重要的耗气设备，由于投产时间长，加热炉会出现盘管结垢、燃烧不充分，档板调节等各种问题，使加热炉的热效率降低。
如何提高加热炉热效率，减少天然气的损耗，成了技术人员探讨的重要工作之一。
为了解决这一问题，我们进行了现场试验和管理上的改进，通过加强日常管理，及时地发现问题，有效地采取节能调整措施，以达到提高加热炉效率的目的。
标签：高效炉；节能措施；提高热效率；加强管理在油田开发过程中，加热炉在油田上的应用极其广泛，而加热炉也是油田开发中主要的高能耗设备，其耗气量占总耗气的90%以上，目前，我矿加热炉的平均热效率为76%左右，低于国家标准的80%-85%。
因此，加强加热炉的实际运行管理，有效采取节能措施，提高加热炉热效率，减少加热炉耗气量，对实现节能降耗至关重要。
1 生产状况及存在问题目前喇400#轉油放水站有3台掺水加热炉，天然气耗量为18000m3/d，2016年3月加热炉的平均热效率为77.3%，最低的6#加热炉效率只有74.6%。
根据测试结果显示，喇4006#加热炉的排烟温度存在严重超标，超过350℃，已在危险区。
喇4003#、4#加热炉均因排烟温度较高、热损失大，而处于高散热区。
2 原因分析就以上存在问题可以看出，目前3台加热炉的主要问题是排烟温度过高和出口温度过低。
而加热炉烟气过热的原因是：烟气没有得到有效换热，导致加热炉效率较低，产生能源上的浪费。
针对这两个问题，进行了如下分析：2.1 排烟温度监测与挡板调节的影响由于现场没有排烟温度表，只能通过观察烟气和火焰的颜色进行调节，而且在调节的过程中，员工需爬到加热炉上面进行手动调节，给生产工作增加了一定的危险性，调节档板也不够及时，产生能源上的消耗。
2.2 加热炉盘管的影响加热炉在运行过程中，炉内盘管处于高温烟气环境中，环境十分恶劣，因此，加热炉内的盘管极易发生腐蚀现象，且外圈盘管比内圈盘管腐蚀严重，上部盘管比下部盘管腐蚀严重，腐蚀最为严重的是接近烟囱部位的盘管，腐蚀形态为溃疡性的斑点状腐蚀，管子表面呈层状剥落，点蚀处残余厚度最小处仅为1.5mm，致使加热炉体温度过高，盘管结垢严重，腐旧程度大，影响热量传导速度，加大热损失的生成。
1管式加热炉的技术改造及节能措施贾芳成天利实业总公司技术项目部摘要； 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以及热源损失大等状况，提出了若干技术改造和节能措施，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．通过工艺、设备、余热回收和正常操作的调整来节能等。
关键词； 管式加热炉 技术改造 热效率 节能 措施1.引言炼油工业采用管式加热炉始于上世纪初，经历了以下几个主要阶段：1.1 堆形炉它吸热面为一组管束，管子间的联接弯头也置于炉中，由于燃烧器直接装在管束下方，因此炉子各排管子的受热强度不均匀，当最底一排管受热强度高达50000-70000kcal/m 2.h 时，最顶排管子却不到800-1000kcal/m 2.h ，因此底排管常常烧穿,管间联接弯头也易松漏引起火灾。
1.2纯对流炉炉管烧穿的情况当时认为是因为辐射热太强，于是改为用纯对流炉。
全部炉管都装在对流室内，用隔墙把对流室与燃烧室分开，避免炉管受到火焰的直接冲刷。
然而，操作中又发现，对流室顶排管经常烧坏，而且炉管受热仍然很不均匀。
这是因为高温燃烧烟气在进入对流室之前没有和任何一个吸热面换热，在对流室入口处温度高达1000多℃所造成的。
1.3辐射对流炉后来人们发现，在燃烧室内安装一些炉管，一方面可取走部分热量降低烟气温度，解决对流室顶管的过热烧坏问题，同时可利用高温辐射传热强度大的特点，节省上炉管，缩小炉子体积。
