【文章內(nèi)容簡介】 露點腐蝕的材料，排煙溫度還可降低。值得注意的是，每次切換先排入煙囪的是空氣，然后是煙氣 空氣混合物，最后才是煙氣（即固有漏風）。排煙熱損失應按切換初 終狀態(tài)的全過程平均溫度和平均氧含量來計算。因此，切換周期越長，排煙損失越小，熱效率越高。選用高效的蓄熱體，就可采用較長的切換周期，提高熱效率。 蓄熱式高溫空氣貧氧燃燒技術(shù)現(xiàn)在已逐漸完善，國內(nèi)冶金行業(yè)已有幾十臺鋼坯加熱爐使用了這種技術(shù)，化工行業(yè)的燒堿爐上也開始使用，石油化工行業(yè)尚未使用。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）上進行試驗。 石油化工管式爐如果采用這種技術(shù)，至少有以下優(yōu)點：① 管式爐變成了傳熱強度很高的純輻射型爐，取消了傳熱強度較低的對流室，可節(jié)省大量價格昂貴的爐管。② 由于沒有明確的火焰，整個爐膛溫度非常均勻，如果爐管布置得當，熱強度沿爐管周向和縱向的不均勻系數(shù)可降得很低，甚至接近于 1。因此其平均熱強度可以很高，甚至接近允許的最高熱強度。這是現(xiàn)有管式爐不可能實現(xiàn)的，可以使爐管數(shù)量（傳熱面積）減到最小。③ 排煙溫度可以降到最低，當轉(zhuǎn)向閥和引風機采用耐低溫露點腐蝕材料時，可降到煙氣露點溫度以下，從而得到最高的熱效率。 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，因為這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。就制氫轉(zhuǎn)化爐來說，為了減少它的產(chǎn)汽量，多年來不知采取了多少措施，開發(fā)了若干技術(shù)，真可謂費盡心機，卻收效不大。如果采用這項技術(shù)，問題將迎刃而解。 當然，要將蓄熱式高溫空氣貧氧燃燒技術(shù)移植到石油化工管式爐上來，還有許多工作要做。 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，要進行化學反應，如果處理不當，后果是十分嚴重的。 其次 ，管式爐的熱量是通過管壁傳遞的，由于各種因素的限制，通過管子表面的熱流強度不可能太高，因此爐膛溫度要比冶金爐低得多，應用這項技術(shù)有什么難處，尚需通過試驗來解決。 再者 ，石油化工管式爐的管壁溫度大多數(shù)都較低，一般是 300℃400℃ ，這些低溫的爐管在爐膛內(nèi)對燃燒過程有何影響等等，都需要進行試驗研究。 蓄 熱 式高溫空氣 貧 氧燃 燒 技 術(shù) 原理 圖27提高熱效率應注意的相關(guān)問題n 降低排煙溫度的限制 (1)隨著排煙溫度的降低，運行費用降低，一次投資增加，應根據(jù)經(jīng)濟評價確定經(jīng)濟合理的末端溫差。(2)降低排煙溫度在技 術(shù) 方面受煙氣露點的限制， 見圖 。 n 降低爐外壁溫度的限制 (1)爐外壁溫度降到多少才是合理的？這要通過技術(shù)經(jīng)濟分析才能決定。(2)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定 “在環(huán)境溫度 27℃ ，無風條件下，爐外壁溫度80℃ ”是比較合理的。n 環(huán)保方面的限制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?shù)拇胧﹣斫档?NOX，則對環(huán)保是不利的。燃料中硫的質(zhì)量分數(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，用引風機后的煙氣溫度監(jiān)測排煙溫度，進而估算熱效率是不準確的。應該是在測溫的部位同時進行煙氣全分析。n 定期除灰n 檢修時清洗所有換熱面加熱爐運行的安全保障系統(tǒng)為確保加熱爐運行和開停工安全，設(shè)置相應的儀表檢測、控制和聯(lián)鎖系統(tǒng)是十分必要的。儀表檢測、控制和聯(lián)鎖系統(tǒng)的復雜程度取決于下列因素。確定儀表控制系統(tǒng)復雜程度的原則時，除綜合考慮這些因素外，還應考慮工程投資費用。n 工藝過程的類型及被加熱介質(zhì)的性質(zhì)n 加熱爐的類型及其熱負荷和尺寸的大小n 燃料的種類及其供應的可靠性n 加熱爐的操作范圍n 工藝過程對上、下游裝置的影響度和工藝過程危險性分析溫度的檢測與控制n 被加熱介質(zhì)的溫度n 爐膛（輻射段）溫度n 對流段溫度n 煙道氣溫度n 爐管表面溫度n 燃料溫度n 空氣預熱器溫度n 被加熱介質(zhì)的溫度只有多部位測量被加熱介質(zhì)的溫度，才能比較正確評價加熱爐的性能。爐管總?cè)肟?、對流段至輻射段之間每路的過渡段、加熱爐每路出口、爐管總出口這些部位都應設(shè)有測量元件并在控制室內(nèi)有溫度指示。 