【正文】 一部分需要 換熱 的 熱 油品用來 預(yù)熱 空氣。這項(xiàng)措施涉及到一次投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的權(quán)衡問題，應(yīng)該由詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來決定。如果將這些空氣冷卻器出來的熱空氣收集起來供給爐子作燃燒空氣，就可以回收一部分熱能，從而降低裝置的能耗。對于小爐群，例如重整裝置預(yù)處理部分的管式爐，就單個(gè)爐子而言，由于其熱負(fù)荷不大，單獨(dú)上一套余熱回收系統(tǒng)并不經(jīng)濟(jì)，但將這些小爐子的煙氣集中起來上一套余熱回收系統(tǒng)則是合理的。那 時(shí) 建一套 250萬噸／年 處 理量的常減 壓 裝置，就需要一臺 壓 爐，而 現(xiàn) 在 經(jīng)過換熱 流程的 優(yōu)化，原油入爐溫度高的可達(dá)～ 300℃ ，建一套 1000萬噸／年 處理量的常減 壓 裝置，常 壓 爐的 熱負(fù) 荷只需要 。 這 就有可能也有必要首先把管式爐同整個(gè)裝置 結(jié)合在一起，全面考 慮 和 優(yōu) 化，以便采取 綜 合 節(jié) 能措施。當(dāng)這些儀表都沒有時(shí)，可在測得排煙溫度和氧含量的情況下用 (3)式和上圖進(jìn)行估算。該附錄給出了一套進(jìn)行必要的測試和報(bào)告結(jié)果的完整步驟和方法。當(dāng)用于估算、或空氣不預(yù)熱以及燃燒空氣為燃?xì)廨啓C(jī)高溫尾氣等情況下，可認(rèn)為 ηr 是散熱損失占總供給熱量的百分?jǐn)?shù)，也就可以按 (3)式的后半部分計(jì)算： qs排煙 損 失， kJ/kg燃料，包括煙氣離開 熱 平衡體系 帶 走的 顯熱 和不完全燃 燒 的化學(xué) 熱 。按 SH/T3036附錄 G的定義， 總熱效率 是按燃料高發(fā)熱量計(jì)算的熱效率，一般不用。但是，習(xí)慣上的熱效率是用來表示加熱爐體系中參與熱交換過程的熱能利用程度。按前述熱效率通式，供給能量和損失能量中均應(yīng)加上這些電能和蒸汽。 SH/T3036《一般煉油裝置火焰加熱爐》規(guī)定熱平衡的基準(zhǔn)溫度為 15℃ 。若采用其他溫度基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)予以說明。 基準(zhǔn)溫度不同，熱焓值也不相同。國標(biāo) GB2587規(guī)定劃分體系范圍時(shí)，應(yīng)該考慮整個(gè)體系的收入和支出項(xiàng)目盡可能的少，同時(shí)所有項(xiàng)目的測量應(yīng)是簡單可行的。熱平衡體系的劃分 熱平衡體系是為進(jìn)行熱平衡計(jì)算而劃分的范圍 。 3熱平衡熱平衡是計(jì)算加熱爐熱效率的基礎(chǔ)，也是考察加熱爐體系熱能分布、流向和利用水平的重要手段。 它關(guān)系著石油化工裝置乃至全廠能耗的高低。因此， 加熱爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理部門都必須十分關(guān)注其熱效率，以避免浪費(fèi)能源，影響經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)，也不能盲目追求過高的熱效率，使得一次投資過高或尾部換熱面低溫露點(diǎn)腐蝕和粘灰堵塞，影響長周期安全運(yùn)轉(zhuǎn)。國標(biāo) GB2587《熱設(shè)備能量平衡通則》規(guī)定了熱平衡的通式和各參數(shù)選取的基本原則。體系劃分的范圍不同，熱平衡計(jì)算所包括的項(xiàng)目也不同，在此基礎(chǔ)上計(jì)算的熱效率也不相同。循環(huán)使用的能量和本體系中回收使用的能量應(yīng)力求包括在體系范圍之內(nèi)，這樣可以減少測量項(xiàng)目，提高測試精度。世界各國采用的熱平衡基準(zhǔn)溫度不盡相同，如 0℃ 、 ℃ （ 60℉ ）、20℃ 、 25℃ 、大氣溫度等。