加熱爐培訓(xùn)班《石化加熱爐燃燒器與石化加熱爐節(jié)能技術(shù)》2006年12月20日

1、石化加熱爐燃燒器石化加熱爐節(jié)能技術(shù)2006年12月20日 燃燒器分類燃燒器分類 燃氣燃燒器、按燃料可分為：按燃料可分為： 燃油燃燒器 油、氣聯(lián)合燃燒器 全預(yù)混式燃燒器 、燃氣燃燒器燃氣燃燒器 : 半預(yù)混式燃燒器 外混式燃燒器 、全預(yù)全預(yù) 混式燃燒器：混式燃燒器：燃料氣與燃燒空氣完全混合后進入燃燒道燃燒。 優(yōu)點是：燃料燃燒完全、燃燒速度快、火焰短、 過?？諝庀禂?shù)低 （11.05）； 缺點是：易發(fā)生回火、操作彈性小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 燃燒產(chǎn)物中NOx含量高、燃料氣的壓力必須穩(wěn)定， 且P0.1Mpa、不宜采用空氣預(yù)熱和高含氫燃料氣不宜采用。 外混式燃燒器：外混式燃燒器：燃料氣直接噴入燃燒道，與空氣邊混合邊

2、燃燒。 優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、操作彈性大、燃料氣選擇性廣， 可以采用強制供風(fēng)，也可以采用自然供風(fēng)； 其缺點是：燃燒速度慢、火焰高、過?？諝庀禂?shù)大。 半預(yù)混式燃燒器半預(yù)混式燃燒器：燃料氣與一部分空氣混合后 噴入燃燒道，與空氣邊混合邊燃燒。 其他性能介于全預(yù)混式燃燒器和外混式燃燒器兩者之間。 缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜： 無介質(zhì)霧化 燃油燃燒器燃油燃燒器 有介質(zhì)霧化燃燒器 無介質(zhì)霧化燃燒器無介質(zhì)霧化燃燒器:不用霧化介質(zhì)，靠燃料油自身的壓力把燃料油霧化成很小的液粒， 故也稱為壓力霧化燃燒器。 優(yōu)點是:不用霧化介質(zhì)； 缺點是：霧化液粒大、燃料油的壓力高。 有介質(zhì)霧化燃燒器：有介質(zhì)霧化燃燒器：用霧化介質(zhì) （過熱蒸汽或縮

3、空氣）把燃料油霧化成小液粒， 優(yōu)點是:霧化液粒小、燃料油的壓力低。 石化加熱爐普遍采用該類燃燒器 油氣聯(lián)合燃燒器油氣聯(lián)合燃燒器: 把瓦斯燃燒器和油燃燒器組成一個燃燒器，由燃油噴 嘴、燃氣噴嘴、 燃燒道、鋼結(jié)構(gòu)（消音罩）、調(diào)風(fēng)閥、長明燈等部件組成，可專燒瓦斯、 又可專燒油、還可瓦斯和油混燒，在管式加熱爐上采用的最多。 自然供風(fēng)燃燒器自然供風(fēng)燃燒器按供風(fēng)形式可分為按供風(fēng)形式可分為 強制供風(fēng)燃燒器強制供風(fēng)燃燒器 自然供風(fēng)燃燒器：自然供風(fēng)燃燒器：靠加熱爐自身形成的負壓把空氣吸入燃燒器的火道。 沒有采取煙氣余熱回收的加熱爐采用此類燃燒器。強制供風(fēng)燃燒器：強制供風(fēng)燃燒器：靠鼓風(fēng)機把空氣強制送入燃燒器的火道

4、。 采取煙氣余熱回收的加熱爐采用此類燃燒器。 普通燃燒器普通燃燒器按技術(shù)性能可分為按技術(shù)性能可分為 節(jié)能燃燒器節(jié)能燃燒器 高效燃燒器高效燃燒器普通燃燒器普通燃燒器： 能夠滿足生產(chǎn)用熱需要，過?？諝庀禂?shù)高、 霧化介質(zhì)耗量大。 1970年前開發(fā)的燃燒器應(yīng)屬于普通燃燒器。節(jié)能燃燒器節(jié)能燃燒器：不但能夠滿足生產(chǎn)用熱需要，而且，過?？諝庀禂?shù)較小、 霧化介質(zhì)耗量較少。 1970年后開發(fā)的燃燒器應(yīng)屬于節(jié)能燃燒器。 高效燃燒器高效燃燒器：燃料通過燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成高溫?zé)煔獾膬?nèi)能，高溫?zé)煔獾膬?nèi)能不但包含有熱能，而且還包含有做功能力。石化加熱爐使用的氣體或液體燃料均為優(yōu)質(zhì)燃料，通過燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成高溫?zé)煔獾膬?nèi)能

5、后具有較大的做功能力，使用普通燃燒器或節(jié)能燃燒器，這種做功能力的利用率很低（10%左右），從科學(xué)意義上講，也是能源的浪費。為了提高高溫?zé)煔饩哂械淖龉δ芰Φ睦寐?，開發(fā)出了熱電聯(lián)合和熱功聯(lián)合技術(shù)。由于采用熱電聯(lián)合和熱功聯(lián)合技術(shù)的一次投資很高，只能在一些大型裝置中使用，為此科學(xué)工作者把提高高溫?zé)煔饩哂械淖龉δ芰Φ睦寐恃芯考性诹烁咝紵鞯拈_發(fā)上，目的是：把高溫?zé)煔饩哂械淖龉δ芰D(zhuǎn)化成動能，使高溫?zé)煔庖暂^高的速度噴入加熱爐輻射室，在噴口處一定的范圍內(nèi)形成一定的負壓，拉動輻射室頂部煙氣向輻射室底部回流，在輻射室形成較強的煙氣回流和機械擾動，達到強化輻射室對流傳熱和改善輻射室溫度分布，降低爐管受熱不

