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浅谈如何提高加热炉热效率的方法及措施加热炉运行过程中的热损失，主要是散热的损失。
有效能的损失主要在燃烧传热的不可逆过程中。
因此，加热炉热效率的提高重点应放在燃烧和辐射段的散热损失上。
标签：加热炉;热效率;提高;方法;措施加热炉是石油化工行业最常用的设备之一，也是消耗能量最多的装置。
在实际操作中，加热炉通过燃烧的燃料获得热量，又通过加热炉本身将热量释放出去，也称输出热量。
不论哪一种形式都包含热效率的使用，由于热效率与加热炉本身、燃料、燃烧程度等有很大的关系，因此要想提高热效率必须从多个方面入手。
一、加热炉存在的问题加热炉运行过程中的热损失，主要是散热的损失。
有效能的损失主要在燃烧传热的不可逆过程中。
因此，加热炉热效率的提高重点应放在燃烧和辐射段的散热损失上。
目前，有的单位加热炉由于设备陈旧，衬里老化、脱落，钢板腐蚀穿孔等各种原因，导致加热炉散热损失增大，局部过热超温，引起热效率下降，热效率一般达不到原设计值或工作要求，不但严重影响了设备的安全运行，还影响了单位的工作，直接影响企业的经济效益。
二、如何提高加热炉热效率方法及措施提高加热炉热效率最重要的措施是减少加热炉的一切热损失。
影响加热炉热效率的因素很多，如：燃料烧嘴、结构设计、制作是否合理、炉子产量、燃料种类、燃料燃烧情况、燃料和空气的预热情况、废气的排除温度和数量、炉子的冷却条件进而散热状况等诸多因素。
所以，要提高加热炉的热效率，可以采取如下措施：1、尽量减少烟气带走的物理并将此热量充分回收利用。
（1）一是在保证产量和加热质量的前提下尽可能降低出炉烟气的温度;二是被烧坏的蓄热能力差的蓄热小球要及时更换，保证其正常的蓄热能力。
三是天然气烧嘴结构设计、制作与炉窑要配套。
（2）要保证足够的空气，使燃气得以充分燃烧。
一是员工必须要根据燃气发热值的不同正确调整天然气烧嘴空燃比，以减少化学和机械不完全燃烧所造成的热损失;二是尽量减小空气过剩系数，避免过剩空气吸收大量的热量和产生多余的气体带走热量。
112研究与探索Research and Exploration ·监测与诊断中国设备工程 2019.02 (上)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，是一种有燃烧的连续运转加热设备。
其主要特点是长周期操作、加热温度高、传热能力大。
1 油气厂加热炉热效率下降的原因分析1.1 加热炉的现状油气厂加热炉为立式圆筒管式加热炉，目前加热炉空气预热器排烟温度的平均值为210℃，比设计值160℃高出50℃，同时炉体表面温度较高，说明加热炉热损较大，工作效率有所下降。
1.2 加热炉热效率下降的原因分析1.2.1 空气预热器换热差，排烟温度高2012年1~12月加热炉空气预热器排烟温度的平均值为210℃，比设计值高出50℃。
在2013年8月份检修期间，抽出空气预热器换热管检查，发现烟气侧翅片大面积积垢，导致热阻增加，换热效率降低。
同时，少数预热器换热管已严重损坏，失去换热作用。
1.2.2 对流段炉管积灰，换热效率低检查对流段炉管，发现对流段底部炉管表面有积灰，但无法确定积灰量。
在8月份检修期间打开加热炉后，进入对流室检查发现炉管表面积灰情况较严重，造成介质传热阻力增大，传热效率下降。
炉管积灰每增厚1mm，炉膛温度就要上升60~70℃，排烟温度上升20℃，热效率下降1%。
1.2.3 炉体保温有破损，散热损失大对相关参数进行测量后，计算了加热炉的散热损失量。
加热炉全年运行时间为330天，总供热量约为19972.7×1010J/年，平均散热强度以658.8W/m 2计算，可以得出散热损失占其总供热量的2.95%。