加熱爐支路出口溫度控制的常規(guī)方法是在入口支路上都安裝各自的流量變送器和控制閥，用爐出口匯合后的溫度來調(diào)節(jié)加熱爐的燃料量。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。為了改善和克服這種情況，對于多流路易結(jié)焦或總出口溫度大于 350℃ 的加熱爐推薦采用 支路均衡控制 。其調(diào)節(jié)方法為： 保持通過加熱爐的總流量一定，而允許支路流量有變化；各支路的出口溫度自動與爐總出口溫度比較，通過公式計算自動調(diào)節(jié)各支路的進料流量，維持各支路的溫度均衡。溫度控制器應同時兼有正?？刂啤㈤_工、停工和除焦全量程功能。凡設(shè)有溫度控制點的加熱爐出口總管還應單獨設(shè)置高溫報警。 高溫報警測溫元件應安裝在與溫控熱電偶距離不大于 450mm范圍內(nèi)。附：非單相流防止偏流的措施n 有汽化的加熱爐（減壓爐）入爐前為純液采取分支流控，汽化后只允許擴徑，不允許增加管程數(shù)，每管程只允許單一流路。n 氣液兩相流加氫爐（爐前混氫的加氫爐）除保證各管程水力學對稱外，還應保證各管程熱力學均衡，最好是每管程一個爐膛，單獨控制。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 制氫轉(zhuǎn)化爐 爐管內(nèi)有催化劑裝催化劑后，測量各轉(zhuǎn)化管壓降，各路壓降編差應不超過 5%。n 爐膛（輻射段）溫度測量輻射區(qū)的溫度是用來指導燃燒控制以避免爐管和爐膛超溫 。 爐膛溫度控制，其實質(zhì)是加熱爐的燃燒控制，在常規(guī)的控制系統(tǒng)中，可將加熱爐的爐膛溫度作為副參數(shù)，被加熱介質(zhì)的總出口溫度為主參數(shù)構(gòu)成與燃料油、燃料氣閥門的溫度串級調(diào)節(jié)回路。 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。n 煙道氣溫度煙道氣溫度對于評價整個加熱爐的性能十分重要。溫度的異常升高表示爐管可能破裂、對流室大量積灰或預熱器效率下降；溫度低于露點，會對煙道造成嚴重的腐蝕。 n 爐管表面溫度測量爐管表面溫度主要是用來提示由于爐管結(jié)焦或爐管內(nèi)的流量降低導致的爐管超溫。對有可能結(jié)焦的加熱爐，應在每路爐出口兩到三根爐管上設(shè)置爐管表面溫度測量，同時應考慮在結(jié)焦區(qū)域分布多個熱電偶。 n 燃料溫度測量燃料氣的溫度是用來補償流量測量數(shù)據(jù)從而得到更高精度的燃料氣量。 燃料油溫度的要求是根據(jù)燃燒器所要求的燃料油的粘度而定。油溫過低會致使火焰燃燒不好，油溫過高會引起燃燒器燒嘴結(jié)焦。 n 空氣預熱器溫度當使用空氣預熱器時，應測量空氣和熱介質(zhì)的進出口溫度，以便評價空氣預熱器的性能和保持熱介質(zhì)和空氣的溫度高于露點，以防止冷端腐蝕。 壓力檢測與控制 n 設(shè)置壓力表或壓力變送器的部位：◆ 爐管總?cè)肟? ◆ 每路入口閥下游 ◆ 爐管總出口 ◆ 對有氣化的爐子在對流轉(zhuǎn)輻射的每路轉(zhuǎn)油線上 n 爐膛壓力控制 爐膛壓力控制系統(tǒng)應控制爐膛壓力保持在設(shè)計范圍，并避免爐膛超壓。 強制通風或自然通風的加熱爐爐膛壓力可通過煙道氣調(diào)節(jié)擋板來控制。 ◆ 當加熱爐有引風機時，應用爐膛壓力自動控制引風機的調(diào)節(jié)擋板開度，保持爐膛壓力：或用爐膛壓力控制來調(diào)節(jié)引風機的轉(zhuǎn)速（變頻調(diào)速）。 ◆ 如果使用空氣預熱器，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)。當預熱器、引風機出現(xiàn)故障或停用時，應自動或手動切換到煙道氣的調(diào)節(jié)擋板以控制爐膛壓力。流量檢測與控制 n 進料總流量 n 流量指示的要求 n 防止爐管超溫的保護措施 n 燃燒空氣流量n 燃燒控制系統(tǒng) n 進料總流量加熱爐都應設(shè)有工藝進料總流量計，若在工藝進料入口處為兩相流，其流量分布和測量的設(shè)計要由工藝工程師決定。如果在加熱爐入口管線上設(shè)有安全閥，總進料流量計應設(shè)于該安全閥的下游。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。 ◆ 每路都應設(shè)置低流量報警或聯(lián)鎖。◆ 對可能結(jié)焦的加熱爐，每路都應設(shè)置流量自動控制。n 防止爐管超溫的保護措施在多路加熱爐中，如果在每路上設(shè)置了流量調(diào)節(jié)閥，為防止被加熱介質(zhì)的流量低而引起爐管超溫要采取下列保護措施：◆ 在調(diào)節(jié)閥上應設(shè)置一個最小流量的機械限位。 ◆ 在執(zhí)行器的動力源或信號