6、均勻系數(shù)的目的。追求的目標是：在較低過?？諝庀禂?shù)下，使燃料完全燃燒；高溫?zé)煔庾龉δ芰Φ睦寐蔬_到30%，輻射室的對流傳熱增加50%，輻射室爐管受熱不均勻系數(shù)降低30%40%；燃燒噪聲和燃燒產(chǎn)物中的NOx含量必須低于國家有關(guān)標準中的規(guī)定值。高效燃燒器是一種理想的燃燒器，目前各國都正在開發(fā)研制中。我國科研單位于20世紀80年代著手進行高效燃燒器開發(fā)研制工作，并開發(fā)研制出了幾種高效燃燒器，但還處于開發(fā)研制階段。油氣聯(lián)合燃燒器結(jié)構(gòu)油氣聯(lián)合燃燒器結(jié)構(gòu) 油氣聯(lián)合燃燒器由燃油噴嘴、燃氣噴嘴、 燃燒道、調(diào)風(fēng)門、長明燈等部件組成，可專燒瓦斯、又可專燒油、還可瓦斯和油混燒，在石化加熱爐上用的最多的燃燒器。燃油噴嘴

7、燃油噴嘴 燃油噴嘴俗稱油槍。燃油噴嘴的主要任務(wù)是把燃料油霧化成微米級的油粒，并形成便于與空氣混合的霧化炬。煉油及石油化工加熱爐燃燒器使用的燃油噴嘴幾乎都是內(nèi)混式蒸汽霧化型，由霧化蒸汽管、燃料油管、霧化器、混合室和噴頭等部件組成，其結(jié)構(gòu)如圖所示：燃油噴嘴的主要參數(shù)燃油噴嘴的主要參數(shù)1、霧化角：由于燃油噴頭上所開的各個噴孔之間有一定張角，因此內(nèi)混式蒸汽霧化燃油噴嘴的霧化炬呈空心圓錐形，圓錐形的錐度就是內(nèi)混式蒸汽霧化燃油噴嘴的霧化角。霧化角取決于噴頭孔的張角，而操作參數(shù)對霧化角的影響很小。根據(jù)長期工業(yè)使用的經(jīng)驗，內(nèi)混式蒸汽霧化燃油噴嘴的霧化角為3640為宜，具體到燃燒器，需要根據(jù)燃燒器火道尺寸和要求

8、火焰高度、燃料油的物性等條件進行綜合考慮，確定合理的噴頭孔張角或燃油噴嘴的霧化角。2、噴油量：單位時間燃料油噴出量，也稱為燃油噴嘴的噴出能力。/h3、油壓：燃料油進入燃油噴嘴的壓力，MPa。一般為0.4 MPa 10 MPa。4、汽壓：霧化蒸汽進入燃油噴嘴的壓力，MPa。一般為0.5 MPa 11 MPa。5、霧化粒度：霧化后燃料油粒的平均直徑，一般用索太爾平均直徑表示。根據(jù)長期工業(yè)使用的經(jīng)驗，內(nèi)混式蒸汽霧化燃油噴嘴的索太爾平均直徑小于60m對燃燒是合適的。6、汽耗：單位燃料油所消耗的霧化蒸汽量，用/表示（實際上是一個無因次數(shù)）。目前我國煉油和石油化工加熱爐燃燒器燃油噴嘴實際汽耗一般在0.30

9、.25 /之間。7、油孔面積:汽孔面積:噴頭孔面積=1:4:8.5燃氣噴嘴 燃氣噴嘴也稱為瓦斯噴嘴或瓦斯槍。目前我國煉化加熱爐使用的油氣聯(lián)合燃燒器的燃氣噴嘴大多數(shù)為外混式。外混式燃氣噴嘴的任務(wù)是將燃料氣分散成細流，并以恰當?shù)慕嵌葒娙肴紵溃员闩c空氣很好的混合。 1970年到1984年我國煉化加熱爐使用的油氣聯(lián)合燃燒器大多為型燃燒器。 型燃燒器的燃氣噴嘴為“蠟燭頭”式，結(jié)構(gòu)如右圖所示： 蠟燭頭”式燃氣噴嘴存在有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、更換不方便，火焰發(fā)散、形狀不夠完整，過剩空氣系數(shù)較大等缺點1984年洛陽石化工程公司原設(shè)備研究所研制開發(fā)出了ERI系列油氣聯(lián)合燃燒器。該系列油氣聯(lián)合燃燒器的燃氣噴嘴為集中

10、套管式。 由于集中套管式燃氣噴嘴具有結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝或更換，火焰形狀完整、剛直有力，過?？諝庀禂?shù)低等優(yōu)點，很快獲得普遍采用。1984年以后新開發(fā)的油氣聯(lián)合燃燒器的燃氣噴嘴均為集中套管式；部分氣體燃燒器也采用了集中套管式燃氣噴嘴。但這種燃氣噴嘴也存在根部瓦斯過分集中，根部配風(fēng)量不足、旋流罩易脫落等缺點。 洛陽石化工程公司和金陵分公司合作開發(fā)出了一種低過?？諝庀禂?shù)、低NOx油氣聯(lián)合燃燒器，2006年11月29日通過中國石化股份公司技術(shù)鑒定。該燃燒器的燃氣噴嘴為吸取了“蠟燭頭”式和集中套管式燃氣噴嘴的優(yōu)點，克服兩者的缺點而開發(fā)的外混式，噴頭為484無縫鋼管制作成的圓環(huán)，在噴頭上沿兩個不同直徑的圓環(huán)

11、開有兩圈瓦斯噴孔，將燃料分內(nèi)外兩層配入燃燒器，80%的燃料由外環(huán)噴孔噴入燃燒道，20%的燃料由內(nèi)環(huán)噴孔噴入燃燒道，兩層燃料噴射方向與燃燒器中心線的夾角相差180。 配風(fēng)器 配風(fēng)器的作用是使得燃燒空氣與燃料充分混合，并形成穩(wěn)定而又符合要求的火焰形狀。特別是在燒燃料油的情況下，為了保證重質(zhì)燃料油燃燒良好，除了使之良好霧化外，還必須有良好的配風(fēng)器，使空氣與燃料迅速、充分混合。尤其重要的是在火焰根部必須保證有足夠的供風(fēng)量，以避免燃料油受熱時因缺氧而裂解，產(chǎn)生游離碳，使得加熱爐熱效率降低并冒黑煙污染環(huán)境。1984年前的配風(fēng)器為雙套圈式，1984年后逐步被蝶閥式取代。燃燒道 燃燒道、簡稱為火道，由耐火材料