同时对加热炉炉体保温进行检查，发现保温层表面出现少量裂纹，顶部表面出现少量粉化脱落情况。
1.2.4 炉火燃烧效果差，不完全燃烧损失大烟气含氧量和炉膛压力是影响加热炉燃烧效果的主要参数。
目前工艺卡上对上述两参数的控制范围较大，容易造成燃料气燃烧不充分，增加不完全燃烧损失，加热炉热效率下降。
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石油化工管式工艺加热炉简介郑战利管式加热炉在一个有衬里的密闭体内设置有大量的相互连接的优质或合金无缝钢管，被加热介质在一连串的无缝钢管内以很高流速通过，燃料在密闭体内燃烧产生高温烟气，高温烟气通过辐射、对流和传导把热量传给被加热介质，把被加热介质加热到生产工艺规定的温度或完成一定的化学反应深度；这类设备统称为管式加热炉。
管式加热炉的范畴包含热水和蒸汽锅炉、热载体加热炉、油田水套炉、输油管道加热炉、炼油和石化生产装置的工艺加热炉等。
今天我们所讲的管式加热炉是炼油和石油化工生产装置的工艺加热炉，简称为石化工艺加热炉。
石化工艺加热炉的主要特点是1.被加热介质为易燃、易爆的液体或气体，且温度和压力较高。
操作条件苛刻。
安全运行要求高。
2. 加热方式为明火加热。
3. 长周期连续生产。
4. 所用燃料为液体或气体燃料。
管式加热炉应满足的要求1. 完成一定的传热任务，燃料耗量少、需要的传热面积小。
2. 被加热介质不受局部过热。
3. 在纯加热型管式加热炉中，被加热介质无分解或仅有极少量分解。
4. 在加热—反应型管式加热炉中，保证被加热介质的反应深度达到生产工艺要求，且炉管中结焦量最少。
5. 安全、稳定、连续运行周期在3~5年。
6. 排烟中的有害物含量和噪声必须符合国家标准规定。
管式加热炉的主要操作参数1、有效热负荷：为各种被加热介质从体系入口状态到出口状态所吸收的能量之和，它等于供给能量与损失能量之差， Kw2、排烟损失热量：排出体系的烟气带走的热量。
Kw3、燃料不完全燃烧损失热量：由于燃烧设备及燃烧工况等原因造成燃料没有完全燃烧而未能释放出的反应热。
Kw4、散热损失热量：体系内所有设备及管线表面向周围环境中散失的热量。
Kw5、附属设备能耗：鼓风机、引风机、吹灰器、热载体循环泵等辅助设备所耗掉的能量，按供给这些设备的能量计算。
油、气田加热炉培训资料山东骏马石油设备制造集团编制编制；李庆银电邮：sddyjunmalqux163x目录第一章概述 (1)第一节油田加热炉 (1)一、油田和长输管线加热炉的用途 (1)二、油田加热炉的技术装备现状 (2)第二节油田加热炉的炉型及根本结构 (2)一、油田加热炉的炉型 (2)一、热传递的根本概念 (5)二、压力和温度 (6)三、热力学的有关概念 (7)四、管式炉的工作参数 (8)五、水套炉的工作参数 (10)六、相变加热炉的工作参数 (11)第三章燃油、燃气及其燃烧 (11)第一节燃油及其主要特性 (12)一、燃油 (12)二、燃油的化学成分 (13)三、燃油的主要使用特性及油质指标 (14)第二节燃气及其主要特性 (21)一、燃气 (21)二、燃气的组成成分—组分 (21)三、燃气的主要使用特性及质量要求 (24)第三节燃油、燃气的燃烧 (27)一、燃烧所需空气量和生成的烟气量 (27)二、燃油的燃烧方式 (28)三、燃气的燃烧方式 (35)四、双燃料燃烧器 (38)六、燃烧器的点火 (41)第四章油田加热炉根本结构 (43)第一节火筒式加热炉根本结构 (43)一、炉型及分类选用 (43)二、火筒式加热炉设计一般要求 (44)三、火筒式加热炉根本结构形式 (47)第二节管式加热炉根本结构 (49)一、炉型及选用 (49)二、管式加热炉根本结构 (50)三、几种管式加热炉根本结构形式简介： (52)第三节加热炉新炉型及技术特点 (53)一、火筒式加热炉新炉型及技术特点 (53)二、管式加热炉新炉型及技术特点 (57)第五章调参、管理和维护 (64)第一节炉子的燃烧管理 (64)一、炉子的点火和升温 (64)二、油燃烧器的故障及处理 (64)三、气体燃烧器的故障及处理 (66)四、燃烧调节的任务和指标 (67)五、燃烧操作的平安规程 (67)六、燃烧过剩空气量的监控 (68)第二节炉子的操作范围 (72)一、工况调节 (72)二、热效率和操作负荷的关系 (75)三、提高加热炉热效率 (76)第三节管内结焦和烧焦 (78)一、结焦的形态 (78)三、影响结焦的因素及防止措施 (79)四、炉管的烧焦 (81)第四节炉管的损坏 (82)一、炉管报废标准 (82)二、炉管损坏的原因 (82)三、预防炉管损坏的措施 (83)四、由氧化减薄引起的损坏 (84)第六章油田加热炉的平安管理 (85)一、平安附件 (85)二、运行参数控制 (85)三、水套加热炉的操作与管理 (86)四、管式加热炉操作与管理 (88)第一章概述第一节油田加热炉一、油田和长输管线加热炉的用途油田和长输管线加热炉〔以下简称油田加热炉〕系指用火焰加热原油、天然气、水及其混合物等介质的专用设备。
油田用加热炉技术现状与发展方向
油田用加热炉是油田勘探开发中的重要设备之一，尤其是在我国东部油田大
面积进入高含水期及稠油和天然气的开发，加热炉显得更为重要。随着油气田勘
探开发面积的增大、开发难度增大，油田用加热炉的数量越来越多。截至2005
年，中石油油田用加热炉在用数量18460台。加热炉是油田的主要能耗设备，中
石油油田用加热炉每年能耗总量折合成原油约170多万吨，耗能十分惊人。目前，
油田用加热炉主要存在设备老化(平均新度系数0.41)、小型加热炉较多、效率
偏低、燃烧不充分、炉内腐蚀结垢等问题。关注油田用加热炉技术和发展对安全
生产、节能和提高生产效率有着重要的意义。
加热炉的结构形式与技术分析
1.管式加热炉
管式加热炉的火焰直接加热炉管中的生产介质，加热温差大，温升快，允许
介质压力高，单台功率可以很大，能以较小的换热面积获得较大的加热功率;但
在加热原油和易结垢介质时，管壁结垢快，严重影响换热，且结垢不均匀，会导
致管壁局部过热、失效等，这样可能引起爆炸事故。
2.火筒式加热炉
燃烧的热量直接通过火筒加热炉壳内的生产介质。与管式加热炉相比，火筒
结垢的敏感性低、对换热影响不太显著。但是被加热的生产介质在炉壳内流速缓
慢，结构件上仍然容易结垢。因此，火筒式加热炉一般不用于加热易结垢生产介
质，如稠油、三次采油污水等。
上述加热炉结构简单，耗材少、一次性投资成本低，最大的隐患就是燃烧筒
与生产介质直接接触。
3.水套加热炉
水套加热炉与火筒式加热炉的不同之处在于炉壳内与火筒接触的介质不是
生产介质而是水，火筒加热水，炉壳内增加了盘管，通过盘管的生产介质由水加
热。其优点就是避免或减轻了火筒的结垢和腐蚀，更主要的是火筒不直接与生产
介质接触，安全性好。近年来，水套加热炉被广泛应用于油田生产。但水套加热
炉传热效率偏低、结构复杂、炉体钢耗量大，另外运行中易失水，需要经常补水。
4.相变加热炉
相变加热炉是近年来研制的一种新型加热炉，主体结构包括火筒、炉体(蒸
汽发生器)和换热盘管。按蒸汽运行的压力不同，可分为真空相变和承压相变加
热炉，按换热盘管结构的不同，分为一体式和分体式相变加热炉。其基本原理是:
燃烧产生的热量使得炉体内(蒸汽发生器内)的水沸腾汽化，水蒸气与盘管接触加
热盘管内的生产介质，水蒸气接触盘管冷凝成液体再次在炉体内被加热，由水变
成水蒸气，再由水蒸气变成水的相变过程中产生热交换，使得生产介质被加热。
相变加热炉利用相变传热原理，具有很高的管外传热系数，约为4000W/(m2·℃)。
加热炉技术与分析
加热炉的核心部件和核心技术是燃烧器，加热炉的燃烧效率、环保排放等很