这样，具有辐射室和对流室的管式加热炉便出现了，其初期代表为箱式炉。
目前管式加热炉技术发展很快,它对于石油炼制和化工工艺的进步起到了很大的推动作用。
可以说，管式加热炉几乎参与了各类工艺过程。
加热炉节能降耗的措施加热炉是工业生产中常用的设备，但由于其能源消耗较大，如何实现节能降耗成为了关注的焦点。
本文将介绍一些可行的措施，以帮助加热炉实现节能降耗。
1. 提高燃烧效率：加热炉的燃烧效率直接影响能源的利用率。
通过优化燃烧系统，调整燃烧参数，可以提高燃烧效率。
例如，使用高效的燃烧器、优化燃烧空气与燃料的比例、控制燃烧温度等措施，都能有效提高燃烧效率，降低能源消耗。
2. 进行余热回收：加热炉在工作过程中产生的废热可以通过余热回收技术进行利用，从而降低能源消耗。
例如，可以在炉体周围设置余热回收装置，将炉体表面和烟气中的余热收集起来，用于预热进料或加热其他介质。
3. 优化隔热材料：加热炉的隔热材料直接影响能量的损耗。
选择高效的隔热材料，能够降低炉体的散热损失，提高加热效果，从而实现节能降耗。
常见的隔热材料包括陶瓷纤维、岩棉等，它们具有良好的隔热性能和耐高温性能。
4. 优化操作方式：合理的操作方式能够降低加热炉的能源消耗。
例如，合理安排生产计划，避免频繁启动和停机；控制好进料速度和温度，避免能源的浪费；定期进行设备维护和清洁，保持设备的正常运行等。
5. 使用高效节能设备：选择高效节能的加热炉设备也是实现节能降耗的重要措施。
例如，采用新型节能炉具，如电阻炉、感应炉等，能够提高加热效果，减少能源消耗。
同时，选用高效的辅助设备，如高效换热器、高效烟气净化设备等，也能够降低能源消耗。
6. 定期检查和维护：定期检查和维护加热炉设备，能够及时发现和排除故障，保证设备的正常运行。
例如，清洗燃烧器、更换损坏的隔热材料、检查和修复泄漏等，都能够提高加热炉的工作效率，降低能源消耗。
实现加热炉的节能降耗需要综合考虑燃烧效率、余热回收、隔热材料、操作方式和设备选择等方面的因素。
通过采取合理的措施，可以有效降低加热炉的能源消耗，实现节能减排的目标。
加热炉的节能降耗不仅有助于降低企业的生产成本，还能够减少对环境的负面影响，具有重要的经济和环保意义。
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，节能降耗
王庆
中国石化管道储运有限公司宁波输油处岚山站，浙江宁波 315200
摘要：分析影响管式加热炉热效率的因素，主要包括排烟热损失，不完全燃烧和散热损失等，针对此问题采取有效措施，包括提高空气进入炉膛温度，采用低氧燃烧、降低排烟温度和采取烟气余热回收装置等降低排烟热损失；采取高效燃烧器，采用燃料油雾化、磁化技术，强化燃烧过程，减少燃烧热损失；采取高效、新型保温隔热材料，加强炉体保温减少散热损失以及采用自动控制技术，确保炉子长期维持高效运行。
其中，降低排烟热损失对提高加热炉热效率效果最为显著。
关键词：管式加热炉；热效率；节能；降耗；低温腐蚀
中图分类号：TK175 文献标识码：A 文章编号：
1前言
随着石油化学工业的迅速发展，管式加热炉在炼化企业、油田生产和石油长
距离管道输送中被广泛使用，其作用是将炉管中通过的介质（油料等）加热到所需的温度，以满足生产工艺的需要，由于管式加热炉在运行中燃料消耗量很大，因此，提高管式加热炉的热效率对节能降耗具有重要意义。
2 主要影响因素
管式加热炉的热效率是指向炉子提供的能量被有效利用的程度，即被加热流体吸收的有效热量与燃料燃烧放出的总热量之比，是衡量管式加热炉优劣的重要参数。
经过分析，影响管式加热炉热效率的因素主要由以下几点：
（1）排烟热损失