12、（粘土或高鋁土）燒制而成，一般分上下兩部分，因上部分較下部分大，俗稱大火盆磚和小火盆磚。燃燒道的作用有三： 1、蓄積一定的熱量，加熱燃料和燃燒空氣，使之迅速達到著火溫度，形成穩(wěn)定的燃燒。在燃燃料 油時，小火盆磚對燃料油的蒸發(fā)、著火和穩(wěn)定燃燒有著重要的作用。 2、燃燒道能夠約束燃燒空氣，使燃燒空氣與燃料充分混合而不散溢。 3、燃燒道和配風(fēng)器一起使氣流形成理想的流型，以得到符合要求的火焰形狀。影響燃燒器技術(shù)水平的主要參數(shù)1 1、過?？諝庀禂?shù)、過剩空氣系數(shù) 實際進入爐膛的空氣量與燃料完全燃燒所需要的理論空氣量之比，叫做過?？諝庀禂?shù)。過剩空氣系數(shù)與輻射室傳熱量關(guān)系過?？諝庀禂?shù)與輻射室傳熱量關(guān)系 輻射室

13、傳熱量為： 輻射室的傳熱量隨過剩空氣系數(shù)加大而減少。原因是：過?？諝庀禂?shù)加大，降低火焰溫度，減少三原子氣體濃度，降低輻射熱的吸收率。過?？諝庀禂?shù)與熱效率的關(guān)系過?？諝庀禂?shù)與熱效率的關(guān)系加熱爐熱效率反平衡計算公式為： 在排煙溫度、不完全燃燒損失和外壁散熱損失不變時，加熱爐熱效率隨過?？諝庀禂?shù)加大而降低，降低過?？諝庀禂?shù)可以有效地提高加熱爐的熱效率。但過剩空氣系數(shù)太小會使燃燒惡化，燃料燃燒不完全，使爐效率降低。 過?？諝庀禂?shù)對加熱爐的熱效率和輻射室傳熱量都有著直接的影響；是影響燃燒器技術(shù)水平的重要參數(shù)，在保證燃料完全燃燒的前題下，過?？諝庀禂?shù)越小，燃燒器技術(shù)水平越高。 rPRPLRqtCvBQBQ

14、101001021LSPLQBtCvBqqQB2 2、燃料的不完全燃燒損失簡稱為不完全燃燒損失、燃料的不完全燃燒損失簡稱為不完全燃燒損失 因燃料沒有完全燃燒而未能釋放出的反應(yīng)熱量占燃料低熱值的百分數(shù)稱為燃料的不完全燃燒損失，簡稱不完全燃燒損失。在燃燒器有效熱負荷一定時，不完全燃燒損失越大，需要供給燃燒器的燃料越多，加熱爐能耗也就越高，這是人們最不愿意看到的。與燃燒器的配風(fēng)技術(shù)，燃料油霧化技術(shù)，燃料噴嘴、火道和配風(fēng)器三者匹配性等與不完全燃燒損失有著直接的關(guān)系。所以，不完全燃燒損失的大小是衡量燃燒器技術(shù)水平高低的最要標志之一。經(jīng)過近100年的發(fā)展，燃油燃燒器的不完全燃燒損失約在0.5%以下，燃氣燃

15、燒器的不完全燃燒損失約在0.1%以下。3 3、排放煙氣中、排放煙氣中NOxNOx的濃度的濃度 燃料燃燒產(chǎn)生的有害氣體主要是SOx、NOx，SOx取決于燃料的硫含量， NOx主要取決于燃燒器的技術(shù)水。由于加熱爐是煉油和石油化工生產(chǎn)裝置的最大污染源，為保證操作工人和周邊居民的身體健康，國內(nèi)外對加熱爐排煙中N0 x的含量實行了濃度和總量雙重控制，控制指標是非常嚴格的。為滿足加熱爐排煙符合N0 x濃度和總量控制要求，燃燒器必須具有低NOx性能。 4 4、燃油噴嘴的汽耗、燃油噴嘴的汽耗 燃油噴嘴汽耗：單位燃料油所消耗的霧化蒸汽量，用/表示。在保證霧化質(zhì)量的前提下，燃油噴嘴汽耗越低，消耗的蒸汽量就越少，加

16、熱爐的操作費用也就越低。所以，燃油噴嘴汽耗的大小是衡量燃燒器技術(shù)水平高低的標志之一。目前我國煉油和石油化工加熱爐燃燒器燃油噴嘴實際汽耗一般在0.30.25 /之間。 5 5、燃油噴嘴的霧化粒度、燃油噴嘴的霧化粒度 燃油噴霧化粒度：霧化后燃料油粒的平均直徑，一般用索太爾平均直徑表示。對于燃料油來講，為了在較低的過?？諝庀禂?shù)下實現(xiàn)完全燃燒，必須把燃料油霧化成非常小的油粒。燃油噴霧化粒度是燃料油霧化后油粒直徑大小的標志，其值大小代表燃油噴嘴對燃料油霧化質(zhì)量，對燃油燃燒器的過?？諝庀禂?shù)和不完全燃燒損失都有著直接影響。霧化粒度大小代表燃油噴嘴對燃料油霧化質(zhì)量，也是衡量燃燒器技術(shù)水平的重要標志之一。根據(jù)長

17、期工業(yè)使用的經(jīng)驗，內(nèi)混式蒸汽霧化燃油噴嘴的霧化粒度小于60m對燃燒是合適的。燃燒器與管式加熱爐之間的關(guān)系燃燒器與管式加熱爐之間的關(guān)系l l 火焰高度與輻射室傳熱量的關(guān)系火焰高度與輻射室傳熱量的關(guān)系 表10-1是中國石化集團3個煉油廠焦化爐輻射室傳熱量和火焰高度測試數(shù)據(jù)。 表101 焦化爐輻射室傳熱量和火焰高度測試數(shù)據(jù) 由表101可知：在加熱爐的爐型結(jié)構(gòu)、熱負荷、燃料、輻射爐管規(guī)格、供風(fēng)量和燃燒器幾何尺寸、熱負荷一定時，輻射室傳熱量隨火焰高度降低而增加項目名稱 廠號 1 2 3火焰高度 m5 43全爐總供熱量 kw10906.513259.511615輻射室熱負荷 kw676291508430.

