加熱爐的節(jié)能降耗技術(shù)改造

加熱爐的節(jié)能降耗技術(shù)改造節(jié)能降耗是我國(guó)各行業(yè)都在努力的工作，而加熱爐是節(jié)能潛力很大的工業(yè)設(shè)備。為提高酮苯脫蠟裝置節(jié)能降耗水平，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，文章對(duì)裝置加熱爐存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了技術(shù)改進(jìn)措施。實(shí)踐表明，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造后加熱爐的熱效率得到了提高，取得了較好的運(yùn)行效益。標(biāo)簽：加熱爐；熱效率；節(jié)能降耗加熟爐是將物料或工件進(jìn)行加熱的再處理加工設(shè)備，也是給物料或是工件加熱升溫的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。隨著我國(guó)新能源政策的實(shí)施，許多企業(yè)為響應(yīng)國(guó)家”節(jié)能減排”的基本國(guó)策，紛紛采取各種措施來(lái)降低能源耗損。在這種背景下，企業(yè)對(duì)加熱爐進(jìn)行節(jié)能降耗的技術(shù)改造具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1加熱爐節(jié)能途徑加熱爐是一種有燃燒的加熱設(shè)備，利用燃料在爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生的高溫火焰和煙氣作為熱源，對(duì)加熱爐管中的介質(zhì)進(jìn)行加熱使其達(dá)到工藝所需要的溫度，從而使介質(zhì)完成正常的分餾、裂解和反應(yīng)等工藝過(guò)程。加熱爐熱效率一般為70%-75%（設(shè)計(jì)值為80%），熱效率高表明相同的熱負(fù)荷所消耗的燃料少。在加熱爐燃料放出的熱量，除了被含油污水吸收外，其余的熱量被煙氣帶走或爐體散熱損耗掉。若煙氣溫度越高帶走的熱量就越多。加熱爐自投用以來(lái)，爐體由于老化、腐蝕等原因造成爐體部分部位出現(xiàn)腐蝕減薄、鼓包、裂紋等問(wèn)題，使?fàn)t體出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，致使煙氣氧含量變高，過(guò)?？諝庀禂?shù)過(guò)大，爐膛溫度下降，煙道氣量變多同時(shí)也帶走大量熱量，造成燃料浪費(fèi)。利用裝置大檢修時(shí)機(jī)，將加熱爐爐體腐蝕減薄或損壞部位全部維修或更換，并在表面噴涂耐高溫防腐蝕涂料；全面更換加熱爐內(nèi)襯里，選用耐火澆注料加陶纖噴涂襯里且用成分為水性多晶體礦化黑陶瓷涂料做耐高溫輻射處理，增強(qiáng)爐膛內(nèi)壁對(duì)輻射熱量的反射率，提高爐內(nèi)熱量利用率。與此同時(shí)，耐高溫輻射涂料阻隔高溫?zé)煔鈱?duì)襯里進(jìn)行穿透，加強(qiáng)了對(duì)襯里的防護(hù)，從而避免襯里的損壞使高溫?zé)煔庵苯訉?duì)爐體進(jìn)行烘烤，損壞爐體，進(jìn)而出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象引起能量的損失。為了達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目標(biāo)，加熱爐節(jié)能可采取以下途徑。1.1采用高效燃燒器、高效燃料據(jù)估算，加熱爐燃料系統(tǒng)占整個(gè)煉油廠(chǎng)能耗的30%左右，所以選用一種高效的燃燒器系統(tǒng)以及高效清潔的燃料，不僅可以使燃料得到充分的燃燒，節(jié)約燃料，而且可以提高加熱爐的熱效率。1.2調(diào)整輕去蠟油加熱爐爐管輕去蠟油加熱爐輻射室排管及爐管與襯里間距離均不符合現(xiàn)有國(guó)家規(guī)范，且爐輻射室中間有2段約1.5m空間未排管，空間利用率低，造成輻射熱吸收效率低，影響加熱爐的熱效率。