（2）不完全燃烧热损失
（3）炉外壁的散热损失
即管式加热炉的热效率η=1-（Q1+Q2+Q3），其中Q1-排烟热损失百分比，Q2-散热损失百分比，Q3-化学和机械不完全燃烧热损失百分比。
其中，排烟热损失在加热炉中所占比例极大，有研究表明，当炉子热效率较高（例如90%）时，排烟热损失占总损失的70%~80%，当炉子热效率较低（例如70%）时，排烟热损失占总损失的比例高达90%以上。
3 提高加热炉热效率的措施
3.1 降低排烟温度以减少排烟热损失
降低排烟温度的措施主要有以下几种：
（1）将需要加热的低温介质引入对流室末端
介质温度越低，与烟气换热效果越好，排烟温度越低，热效率越高。
如原油
长输管道直接式加热炉，冷油先进入对流室再进入辐射室，以充分利用烟气温度换热。
而在有些炼油装置如常减压装置中，可以把管式炉的对流室作为换热器，将一部分冷油料引入对流室末端，而将另一部分需要换热的热油品用来预热空气。
冷进料-热油预热空气的节能方案就是根据这个思路开发出来的。
（2）采用各种空气预热器以预热空气
将进入加热炉的冷空气加热到当前的炉膛温度，将会浪费很多燃料，降低加热炉效率，通常可以采用空气预热器，利用排出的高温烟气对冷空气进行预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，当空气预热温度由0℃增加到110℃时，管式加热炉的热效率提高5%。
虽然对空气进行预热可以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。
另外，空气温度过高还可能引起燃烧喷嘴结焦和燃烧器过大变形，一般的，预热空气温度不宜超过300℃。
（3）吹灰除垢，保证管式炉长期在高效率下运行
不完全燃烧燃烧产生的碳粒和燃料中的灰分等烟尘污染对流室炉管外表面，增加热阻，降低传热效果。
而对流室炉管为了提高炉管表面热强度，一般采用钉头管或翅片管，更容易结垢。
对流室热负荷约占全炉总热负荷的20%~30%左右，随着积灰增加，排烟温度迅速上升，热效率显著下降。
因此，减少加热炉管束结垢，将使加热炉保持较高的热效率，成为降低加热炉能耗的有效途径。
为了保证管式炉长期在高效率下运行，必须坚持用吹灰器定期（每8小时或24小时）清灰。
现在的吹灰器有很多种，除了以前常用的蒸汽吹灰器外，还有气动旋转吹灰器以及新式声波除灰器、亚（次）声波除灰器等，都能达到良好效果。
通过以上措施，可以有效降低排烟温度，提高加热炉的热效率。
但是，必须注意的是，受露点温度的限制，加热炉的排烟温度不能无限制地降低，否则将造成低温露点腐蚀。
一般的，燃料油或燃料气中含有少量硫，硫燃烧后生成SO2，由于燃烧室有过量的氧气存在，SO2进一步与氧气化合形成SO3。
在高温烟气中SO3不腐蚀金属，但当烟气温度下降到一定程度，SO3将与水蒸气化合生成硫酸蒸汽，当烟气温度或受热壁面温度低于硫酸蒸汽的露点时，硫酸蒸汽便凝结在受热面上造成腐蚀。
通常可以通过以下措施控制露点腐蚀，一是采用低硫燃料：二是控制过剩空气系数，减少SO3生成量；三是提高加热炉的排烟温度，控制换热面的温度高于烟气露点温度；四是选择耐腐蚀材料，可以采用聚四氟乙烯等涂料或选择陶瓷等非金属衬里，也可采用12Cr2AlMoV和09CrCuSb 等耐腐蚀的钢种。
总之，只有合理控制好管式炉的排烟温度（一般不低于130℃），才可以在避免低温露点腐蚀的基础上提高加热炉的热效率。
图1 空气预热温度与热效率提高值的关系曲线
3.2 降低过剩空气系数以减少排烟热损失
燃料不可能在理论空气量下完全燃烧，而是需要一定的过剩空气量。
燃料所用实际空气量与理论空气量之比叫做过剩空气系数α。