這種規(guī)定比較符合實(shí)際，適用于對運(yùn)轉(zhuǎn)中的加熱爐進(jìn)行實(shí)際考核。6熱效率計(jì)算通式 國標(biāo) GB2588《設(shè)備熱效率計(jì)算通則》規(guī)定的熱效率 η是指為達(dá)到規(guī)定的加熱目的，供給能量被有效利用程度在數(shù)量上的表示。由此計(jì)算的熱效率實(shí)際上是 “ 能效率 ” 。它便于計(jì)算燃料消耗，是衡量加熱爐燃料利用狀況的一項(xiàng)重要指標(biāo)。凈熱效率是表示燃料低發(fā)熱量的利用程度，通常所說的加熱爐熱效率就是 凈熱效率 。由于加 熱 爐的燃 燒 都比 較 完全，一般不 計(jì) 不完全燃 燒損 失。由于篇幅太長，就不詳細(xì)介紹了。這時(shí)需根據(jù)干基煙氣分析結(jié)果用下 式 計(jì) 算 過?？諝庀禂?shù) α ： 提高加熱爐熱效率的途徑 提高加 熱 爐 熱 效率的目的是 為 了 節(jié) 能，而 煉 油裝置加 熱 爐的 節(jié)能措施比一般工 業(yè) 爐要靈活得多，因 為 它所加 熱 的工 藝 介 質(zhì)在 經(jīng)過 后 續(xù)設(shè)備 完成蒸 餾 或其它加工 過 程之后， 產(chǎn) 品需要冷卻到一定溫度才能送出裝置。⑴ 優(yōu)化換熱流程，降低加熱爐熱負(fù)荷煉 油裝置的特點(diǎn)是加 熱 爐的 熱負(fù) 荷隨 換熱 流程的不同而改 變 。 ⑵ 加熱爐之間及加熱爐與其它設(shè)備之間聯(lián)合回收余熱加氫裝置的反應(yīng)爐，由于爐管材質(zhì)昂貴，又要減少壓降等原因，常常采用純輻射的單排管雙面輻射爐型，排煙溫度高達(dá)700℃800℃ 。新建的重整裝置都是這樣處理的。 降低排煙溫度以減少排煙損失 從前面（ 3）式可以看出，減少排煙損失就可以提高熱效率。從前燃料油價(jià)格較低時(shí)，末端溫差一般在 150℃200℃ 之間。冷 進(jìn) 料 熱 油 預(yù)熱 空氣的 節(jié) 能方案就是根據(jù) 這 個(gè)思路開 發(fā) 出來的。值得指出的是，隨著空氣溫度的提高，燃燒產(chǎn)物中的 NOX增加，如果沒有適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫档?NOX，則對環(huán)保是不利的。(4)采用煙氣余熱鍋爐以發(fā)生蒸汽。 大型化的加氫反應(yīng)爐 也是一樣。 利用煙氣余熱預(yù)熱空氣 利用煙氣余熱預(yù)熱空氣的方案很多，可分為用煙氣直接預(yù)熱空氣和間接預(yù)熱空氣兩大類。這就是 工藝分支物流 預(yù)熱空氣的方案。冷卻后的熱載體再進(jìn)入對流室尾部，如此循環(huán)將煙氣的余熱間接預(yù)熱空氣。早在上世紀(jì)四十年代熱管的概念就已提出，直到六十年代，由于宇宙航行的需要，熱管才在宇航技術(shù)中得以應(yīng)用。另外，它還具有煙氣直接預(yù)熱空氣方案的 自成系 統(tǒng) ，與其它工 藝過程無關(guān) 的優(yōu)點(diǎn)。因此，它不 僅在石油化工管式爐上，也在其它各行各 業(yè) 的工 業(yè) 爐上得到廣泛使用。強(qiáng)化傳熱的方式很多，例如噴流式空氣預(yù)熱器，當(dāng)空氣采用噴流時(shí)空氣側(cè)膜系數(shù)增大，煙氣噴流時(shí)煙氣側(cè)膜系數(shù)增加等。前者冶金行業(yè)的熱風(fēng)爐是其典型，后面將要介紹的蓄熱式燃燒器也屬于前者。最大缺點(diǎn)是空氣有一部分（約 10~15%）必然會竄入煙氣側(cè)，即所謂固有漏風(fēng)。另一方面，換熱面溫度要受露點(diǎn)溫度的限制，如果該溫度降到煙氣露點(diǎn)溫度以下，露點(diǎn)腐蝕和積存難以清除的粘灰將不可避免，甚至危及余熱回收系統(tǒng)的正常運(yùn)行。塔內(nèi)壁由耐火材料砌筑，塔內(nèi)堆放耐火磚 蓄熱體。