18、3輻射室熱負荷占總供熱量的百分數(shù)62%69%72%2 2、燃燒火焰高度與輻射室溫度徑向分布的關(guān)系、燃燒火焰高度與輻射室溫度徑向分布的關(guān)系 圖101、圖102是石化集團公司兩個煉油廠焦化爐輻射室橫向溫度分布圖。表102是這兩個煉油廠焦化爐火焰高度和輻射室橫向最大溫差測試數(shù)據(jù)圖101 2號焦化爐輻射室橫向溫度分布曲線圖； 圖102 1號煉油廠焦化爐輻射室橫向溫度分布曲線；7007508008509009501000600 1050 1500 1950 2400 2875 3300 3800 4300 4800 53004,3217312mm儀器插入深度75080085090095010008312

19、817321826331035840845850855843127312cm儀器插入深度 表102 焦化爐火焰高度和輻射室橫向最大溫差測試數(shù)據(jù) 在爐型結(jié)構(gòu)和燃燒器的安裝方式一定時，管式加熱爐輻射室徑向溫度分布隨火焰高度降低趨向均勻，通過強化燃燒，降低火焰高度，可以改善輻射室徑向溫度分布。 廠號項目名稱12燃燒器臺數(shù)2424火焰高度 m43輻射室中部最大溫差7265輻射室上部最大溫差51343 3、火焰高度與輻射室軸向溫度分布的關(guān)系火焰高度與輻射室軸向溫度分布的關(guān)系 表10-3是石化集團3臺爐型結(jié)構(gòu)相同、熱負荷接近，使用同一類型燃燒器的加熱爐的輻射室軸向溫度測試數(shù)據(jù)，圖10-3是這3臺加熱爐的軸

20、向溫度分布曲線圖。表10-3 輻射室軸向溫度測試數(shù)據(jù) 廠名項目名稱123輻射室平均溫度840.9846849.4輻射室縱向最大溫差100185200輻射室縱向溫度分布不均勻系數(shù)1.1181.2181.235火焰高度 m543 1 2 3圖10-3 火焰高度對輻射室軸向溫度分布有著直接的影響，輻射室高溫區(qū)占整個輻射室的比例隨著火焰高度的增加而加大，低溫區(qū)和次高溫區(qū)各自占整個輻射室的比例隨著火焰高度的增加而減小；輻射室高溫區(qū)和次高溫區(qū)的溫度隨著火焰高度的增加而降低；低溫區(qū)的溫度隨著火焰高度的增加而升高；輻射室縱向溫度分布不均勻系數(shù)隨著火焰高度的增加而減小。立管加熱爐可以通過采用大負荷燃燒器達到降低

21、爐管受熱不均勻數(shù)。臥管加熱爐可以通過控制火焰高度使輻射室的溫度梯度符合傳熱需要。4 4、火焰高度與全爐爐管平均表面熱強度的關(guān)系、火焰高度與全爐爐管平均表面熱強度的關(guān)系表104是3個煉油廠焦化爐全爐爐管有效面積對照表。 表表10104 34 3個焦化爐的火焰高度和全爐爐管有效面積個焦化爐的火焰高度和全爐爐管有效面積項目名稱 廠名 1 2 3火焰高度 m543全爐熱負荷 kw10906.513259.511615全爐有效傳熱面積m21319.812721036.8全爐爐管表面熱強度KW/m28.26410.411.2 由表104可知：全爐爐管平均表面熱強度是隨火焰高度降低而增加；全爐爐管平均表面熱

22、強度的提高，減少了全爐爐管的用量，從而降低了管式加熱爐的基建投資。石化加熱爐燃燒器選用的基本原則石化加熱爐燃燒器選用的基本原則 燃燒器作為熱的發(fā)生裝置是加熱爐的一個重要組成部分之一，選用技術(shù)性能與加熱爐工藝要求、爐型結(jié)構(gòu)、傳熱特點相匹配的燃燒器對保證加熱爐高效或“長、安、穩(wěn)、滿”運行有著重要意義。石油化工管式加熱爐選用燃燒器的基本原則是：1 1、單臺燃燒器的負荷、單臺燃燒器的負荷= =（加熱爐額定熱負荷（加熱爐額定熱負荷熱效率熱效率 燃燒器臺數(shù)）燃燒器臺數(shù)） 1.251.252 2、使用燃料必須與生產(chǎn)條件匹配。、使用燃料必須與生產(chǎn)條件匹配。l 煉油廠加熱爐所用燃料為自產(chǎn)燃料油和燃料氣，煉油加熱

23、爐盡可能的采用油氣聯(lián)合燃燒器。在煉廠氣不足的情況下，方可考慮采用單一的燃油燃燒器。l 在要求加熱均勻并要求分區(qū)調(diào)節(jié)的爐子（如乙烯裂解爐、制氫爐和轉(zhuǎn)化爐）上采用氣體燃燒器。l 煉廠加熱爐所用的燃料油是高粘度的減壓渣油，應(yīng)選用蒸汽霧化燃油噴嘴。煉廠鉑重整和加氫裝置的加熱爐，一般使用本裝置自產(chǎn)的氫含量高的氣體作燃料。這種燃料氣的火焰?zhèn)鞑ニ俣葮O快，容易回火，不宜采用預(yù)混式或半預(yù)混式瓦斯燃燒器，最好采用外混式瓦斯燃燒器，以免回火影響操作和傷人。3 3、燃燒器的結(jié)構(gòu)或火焰形狀必須爐型結(jié)構(gòu)、傳熱特點相匹配。、燃燒器的結(jié)構(gòu)或火焰形狀必須爐型結(jié)構(gòu)、傳熱特點相匹配。 圓筒爐采用圓柱型油氣聯(lián)合燃燒器，火焰高度為輻射