因此，要重新布置加熱爐爐管系統(tǒng)，并改造輻射爐管的支撐方式，充分利用爐內(nèi)空間進(jìn)行排管，增加爐內(nèi)空間利用率，提高輻射吸熱效率。1.3改造加熱爐襯里及提高密封性能（1）改造加熱爐襯里將加熱爐襯里進(jìn)行全面的更換改造，對(duì)流室襯里采用輕質(zhì)澆注料進(jìn)行修復(fù)；輻射爐底采用硅酸鋁棉毯+輕質(zhì)澆注料+耐火磚；輻射側(cè)壁襯里采用輕質(zhì)澆注料+高鋁纖維噴涂料；輻射爐頂采用高鋁纖維噴涂料；同時(shí)由于輻射襯里的纖維噴涂料孔隙率較大，為防止煙氣通過(guò)襯里結(jié)構(gòu)滲入輻射壁板和錨固釘造成襯里的脫落，特在輻射壁板內(nèi)表面和錨固釘上涂刷防露點(diǎn)腐蝕涂料。（2）提高加熱爐密封性能加熱爐輻射室空氣泄漏對(duì)加熱爐傳熱的影響遠(yuǎn)大于對(duì)流室，其最直接的影響就是降低輻射室煙氣溫度，使煙氣的輻射換熱效率大幅降低。為提高加熱爐的傳熱效率，需要提高輻射室溫度來(lái)增加輻射傳熱效率，同時(shí)由于輻射室煙氣溫度的提高和煙氣量的加大，會(huì)增加對(duì)流室對(duì)流換熱的負(fù)擔(dān)，雖然在熱負(fù)荷上可以滿(mǎn)足熱量的需求，但煙氣出對(duì)流室的溫度升高，也相應(yīng)增加煙氣預(yù)熱回收系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致?tīng)t壁溫度、排煙溫度升高。1.4改造空氣預(yù)熱器平板式空氣預(yù)熱器與列管式空氣預(yù)熱器相比，同等體積下可布置的換熱面積更大，傳熱效率高、壓降低，但是應(yīng)用在低溫段時(shí)會(huì)因?yàn)槁饵c(diǎn)腐蝕而引起穿孔泄漏。鑄造板式空氣預(yù)熱器采用主板與翅片整體一次性鑄造而成，整體性好，翅片與主板的接觸率為100%，不存在焊接熱變形和接觸率的問(wèn)題，模塊化設(shè)計(jì)便于布置流程，方便改造舊預(yù)熱器；投資回收期短，使用壽命長(zhǎng)，投資回報(bào)大；換熱效率高，排煙溫度更低，節(jié)能效果顯著，使用穩(wěn)定可靠，可以滿(mǎn)足高效長(zhǎng)周期的運(yùn)行。唯一的缺點(diǎn)是換熱板的制造難度大，換熱板壁較厚，重量較重。2加熱爐的節(jié)能降耗技術(shù)改造實(shí)例分析2.1裝置現(xiàn)狀分析某企業(yè)現(xiàn)有一套酮苯裝置，實(shí)際有兩臺(tái)加熱爐。其中一臺(tái)為去蠟油料，蠟料提供熱源，車(chē)間叫“一爐兩用”，輻射段設(shè)有隔墻，五分之四的空間用于加熱去蠟油料，另外五分之一的空間用于加熱蠟料，由于加熱爐進(jìn)料量不一致，要求的爐膛溫度也不同，偏差很大，雖然有隔墻，但到輻射段上部又成為一體（見(jiàn)圖1）。在運(yùn)行過(guò)程中仍然相互影響，爐出口溫度難于控制，給操作人員造成極大的難度。另外一臺(tái)只為蠟下油料提供熱源，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行相對(duì)平穩(wěn)。由于兩臺(tái)加熱爐使用年久，爐體變形，襯里脫落，多處漏風(fēng)，爐表面溫度高，爐體熱損失大，煙道擋板調(diào)節(jié)要用手動(dòng)去調(diào)節(jié)，又沒(méi)有余熱回收系統(tǒng)，所以熱效率極低，改造前，爐1歷史最高熱效率為84%，最低熱效率為76%，爐2歷史最高熱效率為85%，最低熱效率為78%（見(jiàn)表1）。成為高耗能設(shè)備。排煙溫度高，煙氣排量大，煙氣中NOx含量高，與節(jié)能環(huán)保設(shè)備相去甚遠(yuǎn)。2.2技術(shù)改造（1）火焰監(jiān)測(cè)器改為火焰監(jiān)視器原設(shè)計(jì)是三臺(tái)加熱爐的20個(gè)燃燒器均安裝火焰監(jiān)測(cè)器，一旦有一個(gè)火嘴熄滅，信號(hào)反饋到各加熱爐的燃料氣快速切斷閥，該閥門(mén)動(dòng)作關(guān)閉，整臺(tái)加熱爐火嘴全部熄滅，來(lái)防止?fàn)t膛回火或閃爆。