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產品知識

挖掘現有加熱爐的操作潛力節能

作者: 興罡石化設備| 時間:2017-08-02 15:47:34 | 點擊次數:

 這里主要是介紹加熱爐的節能,但是加熱爐的擴大處理量也是加熱爐節能的重要技術手段之一,在裝置改造過程中,如果能利用原有的加熱爐擴大處理量,就可以直接省下基建費用,同時減少加熱爐的臺位,這樣的節能效果也是非常顯著的。

加熱爐的設計負荷是加熱爐的的標志性負荷。關于加熱爐的設計負荷,在規范中有明確的規定,在實際當中也會根據裝置的需要對設計負荷進行調整。這里不對設計負荷進行討論。然而對于改變使用用途的加熱爐,其出力將有較大的變化。這是由于其允許的熱強度的差別。即使是不更換用途,有些加熱爐的熱負荷也有較大的余量。

比如,設計一臺加熱爐,工藝上考慮了換熱流程的結垢改變油品性質等因素,對加熱爐委托的負荷均較高。所以加熱爐的設計負荷比操作負荷大很多,再加上加熱爐的設計爐管表面熱中強度設計人員一般極少有取到上限,所以有相當多的加熱爐,提高30%的熱負荷后,應能滿足規范規定的熱強度的要求。
爐膛溫度:
在我國,除制氫、焦化加熱爐外,其余的加熱爐在工藝操作卡片上均做了爐膛溫不超過800℃的限制,這個限制在設計上是沒有依據的,對于加熱爐來說,限制其使用溫度的是管壁溫度和管內油膜溫度,當管內壁的油膜溫度滿足要求,管壁溫度滿足強度要求,對于爐膛溫度是沒有限制的(內襯和支撐件限制最高使用溫度)。在設計中,對于爐膛溫度是一不嚴格執行的量,就象前面講的一樣,輻射室的傳熱計算用了很多的假定,這些假定造成了計算與實際值有一定的差別。在加熱爐支撐件的設計溫度選擇上也考慮到了這個差別,所以對于爐內的支撐件,其設計溫度高于計算煙氣溫度110℃。

實際上,我們以住應用的爐膛溫度的限制與爐管表面熱強度和爐膛體積熱強度是矛盾的。同時圓筒爐和立式爐,在同樣的輻射吸熱和輻射表面熱強度下,他們的爐膛溫度也是不一樣的。這從從傳熱方程也可以看出。爐膛的傳熱和氣體輻射行程,有效暴露磚墻面積,吸熱面的溫度等相關因素有關。

舉一個例子:
兩個輻射室,爐管均為52根,有效長12m。單排單面輻射,爐管距爐墻的距離也相等的一臺圓筒型加熱爐和一臺立式加熱爐。我們們考察一下他們的爐膛溫度,熱強度間的關系。

介質進出口溫度250~365℃
熱負荷MW        8        10        12        14
        圓爐        方爐        圓爐        方爐        圓爐        方爐        圓爐        方爐
表面熱強度W/m2        24242        30303        36364        42424
爐膛溫度℃        738        723        802        788        859        847        915        904
體積熱強度KW/m3        36.7        41        48.9        54.7        62.5        69.9        78.8        88.2
管內膜峰值溫度℃        397        399        407        407        415        415        422        422
管外壁峰值溫度℃        435        435        452        452        469        469        485        486
規范推薦表面熱強度W/m2        30000~37000(所有立式爐)
36000~44000(立式爐或水平管立式爐)
按常壓爐標準
規范規定體積熱強度KW/m3        燃油124
燃氣165

這里僅舉一個例子,不代表方爐和圓爐的煙膛溫度的關系,僅說明方爐和圓爐的差別。從上表可以看出,如果受800℃煙氣溫度的限制,爐管表面熱強度無法達到規范推薦的上限。爐膛的體積熱強度遠低于規范規定值,也就是說,這樣的爐子還有相當人余量,如果在爐膛內再布管,還可以大幅度的提高負荷。如果采用臥管立式爐的爐型,爐膛溫度在900℃時尚能滿足規范要求。對于我們大量采用鉻鉬鋼爐管的加熱爐,管壁溫度還有相當的余量。這還只是一種工況,如果再對比雙面輻射的爐子,還會發現,達到設計規范要求的平均熱強度,幾乎所有的爐子的爐膛溫度均超過800℃.其實,同樣的表面熱強度也并不對應一個爐膛溫度,隨著爐體尺寸的變化,爐膛溫度也變化,總之,影響爐爐膛溫度的因素很多,甚至爐管的材質、預熱空氣的溫度也影響爐膛的溫度。

管式爐的爐膛溫度可以不受800℃限制。只要是爐內的支撐件,管內油膜溫度,管壁溫度以及爐襯等允許。在改擴建中,要優先考慮原有加熱爐的潛力。
繼續保留這個限制對我國的加熱爐是一種極大的浪費。洛陽興罡石化設備有限公司 0379-62329011

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