24、爐管長度的50%60% 立管立式爐采用矩型油氣聯(lián)合燃燒器，火焰高度為輻射爐管長度的50%60% 焦化爐采用矩型油氣聯(lián)合燃燒器，以氣體燃料為主，火焰高度必須控制在輻射室的溫度梯度符合工藝要求和傳熱需要。乙烯裂解爐、化肥轉(zhuǎn)化爐、制氫爐等對輻射爐管受熱要求均勻的加熱爐采用附墻燃燒器或采用附墻燃燒器與矩型油氣聯(lián)合底燒燃燒器聯(lián)合使用。4、 以重質(zhì)油為燃料，過?？諝庀禂?shù)1.25，不完全燃燒損失0.5%。5、以輕質(zhì)油為燃料，過?？諝庀禂?shù)1.2，不完全燃燒損失0.5%。6、以煉廠氣或天然氣為燃料，過?？諝庀禂?shù)1.1，不完全燃燒損失0.1%7、以重質(zhì)燃料油為燃料時，霧化蒸汽耗量0.25kg/kg（油）；8、以輕

25、質(zhì)油為燃料時，霧化蒸汽耗量0.2kg/kg（油）。9、燃燒噪聲80d（A），燃燒產(chǎn)物中NOx的含量100 PPm。10、 強制供風(fēng)燃燒器在自然供風(fēng)時必須滿足生產(chǎn)需要。11、每臺燃燒器都要設(shè)置長明燈12、燃料噴嘴裝卸方便、運行中燃燒道不結(jié)焦、連續(xù)運行時間在3年以上。新燃燒器簡介1 1、氣泡霧化燃油噴嘴、氣泡霧化燃油噴嘴 氣泡霧化燃油噴嘴由霧化蒸汽管、燃料油管、霧化器、混合室和噴頭等部件組成。由于燃油和蒸汽在混合室是汽-液兩相流，如果燃油和蒸汽的操作參數(shù)設(shè)計合適，可在混合室獲得細蜜的分散氣泡流流型，油氣混合物噴出時，蒸汽因壓力突然降低、體積急劇膨脹而使汽泡爆炸，其外油膜被粉碎，這就是所謂的汽泡霧化

26、。根據(jù)霧化原理，氣泡霧化燃油噴嘴仍屬于內(nèi)混式蒸汽霧化型。蒸汽耗量與一般的內(nèi)混式蒸汽霧化型燃油噴嘴無大的差別；但霧化粒度比一般的內(nèi)混式蒸汽霧化型燃油噴嘴的小。2 2、節(jié)能型燃燒器、節(jié)能型燃燒器 節(jié)能型燃燒器不但能夠滿足生產(chǎn)用熱需要，而且，過?？諝庀禂?shù)較小、霧化介質(zhì)耗量較少。1970年后開發(fā)的燃燒器都是圍繞著降低過?？諝庀禂?shù)和霧化介質(zhì)耗量開發(fā)的，應(yīng)都屬于節(jié)能燃燒器。隨著原油價格的攀升和技術(shù)的發(fā)展，我個人認為：新開發(fā)的節(jié)能型燃燒器應(yīng)達到標準：在保證燃料完全燃燒的條件下，燃氣過?？諝庀禂?shù)為1.05，燃過?？諝庀禂?shù)為1.1，霧化介質(zhì)耗量為0.20.15/。3 3、富氧燃燒、富氧燃燒 在自然狀態(tài)下，空氣中

27、含氧量約為21%，含氧量高于21%的空氣稱為富氧空氣，含氧量低于21%的空氣稱為貧氧空氣，現(xiàn)有燃燒器的供風(fēng)大多數(shù)為自然狀態(tài)下的空氣，如采用比自然狀態(tài)下空氣含氧量高的空氣助燃，則稱為富氧燃燒。采用富氧燃燒有如下優(yōu)點：1、可以提高輻射室溫度，增加輻射室傳熱溫差，強化輻射室傳熱。乙烯裂解爐、化肥轉(zhuǎn)化爐、制氫爐輻射室需要較高的溫度，可利用富氧燃燒這一優(yōu)點，重整爐利用富氧燃燒這一優(yōu)點可以降低流體壓降。2、可以有效地減少排煙量，在排煙溫度不變的條件下，減少排煙損失，提高加熱爐熱效率。當富氧空氣中含氧量達到28%時，排煙量可以減少30%，節(jié)能效果非常顯著。既是考慮到富氧空氣制備系統(tǒng)的造價和電耗，也具有較好的

28、經(jīng)濟效益。采用富氧燃燒的致命缺點是排煙中NOx含量太高。隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，對能源需求量越來越大，原油價格較高，股份公司節(jié)能任務(wù)繁重，給加熱爐節(jié)省燃料帶來了新機遇，利用富氧燃燒節(jié)能率高，經(jīng)濟效益好，開發(fā)新技術(shù)，降低排煙中NOx含量，實現(xiàn)煉化加熱爐富氧燃燒，是今后發(fā)展的方向。4 4、環(huán)保燃燒器、環(huán)保燃燒器 加熱爐既是煉化裝置的主要能耗設(shè)備，又是主要的環(huán)境污染源。燃燒器對環(huán)境的污染主要是燃燒噪聲污染和燃燒產(chǎn)物中有害氣體對空氣的污染。燃燒產(chǎn)物中有害氣體主要是NOx和SOx， Sox主要取決于燃料中的硫含量，燃燒器幾乎是無能為力解決；NOx與燃燒器采取的燃燒方法密切相關(guān)。環(huán)保型燃燒器主要是低燃燒噪