加熱爐熄火后，裝置要切斷進(jìn)料，退守到相對(duì)安全狀態(tài)，待重新點(diǎn)火后再恢復(fù)生產(chǎn)，對(duì)裝置來(lái)說(shuō)損失較大。另外，一臺(tái)火焰監(jiān)測(cè)器價(jià)格在1萬(wàn)元以上，費(fèi)用較高，在資金短缺的情況下，建議在每臺(tái)加熱爐輻射段安裝一臺(tái)火焰監(jiān)視器，鏡頭對(duì)準(zhǔn)爐底全部火嘴和下部部分爐管，信號(hào)引入內(nèi)操電視顯示器上，操作人員能夠完全觀(guān)察、監(jiān)視每臺(tái)火嘴的燃燒情況。如果出現(xiàn)異常情況，能快速做出處置反應(yīng)，既能保證安全，又能全盤(pán)監(jiān)視加熱爐運(yùn)行情況，節(jié)省了安裝費(fèi)和維護(hù)費(fèi)用。（2）爐出口溫度熱偶改為鎧裝熱電偶原設(shè)計(jì)三臺(tái)加熱爐兩路出口溫度2臺(tái)熱電偶，總出口1臺(tái)測(cè)量熱電偶，1臺(tái)控制熱電偶共12臺(tái)均為普通熱電偶，考慮到爐出口溫度較高，最高可達(dá)270°C，介質(zhì)中有易燃易爆甲乙酮、甲苯組分，一旦有滲漏，會(huì)造成火災(zāi)。建議改為鎧裝熱電偶，有保護(hù)套后就不容易泄漏，防止了易泄漏問(wèn)題。（3）火嘴和長(zhǎng)明燈燃?xì)怆p閥組移位改裝為了保證加熱爐點(diǎn)火前閥門(mén)嚴(yán)密可靠，火嘴和長(zhǎng)明燈燃料氣設(shè)有雙閥。但在施工中發(fā)現(xiàn)在燃?xì)猸h(huán)管之下兩閥安裝距離太近。實(shí)際操作起來(lái)不方便，建議一道閥在燃?xì)猸h(huán)管之下安裝，二道閥安裝在靠近燃燒器位置，這樣正常運(yùn)行時(shí)一道閥常開(kāi)，二道閥隨工況能及時(shí)調(diào)節(jié)，操作起來(lái)方便很多。（4）升級(jí)更換風(fēng)道控制箱主板三臺(tái)加熱爐供風(fēng)系統(tǒng)安裝有風(fēng)道閥，有控制箱和氣動(dòng)電動(dòng)機(jī)，在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)在DCS上無(wú)法操作，而且閥位開(kāi)度一次表和DCS顯示值偏差很大，經(jīng)分析確認(rèn)主板版本低，造成故障頻繁，后對(duì)主板升級(jí)更換，解決了該問(wèn)題。（5）引風(fēng)機(jī)斷切或停機(jī)后現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)電機(jī)屬調(diào)頻控制，在多次引風(fēng)機(jī)斷切或停機(jī)后，發(fā)現(xiàn)無(wú)法啟動(dòng)，只能在配電室復(fù)位后才能啟動(dòng)，經(jīng)分析確認(rèn)電氣控制柜中無(wú)電位器，增加電位器后不用復(fù)位，在現(xiàn)場(chǎng)就能啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)電機(jī)。摸索出操作經(jīng)驗(yàn)并修訂在操作規(guī)程中之前加熱爐沒(méi)有余熱回收系統(tǒng)，本次改造后安裝了煙氣余熱回收系統(tǒng)，操作人員雖經(jīng)培訓(xùn)，但在操作過(guò)程中仍然出現(xiàn)煙氣氧含量、爐膛負(fù)壓、爐出口溫度等波動(dòng)大，無(wú)法精準(zhǔn)操作，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索后，編寫(xiě)出了操作指導(dǎo)書(shū)，經(jīng)實(shí)踐可行后，將操作方法修訂在操作規(guī)程中。改造后效果加熟爐改造后熱效率逐年提升，效果明顯，接近設(shè)計(jì)值(見(jiàn)圖2)。3結(jié)束語(yǔ)總的來(lái)說(shuō)，加熱爐在使用過(guò)程中往往會(huì)面對(duì)一定的問(wèn)題，有必要進(jìn)行有針對(duì)性的技術(shù)改造，從而實(shí)現(xiàn)提升加熱爐的使用效率、節(jié)約能耗等目標(biāo)。實(shí)踐表