长输管道输油过程中提高加热炉燃烧效率的探究

2022-09-11

引言

随着节能和环保的概念与意识越来越被人们重视, 保护环境、节约能源已经成为企业降低生产成本增强产品市场竞争力的最有效手段之一。对于长输管道输油企业来说, 降低能耗, 提高燃烧效率是个十分令人关心的问题, 而管道输油过程中能耗“大户”加热炉的热效率是衡量整个管道储运过程中能源效率最为重要的指标之一。加热炉热效率关系着整个长输管道输油过程能耗的高低, 提高加热炉的热效率就意味着节省燃料, 随着能源的消耗和短缺, 企业节约能耗和长周期保持加热炉运行较高的水平是当前急需解决的问题。本文将就此问题进行一些讨论。

一、加热炉燃烧效率理论分析

提高长输管道输油过程中加热炉的热效率是降低炉子燃料消耗, 为企业节约成本的重要途径。加热炉的热效率是被加热物料吸收的热量占燃料燃烧放出总热量的百分数, 可以通过正反两种方法进行计算:

其中Q1:代表烟气带走的热量;Q2:燃料不完全燃烧损失的热量;Q3:燃料机械不完全燃烧损失的热量;Q4:散热损失热量;η:加热炉燃烧效率。

由上述两个计算公式可以得知:提高加热炉热效率最重要的措施是减少加热炉的一切热损失。而影响加热炉热效率的因素很多, 如炉子负荷、燃料种类、燃料燃烧情况、燃料和空气的预热情况、废气的排出温度和数量、炉子的冷却条件和散热状况等诸多因素。所以要提高加热炉的热效率必须有效调整上述影响因素处于有利于提升燃烧效率最佳适宜度。

二、提高加热炉热效率对策

通过对加热炉热效率的理论计算可以分析出一些影响热效率损失的因素, 因此有效避免上述因素即可提升加热炉热效率。可以采取如下对策:

1.尽量减少烟气带走的物理热量并将此热量充分回收利用, 对烟气的热量进行回收, 用这些热量来预热空气和燃料气;在保证加热负荷和加热质量的前提下尽可能降低出炉烟气的温度;被烧坏的蓄热能力差的蓄热小球要及时更换, 保证其正常的蓄热能力。

2.保证足够的空气、是燃料得以充分燃烧, 加热工必须根据燃料的发热值不同随时调整空气与燃料的比值, 以减少化学和机械的不完全燃烧说所造成的热损失;尽量减小空气过剩系数, 避免过剩空气吸收大量的热量和产生多余的烟气带走热量;控制好炉膛压力, 防止产生负压而将冷风吸入炉内。

3.减少炉膛内各项热损失, 对进炉出炉工艺管线进行绝热包扎, 绝热材料脱落的要尽快修复;在允许的情况下, 尽可能选用绝热系数高、保温效果好的保温材料;采用新型高效节能型筑炉材料, 改善炉衬里的绝热能力, 可以减少炉墙蓄热, 并减少通过炉墙向外散失热量造成的热损失。

4.尽可能强化向被加热管输油品的传热过程, 缩短加热时间, 减少待温时间, 提高炉子的生产效率, 在加热段采用燃料大量燃烧进行加热, 提高燃料的燃烧强度, 快速加热;通过其余预热回收方式提前将入炉工艺介质的温度提高, 如果采用余热联合热送工艺则可完全避免因待温而造成的热损失。

5.尽可能保证炉子的严密性, 可以最大限度的减小炉门的散热面积;在生产过程中, 人孔和观测炉门要用耐火砖封堵严实, 以防漏火;在生产运行过程中, 严禁敞开炉门;必要时保持炉门关闭, 减少不必要的热量损失。炉皮表面要喷涂防止热量辐射散失的专用耐火涂料, 减少炉子表面的热辐射散热。

6.加强生产组织管理, 协调前后工序, 使生产有节奏、均衡地进行, 提高管道输油过程中生产平稳性, 做到管道输油稳定, 避免紧急情况或事故的发生而造成燃料的浪费消耗。

三、提高加热炉热效率建议

1.优化管道输油过程中加热炉的热负荷大小, 随管输中工艺指标的不同而变化。在处理能力不变的情况下, 减少加热炉的热负荷, 可以减少其加热炉的燃料用量。如果将一个管式加热炉的热负荷降低10%, 当此加热炉的热效率为80%时, 从燃料消耗量考虑, 相当于将原管式加热炉的热效率提高8.9%, 加热炉的热效率越高, 减少热负荷相应使加热炉热效率值提高的就越大。通过改进工艺流程, 提高入炉物料温度等措施, 可使管式加热炉的热负荷得到减少, 从而达到节约能源的目的。

2.联合回收余热单元, 利于预热烟气可以预热要被加热的介质, 因其介质入炉子的温度不高, 通常采用新建余热烟气预热单元进行预热。这样的预热功能可以降低升温温差, 提高了总热效率, 减少了燃料消耗。

3.降低排烟温度减少排烟热损失就可以提高热效率。值得指出的是, 排烟损失在加热炉的热损失中占有极大的比例。当炉子的热效率较高 (例如为90%) 时, 排烟损失占总损失的70%~80%;当炉子热效率较低 (例如70%) 时, 排烟损失占总损失的比例高达90%以上。