29、聲和低NOx。我國有關(guān)標準規(guī)定，爐區(qū)噪聲為85dB（A），加熱爐排煙中NOx含量為120PPm。從此意義上講，燃燒噪聲低于85dB（A），排煙中NOx含量為低于120PPm的燃燒器都為環(huán)保型燃燒器。5 5、大能量燃燒器、大能量燃燒器 通常人們把有效熱負荷小于100kw的燃燒器稱為小負荷燃燒器；把100kw500kw的燃燒器稱為常用燃燒器；把有效熱負荷大于500kw的燃燒器稱為大能量燃燒器。所以大能量燃燒器是有效熱負荷大于500kw的燃燒器總稱。6、高效燃燒器、高效燃燒器： 石化加熱爐使用的氣體或液體燃料均為優(yōu)質(zhì)燃料，通過燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成高溫?zé)煔獾膬?nèi)能后具有較大的做功能力，普通燃燒器或節(jié)能燃燒

30、器，這種做功能力的利用率很低（10%左右），從科學(xué)意義上講，也是能源的浪費。為了提高高溫?zé)煔饩哂械淖龉δ芰Φ睦寐?，開發(fā)出了高效燃燒器。目的是：把高溫?zé)煔饩哂械淖龉δ芰D(zhuǎn)化成動能，使高溫?zé)煔庖暂^高的速度噴入加熱爐輻射室，在輻射室形成較強的煙氣回流和機械擾動，達到強化輻射室對流傳熱和改善輻射室溫度分布，降低爐管受熱不均勻系數(shù)的目的。追求的目標是：在較低過?？諝庀禂?shù)下，使燃料完全燃燒；高溫?zé)煔庾龉δ芰Φ睦寐蔬_到30%，燃燒噪聲和燃燒產(chǎn)物中的NOx含量低于國家標準中的規(guī)定值。高效燃燒器是一種理想的燃燒器。高效燃燒器具有如下特點：（1）采用了正壓燃燒技術(shù)（普通燃燒器或節(jié)能燃燒器采用的是負壓年燃燒技術(shù)

31、）。（2）燃料在火道內(nèi)的燃盡率在80%以上（普通燃燒器或節(jié)能燃燒器的燃盡率在50%以上）。（3）出口處煙氣噴速在250m/s以上。典型燃燒器簡介半預(yù)混式氣體燃燒器(型)型油氣聯(lián)合燃燒器油氣燃燒器ERI燃燒器JL低NOx燃燒器輻射墻式無焰燃燒器頂燒燃燒器側(cè)燒燃燒器矩形燃燒器 GX250高效燃燒器高效燃燒器 加熱爐的節(jié)能技術(shù)加熱爐的節(jié)能技術(shù) 加熱爐是煉油和石油化工生產(chǎn)裝置的主要耗能設(shè)備，其能耗約占裝置總能耗的比例相當大，少則20%30%，多則50%70%。降低石化加熱爐的能耗對整個石油和石化行業(yè)節(jié)能工作有著重要意義。熱效率是衡量加熱爐先進性的重要指標之一，加熱爐節(jié)能就是千方百計地提高熱效率，減少燃

32、料消耗量。加熱爐熱效率反平衡法計算公式為： =100%（排煙損失+表面散熱損失+不完全燃燒損失） 由加熱爐熱效率反平衡法計算公式可知，提高熱效率、減少燃料消耗量的措施為：降低排煙損失、不完全燃燒損失、表面散熱損失和附屬設(shè)備耗能。降低排煙損失降低排煙損失 排煙熱損失占煉化加熱爐總熱損失量的比例很大：當熱效率為90%時，排煙熱損失占煉化加熱爐總熱損失量的70%80%；當熱效率為70%時，排煙熱損失占煉化加熱爐總熱損失量的90%以上；降低排煙損失是提高熱效率、減少加熱爐燃料耗量最重要的技術(shù)措施。降低排煙損失的技術(shù)措施有兩條： 1 1、回收煙氣中的余熱，降低排煙溫度。、回收煙氣中的余熱，降低排煙溫度。

33、 2 2、降低過?？諝庀禂?shù)，減少排煙量。、降低過?？諝庀禂?shù)，減少排煙量。 1、回收煙氣中的余熱，降低排煙溫度、回收煙氣中的余熱，降低排煙溫度 回收煙氣中的余熱，降低排煙溫度節(jié)能效果最明顯。是提高熱效率、減少加熱爐燃料耗量最重要的技術(shù)措施。目前國內(nèi)外各煉廠采用的余熱回收措施大致有以下幾種類型：1從工藝流程與裝置總體平衡考慮，有冷進料 工藝分支物流預(yù)熱空氣。2從加熱爐本體考慮，有對流段增加管束；對流段采用強化對流傳熱的釘頭管、翅片管等擴面管。3從改進和簡化循環(huán)系統(tǒng)考慮有熱載體循環(huán)，包括開路與閉路熱載體循環(huán)。4從增加附屬回收設(shè)備考慮，有鋼管式；玻璃管式；回轉(zhuǎn)式； 鑄鐵管式；擾流子式；熱管式；板式空氣

34、預(yù)熱器等。 5從與其他設(shè)備聯(lián)合節(jié)能考慮，有余熱鍋爐；熱電聯(lián)產(chǎn)。 余熱回收技術(shù)選用原則余熱回收技術(shù)選用原則是：應(yīng)首先在爐子現(xiàn)有設(shè)備上考慮，如利用低溫工藝介質(zhì)降低排煙溫度和利用對流空間增加對流室傳熱面積，強化對流傳熱；其次再考慮增加附屬設(shè)備和采用各種預(yù)熱器和余熱鍋爐方法回收煙氣余熱。對增加設(shè)備的費用應(yīng)進行經(jīng)濟評價，投資回收年限一般不超過三年。 從理論上講，采用煙氣余熱回收系統(tǒng)可以把排煙溫度降低到接近環(huán)境溫度，使加熱爐達到最高熱效率。但在工程實際中是不可能的。因為降低排煙溫度受經(jīng)濟和技術(shù)兩方面的制約。隨著排煙溫度的降低，煙氣余熱回收系統(tǒng)的傳熱溫差越來越小，換熱面積越來越大，一次投資迅速增加，必須根據(jù)