大程度上取决于燃烧器。过去无论是加热炉生产厂家还是使用单位在加热炉的技
术改造和升级方面都不太重视燃烧器技术。当前国内生产加热炉的厂家很多，但
是生产燃烧器的厂家却很少，关于燃烧器技术研究的单位就更少。油田加热炉配
套的燃烧器多为简易的正压鼓风燃烧器，其它形式的燃烧器较少，要么就是进口
国外燃烧器。近年来，冀东石油机械有限责任公司研制的转杯雾化燃烧器取得了
较好的效果。燃烧器的关键技术在于空气与燃料的混合，也就是燃烧器的燃油雾
化方法。下面介绍儿种燃油雾化方法。
1.压力喷气雾化器
压力喷气雾化器就是在带压气流作用下，使燃料被分散成为细小的小滴并与
气流充分混合雾化，达到良好燃烧结果。
2.外混合雾化器
辅助的压力喷气机将空气高速喷入雾化器，在雾化器端口经过涡旋发生器，
产生涡使之与燃料油充分混合雾化，这种雾化器可保证空气和燃料油在通道内不
混合，所以空气压力波动对燃料油无影响。
3.内混合雾化器
蒸汽雾化器包括有一定数量的喷管，喷油孔和喷气孔对应。油和空气在内部
混合，形成油和空气的高压乳化液，经混合的油气混合物从最后的管口喷出被雾
化后进入燃烧腔。
德国的扎克系列燃烧器采用的就是外混合雾化器或内混合雾化器，单枪式结
构。适合于轻油、重油和天然气等燃料。燃烧效果好，达到低氮排放要求，燃烧
轻油时，低氮排放低于250mg/m3，燃烧天然气时，低氮排放低于2OOmg/m3。
4.转杯雾化器
转杯高速(大约5000r/min)旋转，燃料油低压进入转杯，均匀分布于转杯内
表面并从转杯的圆锥形外缘抛出。带压空气从转杯中心进入在被外触及抛出的薄
膜状燃油使之雾化。转杯的转速可调。
意大利的白得燃烧器、德国的威索燃烧器主要采用转杯雾化器，适应于轻油、
重油、天然气和油气混合型燃料。
5.蓝色火焰燃烧器
蓝色火焰燃烧器是一种节能、降低氮排放的环保型燃烧器。其主要特点是:
在燃烧过程中，热气体从火焰口部分返回到入口参与混合，二次燃烧。这一过程
使得燃烧完全，只产生蓝色火焰，不见烟雾。意大利的意高节能燃烧器就是采用
的蓝色火焰燃烧器，具有安全、高效、宁静的优点。
加热炉技术发展方向
(1)高效的相变热传导技术的应用。相变热传导以水蒸气作为传热介质，换
热效率高。水在封闭的炉壳内受热蒸发、冷凝，水损失小，密闭炉壳内不易结垢，
热传导系数稳定，使得加热炉维持在较高换热效率(大于90%)，而且运行安全可
靠。
(2)加速国产化高效燃烧器研究，重点创新发展转杯雾化和内部混合雾化、
外部混合雾化技术。这些先进的雾化技术不仅雾化效果好、燃烧完全、火筒清洁，
而且能适应各种轻油、重油和天然气燃料。为了使燃烧器处于良好的工作状态，
建议增设燃料油处理系统，清除燃料油中的固体杂质。
(3)换热盘管结构形式和材料研究。换热盘管是非常关键的部件之一，盘管
设计必须考虑适应不同的生产介质，包括油类、气类和污水类介质，考虑各种介
质的腐蚀性和管体结垢。同时，在结构上要考虑方便清理、维护和更换。对于大
功率加热炉建议换热盘管与炉壳为分体式结构。
(4)自动化控制与监测技术的应用。自动化控制是流程设备的发展方向，加
热炉也不例外。实践证明，自动化控制实现自动吹扫、供空气、自动点火、燃烧、
自动停机和启动，自动控制运行参数，可使燃料利用率达99.5%以上，加热炉效
率达88%～91%，方便操作，生产介质温度可以精确控制。应用监测技术实现熄
火保护、低水位保护、超温超压保护等，保证设备安全运行。自动控制与监测技
术将趋于远程化，既能保证设备高效、安全运行，又能提高设备的管理水平。
(5)专业化制造与供应。专业化生产制造似乎不关系到技术进步，但是我国
生产油田用加热炉的厂家很多，供应过于分散，难以形成大批量供应能力，专业
性不强，且不注重技术创新，因此建议采取有效措施加强加热炉的专业化制造与
供应。