現(xiàn)代的蓄熱式高溫空氣貧氧燃燒技術(shù)就是近幾年在此基礎(chǔ)上開發(fā)出來的：貧氧燃燒使 NOX大大降低，新型耐磨密封材料的研制和電腦程控保證了換向閥能長周期安全靈活運(yùn)行。與此同時(shí)，靠引風(fēng)機(jī)通過另一側(cè)的燃燒器將煙氣吸出，熱煙氣將熱量傳遞給蓄熱體而降溫后經(jīng)換向閥、引風(fēng)機(jī)和煙囪排入大氣。蓄熱體一般采用抽屜式組裝，以便在爐子運(yùn)行中拆換清洗。排煙熱損失應(yīng)按切換初 終狀態(tài)的全過程平均溫度和平均氧含量來計(jì)算。國外除在冶金行業(yè)使用外，已開始在石油化工管式爐（如制氫轉(zhuǎn)化爐）上進(jìn)行試驗(yàn)。② 這是現(xiàn)有管式爐不可能實(shí)現(xiàn)的，可以使?fàn)t管數(shù)量（傳熱面積）減到最小。 對于工藝要求僅需要純輻射的管式爐，如制氫轉(zhuǎn)化爐、連續(xù)重整爐和加氫爐等，采用這種技術(shù)特別適宜，因?yàn)檫@些爐子的對流室大都用來發(fā)生蒸汽，而石油化工廠本來并不缺少蒸汽。 首先 ，石油化工管式爐完全不同于冶金爐，它的管內(nèi)被加熱的是易燃、易爆、易裂解甚至結(jié)焦的烴類介質(zhì)，有的管內(nèi)還有催化劑，要進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，如果處理不當(dāng)，后果是十分嚴(yán)重的。(2)降低排煙溫度在技 術(shù) 方面受煙氣露點(diǎn)的限制， 見圖 。燃料中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)％熱效率的日常管理n 管好燃料 —主要是管好燃料中的硫和硫化氫n 管好 “三門一板 ”n 經(jīng)常定期監(jiān)測，最好是在線監(jiān)測目前用氧化鋯監(jiān)測輻射段出口氧含量，用引風(fēng)機(jī)后的煙氣溫度監(jiān)測排煙溫度，進(jìn)而估算熱效率是不準(zhǔn)確的。確定儀表控制系統(tǒng)復(fù)雜程度的原則時(shí)，除綜合考慮這些因素外，還應(yīng)考慮工程投資費(fèi)用。這種調(diào)節(jié)方法，只能將加熱爐總出口溫度保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，而各支路的出口溫度會有變化，某一路爐管有可能局部過熱而結(jié)焦。凡設(shè)有溫度控制點(diǎn)的加熱爐出口總管還應(yīng)單獨(dú)設(shè)置高溫報(bào)警。n 純氣相特多管程加熱爐（重整爐）注意集合管的走向，集合管流通截面積與各分支流通截面積之和的關(guān)系。 n 對流段溫度對流段溫度測量的目的是監(jiān)測加熱爐的熱效率。對有可能結(jié)焦的加熱爐，應(yīng)在每路爐出口兩到三根爐管上設(shè)置爐管表面溫度測量，同時(shí)應(yīng)考慮在結(jié)焦區(qū)域分布多個(gè)熱電偶。 n 空氣預(yù)熱器溫度當(dāng)使用空氣預(yù)熱器時(shí)，應(yīng)測量空氣和熱介質(zhì)的進(jìn)出口溫度，以便評價(jià)空氣預(yù)熱器的性能和保持熱介質(zhì)和空氣的溫度高于露點(diǎn)，以防止冷端腐蝕。 ◆ 如果使用空氣預(yù)熱器，爐膛壓力控制要考慮燃料和燃燒空氣能維持穩(wěn)定的操作狀態(tài)。n 流量指示的要求◆ 液相或氣液兩相的加熱爐，每路宜設(shè)置流量測量并在控制室指示。 ◆ 在執(zhí)行器的動(dòng)力源或信號故障的情況下，控制閥應(yīng)為故障開， 燃?xì)饧訜釥t除了控制燃燒速率，還要維持 最小的燒嘴壓力 ，可通過設(shè)定燃?xì)饬髁靠刂破鞯妮敵龌蛉細(xì)饪刂崎y的最小機(jī)械限位來達(dá)到。蒸汽系統(tǒng)需要保持穩(wěn)定的蒸汽壓力。為得到煙氣中氧的比例通常用氧化鋯分析儀，這種分析儀也可用來記錄、顯示、報(bào)警和控制，當(dāng)用作控制時(shí)，需設(shè)上限和下限。要采取措施來保持光源和探測器鏡頭的清潔。n 燃料氣發(fā)熱量