35、經(jīng)濟評價確定一個經(jīng)濟合理的排煙溫度。降低排煙溫度在技術(shù)方面主要受煙氣露點的限制。排煙溫度必須高于煙氣露點溫度，否則煙氣余熱回收系統(tǒng)的換熱面將會受到露點腐蝕而損壞。另外，煙氣余熱回收系統(tǒng)的換熱面在露點溫度下積的灰為“粘灰”， “粘灰”很難清除，越積越多，煙氣流過阻力迅速增加，數(shù)月后就使得煙氣余熱回收系統(tǒng)難以操作或被迫停運。隨著原油價格的攀升，從經(jīng)濟性上講，給已使用煙氣余熱回收系統(tǒng)的加熱爐進一步降低排煙溫度，提高加熱爐熱效率帶來新機遇。但進一步降低排煙溫度的最大障礙是露點腐蝕。為給進一步降低排煙溫度，提高加熱爐熱效率創(chuàng)造條件，金陵站和洛陽站合作，開發(fā)出了一種燃料油添加劑，使用后，在燃料油含硫量不變

36、條件下，煙氣露點溫度下降20。 隨著燃料油的質(zhì)量變差和催化油漿經(jīng)過濾摻進燃料油中，輻射爐管結(jié)垢或?qū)α鳡t管積灰致使傳熱條件惡化，排煙溫度逐漸升高，加熱爐熱效率逐漸減低，已成為影響加熱爐長周期高效運行或保證生產(chǎn)供熱需要的大問題。配全吹灰器、按規(guī)定進行吹灰，并采用各種技術(shù)或措施，及時清灰和清垢，保證加熱爐長周期高效運行，提高加熱爐運行期平均熱效率，是減少燃料耗量的有效措施。吹灰器 吹灰器是清除加熱爐對流爐管積灰，保證加熱爐長期高效運行的設(shè)備。目前石化加熱爐使用的吹灰器有：聲波吹灰器、激波吹灰器和蒸汽吹灰器；聲波吹灰器由于吹灰的能量較小，對于粘性小且又疏松積灰具有良好的吹灰效果，使用的經(jīng)濟性也較好；對

37、于重質(zhì)燃料油燃燒產(chǎn)生的粘性灰吹灰效果較差。激波吹灰器又稱脈沖或爆炸吹灰器，由于吹灰的能量較聲波吹灰器大，吹灰效果較好，但產(chǎn)生激波時引起的振動對加熱爐的襯里和對流爐管的使用壽命有一定的影響。蒸汽吹灰器使用歷史悠久、技術(shù)成熟、吹灰效果好，但存在有吹灰管易變形、傳動部件易出故障、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點。 為克服蒸汽吹灰器存在的不足，洛陽中心站研制了新型自動旋轉(zhuǎn)式吹灰器，獲中國實用新型專利（專利號：94221392.0）。與其它蒸汽吹灰器相比具有如下優(yōu)點：（1）傳動系統(tǒng)采用了擺線齒輪結(jié)構(gòu)，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。（2）為保證在露天環(huán)境下可靠工作，全系統(tǒng)采用全封閉結(jié)構(gòu)。（3）自控系統(tǒng)采用微機程控（PC編程器）

38、，工作可靠、自動化程度高。 并配有完善的自動報警及連鎖保護。（4）該吹灰器可以自動實現(xiàn)正反雙向0360度旋轉(zhuǎn)吹灰，自動矯正吹灰管彎曲變形 2 2、降低過?？諝庀禂?shù)，減少排煙量。、降低過?？諝庀禂?shù)，減少排煙量。 在加熱爐中，燃料不可能在理論空氣量下完全燃燒，總是在有一定過?？諝饬康臈l件才能完全燃燒。燃燒所用實際空氣量與理論空氣量之比稱做過?？諝庀禂?shù)（）。加熱爐的煙氣排放量與過?？諝庀禂?shù)成正比，在排煙溫度一定的條件下，過?？諝庀禂?shù)越大，加熱爐的熱效率越低，降低過剩空氣系數(shù)可以提高加熱爐熱效率。過?？諝庀禂?shù)太大不僅使得熱效率降低，還會加速爐管和爐內(nèi)構(gòu)件的氧化；提高Sox的生成量，從而加劇露點腐蝕。降

39、低過剩空氣系數(shù)的有效措施有：（1）選用技術(shù)水平領(lǐng)先的燃燒器，保證燃料在較低的過?？諝庀禂?shù)下完全燃燒。（2）在操作過程中管好“三門一板”（調(diào)風(fēng)門、霧化介質(zhì)閥門、燃料油閥門和煙囪擋板）， 確保加熱爐在合理的過剩空氣系數(shù)下運行。既不能讓過剩空氣系數(shù)過大，又不能因過剩空氣系數(shù)不足出現(xiàn)不完全燃燒。（3）做好加熱爐的堵漏工作，保證爐體的完整性和密封性，盡量減少看火門、防爆門、人孔和彎頭箱等處的漏風(fēng)量。降低爐體表面散熱損失降低爐體表面散熱損失 采用導(dǎo)熱系數(shù)小，整體性好，使用壽命長的耐熱保溫材料做襯里，把爐體表面散熱損失控制在：無余熱回收系統(tǒng)時，爐壁熱損2%；有余熱回收系統(tǒng)時，爐壁熱損3%。 采用澆注料和陶纖