一般，管式炉当燃料为燃料气时，过剩空气系数α=1.05~1.15；当燃料为燃料油时，过剩空气系数α=1.15~1.25。
由不同温度下过剩空气系数每增长0.1对热效率下降值的影响曲线（见图2）可以看出，过剩空气系数过大，排烟时大量的过剩空气将热量带走排入大气，使排烟热损失增加，热效率降低。
而且，过剩空气系数过大还将加速炉管和炉内构件的氧化，提高SO2向SO3的转化率从而加剧低温露点腐蚀等。
因此，应采取有效措施来降低过剩空气系数，主要方法有：选择良好的燃烧器，保证在低过剩空气系数下能完全燃烧；操作中管好“三门一板”（风门、气门、油门和烟道挡板），调节比例盘，合理控制油风、气风配比，确保管式炉在合适的过剩空气系数下运转，既不让过剩空气系数太大，也不因过剩空气系数不够而产生不完全燃烧；做好管式炉的炉体堵漏，防止负压炉因看火孔、人孔、防爆门等不严，空气漏入炉内白白带走热量。
图2 过剩空气系数对热效率的影响
3.3 减少不完全燃烧热损失
加热炉的不完全燃烧分为化学不完全燃烧和机械不完全燃烧。
化学不完全燃烧损失越大，即排烟中的CO越多，热效率越低；机械不完全燃烧损失越大，即排烟中的未燃尽碳粒子含量越多，热效率越低。
不完全燃烧除造成热损失，降低热效率外，烟气排至大气还将造成大气污染。
此外，机械不完全燃烧产生的碳粒还会造成对流室炉管表面积灰，影响传热效果。
减少不完全燃烧热损失的方法，首先是要选择性能良好的燃烧器，并及时进行维护；其次，可采用燃料油磁化技术，使雾化颗径微细化，燃烧更充分；最后，在操作中应精心调节“三门一板”，以确保适当的过剩空气量。
3.4 减少散热损失
管式加热炉外壁主要以辐射和对流方式向大气散热，可采用新型高效保温材料，如耐火陶瓷纤维（导热系数仅为轻质隔热耐火砖的1/5）等来减少散热损失。
一般来说，新建的管式加热炉散热量并不大，仅占加热炉总供热量的1.5%~3.0%。
因此，靠减少散热损失对提高加热炉热效率的余地不是很大。
但是，对于已经经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。
3.5 采用自动控制技术，确保加热炉长期维持高效运行
随着可编程控制器（PLC）和工控机的不断发展，如今广泛使用工控机和PLC相结合的控制系统来监控管式加热炉的运行。
一般来讲，加热炉控制系统的主要目的有三点：维持对物料热传递的效率，维持一可以控制的燃料燃烧效率，保证加热炉操作安全。
采用自控技术，从上位机上可以实时监控和设置加热炉运行参数，其控制思想延续了多回路控制器控制策略，采用原油温度控制为主回路，燃油回路和助燃风回路为副回路的串级控制，燃油回路和助燃风回路采用双交叉限幅的方式动态调节。
启、停炉和负荷调整可以通过下位机中编程实现，并且通过现场仪表对数据的采集和传输，实现对加热炉温度、压力、流量和烟气含氧量等的监控，有些系统还引入了变频器以实现对风量的变频调节。
通过一体化系统，对加热炉大风吹扫、点炉、火焰检测、炉温调节、停炉、原油温度、风油配比等都实现了自动化控制，不仅可以确保加热炉始终长期高效运行，还提高了其安全性。
4 结束语
提高管式加热炉的热效率，对于节能降耗非常重要，尤其是降低排烟温度和排烟量对提高加热炉热效率效果显著。
然而，排烟温度过低易引发低温露点腐蚀，因此，还应加强加热炉的监控和现场管理，提高操作水平，合理设置加热炉参数，在保证完全燃烧的前提下尽量降低过剩空气系数，控制排烟温度始终高于烟气露点温度5~10℃，或采用耐露点腐蚀材料，以保证管式加热炉长期高效、安全、平稳运行，达到节能降耗。
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