摘要：加热炉的节能对于促进整个油气储运系统的节能功效有着十分重要的作用。所以我们必须对其进行针对性的采取节能技术，并结合实际需要，加强对其的改进和优化，才能更好地满足实际发展的需要。
关键词：管式加热炉；节能；研究进展
引言
管式加热炉是炼油及化工生产装置的主要设备，也是主要能耗设备。据统计，中国石化公司的管式加热炉能耗占全部装置能耗的67%左右。以1000万吨/年常减压蒸馏装置的为例，装置总能耗为397.61MJ/t原油，加热炉燃料消耗为343.32MJ/t原油，占装置总能耗的比例为86.35%。因此，提高管式加热炉热效率，开发节能技术对于炼化企业至关重要。随着能源日益紧张，世界各国都在寻求节约能源，提高管式加热炉热效率的各种方法和途径。为提高管式加热炉热效率，节约能源是当前急待解决的问题。根据中石化《加炉管理定》，炼油厂的管式加热炉热效率一般要求在90%以上。根据国家节能减排及去产能的发展要求，开发新技术提高加热炉热效率，解决节能减排问题是一项任重道远的工作。
1加热炉热工测定
提高热效率必须有科学的计量与对比测试方法。目前公认的测试方法是热平衡测试，一般是依据SY/T6381加热炉热工测定或SH/T3045石油化工管式炉热效率设计算进行。提高加热炉热效率的措施有：降低排烟温度、降低过剩空气系数、减少不完全燃烧损失、减少散热损失等。可用简化的热效率反平衡表达式描述：
η=(1-q1-q2-q3)×100%式中：
η为加热炉热效率；q1为排烟损失占加热炉放热量的比值，是排烟温度和过剩空气系数的函数；q2为不完全燃烧损失占加热炉总供热的比值；q3为散热损失占加热炉放热量的比值。由加热炉热效率计算公式可知，提高热效率及减少燃料消耗的措施为：降低排烟损失、降低不完全燃烧损失、表面散热损失。因此加热炉的节能，应采用新工艺、新设备、新技术、新材料等方面来着手。
2管式加热炉节能策略
2.1加强节能加热炉的应用
油气储运中，加热炉节能技术的应用，首先就是加强节能加热炉的应用。目前常见的节能加热炉主要有以下几种：一是水套加热炉。因为此类加热炉不仅具有较强的安全性，而且在加热过程中十分均匀，尤其是加热管不会出现局部过热和结焦的情况，因而在油气储运过程中得到了广泛的应用。此类加热炉为火筒式加热炉，主要是在壳体内部包含了火筒和烟管发热部件与换热部件，在燃料燃烧过程中，其形成的热能主要是从火筒烟管中，采取辐射和对流的方式对壳内的水进行加热，而壳内的热水则能对盘管内的介质采取对流的方式进行加热。二是真空加热炉。此类加热炉采用的是真空相变换热技术，其换热原理是借助真空控制阀，将加热炉顶部空间内的空气抽走并形成真空状态，利用水作为其传热的介质，水吸收在吸收燃料炭烧形成的汽化热并蒸发，随着蒸汽释放的热量，再冷凝为液滴后回落到液相空间，达到动态热平衡的目的。三是可抽式加热炉。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此类加热炉的优势就在于能避免传统加热炉清理污垢不彻底的问题，只要把烟火管从炉体抽出之后就能清理污垢。这主要是随着油田在注聚之后，增加了采出液的年度，导致烟火管结焦快、破损严重，而利用这类加热炉则能有效的解决这方面的问题。
2.2加强对现有加热炉的改造
为了达到节能的目的，在加强节能加热炉应用的同时，还应对加热炉进行改造，这样才能更好地达到节能的效果，毕竟要想在一时之间将全部的加热炉更换成节能加热炉的做法显然并不现实。常见的加热炉节能改造方案主要有以下几种：一是对加热炉的燃气系统进行改造，因为一些老旧的加热炉在燃料气燃烧时不充分，使得加热炉的气耗较大，进而导致能源浪费，所以在对其进行改造时，需要结合实际需要来进行，常见的做法是应用高效的节能燃烧器，利用其具有的自动点火、熄火保护的功能，对燃料气的流量进行控制，对燃料和空气的混合比进行控制，有助于加热炉效率的提升。二是加强对加热炉的烟气热量回收，在回收过程中，主要是加强热管技术的应用，有效的吸收排放烟气中的热量。三是加强加热炉结构的改进，并更换燃料的类型。对于有条件的地区，可以将传统的燃料油替换成天然气。若条件不具备，可以采用煤焦轻油作为燃料油，这是因为其具有良好的雾化效果，且热量高，排放物能达到环保标准。而对其燃烧方式的改进，主要是以加热炉燃烧装置的改进为切入点，将燃料油进行磁化和乳化，能促进其燃烧效率的提升，加强高效火嘴的应用，能将燃烧热损失减少，采取微正压燃烧，能将炉膛的热强度提升，并通过缩小其体积而将排烟热损失降低，对过量空气系数进行有效的控制，才能确保热效率最佳。
2.3加热炉排管优化
管式加热炉计算一般采用FRNC-5PC软件。如果采用多管程小管径排管，可有效地缩短原料流过炉管的长度，降低压力降，减少原料泵的能耗。通过采用合理的炉膛空间和在不增大炉膛空间容积的前提下，加大炉内壁面积，增大热交换面积提高炉膛热交换，提高热效率。辐射室炉管表面平均热强度约是对流室表面平均热强度2倍，如果优化燃烧系统和强化辐射室传热，可增加辐射室传热量减少炉管用量，而且可以降低烟气出辐射室的温度。
结语
综述了管式加热炉结构系统节能的研究进展，通过改造现有结构或开发研制新型结构实现节能，其中有很多实用型发明已申请国家专利，具有很高的参考价值。
研制高强燃烧器改善炉膛内的燃烧状况、提高辐射对流系统的换热效率以及在避免低温酸腐蚀的情况下尽量降低排烟温度，仍是今后研发节能型管式加热炉的重点。
此外，在炉内墙表面喷涂高辐射涂料增强辐射能力，做好炉体保温措施，尽量减少炉体散热损失以及采用新型高效燃烧技术，同样也是今后研制节能管式加热炉工作的重要内容。
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论文作者:许雄
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/12
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