40、噴涂復(fù)合襯里，既克服了全用澆注料施工時間長、隔熱效果差（澆注料導(dǎo)熱系數(shù)高）的缺點，又克服了全用陶纖噴涂襯里易脫落的缺點。降低不完全燃燒損失降低不完全燃燒損失 燃料的不完全燃燒損失主要取決于燃料性質(zhì)和燃燒器技術(shù)水平。在燃料一定時，燃料的不完全燃燒損失主要取決于燃燒器技術(shù)水平。所以，降低燃料的不完全燃燒損失的技術(shù)措施有：（1）采用技術(shù)水平先進的（具有先進的配風(fēng)技術(shù)、燃油霧化技術(shù)；火道、噴嘴和調(diào)風(fēng)器三者相互匹配、在燃料燃燒完全條件下過?？諝庀禂?shù)低、霧化介質(zhì)耗量少）燃燒器。（2）隨著原油質(zhì)量變差、重油輕質(zhì)化和煉化一體化發(fā)展，用于加熱爐燃料的質(zhì)量越來越差。要降低燃料不完全燃燒損失，就必須采用必要的技術(shù)或

41、措施對燃料進行改質(zhì)，如重質(zhì)燃料油減粘處理或加入添加劑，降低黏度，提高霧化性能；含硫瓦斯脫硫；低壓瓦斯增加壓力等。降低輔助能耗降低輔助能耗（1）已經(jīng)采用強制供風(fēng)的大、中負荷加熱爐的鼓風(fēng)機、引風(fēng)機采用變頻調(diào)速技術(shù)。（2）采用技術(shù)水平先進的（蒸汽耗量少）燃燒器和吹灰器，減少燃料油霧化蒸汽用量和吹灰能耗。加強管理、精心操作加強管理、精心操作（1）根據(jù)我們對股份公司加熱爐調(diào)查總結(jié)，一臺爐型結(jié)構(gòu)、熱負荷和工藝參數(shù)相同的加熱爐，進行精心操作和調(diào)節(jié)與進行粗放式操作和調(diào)節(jié)相比，加熱爐全年平均熱效率高2%，精心操作和調(diào)節(jié)節(jié)能效果和經(jīng)濟效益都非常顯著。（2）重視加熱爐日常管理工作，按照股份公司有關(guān)規(guī)定或管理、操作規(guī)

42、程進行加熱爐的日常管理和操作調(diào)節(jié)。（3）重視技術(shù)改造或技術(shù)更新工作，采用新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝、新材料對加熱爐進行改造或更新，保證技術(shù)的先進性。（4）重視易損件的更換和大檢修工作，保證加熱爐設(shè)施和設(shè)備齊全、完好。（5）對管理人員或操作工進行技術(shù)培訓(xùn)，提高其業(yè)務(wù)素質(zhì)。其他節(jié)能措施其他節(jié)能措施（1 1）優(yōu)化裝置換熱流程，降低加熱爐熱負荷）優(yōu)化裝置換熱流程，降低加熱爐熱負荷 煉化加熱爐的熱負荷隨裝置換熱流程的不同而改變，根據(jù)裝置的特點，對換熱流程進行科學(xué)合理的優(yōu)化，最大限度的降低加熱爐熱負荷是減少加熱爐燃料耗量，降低裝置能耗的最直接、最有效的技術(shù)措施。如1套800萬噸/年常減壓裝置，采用優(yōu)化換熱流程

43、技術(shù)，常壓爐的熱負荷為58.1Mw，燃料耗量為5314/h；不采用優(yōu)化換熱流程技術(shù)，常壓爐的熱負荷為103.7Mw，燃料耗量為9641/h。由此可知，根據(jù)裝置的特點，對換熱流程進行科學(xué)合理的優(yōu)化，最大限度的降低加熱爐熱負荷帶來的節(jié)能效果和經(jīng)濟效益是巨大的。（2 2）把空氣冷卻器放出的熱空氣引入加熱爐空氣預(yù)熱器）把空氣冷卻器放出的熱空氣引入加熱爐空氣預(yù)熱器 煉化裝置的產(chǎn)品有一些需經(jīng)過空冷才能送出裝置的，把空氣冷卻器放出的熱空氣引入加熱爐空氣預(yù)熱器，不僅回收了一部分熱量，還使得進入加熱爐空氣預(yù)熱器的空氣溫度有所升高，可解決或緩解加熱爐空氣預(yù)熱器冷端低溫露點腐蝕問題，一舉兩得。（3 3）石化加熱爐排

44、管優(yōu)化。）石化加熱爐排管優(yōu)化。 采用 “多管程、小管徑”排管，有效地縮短原料油流過爐管的長度，降低壓力降，減少原料泵的能耗；同時提高加熱爐單位體積內(nèi)爐管傳熱面積和爐管對流傳熱系數(shù)。 由于以往原油價格偏低，石化加熱爐被加熱介質(zhì)入爐溫度與煙氣出對流室溫度差為100?，F(xiàn)在，原油價格經(jīng)過數(shù)次提高，石化加熱爐被加熱介質(zhì)入爐溫度與煙氣出對流室溫度差為100，煙氣出對流室溫度太高，使得余熱回收器熱負荷與加熱爐有效熱負荷比例失調(diào)，經(jīng)濟性差。通過石化加熱爐排管優(yōu)化，將煙氣出對流室溫度與原油入爐溫度差降低到50，使石化加熱爐熱效率達到90%以上，而建設(shè)費較為合理。（4 4） 采用采用“燃燒系統(tǒng)優(yōu)化和強化輻射室傳熱燃燒系統(tǒng)優(yōu)化和強化輻射室傳熱”技術(shù)技術(shù) 輻射室爐管表面平均熱強度約是對流室表面平均熱強度2倍，采用“燃燒系統(tǒng)優(yōu)化和強化輻射室傳熱”技術(shù)，強化輻射室低溫部分的傳熱，降低輻射爐管受熱不均勻系數(shù)，不但可增加輻射室傳熱量，減少全爐爐管用量，而且可以降低煙氣出輻射室的溫度，為提高石化加熱爐熱效率奠定